專利名稱：運動阻尼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，其中磁流變流體(MRF :magnetorheologische Flussigkeit)優(yōu)選為阻尼運動而被迫流過流路，其中，設(shè)有磁場產(chǎn)生機構(gòu)，該磁場在流路區(qū)域中作用于該磁流變流體(MRF)。
背景技術(shù)：
含有磁流變流體的裝置本身是已知的，其優(yōu)點在于，人們可通過磁場變化來影響阻尼作用。能量緩沖裝置在汽車中不僅在汽車底盤中是有利的或必需的，而且在一系列其它構(gòu)件上是有利的或必需的，例如在轉(zhuǎn)向柱、頭枕、安全帶裝置、座椅和座椅構(gòu)件等上。這種裝置同樣被用在其它車輛中，例如自行車的前后輪懸架、鞍座管等上。它們同樣被用在各種體育器械中，例如運動鞋或滑雪靴等。對于產(chǎn)生大的壓力差(利用或不利用磁場)并由此引起高的最大壓力，這種裝置是特別有利的。這可以有利地利用在被磁場貫穿的流動通道中的分隔壁來做到，該分隔壁劃分流路并且倍增摩擦面，且不會嚴重增大空間需求。作為現(xiàn)有技術(shù)，在此可以舉出EP 1270989A1，在該文獻中，磁場由同軸線圈產(chǎn)生， 作用于在多個環(huán)形同心通道內(nèi)的磁流變流體，該通道由環(huán)形分隔壁構(gòu)成。在現(xiàn)有技術(shù)的該實施方式的一個主要缺點是線圈芯體，其表現(xiàn)為“磁性瓶頸”，并因此與小型化相左。整個磁通必須經(jīng)過在線圈中心的芯體，其可由磁場經(jīng)過的橫截面面積在線圈直徑縮小時以二次冪方式遞減。但是，取決于磁飽和，芯體內(nèi)的特定磁通密度是有意義的并且是有可能達到的， 其視材料的不同為1. 5至2特斯拉。因此，徑向靠外的通道相對靠內(nèi)的芯體得到更糟糕的面積比，在通道橫截面保持不變情況下，芯體直徑越小，該面積比越小。現(xiàn)有技術(shù)中的一個主要缺點是在流動通道中的變化的磁通密度，因為磁場所經(jīng)過的面積從內(nèi)向外增大，結(jié)果，磁通密度沿徑向向外明顯遞減(在EP1270989A1中幾乎減小一半)。不同的磁通密度導致不同的粘稠度變化和由此出現(xiàn)在流動通道內(nèi)的不同壓力，這可能導致分隔壁變形。在磁體技術(shù)中有利的是，分隔壁的壁厚和分隔壁之間距離設(shè)計得小(在 0. Imm-Imm范圍)。因為扇形物表面大(只有如此，扇形物才有意義，因為扇形物應(yīng)增大摩擦面)，所以在小的壓力差時也會有大的力作用于分隔壁。(較薄)扇形物此外也可以通過牽涉到變形，這可能導致磁性短路并由此造更大的場強差。于是，無法再保證該裝置完美地發(fā)揮功能?，F(xiàn)有技術(shù)的另一個缺點是，從流向上看由磁場經(jīng)過的兩個通道部分在空間上相互分隔。流過通道的MRF顆粒經(jīng)過磁場中的該區(qū)域并在那里形成“鏈”(=粘稠度變化)，但是“鏈”又在磁場之間的中性區(qū)域消失。形成鏈所需的時間縮短有效的通道長度，因為在形成鏈的過程中MRF作用沒有完全顯現(xiàn)。就是在高流速下，必須考慮鏈形成時間，并且或許通過較長的通道來補償?？墒?，較長的通道又使芯體的磁飽和問題尖銳化。
在要完全截止MRF流過的某些應(yīng)用場合，流經(jīng)通道布置成多個環(huán)形同心通道的形式是不利的。為了防止MRF(流動)中斷，磁場不應(yīng)該在通道內(nèi)的其最弱位置低于某個值。 該最弱位置位于徑向外側(cè)，磁通密度最小處?？墒?，對于在徑向最外側(cè)通道內(nèi)的某個場強來說是必需的磁通密度，在最內(nèi)側(cè)通道中將產(chǎn)生高得多的磁通密度，這是因為流通面積較小。這一方面可能增加系統(tǒng)的能量需求，因為在內(nèi)側(cè)區(qū)域中需要很高的磁通密度，或者另一方面產(chǎn)生弱化位置，在這里，MRF可能中斷，這是因為無法達到截止通道所需要的場強。場強不能為了使徑向最外側(cè)通道也有高磁通密度而隨意提高，這是因為其它構(gòu)件可能飽和。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的上述缺陷也實質(zhì)上涉及到US 2005087408A1。該文獻所述的減震器以同軸線圈產(chǎn)生磁場，該磁場或是通過扇形物被短路并因而沒有到達徑向最外區(qū)域，或者當扇形物不導磁時，磁場通過大的氣隙和流通面積的倍增而徑向朝外顯著遞減。在WO 2007/149393A2中，磁場走向總是平行于流動介質(zhì)，由此一來，在MRF中出現(xiàn)較小的粘稠度變化，這是因為大的壓力差只能在磁力線走向垂直于流向時獲得。也存在磁力線不封閉的情況。這樣，該結(jié)構(gòu)不是很有效。尤其在高壓下，在磁場分布差異最小時在承受壓力的扇形元件中出現(xiàn)強烈變形 (缺陷)。于是無法再保證功能。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，這些變形可能更大，因為磁場產(chǎn)生機構(gòu)相對于徑向最外側(cè)扇形物通道具有很不利的狀況。DE 19820570(卡爾申克股份公司)示出一種環(huán)狀扇形物。它出現(xiàn)與上述一樣的缺陷，就是說出現(xiàn)不同的工作面大小、本身變化的磁場和本身變化的壓力。如DE 19820570的第3頁所述，由前后排列的旁通通道和截止通道構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)不可能在MRF和磁場中實現(xiàn)。在針對電流變流體設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，電場從一塊板到另一塊板(負極至正極)并通過電纜連接，而在MRF應(yīng)用中，磁場必須從磁場產(chǎn)生機構(gòu)起經(jīng)過多個元件，然后通過磁軛返回磁場產(chǎn)生機構(gòu)(磁場閉合)，其中這些部分應(yīng)該有利地具有由導磁材料構(gòu)成的相同橫截面面積。因此，該裝置結(jié)構(gòu)相同地應(yīng)用到ERF和MRF中在技術(shù)上是不正確的。在EP 1270989和US 2005087408中，從流動方向上看，扇形物經(jīng)過整個長度。但是由此帶來以下缺點，在磁力經(jīng)過的扇形段之間的扇形壁增大了基礎(chǔ)摩擦(基礎(chǔ)壓力)，這減小了張合度(=通斷之差)。在接通狀態(tài)，該扇形部不產(chǎn)生效果，因為它未被磁場經(jīng)過。 該結(jié)構(gòu)因此是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中可以防止這些缺點，這使得該系統(tǒng)可以小型化并且允許構(gòu)建更高效的阻尼裝置。在一個優(yōu)選實施方式中，這是如此做到的-這些極面基本上平坦地構(gòu)成，并且-平行于MRF的流通方向，并且-可切換的MRF通道從流向上看由磁場無中斷地施加作用，并且-此時位于該極面之間的流路通過至少一個基本平坦的優(yōu)選由鐵磁材料構(gòu)成的分隔壁被分為至少兩個流道。這些分隔壁幾乎有相同的寬度，因此得到均勻的磁場。但是此時的前提條件是，磁場磁力線基本垂直經(jīng)過該分隔壁。與現(xiàn)有技術(shù)不同，當采用線圈軸線垂直于流通方向的線圈時，通道內(nèi)的磁場不再被中斷。此外，被流過的芯體面積和被流過的通道面積之比是很有利的，因為這些面積幾乎相同。這些獨立通道基本上被相同流過。因此，本發(fā)明的一個主要特征是，磁場強度或者磁通密度從磁場產(chǎn)生機構(gòu)起(線圈，芯體)經(jīng)過扇形物(分隔壁)、通道和外殼是幾乎一樣 (均勻)的，其中，磁場經(jīng)過所述扇形物(分隔壁)、所述通道和所述外殼回到磁場產(chǎn)生機構(gòu)。在受磁場影響的各個通道內(nèi)和通道相互間來看，由此發(fā)生磁流變流體的相同的粘稠度變化，因此基本上存在相同壓力。根據(jù)哈根-泊蕭葉定律(Hagen-Poiseuille' schen Gesetz)，均勻黏度的液體分層流過管子時的體積流(即單位時間流過的體積)取決于管半徑的四次方。流阻極度依賴于管子的凈寬度的情況也出現(xiàn)在非圓筒形通道中，并且也有限地適用于非牛頓流體。因為針對具有環(huán)繞摩擦面的流路的任意尺寸設(shè)定，經(jīng)常存在結(jié)構(gòu)限制條件，所以通常出現(xiàn)獲得高流速并由此無法按照期望程度實現(xiàn)運動阻尼的問題?，F(xiàn)在為了解決這些難題，本發(fā)明提出，該流路通過構(gòu)成至少一個附加摩擦面的分隔壁被分為至少兩個流道。該流路具有外殼，就是說，流路形成在管、通道等內(nèi)。它優(yōu)選表現(xiàn)為裝有流體的容器的流出通道。通過這種方式，雖然通過分隔壁僅提供了兩個附加的摩擦面，但是其對流動阻力的影響遠大于僅僅兩倍，這是因為限定流路的外殼的凈寬大約減半。 該附加摩擦面是非常平坦的。在一個優(yōu)選實施方式中規(guī)定，多個分隔壁相互平行地組成至少一組，由此，將進一步加強上述效果。這樣，通過磁場可以在寬廣范圍內(nèi)調(diào)節(jié)阻尼效果，在最大磁場下甚至可以 (并且也已經(jīng)做到了)截止壓力高達60巴、優(yōu)選高達400巴的磁流變流體的流通。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的MRF閥門大多只以30巴左右的最大壓力工作。上述的結(jié)構(gòu)特征沒有由以上指出的現(xiàn)有技術(shù)所公開，因此也沒有給出教導。對于該裝置的完美有利的功能所必需的裝置優(yōu)化，要求在最短時間內(nèi)通過形成和改變磁場來改變流動性能。磁力線走勢、橫截面形狀、材料選擇、壓力狀況、變形、空間需求等不是從不言而喻的等同可能性當中選擇的，而是廣泛深入研究試驗的結(jié)果?，F(xiàn)有技術(shù)沒有對此給出細節(jié)，絕非偶然。此外，本發(fā)明的特點是緊湊的結(jié)構(gòu)，其主要在狹窄空間狀況和/或需要較輕重量時(例如在自行車結(jié)構(gòu)中)是有利的。在第一實施方式中，該組由平行于流道延伸的多個分隔壁構(gòu)成，這些分隔壁通過豎立的舌片、尤其是豎立彎曲的邊緣舌片保持分隔。通過在舌片上的任意聯(lián)接、直接粘接、 焊接、膠條等，該組可被組裝在一起。例如可以設(shè)有0.2毫米厚的16塊分隔壁，它們將流出通道分為17個0.2毫米的流道。流出通道因此在極面區(qū)域內(nèi)具有6. 6毫米凈高。代替由多個單獨元件組成的組，也可以想到例如由塑料或金屬構(gòu)成的分隔壁組按照壓鑄或注塑方法等一體制成。在另一個實施方式中，至少一個分隔壁可以沿流出通道的橫截面平面延伸并且具有多個縫隙，所述縫隙構(gòu)成該流道，其中縫隙壁表現(xiàn)為附加摩擦面。這樣的分隔壁能以金屬片沖壓件、燒結(jié)件或MIM件(金屬壓鑄)的形式制成，其中它例如呈板條狀或梳狀。優(yōu)選地， 在縫隙之間余下的連片可以在中央連接片的兩側(cè)延伸。
為了達到每個所需的流道長度，在此實施方式中可以緊密地相鄰排列多個這樣的分隔壁，在此，縫隙是對齊的。可以在另一個實施方式中規(guī)定，該組具有縱向貫通的空腔，該空腔在流路中居中延伸。此實施方式允許引導構(gòu)件經(jīng)過設(shè)置在流路中的該組。如果從容器中壓迫出流體的活塞不是被推壓而是被拉動，那么該構(gòu)件例如可以是繩索或活塞桿等。如果設(shè)置在流路內(nèi)具有極面的可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)，其中磁場通過所述極面作用于磁流變流體以控制流速，則按照本發(fā)明形成附加摩擦面是特別有利的，其中每個分隔壁的摩擦面構(gòu)成平行于所述極面的附加極面。雖然每個分隔壁減小了該流出通道的橫截面面積，進而減小了單位時間可磁化的流體體積，但通過每兩個極面之間的縮小間距，在尺寸保持不變的情況下仍造成更高的壓力差。因此，優(yōu)選多個分隔壁組成一組并且安裝在該流出通道中。在此組中，對于磁化強度很重要的極面間距離是如此小，以至流出通道的高度可被增大，以使瓶頸的流通橫截面適應(yīng)要被迫流過的磁流變流體的待磁化體積。需要時，在設(shè)有多個間隔比較近的極面時，瓶頸的自由橫截面面積甚至大于容器的自由橫截面面積，瓶頸此時構(gòu)成“擴寬處”。以下實施方式是非常有利且容易制造的，在此，該分隔壁由變壓器鐵片沖壓形成并且在相互接觸的表面上涂有漆。涂漆使得這些鐵片彼此絕緣，從而所產(chǎn)生的渦電流不會發(fā)生疊加。為了能借助磁場來影響磁流變流體的流動性能以改變瓶頸的流動阻力，需要滿足不同的條件。由線圈產(chǎn)生的磁場必須被施加到磁流變流體中，為此，該裝置的、針對經(jīng)過磁流變流體的磁力線直接路程而設(shè)的元件和部分應(yīng)當比位于該磁力線的直接路程之外的其它元件和部分具有更高的導磁性。所加入的附加極面在此增加了作用于磁流變流體中的與磁場交互作用的顆粒的磁場密度。為了改善該作用，此時應(yīng)該盡量避免流動中的紊流，至少不促成該紊流。因此，優(yōu)選裝入具有光滑的不促成渦流的表面的分隔壁。平坦表面尤其是適當?shù)?。豎立的連片或邊緣是不利的。與此相反，增強摩擦的層是有利的。因此，在流路外殼外配設(shè)的線圈配備有由如變壓器鐵片、鐵氧體粉末等導磁材料構(gòu)成的芯體，這些導磁材料以下也被稱為線圈芯體材料，尤其是配備有例如成C形的鐵芯。 該流路延伸經(jīng)過留在C形芯體的極面之間的縫隙。流路外殼的貼靠該極面的壁由良導磁材料構(gòu)成，而側(cè)壁由導磁性至少不如磁流變流體的材料構(gòu)成。本發(fā)明通過簡單的方式實現(xiàn)了該流路的外殼具有圓筒形橫截面。在此實施方式中，該裝置包括連貫的圓筒形管，在該圓筒形管中，瓶頸通過安裝分隔壁、當然尤其通過安裝上述的分隔壁組而構(gòu)成，在這里，在兩側(cè)給該分隔壁組分別配備一個橫截面為圓弧段形的且由線圈芯體材料構(gòu)成的元件作為末端件，從而該圓筒形管被充滿。因為線圈以鐵芯極面朝外，所以該圓筒形管尤其由不導磁材料或至少導磁性不如要被迫流過流道的磁流變流體的材料構(gòu)成，以避免經(jīng)由管壁的磁短路。該分隔壁組本身也可以根據(jù)導磁性能方面的要求來如此構(gòu)成，即，例如平行于流道延伸且由線圈芯體材料構(gòu)成的多個分隔壁通過由至少弱導磁性材料構(gòu)成的連片相互分隔。如果多個分隔壁如上所述地由線圈芯體材料沖壓形成，則留下的連片可以不由弱導磁性材料構(gòu)成，但事實表明，連片在相應(yīng)縮小時是如此磁飽和，以至于該磁場還是充分地被迫流過流道?；蛘?，可以有利地在分隔壁中設(shè)置多個缺口，由弱導磁性材料或不導磁材料
7構(gòu)成的支座穿過所述缺口，該支座保持多個分隔壁間隔開。在表現(xiàn)為很節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)選實施方式中規(guī)定，可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)具有被線圈纏繞的芯體，該芯體構(gòu)成設(shè)在流路中的分隔壁，其中該線圈軸線垂直于該流道，并且該流路具有由導磁材料構(gòu)成的外殼。優(yōu)選這些分隔壁組成兩組，這兩組布置在被線圈卷繞的芯體的兩側(cè)。設(shè)置在兩組分隔壁之間的芯體優(yōu)選以其上繞有線圈繞組的近似長方體的形式構(gòu)成，該線圈繞組的線圈軸線垂直于經(jīng)過該流路的流動方向延伸。當線圈被“立體 (dreidimensional) ”卷繞且該流道的流入開口和流出開口自由開放時，線圈內(nèi)的芯體同樣可以包含流道。特別優(yōu)選包括兩個立體纏繞的、對稱內(nèi)置的線圈的實施方式，每個所述線圈作為芯體地具有圓弧段形的貼靠管內(nèi)表面的元件。在兩個芯體之間有分隔壁組，該分隔壁組可以如上所述地具有連貫的空腔。當容器和流出通道由連貫的圓筒形管一體制成時，該實施方式也是特別有利的。當線圈和芯體構(gòu)成中央分隔壁并且在兩側(cè)設(shè)有分隔壁組時，則這兩組又通過一個橫截面為圓弧段形的由線圈芯體材料構(gòu)成的元件來補充完整，其弧形面貼靠管的內(nèi)表面。 與上述的具有外設(shè)線圈的實施方式不同，在此實施方式中，管由線圈芯體材料構(gòu)成，以便無需附加構(gòu)件直接封閉磁回路。因此，從大致在流路中心的線圈芯體起，磁力線垂直向外經(jīng)過該流道或者具有附加極面的分隔壁組以及圓弧段形元件，進入圓筒形管，磁力線從該圓筒形管中徑向相對地經(jīng)過第二圓弧段形元件和第二流道或者第二分隔壁組，回到居中布置的被纏繞的芯體。在本發(fā)明的裝置中，可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)的內(nèi)側(cè)構(gòu)件(線圈，分隔壁，芯體)可以在圓筒形管內(nèi)軸向移動。此時有利的是，內(nèi)側(cè)構(gòu)件可以借助活塞桿被拉動或壓動，或者可以借助繩索運動，其中，供能用電纜可以從該活塞桿的孔中穿過。


以下，將結(jié)合附圖的視圖來詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于此，其中圖1是自行車后減震的減震阻尼裝置的示意圖，圖2是圖1的連接管路的縱截面圖，圖3表示圖2的流路的橫截面，圖4是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實施方式的示意斜視圖，圖5是根據(jù)圖4的裝置的第一實施方式的端視圖，示出了磁場磁力線的分布，圖6a是不帶切向邊緣的第三實施方式的局剖斜視圖，圖6b是帶有切向邊緣的第三實施例的局剖斜視圖，圖7是第一實施方式的分隔壁組的斜視圖，圖8是圖6的實施例的端視圖，圖9表示分隔壁的第二實施方式，圖10是第二實施方式的分隔壁組的放大側(cè)視圖，圖11以斜視圖表示磁線圈的第二實施方式，圖12表示包括根據(jù)圖11的磁線圈的該裝置的另一個實施方式的橫截面，圖13表示該裝置的第四實施方式的局部縱向截面，
圖14和圖15表示用于本發(fā)明裝置的控制裝置的兩個電路圖，以及圖16是包括獨立的分隔壁線圈的分隔壁疊組的透視圖。
具體實施例方式如圖1所示，運動阻尼裝置例如可以設(shè)置在自行車的后減震 (Hinterradschwinge)上，其中容器1包括借助活塞桿被固定在自行車車架上的活塞53。在該活塞的上方，在容器1內(nèi)充入流體如磁流變流體。在活塞53下面，設(shè)有彈簧或起彈簧作用的充填氣體55。在后懸架上還固定有平衡容器51，流體可以從容器1經(jīng)連接管路52進入平衡容器內(nèi)。平衡容器裝有活塞54并且在活塞54下方同樣具有彈簧或起彈簧作用的充填氣體56。在連接管路52中有瓶頸4，該瓶頸產(chǎn)生抵抗溢流流體的反作用力，從而實現(xiàn)了阻尼。沒有示出可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)。圖2示出了管路52的縱截面。瓶頸4由加入流路5的一組17平坦分隔壁15構(gòu)成，在這些分隔壁之間留有許多流道16。如果流路5被圓筒形管包圍(其中該圓筒形管是管路52的一部分)，則一個上圓弧段形元件和一個下圓弧段形元件23被安裝到該組17分隔壁15上，這些圓弧段形元件貼靠管路52的內(nèi)表面。這些平坦的分隔壁15均具有用于流體的兩個附加摩擦面，這兩個附加摩擦面在該流路中造成在較小長度上有很高的流動阻力。從圖3中看到分隔壁組17的另一個實施方式。在這里，這些分隔壁15共同以塑料注塑件或金屬壓鑄件的形式設(shè)置，該塑料注塑件或金屬壓鑄件能夠以一體件形式被加入管子或管路中。該組17具有中心空腔21，管路、繩索、桿等可引導穿過該中心空腔。如果運動阻尼的過程應(yīng)由某些標準來決定，則可以采用一種磁流變流體，其被迫流過流路5并且其流動性能可受到可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)2的影響。在此情況下，這些分隔壁優(yōu)選由導磁材料構(gòu)成，從而當磁線圈7配設(shè)有芯體6時，摩擦面也構(gòu)成極面，芯體的極面11、 12平行于摩擦面。線圈7此時如此布置，即線圈軸線垂直于分隔壁15之間的流道16。在圖4和圖5中，可以更好地看到另一個實施方式的細節(jié)。容器1尤其呈圓柱體形并且裝有可移動的活塞，借助所述活塞，磁流變流體3被迫流過該流路。相連的流出通道的橫截面大致為矩形，并且通過由良傳導性的線圈芯體材料構(gòu)成的分隔壁15(圖4示出其中兩個)把流路5分成多個流道16，這些流道在寬度相同時具有明顯縮小的高度。本實施例的磁場產(chǎn)生機構(gòu)2具有線圈7，該線圈設(shè)有由良導磁性線圈芯體材料如鐵構(gòu)成的C形芯體 6，該線圈的軸線垂直于在流路5或由分隔壁15構(gòu)成的流道16中的磁流變流體3的流動方向。C形芯體6也可由鐵片例如變壓器鐵片組成。除了作為具有優(yōu)良磁性能的最有利材料的鐵外，作為線圈芯體材料，也可以考慮 硅鐵，它是具有良好磁性和弱導電性能以及最小頑磁的相對有利材料；磁性鋼，它是價格較高、不生銹和磁性略弱的材料；鎳鐵，是典型的價格較高、磁導率最高的軟磁合金；以及，作為最昂貴材料但具有最高飽和磁通密度的鐵鈷。根據(jù)應(yīng)用場合，也可以使用其它材料(例如芯體由鐵氧體、鐵粉或其它粉末混合物構(gòu)成)?！跋∮小辈牧嫌锌赡軒韮?yōu)點(例如BASF Catamold FN50 適用壓鑄)。C形芯體6具有平坦的相互平行的極面11、12，流出通道在極面之間延伸經(jīng)過。磁流變流體3的導磁能力弱于芯體6的導磁能力，因而由圖5所示磁場的磁力線10的強度取決于極面11、12之間的間隙的高度。每個分隔壁15均減小了該高度并且構(gòu)成平坦的附加極面 13、14。如果只設(shè)有一個分隔壁15，則上側(cè)的流道16對應(yīng)于極面11和14，下側(cè)的流道 16對應(yīng)于極面13和12。每個位于其間的其它流道16可以受到兩個分隔壁15的極面13和 14的影響。在根據(jù)圖4的實施方式中，流路5在該流出通道的經(jīng)過芯體6的部分中設(shè)有三個流道16，這三個流道幾乎占據(jù)整個寬度。在根據(jù)圖5的實施方式中，該流出通道的側(cè)壁8 至少在流路5內(nèi)是由至少弱導磁性的材料構(gòu)成的，并且由線圈芯體材料構(gòu)成的分隔壁15通過連片22相互分開，該連片同樣由至少弱導磁性的材料構(gòu)成。圖7示出多個分隔壁15，其在縱向兩側(cè)邊緣處具有彎曲的舌片18，所述分隔壁15 通過舌片保持分隔并且所述舌片限定出多個流道16。這些分隔壁15依靠舌片18并通過粘接、焊接等聯(lián)接為一組17，該組可以作為一個單元裝入流出通道內(nèi)。分隔壁15例如由變壓器鐵片構(gòu)成，就是說由導磁性能很強的材料構(gòu)成，并且如圖7所示的組17包括16個分隔壁 15和16個流道16，該分隔壁和該流道的厚度或高度全都一致，例如等于0. 2毫米。該組17 因此具有6. 4(6. 2)毫米的總厚度。圖6與圖8至10表示一個實施例，其中磁線圈機構(gòu)設(shè)置在流路5內(nèi)。圖6示出流出通道的傾斜剖視的斜視圖，該流出通道如圖所示為帶有螺紋接頭27的圓筒形管件。容器 1被擰入螺紋接頭27中，該容器也由直徑相同的管件構(gòu)成。瓶頸4在流路5起點處由襯套 24的楔形中央片25構(gòu)成，從而從容器1流出的磁流變流體3被分為兩路支流26。線圈機構(gòu)2具有磁線圈7，該磁線圈的軸線垂直于流路5且居中設(shè)置在流出通道內(nèi)，從而它被楔形中央片25擋住(圖8)。線圈7內(nèi)也設(shè)有芯體6，芯體在此實施例中為方塊體形并且在兩側(cè)與一組17具有多個流道16的分隔壁15相接，如圖7或以下結(jié)合圖9和圖10所述。作為芯體，可以采用永磁體或者永磁體和軟磁材料的組合。作為每組17的末端，分別安裝一個幾乎呈圓弧段形的元件23(極靴)，其由線圈芯體材料制成并且貼靠圓筒形流出通道的內(nèi)表面。在此實施例中，流出通道同樣由線圈芯體材料如鐵管等制成，用于閉合磁場磁力線10。 連接電線28以未詳細示出的方式從流出端側(cè)伸出該流出通道。如圖7所示，該組17可以由沿流路5縱向延伸的多個分隔壁15組成。圖9和圖 10示出形成具有多個流道16的一組17分隔壁15的第二種可行方案。每個分隔壁15此時在垂直經(jīng)過出口通道的徑向平面內(nèi)延伸，并且流道16由開設(shè)在分隔壁15中的縫隙19組成。這樣的分隔壁15尤其可以由變壓器鐵片等沖壓形成，其中多個縫隙19通過連片20相互分隔開，該連片從中央連接片22 (圖9)中伸出。于是，這些縫隙19 一直延伸到邊緣并且被襯套24的側(cè)面部分擋住。連接片22當然也可以設(shè)置在兩個邊緣上，并且這些縫隙無中斷地在它們之間延伸。如圖10所示，多個分隔壁15前后緊密排列，其中縫隙19是對齊的。 縫隙壁此時表現(xiàn)為附加極面13、14。也可以想到以折疊件形式構(gòu)成分隔壁組。此外，由于通過沖壓變壓器鐵片等來進行加工，因此允許將線圈芯體6、兩組17分隔壁15以及圓弧段形末端元件23 —體制成，以匹配于出口通道5的圓筒形橫截面，它于是具有圖9所示的形狀。這些分隔壁15彼此相接的側(cè)面可以配設(shè)有電絕緣漆皮，從而在各個分隔壁15中出現(xiàn)的渦電流不會發(fā)生疊加。圖10所示的部分30配設(shè)有線圈7并且被安置在襯套24中，該襯套隨后被插入出口通道或管路52中，并被軸向固定。襯套24由弱導磁性材料如塑料構(gòu)成。
圖11和圖12表示兩個實施方式，其中的線圈7是“立體”卷繞的，就是說，每個繞組不在一個平面內(nèi)，而是由多個部分組成，其中在流路5的縱向上延伸于流出通道內(nèi)的筆直部分32之間，分別有一個大致為半圓形的部分33向上或向下延伸。線圈7由此在兩端張開，并且一個部件30(參見圖12)可以具有中央空腔21，如上所述的拉拽機構(gòu)可以穿過該中央空腔延伸向活塞或者容器1底面。但是，空腔21也可以用于容納用于該組17分隔壁 15的連接件或者圖1所示的繩索34。因為線圈7在兩端被撐開，所以在線圈7內(nèi)的芯體6 也可以具有多個流道16，該流道通過縫隙19形成在對齊的連片20之間。

圖11所示的形式也可以由兩個線圈7構(gòu)成，如圖12所示。在此實施例中，兩個線圈中的每個線圈7對應(yīng)于作為芯體的圓弧段形元件23，其中在兩個元件23之間設(shè)有一組 17分隔壁15，其具有流道16和中央空腔21。襯套24為環(huán)形且相對容器1傾斜，在此，它構(gòu)成瓶頸4(圖6)。設(shè)置在磁流變流體3或者流路5中的可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)也可以包括帶有平面線圈和芯體的印制電路板，其中在印制電路板上還可以布置用于控制該機構(gòu)2的其它電子元器件。這些線圈7不僅可以由絕緣銅線構(gòu)成，而且可以由銅帶、銅箔或陽極氧化鋁箔制成。圖13表示這樣的實施例，其中在流路形成于其一端的容器1上密封裝設(shè)有類似容器的蓋子37，在此，容器1和蓋子37能夠相對收縮以減小內(nèi)腔。蓋子37帶有傳感器38，該傳感器對應(yīng)于容器1上的長度刻度，從而可掌握滑移運動行程。蓋子37還配設(shè)有壓力傳感器39，從而可以根據(jù)壓力和/或行程來改變在流路5內(nèi)的內(nèi)設(shè)線圈7的磁場。本實施例例如可被應(yīng)用在自行車鞍座柱上。圖14表示一個簡單的脈沖控制裝置(PWM)的例子，其中線圈電流是可變的。開關(guān) S在最簡單的實施例中可以是機械開關(guān)/按鍵；采用晶體管是有利的。但是也可以想到其它可行方式，例如繼電器或晶體管的特殊形式(M0SFET，IGBT)。而且，該開關(guān)也可以設(shè)置在 GND-支路中，即在線圈和接地(GND)之間。電阻Rs表示可以測量電流。電流測量除借助并聯(lián)測量之外，還可以通過其它方式來實現(xiàn)，例如電流互感器或集成解決方案(電流測量IC， 霍爾傳感器)。電流測量可以在電路的任何位置進行。二極管D是續(xù)流二極管，該續(xù)流二極管使得在S斷開后，線圈7可以繼續(xù)驅(qū)動電流。該二極管也可以用開關(guān)(Sync-FET)替代。除了該控制裝置的簡單可行方式外，控制裝置還可以配備各種傳感器，這些傳感器允許構(gòu)成控制回路。根據(jù)使用目的不同，可以采用例如壓力傳感器、力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、速度傳感器或加速度傳感器。也可以想到這些傳感器或其它傳感器的組
I=I O圖15示出了借助全橋(H橋)控制裝置的例子。線圈L因此可以被雙向控制，就是說，線圈端的極性可以交替。這例如允許加強或減弱在線圈磁回路中的永磁體。在脈沖控制裝置(PWM)中，線圈電流可以改變。電阻Rs表示可以測量電流。電流測量除了借助并聯(lián)測量之外，也可以通過其它方法例如電流互感器或集成解決方案(電流測量IC，霍爾傳感器)進行。電流測量位置可以變化，有利的是，例如測量在接地(GND)支路中進行，以獲得以GND為基準的測量信號。此外，例如在S2和S4之前的重復(fù)測量也可能帶來好處，這是因為由此測量了在每個半橋支路中的電流(故障識別)。除了控制裝置的這個簡單可行方式外，在此實施例中，控制裝置也可以配備各種傳感器，所述傳感器允許構(gòu)成控制回路。根據(jù)使用目的不同，例如可以采用壓力傳感器、力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、速度傳感器或者加速度傳感器。也可以想到這些傳感器或其它傳感器的組合。圖16表示分隔壁疊組的一個實施例，其中該流路通過相互間隔布置的多個分隔壁15'被分為多個流道16。圖12連同流向指示一起舉例示出了其中一個流道。在此實施例中，為由導磁材料或者說鐵磁材料構(gòu)成的每個分隔壁15'配備一個自己的分隔壁線圈7'，它總是由唯一的繞組構(gòu)成。該繞組例如可以由被絕緣的導體構(gòu)成。所述單獨的分隔壁線圈是電氣串聯(lián)的，其中，在上的各個分隔壁線圈的輸出分別與在下的各個分隔壁線圈7'的輸入相聯(lián)接。這些接觸點用35表示。作為上述附圖的線圈7的替代或補充，可以設(shè)有這些分隔壁線圈7'。如果它們只是替代所述線圈，則這些分隔壁線圈共同構(gòu)成線圈7。繞組優(yōu)選至少在流入側(cè)或流出側(cè)最多與分隔壁本身一樣高，借此不阻礙流通。線圈在側(cè)面可以較高。在此，也可設(shè)置墊塊34(例如形成在分隔壁線圈7'的絕緣部中)及接觸點35。線圈繞組也可由陽極氧化鋁箔構(gòu)成。也可將繞組設(shè)置在印制電路板上。印制電路板隨后以多層形式堆疊。這些分隔壁15'優(yōu)選由導磁鐵磁材料構(gòu)成并且構(gòu)成各個分隔壁線圈的芯體。芯體6、分隔壁15和外殼可以分別局部或完全由永磁體構(gòu)成。為此，它們至少部分由像磁鐵或磁性鋼合金、鐵氧體、AINiCo、稀土如SmCo和NeFeB這樣的材料制成。也可以想到結(jié)合其他材料(例如在塑料復(fù)合磁體中那樣的材料)來制造。如果使用了分隔壁單線圈，則如上所述，可以省掉上述實施例的帶有附圖標記7 的線圈。由此獲得減輕重量和節(jié)省空間的優(yōu)點。但在磁場很強的情況下，人們可以使用兩個線圈，即線圈7和分隔壁線 圈7'。
權(quán)利要求
1.一種運動阻尼裝置，在該運動阻尼裝置中，磁流變流體(3)為了阻尼運動而被迫流過形成瓶頸的流路(5)，其中設(shè)有磁場產(chǎn)生機構(gòu)，該磁場產(chǎn)生機構(gòu)的磁場在該流路區(qū)域內(nèi)通過極面作用于該磁流變流體，其特征在于，該流路( 通過至少一個構(gòu)成附加摩擦面(13，14)的、且基本平坦的分隔壁(1 被分為至少兩個基本平坦的流道(16)。
2.一種包括磁場發(fā)生機構(gòu)和至少一個流經(jīng)通道的閥門，其中在該流經(jīng)通道內(nèi)設(shè)有可被磁場影響的流體，其特征在于，該流經(jīng)通道( 通過至少一個構(gòu)成附加摩擦面(13，14)的分隔壁(15)被分為至少兩個流道(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所有摩擦面的形狀幾乎相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，在構(gòu)成附加摩擦面(13，14)的分隔壁(1 中的磁場強度或者磁通密度與在所述磁場發(fā)生機構(gòu)中幾乎一樣(均勻)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其特征在于，在各個通道內(nèi)的磁場強度或磁通密度幾乎一樣(均勻)地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于，這些附加摩擦面(13，14)平坦地 (平面地)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于，多個分隔壁(1 相互平行地組成至少一組(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于，這些分隔壁(1 平行于該流道 (16)延伸，并且這些分隔壁通過墊塊例如豎立的舌片(18)保持相互分隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其特征在于，該分隔壁(1 沿該流路(5)的橫截面平面延伸，并且該分隔壁具有構(gòu)成所述流道(16)的多個縫隙(19)，其中縫隙壁表現(xiàn)為所述附加摩擦面(13，14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，多個分隔壁(1 緊密排列成一組(17)， 其中所述多個縫隙(19)彼此對齊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的裝置，其特征在于，該組(17)具有縱向貫穿的空腔(21)，該空腔延伸經(jīng)過該流路(5)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的裝置，其特征在于，該流路( 具有圓筒形外殼， 該極面(11,1 設(shè)置在圓弧段形元件上，該圓弧段形元件的曲面匹配于該外殼的內(nèi)壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的裝置，其特征在于，該磁場的磁力線(10)基本垂直經(jīng)過該流道(16)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的裝置，其特征在于，可變磁場產(chǎn)生機構(gòu)( 具有被線圈(7)纏繞的芯體(6)，該芯體構(gòu)成設(shè)置在該流路(5)內(nèi)的所述分隔壁(15)，其中線圈軸線垂直于該流道，并且該流路(5)具有由導磁材料構(gòu)成的外殼。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的裝置，其特征在于，在每個分隔壁(15)中，至少將分隔出該縫隙(19)的連片(20)、優(yōu)選的對應(yīng)于該芯體(6)的中央?yún)^(qū)域、及該圓弧段形元件 (23)這三者一體地且通過至少一個連接片0 相互關(guān)聯(lián)地形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15之一所述的裝置，其特征在于，該分隔壁(1 由變壓器鐵片沖壓形成并且優(yōu)選至少在相互接觸的表面處是絕緣的，尤其是被涂漆的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16之一所述的裝置，其特征在于，在該線圈(7)內(nèi)的該芯體(6) 同樣包括流道(16)，其中該線圈(7)的繞組使得該流道(16)的流入開口和流出開口自由開放。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17之一所述的裝置，其特征在于，該線圈以帶形線圈的形式例如由銅或陽極氧化鋁形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18之一所述的裝置，其特征在于，該芯體(6)、該分隔壁(15)、 該極靴03)或該容器(1)至少部分由材料例如磁鐵或磁性鋼合金、鐵氧體、AINiCo、稀土如 SmCo 和 Nei^eB 構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19之一所述的裝置，其特征在于，該裝置在施加最大磁場時截止流過該流道(9)的磁流變流體。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20之一所述的裝置，其特征在于，該流路通過至少一個、優(yōu)選多個間隔的分隔壁(15')被分為多個流道，這些分隔壁中的至少一部分、優(yōu)選每個分隔壁均配屬有一個自己的分隔壁線圈，該分隔壁線圈優(yōu)選在該分隔壁的端面區(qū)域內(nèi)圍繞該分隔壁。
22.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，該分隔壁線圈具有唯一的繞組，該唯一的繞組能由被絕緣的導體構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22之一所述的裝置，其特征在于，相鄰的分隔壁的分隔壁線圈彼此電連接，優(yōu)選串聯(lián)連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至M之一所述的裝置用于雙輪運輸工具的用途，在該雙輪運輸工具中，所述裝置設(shè)置在車架和彈簧叉或后部結(jié)構(gòu)之間。
全文摘要
披露一種運動阻尼裝置，在該運動阻尼裝置中，磁流變流體(3)為了阻尼運動被迫流過形成瓶頸的流路(5)，其中，流路(5)通過至少一個構(gòu)成附加摩擦面(13，14)的分隔壁(15)被分為至少兩個流道(16)。
文檔編號F16F9/53GK102159848SQ200980136990
公開日2011年8月17日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者于爾根·波賽爾, 斯特凡·巴特洛格, 赫爾諾特·埃爾森索恩 申請人:因文圖斯工程有限公司