用于磁流变液的阀的制作方法

专利名称：用于磁流变液的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于磁流变液的阀，所述阀具有流动管，对于该流动管，经过该流动管的磁流变液通流可借助作用于该流动管上的磁场而改变。经过该流动管的流阻以及因此经过该阀的通流适当地受到该磁场影响。
背景技术：
磁流变液通常包括小铁磁颗粒(例如羰基铁粉)的悬浮液，所述小铁磁颗粒精细地分布在承载液体中。这些颗粒典型地具有O. I到50微米之间的直径，并且在磁场的作用下形成链状结构，从而磁流变液的粘性在磁场作用下显著增强。在这种情况下，粘性的变化在几毫秒或者更短的范围内非常快速的发生，并且完全可逆。
具有磁流变液的阀的主要优点是在几毫秒或者更短的范围内非常快速的转换时 间，以及省去运动机械元件的可能性。这些用于磁流变液的阀在现有技术中是公知的，其中经过该阀的通流由电磁体控制。由于流阻直接取决于电磁体的磁场，这种阀可以简单的方式被控制。但是，根据现有技术的这种系统的缺点是持续能量需求。为了维持该磁场，电流必须在电磁体的线圈中持续流动。尤其是在必须持续地存在磁场的应用中，所以这种系统的能量需求是高的。为了降低这些阀的能量需求，用于磁流变液体的阀在现有技术中是公知的，其中永磁体规定阀的工作点并且偏离该工作点借助电磁体而被设置。因此能量需求在多数情况下被降低，这是因为在经过该阀的通流必须仅在小范围内变化的应用中，仅必须电气产生磁场中的相应微小变化。此外，如果电源失效或者控制或线圈中发生故障，使用永磁体可以确保紧急运行功能。然而，与该工作点的任何偏离再次需要用于电磁体的能量。因此永磁变化就持续需要能量。所以尤其当存在对于大部分工作时间而言的优选工作点时，这种阀是有益的。但是在许多应用中，并不能确定用于大部分工作时间的优选工作点。例如，对于以相同频率完全打开以及完全关闭的阀来说，情况如此。然而，例如在阀的通过流阻持续变化时或者在每种情况下不同状态存在较长时间段时，还出现显著的能耗。在这种情况下或者其他情况下，不同的状态还可呈现有相同的权益(entitlement),因此用于在阀中规定优选工作点的永磁体仅仅提供了较少的节能，甚至不提供节能。

发明内容
对比所描述的现有技术的背景，因此本发明的目的是制造一种用于磁流变液的阀，所述阀能够被变化地设置并且具有较低的能量需求。该目的是借助根据本发明的用于磁流变液的阀而实现，所述阀具有权利要求I的特征。根据本发明的方法是权利要求17的主题。优选改进是从属权利要求的主题名称。本发明的另外的优点和特征可从示意性实施方式中获取。根据本发明的用于磁流变液的阀包括至少一个流动管，磁流变液能够流过该流动管，并且所述磁流变液的穿透流将被控制。在这种情况下，该流动管或者至少一个流动管可暴露于至少一个可变磁场，以便流动管的流阻进而阀的流阻都可借助流动管中的磁场而被设置。磁场能够借助磁装置永久产生，该磁装置至少部分地包括硬磁材料。在这种情况下，硬磁材料的磁化可借助来自磁场产生装置的至少一个磁脉冲而永久改变，以便永久改变作用在流体管中的磁场，进而改变流动管的流阻。根据本发明的阀具有许多优点，首先，借助来自磁场产生装置的磁脉冲能够实现的磁体的磁化的所有可能改变。因此，可能的是，磁装置的磁性例如借助单个短脉冲而永久改变。仅仅用于短时间段的能量对于短磁脉冲而言是必须的，而随后持续地存在磁装置的场。存在使用根据本发明的阀的许多不同的可能性，例如所述阀可用于减震器。
在根据本发明的阀中，优选地可能是借助作用在流动管中的磁场来防止磁流变液的流动。由于发生作用的磁场，该阀可完全关闭直到一定压差，并且在较高压差的情况下所述阀引起相应的流阻。确切地说在移动应用中，例如对于膝关节置换的需要不同阻尼性质(取决于佩戴者以及佩戴者的活动)的减震器中的阀，对工作点的最优化并不是一种优点并且持续能量需求是显著不利的。本发明在这里提供了显著的优点，即单个脉冲足以持续规定一值。如果例如具有膝关节置换的人员站在一个位置太长时间，阻尼表现可对于该整个时间段来说保持不变。因此节省能量的显著比例，而并没有随后出现舒服感的丧失。反之，该膝关节的设置可最佳适应于相应情况，当然用来供电的电池的寿命增加。由流动管中的磁装置产生的磁场在没有任何能量供给的情况下作用，并且持续地保持其磁场强度，只要该磁场强度并不受到外部环境影响，该外部环境例如为其他磁场、温度影响以或者自然老化过程。例如，当抵达磁体的居里温度时磁场急速丧失。甚至如果根据本发明的阀的工作点方面更加频繁地变化，也并不持续地需要能量，而仅仅在用于磁脉冲的短时段需要。因此，甚至在频繁调节的情况下，与根据现有技术的阀比较而言，节能是可能的，节能越多，工作点的调节越不频繁。另一个优点是允许紧急运行功能的可能性。如果例如供给电压降低表示能量供给将在不久之后丧失(蓄能器几乎耗尽，并且主电力失效等)，该阀的规定状态可借助于最后的脉冲来设置。在本申请的上下文中，比磁脉冲的持续时间长多倍的时间段被认为是持续的。尤其是，至少几秒、分钟、小时、天或者更长的时间段被认为是持续的。但是，所设置的磁化并不必须明确地保持这么久，这是因为磁化可能经受天然波动以及衰减现象。与此相比，变化所需要的磁脉冲的持续时间是相对较短的。尤其是该单个短脉冲的持续时间在这种情况下优选地小于I分钟、尤其优选小于I秒。磁装置的实际上均匀永久磁化的持续时间与磁脉冲的持续时间之间的比值通常高于10、尤其是高于100、更优选地高于1000。10000、100000、一百万甚至高得多的值的比值是可能的并且是优选的。当其矫顽力大于lkA/m、尤其是大于10kA/m时,该材料在此被认为是硬磁的。具有硬磁特性的区域在下文被称为“磁体”，并且该术语在本申请的上下文中也被理解为表示“永磁体”。优选地，该磁装置的永久磁化能够借助来自磁场产生装置的至少一个磁脉冲被设置成零和剩磁之间的任何期望值。在这种情况下，优选的是，磁化的极性也可是可变的。可能的是，改变在流动管中作用的磁场，而并没有永久改变磁装置的硬磁区域的磁化强度。优选地，持续静止磁场能够借助于磁装置而被产生，其中该磁场可与磁场产生装置或者另一磁场产生装置的动态磁场叠加，而不改变磁体的持续磁场。尤其优选的是，磁场产生装置包括至少一个电线圈或者被如此设计。电线圈可产生强磁场，并且可设计具有较小的结构，以便他们也适用于较小的阀上。磁场产生装置被此后简单地设计为线圈，但是可也使用其他装置和方法，例如相对较强的永磁体。电磁体或者线圈因而首先适于作为磁场产生装置，这是因为可在较短的时间内产生非常强的磁场，并且仅通过电气方式可以实现调节。此外，所期望的磁化可以直接的方式 被设置。该设定值根据需要可以处于零与磁体的最大剩磁之间，或者当磁体的极性反向的时候处于负剩磁与正剩磁之间。优选地，设置至少一个电容器装置，以便使得用于产生至少一个磁脉冲的能量可用。有益的是，设置至少一个蓄能器，尤其是电池，以便使得用于产生至少一个磁脉冲的能量可用。在全部改良中，优选地设置至少一个控制和/或检查装置，以便以被控制和/或被调节的方式输出磁场产生装置的磁脉冲。为了检测实际数据和/或阀的位置，可设置至少一个传感器装置。传感器可用于直接或间接确定磁装置的磁化。这些传感器或者其测量结果能够由控制或调节装置使用，以便确定将被产生的磁脉冲的强度。例如，可设置这样的磁场传感器，所述磁场传感器可测定流动管中的磁场强度或者获得流动管中磁场强度的度量。直接依赖于磁场的物理量可被检测，并且从这些物理量可以确定该磁场。同样可能使用其它传感器，例如温度传感器。此外，力、压力、位移或者加速度传感器可被使用，以便获得用于控制或者调节的数据。所产生的磁场的形状和强度借助适当的传感器和至少一个线圈而被影响。该传感器可整体形成到该阀中，或者测量影响调节的外部参数。优选地，设置至少一个谐振电路装置，以便可产生用于退磁的阻尼交变磁场。优选地，至少一个流动管被设计成浅间隙，或者包括可以是笔直或者弯曲的浅间隙。弯曲的浅间隙在本申请的上下文中被理解为圆环的一部分或者整个圆环。尤其是，在间隙中可产生均匀磁场。为了实现最小可能构造空间中的较宽设置范围，可使用多个单独间隙。如果这些单个间隙彼此叠置(在磁路中串联)，那么该磁路在这种情况下可被保持较小。由磁场充满的横截面积并不随着间隙的数量而变化，但是磁场强度必须适合于单个间隙高度的总和。有益地，磁装置至少部分地包括硬磁材料，该硬磁材料的矫顽力大于lkA/m，尤其是大于5kA/m，并且优选于大于10kA/m。该部分还可以规定为磁体或者铁心，该磁体或者铁心持续地使得将要产生的磁场可用。
该磁装置还可至少部分地包括这样的材料，该材料的矫顽力低于1000kA/m、优选低于500kA/m、尤其优选低于100kA/m。优选地，该阀(尤其是磁装置)至少部分地包括这样的材料并且构造成使得，在流动管中能够产生至少O. 3T、尤其是至少O. 5T的磁通量密度。在全部改良中，优选的是，流动管能够暴露于不均匀的磁场。流动管中磁场的不均匀性在这种情况下如此大以致最大场强度与最小场强度之间的比值高于50、尤其是高于1000、优选地高于50000。在这种情况下，磁装置或者流动管中的磁场的形状和强度被持续地保持。需要的话，磁场的形状和强度借助来自磁场产生装置的至少一个磁脉冲而能够永久改变。磁场的形状和强度还可借助直接调节而及时易变地改变、或者局部改变。流动管、磁装置的部分和/或磁场产生装置的横截面积或长度可相对于彼此移动。 在全部情况下，尤其是，磁装置确保了流动管周围的闭合磁路，流动管中的磁场能够通过磁体而被产生，尤其是没有外部能量供给。借助于该磁场产生装置或至少一个磁场产生装置，可实现磁装置的磁化的持续设置和/或变化。优选地，为此目的，使用电线圈，该电线圈借助于电流脉冲来产生磁脉冲，该磁脉冲与该磁装置的场叠加。借助于直接控制电线圈的电流强度，产生被限定的磁脉冲，该磁脉冲在考虑磁体的剩余磁化后在磁装置中设置相应精确限定的磁场强度。该磁体的磁化可根据脉冲的强度而被加强、减弱、抵消或极性反向。在全部改良中，可以构想的是，借助线圈的附加磁场来叠加该磁体的预设磁场，而并没有改变磁体的永久磁化。为此目的，可以使用已经存在的线圈，或者使用附加的线圈。例如当需要不同工作点但工作点较少时,这是有益的,但是在每个工作点处连续或者分散的适应是必须的。较缓慢的动作(例如，温度补偿)能够借助磁化变化而发生，而实时的快速动作可与附加线圈的场叠加。有益地，设置至少一个具有一个或者多个电容器的电容器装置。这对于一个或者多个磁脉冲提供了存储能量的可能性，以便即使使用低功率的电源，在电容器放电之后也可触发期望的磁脉冲。电容器装置中的能量供应可增加系统的反应速率，此外较高的电压加速了线圈的场的建立。同样可能的是，借助于电容器装置的充电电压来确定磁脉冲的强度，而不改变脉冲持续时间。替代电容器装置或除了电容器装置之外，也可使用其他装置，以便存储用于至少一个脉冲的能量的至少一部分。能够构想到例如例如线圈或者变压器的电感蓄能器。一方面，磁装置的磁体必须能够在已经存在的磁路中产生高磁场强度，而在另一方面用于磁场反向所需要的能量应当不太大。可以想象的是，磁装置的仅一部分(磁体)由硬磁材料制造并且其他部分由具有低磁阻(磁阻)以及具有高饱和磁通密度的材料制造。有益地，该磁体布置在线圈中或者紧邻线圈布置，这是因为用于磁极反向的线圈场在此处最强，并且还可以最好的方式控制。但是同样可能的是，由硬磁材料制造整个磁装置，在这种情况下，相对较多的材料可用于产生场或者要由材料实现的磁性要求变得较低。有益地,磁体至少部分地包括这样的材料,所述材料的矫顽力大于lkA/m( = 1000安/米)以及尤其大于5kA/m和优选大于10kA/m。尤其是,30kA/m、40kA/m或50kA/m或甚至100kA/m或150kA/m的矫顽力也是可能的。尤其优选地，磁体或者磁装置至少部分地包括这样的材料，所述材料的矫顽力低于1500kA/m ( = 1500000安/米)以及优选低于500kA/m和尤其优选低于200kA/m。矫顽力尤其优选地处于10kA/m和200kA/m之间的范围内。优选地，磁装置至少部分地包括例如铝镍钴合金(AlNiCo)的材料磁钢合金或由具有类似的磁性的材料。铝镍钴合金是一种铝、镍和钴的合金并且部分地具有其他元素(例如铁或者铜)。永磁体可由铝镍钴合金产生，该永磁体可通常具有O. 7到I. 2T之间的剩磁以及30到150kA/m或者更多的矫顽力。铝镍钴合金磁体具有较高的矫顽力，并且相应地向外部磁场施加较高阻力，使得借助自然中所存在的天然场并不能在闭合磁路中实现磁极反向或者退磁。另一方面，与例如钕比较而言，矫顽力相对较低，因此相对较低能耗的退磁借助电磁体或者电线圈而是可能的。相对于其他的传统磁性材料，铝镍钴合金的另一个优点在于退磁曲线的廓线(在BH表中的第二象限)、较高的热稳定性以及较好的化学特性。磁化强度依赖于磁脉冲的强度，而只要达到一定最小的脉冲持续时间就不依赖于磁脉冲的长度。最小脉冲持续时间被限定为，在可磁化材料达到对应于相应脉冲强度的磁化之后的一段时间。尤其是，该最小脉冲持续时间被理解为在一段时期之后，在该可磁化材料达到对应于相应脉冲强度的最大磁化之后的一段时间。在达到最小脉冲持续时间之后，具有同等强度的较长脉冲不再增加磁化。线圈的电流强度或者电容器的充电电压可以用作磁脉冲强度的度量。该最小脉冲持续时间依赖于许多因素，例如磁路的影响形成涡流的构造和材料，该涡流抵消磁场的变化或者延迟该磁场的变化。在最小脉冲持续时间中，磁脉冲的强度可借助脉冲持续时间而被改变。磁脉冲的脉冲长度尤其是低于I分钟，优选地脉冲长度低于I秒，尤其优选地低于10毫秒。对于磁体磁化的持续变化和设置，具有几毫秒左右范围内的脉冲长度的磁脉冲可能就足够，磁体的设置磁化随后几分钟、小时、天或甚至更长的时期持续有效，直到磁化借助下次磁脉冲而重新改变。磁体磁化中的持续变化的持续时间与磁脉冲的脉冲长度之比大于10，尤其是大于1000，并且可能更大。如果在较短时序中必须输出多个磁脉冲以便改变磁体的设置磁化，那么由磁脉冲引起的磁体磁化变化的持续时间甚至可低于10。但是，这决不改变磁体的磁化状态在没有其它磁脉冲的情况下将继续持续的情形。用于产生磁脉冲的该装置通常限制最小脉冲持续时间，并且大约百分之一或者十分之一秒或几毫秒或者更短范围内的时间都是可能的。因为流动管施加相对较高的磁通阻力，因此较小的间隙高度是有益的。在O. 5到2mm范围内的间隙高度已经被证明是合适的,在特定应用中甚至可想到O. I到10mm、或者O. 01到IOOmm的范围。间隙长度大致取决于将达到的最大反作用力以及取决于流速。磁场中颗粒的链形成持续一定时间(停留时间，通常低于lms)。在这段时间中，对应于该磁场的压差被建立。如果该间隙长度与停留时间和流速的积相比更短，这些颗粒在链形成完全结束之前流过该流动管。在这种情况下可实现的压差显著减弱，并且该系统并不有效地操作。由于结构测量，例如可以实现磁通线的成束，从而在间隙或者流动管中可能有甚至更高的磁通密度。在这种情况下，磁体或者流动管中的磁通密度的比值借助所充满的区域的比值而受影响。在特定应用中，如果不仅磁场的强度而且磁场的形状可在流动管中变化，那么这是有益的。如果例如使用该阀作为减震器，流动管可借助非均匀场而分成不同区域。没有场或者仅仅非常低的场的区域被称为通道部分，并且具有强场的区域被称为阻塞部分。这些处于通道部分和阻塞部分之间的区域是过渡部分，其中磁场强度从低值升
高到高值。旁路或者通道部分的目的在于获得力/速度廓线的零交叉，其中静止活塞开始在低或较低的力下均匀移动，因而阻尼所发生的振动。 在低流速下，磁流变液仅流过该旁路。随着流速升高，旁路中的压力损失增加，从而磁流变液开始流到过渡部分的较大区域中。压差越高，旁路变得越大，过渡部分变得越小。阻尼器的力/速度廓线通过该过渡部分变平。当达到临界值时，此时在阻塞部分中达到并超过磁流变液的剪切应力，磁流变液在整个流动管中流动。因此，随着速度进一步升高，压力比之前以较小程度升高。首先在自行车减震器中这种表现(力/速度曲线的零交叉和拉平廓线)是期望的。首先，由于从低速范围到高速范围的平滑过渡，由于较好的路面接触，减震器以较高的行程舒适以及增加安全而被区分。根据本发明的阀使得成为可能的是，不仅磁场的强度而且磁场的形状可借助于脉冲而被改变，并且在没有任何其他能量供给的情况下可被持续保持。例如当磁场产生装置的多个线圈作用在磁体上，从而导致了局部的不同磁化，这变得可能。如果磁体在这种情况下处于流动管的紧邻附近，那么这是有益的，因为该磁体的局部不同磁化因此在流动管中产生不均匀的磁场。相反，如果磁体和流动管在磁路中的不同位置处相互间隔开，那么这可以是有益的，磁体和流动管经由场导向元件(例如磁极)而彼此磁性连接。由于场导向元件，场可在流动管中变得均匀并且均匀作用，所述场在磁体中可能局部不均匀。首先，在多个磁场产生装置共同作用在流动管上时，因而构造是尤其有益的。本发明还在于一种减震器，上述阀可用于减震器中或者减震器上，以便设置或者影响该阻尼。具有磁流变液的减震器可根据现有技术来构造，所述减震器可以在相对较少的费用的情况下被修整，以便能够使用根据本发明的方法以及由此得到的优点。将至少一个阀整体形成到活塞中的减震器同样是可能的并且优选的，该磁装置布置在活塞中，并且围绕活塞的缸体并不必是磁装置的一部分，并且该磁场产生装置能够位于缸体的外侧。本发明还涉及用于磁流变液的喷嘴，该喷嘴的设计大致对应于上述阀。喷嘴在此以最常用的术语表示这样的系统，在该系统中，磁流变液的流在进入可磁化区域之前或者之后首先经历截面的变化。截面的变化在这种情况下可例如借助于加宽或者变窄而实现，同时截面的变化可连续或者间断。
在优选的改进中，磁装置的单个区域具有不同的硬磁特性(例如，由于不同的材料或者不同的几何形状)，从而在场产生单元的相应磁场下，这些区域被分成具有固定磁化的区域或具有可变磁化的区域。有益地，磁场产生单元能够布置或者设置为与磁装置间隔布置，并且不与该磁装置机械连接。该磁场产生装置可以是分离的单元，该分离的单元必须连接到磁装置或者使其处于其附近区域中，仅仅是为了磁装置的磁极反向，并且在这种情况下充分的连接可以是磁耦合。在全部改进中，如果能量被无线传输，则这是优选的。例如传输可通过无线电而实现。在全部改进中，多个磁路可作用在流动管上，该磁场可在单个磁路中被不同地产生，例如借助于永磁体、可变的永磁体、线圈或它们的组合。
作用在流动管中的磁场可以是来自磁装置和磁场产生装置的任何数量和组合的单个磁场的总和。根据本发明的方法用于操作阀，其中由磁装置永久产生并作用于至少一个流动管中磁流变液的磁场借助来自磁场产生装置的至少一个磁脉冲而持续变化。优选地，磁脉冲由至少一个电线圈产生，该电线圈尤其是经由至少一个电容器来供给所需要的能量。优选地，磁脉冲由至少一个电线圈产生，用于脉冲所需的能量的至少一部分在中间存储在电容器中。在该方法的改进中，用于使阀适用于相应操作状态所需的能量取决于环境状况，例如振动、热量、压力等，由于阀的操作状态的变化或者适应不良而可能出现所述环境状况。优选地，磁装置的永久磁化强度可借助来自磁场产生装置的磁脉冲的强度和/或持续时间而变化。在全部情况下，磁场可用作密封相对于彼此移动的部分，这是因为相应的流动差和压差被设置。有益地，磁脉冲短于I分钟、尤其短于I秒、具体地短于10毫秒。具体地，磁场产生装置的可产生磁场强度足以用于将磁装置的硬磁部分磁化而直到所述硬磁部分的磁饱和。优选地，磁装置的磁场的至少形状和/或强度借助来自磁场产生装置的至少一个磁脉冲而持续变化。在这种情况下，脉冲还可借助于至少两个独立激励的线圈被输出。借助于阻尼的交变磁场或者至少一个磁脉冲能够发生磁装置的部分或全部退磁。为了抵消已存在的磁化，可采用具有衰减磁场强度的交变磁场。为此目的，一种优选的方式使用了阻尼的电谐振电路。但是可能的是，还使用一系列具有衰减强度并在每种情况下具有相反极性的单个磁脉冲，以便降低或者抵消磁体的磁化。谐振电路装置可包括线圈和电容器，在这种情况下，磁场产生装置的线圈还可以是该谐振电路的一部分。 在设计变形中，退磁的过程取决于磁体的瞬时磁化。例如,在磁体的较弱磁化的情况下，所述磁体的退磁可借助相应的弱脉冲来实现。具有衰减强度的交变磁场能够以具有相对较低的强度开始，从而可以节省时间和能量。可能的是，磁装置以直接的方式在一定时间间隔或者在限定数量的磁极反向之后被退磁，以便消除累计偏差。同样可能的是，在磁化的任何变化之前，磁单元首先被退磁，以便设置所限定的初始状况。磁脉冲能够由控制装置自动产生，或者能够被手动触发，以便改变磁装置的磁化。在特定的情况下，在重量和空间方面的益处可通过采用剩磁和线圈的脉动而实现，该线圈并不总是必须带电的。线圈的电线可具有较薄和较轻的尺寸，因为该电线在每种情况下仅仅在较短的工作时间内带电。这可提供重量、空间需要和成本方面的益处。所以在考虑电线圈的脉动的特定应用中可以是有益的，所述电线圈可设计为比在其必须设计用于100%接通持续时间的情况显著更小。线圈的加热通常并不对脉动起作用，因为短暂的功耗峰值被线圈以及线圈周围元件的固有热容量而被缓冲。因此，非常高的电流强度可在绕组中被耐受或可使用较薄的线路，只要平均功耗在较长的时间段内保持是可 接受的即可。通常，在较小线圈的情况下，围绕线圈的磁路也可是较小的，因此可以节省相当大量的结构空间、材料、重量以及成本。在这种情况下，仅仅用于单个脉冲的能耗增加，但是取决于应用这能够被容易地耐受。在全部的改进中，实现无线供给功率是可能的。例如从电流源到功率电子器件或者从功率电子器件到线圈的功率供给能够借助电、磁或电磁耦合(例如无线电链路)而实现。当涉及自行车时，功率供给能够从外界例如经由配接站而实现。同样可能的是，借助自行车上的能量源，将能量供给到全部消耗物(叉、后减震器、显示器)。在滑雪靴、滑雪或移动电话或供给到传感器的情况下，功率供给也可以类似的方式实现。借助无线电的能量供给可能比常规走线具有较低的效率。此外，限制了能量传输及其范围。但是取决于应用，这些缺点并不会导致任何麻烦。有益的是，并不发生任何接触磨损。能量传输通常防止极性反转以及防短路，这是因为在次要侧上仅仅存在有限的功率。此外，不可能出现电缆破裂，并且该装置总体上是更便携运动的。但是在这种改进中，在电容器中以中间方式存储用于至少一个脉冲的能量是有益的。该系统的能量供给因此可具有较低的功率，这是因为脉冲的短功率峰值由电容器吸收。此外，也可使用间断或脉动的能量供应。本发明的可能延伸阶段是完全独立的系统，该系统可无线供给能量。例如可想到的是，将减震器用于自行车，该自行车由轮胎上的至少一个较小磁体来供给能量。当车轮运动时，磁体移动经过该减震器或者减震器上的线圈。从而线圈中产生电压，并且该电压可存储在电容器中用于下一脉冲。通常，因此会使用用于能量供给的任何期望的能量采集单元，例如，太阳能电池、热电发电机或者压电晶体。将振动转换成能量的元件因此还可非常有益地用于供给阻尼系统。甚至在精密调节的阻尼中，通常某些振动仍旧被传递，所述振动可至少用于维持系统并且用于馈送控制以及用于数据获取。如果因为阻尼的瞬间设置并不适合或者地形具有相应类型而使得换能器由较高振动来激励，那么能量被转换并存储在电容器中。如果阻尼偏差持续足够长或者足够大，那么电容器中的能量足以将减震器调整到新的最优值。还能够想到类似于电动牙刷的方案，在所述电动牙刷中，能量供给借助电感耦合而实现。在这种情况下，例如，独立减震器单元的储能器可电感地充电，其中损坏的电缆或者腐蚀或弄脏的接触不会妨碍该充电操作。能量可通过磁共振而被传输较远的距离。


本发明的其他优点或特征可通过参照所附附图来阐述的示范性实施例而获得。在附图中图I图示了根据本发明的阀的示意图；图2图示了在磁极反向期间的磁场强度的示意时间曲线图；图3图示了贯穿根据本发明的阀的设计变型的横截面；图4图示了贯穿作为减震器中活塞的设计变型的纵截面； 图5图不了另选阀的不意图；图6图不了另选阀的另一不意图；图7以截面示意图示出了另一阀；图8以示意性透视图示出了根据图7的阀的活塞；图9以示意性前视图示出了根据图7的阀的活塞；图10以截面不意不了另一阀；图11示出了在设置场强度期间根据图10的阀；图12图示了具有根据本发明的减震器的滑雪板的示意图；图13图示了阀的高度简化示意图，该阀可受控制回路临时影响；图14以截面不意图的方式图不了另一阀；以及图15以截面示意图以及以另一操作状态图示了根据图14的阀。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的阀I的高度简化示意图。已经说明被描述为矢量的磁通线6，以便更加清楚地阐述功能。在流动管2的区域中，磁体或磁装置7的磁场9能够作用在磁流变液12上。在磁场9中，磁流变液12的颗粒30被定位并形成链，从而导致液体的粘性增加。该粘性借助有效磁场9的强度而可在宽范围内根据需要被设置。磁流变液12可构造的剪切应力同样取决于磁场9。如果流动管2中的压差低于该剪切应力，那么防止流动。直到该极限，阀I都阻碍磁流变液12的贯通流。该流动管2与磁装置7 —起形成闭合磁路，该磁装置在此包括环导体5和铁心3或磁体。有益地，磁装置7至少部分地是铁磁的并且抵抗低的磁通量阻力(磁阻)。在根据图I的示范性实施例中，磁装置7的仅铁心3由硬磁材料组成，但是明显的，磁装置7的任何部分可至少部分具有硬磁特性。该铁心3以由先前应用的磁脉冲10限定的方式来磁化。考虑到其硬磁特性，该铁心持续地保持该磁化，由此其自身变成永磁体。磁场9确定了阀I的流阻，该磁场由铁心3产生而不存在任何外部能量供给，并且被持续地保持而不需要供给任何进一步的能量。此外，存在磁场产生装置8。磁场产生装置8在此设计为电线圈4，并且在此围绕该铁心3。在许多应用中，所述磁场产生装置8仅在外部操作状况发生变化的情况下足以改变作用的磁场9 (参见图2)，并且足以使所述磁场适应变化的状况。为了改变该磁装置7的磁化，借助于线圈来产生磁场31。取决于线圈电流的大小，线圈4产生相应的磁场31，该磁场31与该磁装置7的磁场9叠加。源于线圈4或者磁场产生装置8的短磁脉冲10足以将铁心3永久磁化到任何期望值。脉冲10的脉冲持续时间34通常由磁场产生装置8确定，因为例如该线圈电流4的上升时间比用于使磁装置8的材料磁极反向实际所需的时间显著地更长。因此，得到磁脉冲10的场强度借助脉冲持续时间34而被设置，所述脉冲持续时间34等于线圈电流的上升时间。磁脉冲10继而限定了硬磁材料的永久磁化。磁化可持续地采用在零(退磁)和最大值(剩磁)之间的任何期望的值，或者根据磁装置7的磁性在负最大值与正最大值之间磁极反向。优选的是，磁场产生装置8的可产生场强度31比硬磁材料的矫顽力高。为了使得磁体7饱和，如果可由线圈4产生的场强度达到优选地大约5倍于与磁性材料相关的矫顽力的值或更多，则这是有益的。这确保了磁装置7的任何磁化可以可靠且可再生地实现。
图2示意性图示了磁极反向操作。磁场强度9对比时间被描述，磁装置7的场强度9用点来描述，并且磁场产生装置8的磁场强度31用实线描述。磁装置的磁场强度9在这种情况下从第一场强度9a升高到较高的第二场强度％。可以清楚地看出，在该图形的左部中，磁场产生装置8除了短脉冲10之外并未操作，并且其场强度31因此也为零。该磁场产生装置的场并不需要用于正常操作，因此也并不需要供给能量。能量主要仅需要用于磁极反向，在这种情况下以便于增强磁单元7的磁化9。例如在这种情况下，磁体7的磁化9可借助于线圈4中的短电流脉冲而被增强，以便持续地增加阀I的流阻。尽管用于磁脉冲10的脉冲长度34仅仅是非常短并且可能在大约几毫秒的范围内，磁体7或者磁装置7随后持续具有高磁场强度9b，在磁脉冲10的相应磁场强度31的情况下，该高磁场强度甚至可使得所使用的硬磁材料饱和。需要注意的是，图2中的曲线型式仅仅是示意性示出的。详细地，脉冲10并不具有跳跃，而是具有上升时间，所述上升时间取决于磁路7和线圈4，并且在该上升时间之后设置场强度31，该场强度在给定先决条件下具有最大值。在线圈4的恒定供给的情况下，可借助脉冲持续时间34来设置在该上升时间内的脉冲10强度。从一定脉冲持续时间34，较长的脉冲10并没有导致磁化9的任何进一步增加。该脉冲10的强度在这种情况下仅仅依赖于场强度31，该场强度通过线圈4的供给而能够变化。该线圈电流例如借助供给电压的大小或者(在恒压的情况下)借助PWM调制而能够被设置。可以想到的是，结合这些可能性并且借助脉冲持续时间34和场强度31来改变脉冲10的强度。脉冲10并不必须是矩形的，而是可以具有任何曲线形式，例如正弦曲线(半波)或者锯齿形。尤其是，还能够构想到电容器放电的曲线形式。此外，图2在图形的右部示意性图示了如下情形，在该情形中线圈4也可用于激活磁场9的时间改变。如果线圈4仅仅通过较低且例如时变的磁场31a(这在图2的右部中用实线示出)而被作用，那么整个激活的磁场9a或者9c相应地受影响，并且根据该线圈的极化而被增强或削弱。激活的磁场9的动态作用因而也是可能的，而并不改变硬磁材料的磁化。从图2中清楚可见，相比于需要持续电流的常规系统，节能是显著的。这种节约也是依靠于磁极反向的频率。然而，甚至在频繁磁极反向(例如按照秒的速度)的情况下，该功率和能量需求比根据现有技术的类似减震器的情况要低。如果磁极反向仅仅在需要时被致动，例如在减震器的情况下当路面性质改变时，与其他系统比较，更清楚地显著反映出该优势。磁装置7的磁化借助反极性的磁脉冲10而可被削弱或者磁极反向。退磁也可通过削弱交变磁场而产生，在这种情况下，交变磁场可包括具有变化的极性以及具有减小的幅值的正弦曲线半波、或者任何其他脉冲形状。图3示出了穿过根据本发明的阀I的设计变型的横截面，为了清楚起见，示出了磁 场9的磁通线6。在流动管2的区域中，磁通线6实际上垂直地(法向于磁极面16)穿过间隙27，并且与磁流变液12的流动方向法向地起作用。该流变作用因而达到其最大值。该中心铁心3包括硬磁材料，并且沿所示的磁通线6的方向被磁化。直接靠近铁心3的是流动管2和2a，该流沿垂直于附图纸面的方向流过该流动管。围绕阀I的环导体5 —方面用作流动管2、2a的边界，另一方面用作磁场的回路。磁装置7包括铁心3和环导体5，线圈4以及绝缘体11也设置在阀I中。剩余间隙27用作流动管2和2a。有益地是，由硬磁材料仅仅制造磁装置7的一部分，该部分对于能够在磁装置7的剩余部分中以及流动管2中维持特定磁场强度9和磁通密度而言是必须的。例如，铁心3的仅仅一部分可由铝镍钴合金形成，并且其余部分可包括另一铁磁材料。也可能的是，由具有硬磁特性的材料制造整个磁装置7。例如，如果铁心3和环导体5由硬磁材料制造，那么它们各自的矫顽力能够比铁心3的仅仅一部分包括硬磁材料的情况更低。在根据图3的描述中，线圈4围绕该铁心3并且可用作磁场产生装置8，线圈4可在所述铁心3的两侧上看到。线圈4的磁场31叠加磁装置7的磁场，并且就相应强度来说，可永久改变铁心3的磁化。磁场31的稍微叠加能够类似地由线圈4产生，该磁场31的稍微叠加并不永久改变磁装置的磁化。在这种情况下，借助于激活的磁场9，该阀I的工作点被固定，以及工作点区域中的较小和快速校正能够借助线圈4的相对较低能量消耗而实现。此外，绝缘体11横向界定流动管2和2a且并不磁传导或者较差地磁传导，该绝缘体设置在铁心3的两侧上。该绝缘体11的材料对磁通量施加了较高的阻力，因此磁通量在铁心3和环导体5内的大部分被传播、并且尽可能垂直地穿过流动管2和2a。在根据图3的方案中，该阀I由环导体5、接收其中的铁心3、线圈4和磁绝缘体11以及流动管2和2a所组成。例如，环导体5可被设计为压力体并且整体形成到线路系统中，在该线路系统中，阀I可用于控制该流。但是，根据该方案的阀I也可例如用在阻尼器13或减震器的活塞14中。在这种情况下有益地是，阻尼特征可借助于电流脉冲10而改变，因此可在没有能量供给的情况下持续保持该阻尼特征。图4示出了穿过磁流变减震器13的区域的示意性纵向截面，为了更好理解，磁通线6再次被不出。磁装置7在此由硬磁铁心3、磁极帽16以及环导体5组成。该硬磁铁心3取决于磁化而产生磁场9，也就是说该硬磁铁心是可设置的磁体。在此同样适用的是，磁装置7的任何期望部分可完全由硬磁材料组成，或者仅仅部分由硬磁材料组成。靠近铁心3的磁极帽16将场传导到流动管3，磁场9可通过该流动管在磁极帽16的区域中穿过。磁场9经由环导体5返回到活塞14的相反侧。铁心3由电线圈4围绕，电线圈4可借助磁脉冲10而永久改变铁心3的磁化。如果采用零与最大可能磁化(剩磁)之间的任何值或者是其极性反向，那么在这种情况下可取消磁化。
与激活的磁场9相关，在流动管中出现流阻，并且相应地抑制了活塞14的运动。活塞14相对于环导体5的相对运动通过活塞杆15传递。活塞杆15中示意性示出的是连接电缆17，电缆可连接到线圈4，以供应并传递传感器25的传感器数据。同样示意性描述的控制装置18可包括控制和调节元件、能量源24、传感器25、电容器装置24a或者谐振电路装置26。在根据现有技术的减震器中，尝试将材料的保留剩余磁化强度保持为尽可能低。剩余磁场将增加无电流状态下的流阻，从而减小减震器13的设置范围。此外，该剩余磁场对抗快速的磁极反向，并且这可降低减震器13的响应时间。图4中描述的减震器13相比于现有技术具有硬磁材料以便获得磁场9，该磁场由于其磁化而持续存在并且能够根据需要被设置。甚至在无电流状态下也保持减震器13的现有设置，直到该设置由线圈4借助于磁脉冲10而被改变。相比于现有技术，图4中描述的减震器13提供实质优点仅仅在减震器13的调整期间需要能量；否则以完全无电流的方式实现操作。此外，磁流变液的使用提供了另外的优点，例如快速反应时间、较宽的调整范围、耐用的构造、不存在移动的机械设置元件、电激活能力等。在典型的应用中，在减震器仅仅在必要轮廓方面变化(例如在自行车减震器的情况下地面变化)时被调整的情况下，与根据现有技术的减震器相比，节能是非常高的。确切地相对于移动式应用，在该移动式应用中，该系统重量和使用时间是重要的，较小的电池和显著较长的操作时间可以是十分决定性的技术优势或者使得第一次使用是可能的。为了密封减震器壳体中的减震器活塞14，可设置活塞环作为密封件。但是，还可能的是，磁装置7的磁场自身或另外附设磁体的磁场确保了相对于减震器壳体而完全密封，这是因为该磁装置7的磁场9导致在磁流变液12中形成颗粒30的链，以便产生减震器壳体与布置在其中的活塞14之间的充分密封。图5和6图示了另一示意性示范性实施例,两个电线圈4、4a(图5)和三个电线圈
4、4a、4b (图6)用于结合相应的铁心3、3a和3b。该两个示范性实施例共同具有以下事实它们在其强度以及在其形状方面都可改变流动管2中的激活的磁场9。图5中设置了中心流动管2，C形元件32和32a设置在两侧，并且C形元件32和32a都产生环导体。在这种情况下，左半部33和右半部33a首先被认为是分开的。在右半部33a中的铁心3a所产生的磁场是由环导体5a所引导直到流动管2，该流动管在此具有间隙状设计。流动管2中设置有磁流变液12，该磁流变液在右半部33a的区域中在此暴露于由磁装置7产生的强的磁场。阻塞部分21由此被产生在右半部33a，并且在此最大程度地阻尼该流。流动管2的左半部33大致受第二铁心3的磁场影响。在此在示范性实施例中，较弱的场通过左铁心3产生或者以相反于来自铁心3a的场的方式被极化，这也可以从磁场的磁通线的密度清晰地图形获得。来自右铁心3a的场的一部分由此借助左铁心3而短路，并且在流动管2的左区域中不存在场，从而磁流变液12可不受影响地在该区域中流动。在流动管2的中间，形成了过渡部分20，在该过渡部分中，该磁场向右增加。取决于流动介质的压差，该流动介质仅仅流过通道部分19、附加地流过过渡部分20区域或者流过整个流动管2。例如在减震器13中使用时，这可形成特定的减震器特性曲线，该特性曲线可借助来自线圈4、4a的磁脉冲10在较宽的范围内被调整。 在图5中并未描述铁心3、3a的其他磁化，例如两个铁心3、3a的同等强度且单极的磁化，该同等强度且单极的磁化在整个流动管2中产生具有可变强度的均匀磁场。磁场9可借助磁装置7的设计以及铁心3、3a的磁化而在形状和强度方面适用于较宽的范围内，从而任何期望的流阻/速度特性曲线实际上由阀I产生。铁心3、3a的任何部分或者环导体5、5a的任何部分可由硬磁材料制成，但是由线圈4和4a缠绕的区域最适于由硬磁材料制成，这是因为在该区域可实现特别高和均匀的磁场。图6图示了具有三个铁心3、3a和3b以及具有相应电线圈4、4a和4b的示意性方案，由于各个磁化的不同设置，获得对于流动管2的最多样可能的状况。铁心3、3a和3b的各个磁场的和得到总场9，该总场9充斥该流动管2。在这种情况下，如图5所示，得到磁场9的形状和强度可受影响。这里右铁心3是主要铁心，并且其确定了磁装置7的场的基本强度。该左侧铁心3a、3b较小且作为控制铁心可影响流动管2中的磁装置7的场。如果控制铁心3a、3b与该主要铁心3被同样地极化，那么流动管2在其中主要为均勻的磁场，该磁场的强度取决于全部铁心3、3a和3b的磁化。如果控制铁心3a和3b相对于主铁心3具有相反极性，那么能够在流动管2中形成非均匀的磁场。如图5中所示的，因而可形成不同的部分(例如通道部分19，过渡部分20和阻塞部分21)。这些部分的形状取决于各个铁心的磁化并且可在较宽范围内被设置。同样可能的是，两个控制铁心3a和3b具有相反的极性(在这种情况下，那么一个铁心与主要铁心3仍具有相同的极性)。阀特性曲线的设置范围因而可进一步扩大。相比于图5，硬磁材料必须布置在线圈4、4a和4b的区域内，以便所限定的磁场在无电流状态下可在流动管2中被产生。但是，另选地，环导体5可在直接靠近该流动管的子区域中具有硬磁特性。图7至9图示了另一示范性实施例，其中该磁场用作用于活塞14的密封件。该示意性说明示出了活塞14，或者示出了活塞的该部分，该部分相对于彼此密封该活塞的两侧。相同的构造还用作简单的阀1，其中可以省去另一流动管。在这种情况下，间隙作为流动管2存在于活塞14与缸体35之间。该间隙可延伸越过活塞14的整个圆周，或者仅仅越过该圆周的子区域。取决于用作阀还是用作密封件，从一个活塞侧到另一活塞侧的流阻或者可阻塞的压差可借助磁场的强度而变化。间隙或流动管2与传统密封件相比减少了摩擦，并且用作泄压装置，或者在具有剩磁或者具有仅仅一个线圈4的情况下用作可变的过载保护。环形间隙42在此是受控流动管2，从而形成简单的阀I。在借助磁流变液(MRF) 12或者铁磁流体的应用中，容积(例如高压室38)借助于磁场可相对于第二容积(例如低压室39)被密封。可相比于传统密封件而由此实现非常低的摩擦，这例如在直线活塞运动或旋转轴的情况下是有益的。在实际实施例中，相比于橡胶 密封件，仅仅测量到一半的排挤力(displacement force)。在特定的应用中，在下述情况下尤其有益的是，MDR当其达到一定压差的时候穿过并且一旦压力峰值降低就立即再次阻塞。因而，保护系统不会过载，或者密封件展现安全阀I的功能。如果密封件的磁场借助具有可变磁化的材料而产生，供MRF穿过的压差也可借助磁化而被设置。图7中以截面图示出的示范性实施例示出了具有磁密封件的阀I的构造。活塞14在此由活塞杆15构造成，该活塞杆由铁心3围绕。两个外围铁极16设置在径向更向外，线圈4接收在铁极上。例如借助中空的活塞杆15实现功率供给，或者从外界借助无线方式来实现功率供给。磁绝缘体11径向地设置在磁极16之间并位于外侧。磁性绝缘体11可同时用作支撑环36和/或用作导向环。径向位于内部的是铁心3，并且该铁心3至少部分地包括硬磁材料。磁路的任何元件(例如铁极16)在此可至少部分包括硬磁材料。在极化的状态下，该铁心3产生了磁场9，该磁场在图7的上部区域中用磁通线6描述，并且该磁场借助MRF径向靠近活塞14的外面。在该区域中，MRF加厚以便从一个活塞侧38到另一个活塞侧39提供密封功能。在该区域中，防止MRF的流升高到一定压差，该压差取决于磁场的强度。在过载下(比期望或者预设额定值更高的压力或者过大压力)，环形间隙42的整个区域穿透，但是仅仅直到该设置的最高压差下冲为止。相比于机械过载系统，非常快速的反应时间以及整个流动管2的打开是有益的。此外，没有机械地移动的部分会磨损该流动管2。硬磁材料的磁化可借助于线圈4而被改变。单个短脉冲足以永久改变硬磁材料的磁化，因而采用最大可阻塞的压差。描述的该构造可作为磁性密封件而成为较大活塞单元的一部分，或者如所示地用作单个活塞14。可能的简单活塞构造省除另一流动管或者可以另一方式受影响的管，并且使用具有MRF的径向外部间隙作为流动管2。也可方便地采用该构造来用于密封主轴、线性导向件或者具有任何形状的流动管。多个描述的构造可组合成较大的多极活塞单元，例如以便增加可阻塞的压差。优选地，该磁场经由该环形间隙42而不是经由缸体35来闭合，因为在这种情况下该缸体35可由非导磁性材料(例如铝或者塑料)制造，并且因此可具有比具有铁磁材料大致更轻质的构造。该磁场努力经由支撑环36形成MRF的“缓冲器”，从而活塞14也自动地居中。铁磁缸体35由密封件的磁场吸引，并且可离心/偏心地布置，这会增加基本的摩擦和磨损。在这种情况下，采用具有支承鼻部37的支撑环36是合适的。如果采用这种导向件和支撑元件的话，具有铁磁缸体的构造也是方便的。此外，活塞14可在两侧面上经由连续活塞杆15被支撑/导向。图9以前视图示出了具有支撑环36的活塞14。足以形成流动管2的间隙保持各个支承鼻部37之间。 与根据现有技术的传统阀相比，具有该构造的根据本发明的阀I具有大致更好的能量平衡和热经济性。为了设置所期望的磁化，该线圈4必须产生磁脉冲仅一次。然后磁化被持续保持并且没有提供任何其他的能量。该密封件或者该阀I的可能较低的能量消耗通常是有益的，尤其是在便携式应用中。与传统密封件(例如O形环)相比，具有根据本发明的构造的密封件具有大致较低的摩擦和相应更好的粘/滑表现。此外，表面并不必须具有如传统密封件那样如此高的容差和表面特性。图10和11示出了能够相比于图7-9的构造。该磁装置7具有由硬磁材料制成的铁心3并且具有铁极16，该磁装置位于缸体35的内部并且经由非磁性套筒11连接到活塞杆15。图10示出了正常操作状态下(也就是说，在具有相同特性(阻塞压力或者流阻)的操作期间)的构造。硬磁材料的磁化是不变的。由于铁心3的各自磁化而产生的磁场9经由磁极16径向向外传导到流动管2，在该流动管2处所述磁场经由MRF而闭合。图11示出了磁极反向期间的图10的单元。为此目的，磁场发生单元8可能位于缸体的外面，并且磁场发生单元8是必须的。磁场产生装置8位于缸体35的外面并且借助该缸体而作用在磁装置7上。在这种情况下，外部和内部磁极16大致彼此相对地布置，从而由磁场产生装置8产生的磁场31借助铁心3来闭合。在这种操作状态下，铁心3的磁化可经由磁脉冲10而改变。在磁极反向期间，非磁性缸体35构成对于磁场而言的附加阻抗，但是该附加阻抗借助较大的线圈4或较强的脉冲而被补偿。为此目的，位于缸体35外面的铁极16由缸体35屏蔽，并且在正常操作中并不构成用于磁装置7的磁短路。磁通线6的全部或者至少大部分在流动管2中闭合。该构造的优点在于，线圈4的能量供给能够以简单的方式实现，这是因为线圈处于外面并且相对于该功率供给不可动。此外，所发生的功率损耗以简单的方式消散。该活塞14并不总是必须位于磁场产生装置8的径向内部，两者可相对于彼此运动。磁化的变化然后优选地以特定相对位置而实现。可以设想的是，磁场产生装置8属于外部单元，在正常操作期间该外部单元并不必须连接到阀I。外部单元仅仅对于改变磁化而言是必须的，例如用于设置特定阻尼力；而在正常操作中，该阀I在没有该单元的情况下运行。这可以使明显的优点，首先在便携式单元的情况下，这是因为结构空间和重量可因此显著地减小。相似于具有可再充电电池的系统，充电器或者外部单元仅仅对于充电或者对于调整磁化而言是必须的。充电器或者磁场产生装置8并不始终必须被携带并且还可用于各种系统。因为磁场产生装置8并不必须牢固地连接到活塞14，因此运动的质量可保持非常低。该构造因此适于具有非常快速的响应表现的动态应用。由于较小活塞14，构造空间和重量可被节省，此外例如对于同一安装长度，可实现更大的升程。能够设想到最易变的可能方案，总是相对于磁场产生装置8进行运动。此外，提供了以下变型-活塞14运动并且缸体35固定对于磁极反向，活塞应定位在特定位置处。-活塞固定并且缸体运动磁极反向可能与位置无关。 -活塞和缸体都运动磁极反向在特定活塞位置是便利的。在磁极反向可能仅仅与特定活塞位置相关的方案中，传感器可检测当前的活塞位置。在这种情况下，可能将磁场产生装置8的现有线圈4用作传感器。取决于该申请，线圈4可在这种情况下被动地检测运动的已磁化活塞14的磁场6，或者主动地产生较弱的磁场，该较弱的磁场也根据活塞位置而受到非磁化的活塞影响。该实施方式的另外的优点是-磁场产生装置8位于外面，从而活塞14可具有非常轻质的设计，进而表明较低的移动质量。因此，获得更好的响应表现。-活塞14可具有不具有线圈4的较短结构，这继而降低了质量并导致了较低的结构高度或者更大的升程。-线圈4的功耗在活塞/缸体单元外面产生，从而可以容易地驱散所产生的热量。-到运动部分的功率供给并不是必须的，从而提供了一种简单且稳健的构造。-多个致动器可借助于一个电线圈4被磁化或者磁极反向。-安全的磁极反向也可能在危险位置之外，例如在防爆炸位置处或者处于具有化学侵蚀介质的区域中。使用用于磁装置7的磁极反向的外部单元的另一种可能是防止篡改或者破坏。与"磁力开关"相似的方式，外部磁场产生单元8可防止未被授权的人员操作应用或者改变设置的情形。用作具有不同压力的两个MRF室之间的适应性流动管2是有益的。可获得非常简单的构造，例如可易于用在滑雪板中。举例来说，图12示出了具有减震器13的滑雪板50，该减震器13具有根据本发明的构造。相同的原理也可用于自行车、假肢、健身器材和更多领域中的减震器13。滑雪板50的运动或变形在此以直接的方式传导到该减震器13，该减震器将该运动或变形转换从而阻尼该运动或变形。相比于通过可变形(弹性)元件的阻尼，具有根据本发明的构造的活塞/缸体减震器13能够一致、快速并且简单地调整，并且可适于较宽范围内。尤其是，长期稳定性(整个寿命上的可再生性)比可变形元件的情况要高很多。根据现有技术的滑雪板随着每个运行日而变软(材料疲劳)，甚至在大约50运行日之后，该预紧几乎是完全丧失。而在活塞/缸体减震器13的情况下并不是如此。取决于瞬时运行形式、滑雪道的特性、温度以及其他参数，该减震器13可被调整或设置，并且该设置能够被无电流地保持。由于剩磁，电气调节能够在非常低的能量需要下变得可能，但是该电气调节快速且连续。相对于滑雪板50确切地说，如果阻尼的设置完全自动实现而并不需要使用者必须采取行动，那么这是非常有益的。例如，在从较深的雪到被较好准备的滑雪道的变化中，滑雪板50的表现将改变，而不需要滑雪者必须停止并移除滑雪板以进行任何机械设置。图13示意性示出了可能的构造，其中，该流动管2中的磁场并不快速改变，硬磁材料的电流磁化不被改变。因此，动态场变化变成可能，而并没有磁装置7的任何磁化变化。多个磁路可作用在同一流动管2上。这允许磁场借助剩磁基于工作点设置而变化，并且可比直接剩磁构造明显更快，但是始终比没有剩磁的构造需要明显更少的能量。铁心3至少部分地由硬磁材料组成，例如铝镍钴合金。铁心3的磁化可借助于源于剩磁线圈4的脉冲而被改变，并且在磁装置7中产生磁场9，该磁场在流动管2中作用在 MRF 12 上。该磁装置7在图13中的右侧将向磁通量提供另选路径，该另选路径被控制间隙43中断。磁通线6因而可经由流动管2闭合在左侧(流动侧)，或者经由控制间隙43闭合在右侧(控制侧)。在无电流的基本状态中，流动管2中的磁化的整个部分或者至少一大部分将产生作用。这在当流动侧的磁阻显著低于控制侧的磁阻时被实现。控制线圈4a位于控制侧上，并且可影响该控制侧的磁通量。取决于控制线圈4a中的电流通量,铁心3的部分或甚至整个磁通量可在控制侧磁路中流动，从而流动管2中的磁场可被减小，而不改变铁心3的磁化。同样可能的是，借助于控制线圈4a来加强铁心3的磁场，以便在流动管2中获取与无电流的基本状态相比更强的磁场。当铁心3的磁化借助于剩磁线圈4改变时，也可采用控制线圈4a。一方面，所述控制线圈可增强剩磁线圈4的作用；另一方面，所述控制线圈可补偿磁场在控制侧上的一部分，该部分是磁化所必须的，从而尽管存在磁化脉冲10，但是在流动管2中没有发生磁场变化或者仅发生较小的磁场变化。一个可能的应用实施例是自行车减震器或者滑雪板减震器，其剩磁对应于当前地面。硬磁材料被磁化，使得例如该减震器13正确地被设置用于在森林中或者深雪中运行，并且有效地防止了平均冲击的发生。自发产生的偏差(例如由在较大树根或者驼峰上滑行导致的非常硬的敲击)可在没有磁极反向的情况下被快速补偿。但是如果地面变化，减震器13的(能够无电流保持的)工作点可通过不同的磁化来调整。图14和15示出了根据图7的阀I的设计变型。在这种情况下，处于磁极16之间的铁心3由具有不同磁性的硬磁材料制造。在描述的实施例中，铁心3的径向内部区域44由NdFeB组成而径向外部区域由铝镍钴合金组成。在描述的方案中，铁心3部分地由固定的永磁体3a(确切地说，该内部区域44)并且部分地由可变永磁体3b (确切地说，外部区域45)组成。也可使用其他硬磁材料，但是这些硬磁材料必须具有彼此不同的磁性。同样可以构想到如下的应用，在该应用中使用同一材料，但是磁性经由该材料的尺寸而变化。在图14中，铁心3的区域44和45被磁化为具有相同的极性。由此出现的磁场9可经由磁极16径向向外传导到流动管2，在流动管处所述磁场借助MRF 12闭合。电线圈4和磁绝缘体11布置在磁极16之间。图15示出了图14的处于另一操作状态中的阀I。铁心3区域的磁化借助来自线圈4的磁脉冲10来改变。在这种情况下，具有可变磁化3b的外部铁心区域45的极性已经改变，使得该极性现在与具有固定磁化3a的内部铁心区域44的极性相反。两个铁心区域44,45的磁场9具有近似相等的强度，但是具有不同的极性，以便所述磁场借助磁极16闭合，而不影响流动管2。根据具有可变磁化3b的外部铁心区域45的磁化，也可产生在流动管2中最大磁场强度9(图14)与最小磁场强度9(图15)之间的中间位置。在这种情况下，具有可变磁化3b的外部铁心区域45将具有固定磁化3a的内部铁心区域44的磁场的任何部分短接，或者增强该部分。该构造的优点是，相对较少的材料必须被磁性反向，以便改变流动管2中的磁场。因此可在需要较少能量的情况下更快地实现磁性反向操作。
借助非常少的材料(借助例如NdFeB的材料)可产生非常强的磁场，从而磁装置7变得较小。此外，线圈4也可变小，这是因为该线圈必须使得更少的材料磁性反向。构造空间和重量因而也被节省。如果该构造被构造成使得线圈4能直接作用在具有可变磁化3b的铁心区域45上，则这是尤其有益的。例如，如果活塞14从内部径向向外构造如下具有可变磁化3b的铁心区域45 (铝镍钴合金)、线圈4、具有固定磁化3b的铁心区域44 (NdFeB)。然而，也可设想出其他的构造变型，其中所描述的元件以直接接触的方式被安装或者彼此间隔开地被安装。此外，影响流动管2中的磁场的其他元件(例如线圈4、磁极16、控制间隙43等)也可被布置在磁装置7中。附图标记I阀
2、2a流动管
3、3a、3b铁心
4、4a、4b线圈
5、5a环导体
6磁通线
7磁装置
8磁场产生装置9、9a、9b、9c 磁装置的磁场 10线圈的磁脉冲
II绝缘体
12磁流变液
13减震器，减震器壳体
14活塞
15活塞杆
16磁极
17连接电缆
18控制装置
19通道部分
20过渡部分
21阻塞部分23间隙宽度
24、24a蓄能器，电容器
25传感器
26谐振电路装置
27间隙30颗粒
31、31a磁场产生装置的磁场
32、32aC形元件
33左半部33a右半部
34脉冲持续时间
35缸体
36支撑环
37支承鼻部
38高压室
39低压室
40间隙
41管边界
42环形间隙
43控制间隙
44内部区域
45外部区域50滑雪板
权利要求
1.一种用于磁流变液(12)的阀(I)，所述阀具有至少一个流动管(2)，所述磁流变液(12)能够流过所述流动管并且所述流动管能够暴露于可变磁场(9)，使得所述流动管(2)的流阻能够借助所述流动管(2)中的所述磁场(9)设置，所述磁场(9)能够由磁装置(7)永久产生，所述磁装置至少部分地包括硬磁材料，所述阀的特征在于，所述磁装置(7)的磁化能够由来自磁场产生装置(8)的至少一个磁脉冲(10)永久改变，以便永久改变作用在所述流动管(2)中的所述磁场(9)，并因此改变所述流动管(2)的流阻。
2.如权利要求I所述的阀(I)，能够借助来自所述磁场产生装置(8)的至少一个磁脉冲(10)将所述磁装置(7)的永久磁化设置为零与剩磁之间的任何期望值，并且具体地，所述磁化的极性是可变的。
3.如前述权利要求中至少一项所述的阀(1)，其中，能够由所述磁装置(7)产生永久静态磁场(9)，所述磁场能够与所述磁场产生装置(8)的动态磁场叠加，而所述永久磁场(9)不会由此改变。
4.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，所述磁场产生装置(8)包括至少一个电线圈(4)。
5.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，设置有至少一个电容器装置(24)，以便使得用于产生至少一个磁脉冲(10)的能量可用。
6.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，设置有至少一个蓄能器(24)、尤其设置有电池，以便使得用于产生至少一个磁脉冲(10)的能量可用。
7.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，设置有控制装置(18)，以便以被控制或被调节的方式输出所述磁场产生装置(8)的磁脉冲(10)。
8.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，设置有至少一个传感器装置(25)。
9.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，设置有谐振电路装置(26)，以便能够产生用于退磁的衰减的交变磁场，在这种情况下所述交变磁场能够包括具有变化的极性和减小的幅值的任何单个脉冲，所述单个脉冲例如是正弦曲线、矩形或者锯齿形的单个脉冲。
10.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，至少一个流动管(2)设计为笔直或者弯曲的浅间隙(27)。
11.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，所述磁装置(7)至少部分地包括硬磁材料，该硬磁材料的矫顽力大于lkA/m、尤其大于5kA/m、优选地大于10kA/m。
12.如前述权利要求中至少一项所述的阀(1)，其中，所述磁装置(7)至少部分地包括这样的材料，该材料的矫顽力小于1000kA/m、优选地小于500kA/m、以及尤其优选地小于100kA/m。
13.如前述权利要求中至少一项所述的阀(1)，其中，该磁装置(7)至少部分地包括这样的材料并且构造成使得能够在所述流动管(2)中产生至少0. 3T、尤其至少0. 5T的磁通密度。
14.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，所述流动管(2)能够暴露于不均匀的磁场。
15.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，所述磁装置(7)和/或所述流动管(2)中的所述磁场(9)的形状和强度能够永久保持，并且能够由来自所述磁场产生装置(8)的至少一个磁脉冲(10)改变。
16.如前述权利要求中至少一项所述的阀(I)，其中，所述流动管(2)、所述磁装置(7)的一部分、或者所述磁场产生装置(8)的横截面积或长度能够相对于彼此移动。
17.如权利要求I所述的阀(I)，所述磁装置(7)的各个区域具有不同的硬磁性质，所述不同的硬磁性质例如由不同材料或者不同几何尺寸引起，从而使得在磁场产生单元(31)的相应磁场的情况下，这些区域被分为具有固定磁化的区域或具有可变磁化的区域。
18.如权利要求I所述的阀(I)，磁场产生单元(31)能够与所述磁装置(7)间隔开并且不机械连接到所述磁装置(7)。
19.一种用于操作阀(I)的方法，其中，由磁装置(7)永久产生并且作用在至少一个流动管(2)中的磁流变液(22)上的磁场(9)能够借助来自磁场产生装置(8)的至少一个磁脉冲(10)永久改变。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述磁脉冲(10)由至少一个电线圈(4)产生，所述电线圈尤其借助至少一个电容器(24)来供应所需能量。
21.如权利要求19和20中至少一项所述的方法，其中，所述磁脉冲(10)短于I分钟、优选短于I秒钟、尤其短于10毫秒。
22.如权利要求19至21中至少一项所述的方法，其中，能够由所述磁场产生装置(8)产生的磁场强度(31)足以将所述磁装置(7)的硬磁部分磁化直至其磁饱和。
23.如权利要求19至22中至少一项所述的方法，所述磁装置(7)的所述磁场(9)的形状和强度能够借助来自所述磁场产生装置(8)的至少一个磁脉冲(10)永久改变，所述磁场产生装置(8)包括至少两个能够独立激活的线圈(4、4a)。
24.如权利要求19至23中至少一项所述的方法，其中，所述磁装置(7)的退磁借助衰减的交变磁场或者借助至少一个磁脉冲(10)来实现，该交变磁场包括具有变化的极性以及减小的强度的任何单个脉冲，例如正弦曲线、矩形或者锯齿形的单个脉冲。
25.如权利要求19至24中至少一项所述的方法，其中，传感器(25)用于直接或间接确定所述磁装置(7)的磁化，并且这些传感器(25)能够被控制装置(18)使用，以便确定待产生的磁脉冲(10)的强度。
26.如权利要求19至25中至少一项所述的方法，其中，所述磁脉冲(10)能够由控制装置(18)自动产生或者被手动触发，以便改变所述磁装置(7)的磁化(9)。
27.如权利要求19至26中至少一项所述的方法，其中，使得阀(I)适用于相应操作状态所需要的能量取决于环境状况，所述环境状况例如是能够由所述阀(I)的操作状态的改变或者适应不良而导致的振动、热量、压力等。
28.一种减震器，至少一个如权利要求I至16中至少一项所述的阀(I)用在该减震器中或该减震器上以便设置阻尼。
29.一种减震器，其中，阀(I)整合到活塞(14)中，磁装置(7)位于所述活塞(14)中，并且缸体(35)不必是所述磁装置的一部分，并且磁场产生装置(8)定位在所述缸体(35)外。
全文摘要
一种用于磁流变液(12)的阀(1)包括流动管(2)，磁流变液能够流过该流动管并且该流动管能够暴露于可变磁场(9)，因此流动管的流阻可借助流动管中的磁场来设置。磁场能够由至少部分地包括硬磁材料的磁装置(7)永久产生。磁装置的磁化可借助来自磁场产生装置(8)的磁脉冲而永久改变，以便永久改变作用在流动管中的磁场，并因此改变流动管的流阻。本发明的阀仅需要用于改变设置的能量，而能够在不供应能量的情况下持续保持特定设置。
文档编号F16F9/53GK102782358SQ201080059025
公开日2012年11月14日 申请日期2010年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者于尔根·波赛尔, 斯特凡·巴特洛格, 赫尔诺特·埃尔森索恩 申请人:因文图斯工程有限公司