Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfer zur Dämpfung einer Relativbewegung, wobei der Dämpfer zwei Komponenten umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind und deren

Relativbewegung gedämpft werden kann.

Im Stand der Technik sind verschiedenste Dämpfer bekannt

geworden, um Relativbewegungen zu dämpfen. Oftmals werden translatorisch arbeitende Dämpfer eingesetzt, bei denen eine zylindrische Dämpferkammer durch einen mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt wird. Dabei fließt das Dämpfungsmedium durch einen Dämpfungskanal an oder in dem Dämpfungskanal von der einen Seite des Dämpferkolbens zu der anderen Seite, wenn eine

translatorische Relativbewegung erfolgt, die dabei gedämpft wird.

Translatorisch arbeitende Dämpfer eignen sich für vielfältige Einsatz zwecke , wie zum Beispiel als Stoßdämpfer an Fahrrädern oder Kraftfahrzeugen oder zur Dämpfung sonstiger Stöße.

Nachteilig bei solchen translatorischen Dämpfern ist aber, dass eine erhebliche Menge des Dämpfungsmediums eingesetzt werden muss, da das Dämpfungsmedium nicht nur in dem Dämpfungskanal, sondern auch auf beiden Seiten des Dämpferkolbens vorhanden sein muss. Zudem ergibt sich bei diesem Aufbau eine erhebliche strömungsgeschwindigkeitsabhängige hydraulische Grunddämpfung in dem Strömungskanal.

Zunehmend werden günstige steuerbare Dämpfer gewünscht, bei denen die Dämpfung zum Beispiel elektrisch durch eine Steuereinrichtung während des Betriebs verändert werden kann. Für besonders schnell reagierende Dämpfersysteme hat sich der Einsatz von magnetorheologischen Medien und insbesondere Fluiden bewährt, bei denen eine Veränderung der Dämpfungsstärke innerhalb von wenigen Millisekunden erzielbar ist. Magnetorheologische Fluide sind aber relativ teuer, sodass der Einsatz in vielen Anwendungen schwierig oder unwirtschaftlich ist. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, ein Gaspedal oder ein Bremspedal in einem Kraftfahrzeug oder einem Lastkraftwagen mit einem Dämpfer auszurüsten, damit eine gedämpfte Rückstellung des entsprechenden Pedals erfolgt.

Außerdem kann dem Fahrer eines solchen Fahrzeugs über eine gedämpfte Bewegung ein besseres Feedback gegeben werden. Werden solche Komponenten aber an Kraftfahrzeugen gedämpft, so ist das dafür vorhandene Budget erheblich geringer als für die Dämpfung der Räder bzw. des gesamten Kraftfahrzeugs. Deshalb eignen sich derartige translatorische Dämpfer nicht für kostengünstige

Dämpferanwendungen .

Bei Kupplungen und Bremsen sind Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen die Kupplung bzw. Bremse rotativ arbeitet. In einem z. B. zylindrischen Spalt werden Außenlamellen und Innenlamellen vorgesehen, um den zylindrischen Spalt in mehrere Teilspalte zu unterteilen und die benötigten Kräfte zu übertragen. Nachteilig ist der hohe konstruktive Aufwand und die eingesetzte Menge an magnetorheolgischem Fluid, was die Kosten erhöht.

Mit der WO 2014/037 105 A2 ist eine Übertragungsvorrichtung bekannt geworden bei der nur eine geringe Menge des

magnetorheologischen Mediums benötigt wird, obwohl der Dämpfer translatorisch arbeitet. Das wird dadurch erreicht, dass der Dämpfungsspalt an den axialen Enden abgedichtet ist, sodass das magnetorheologische Medium in der Art eines Reibbelages in dem Dämpfungsspalt verbleibt. Eine solche Übertragungsvorrichtung funktioniert grundsätzlich, hat aber den Nachteil, dass eine relativ hohe Grundkraft anliegt, die überwunden werden muss, bevor eine Dämpfung stattfinden kann.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dämpfer zur Dämpfung einer Relativbewegung oder/und zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks zu Verfügung zu stellen, welcher kostengünstig aufgebaut ist und nur eine geringe Menge eines magnetorheologischen Mediums benötigt und der ein feinfühligeres Ansprechverhalten erlaubt. Insbesondere soll der Dämpfer sehr einfach aufgebaut sein, um so eine gewerbliche Anwendbarkeit mit gewinnbringenden Stückzahlen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch den Dämpfer mit den Merkmalen des

Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen

Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Ein erfindungsgemäßer Dämpfer ist als Drehdämpfer ausgebildet und dient zur Dämpfung einer Schwenkbewegung. Unter „Dämpfung" kann auch ein sich aus einer Dämpfung ergebendes haptisches Feedback gemeint sein, d.h. eine Rückmeldung von Kraft/Moment an den Nutzer. Der Drehdämpfer umfasst zwei Komponenten, wobei eine Komponente eine Innenkomponente und die andere Komponente eine Außenkomponente umfasst. Dabei umgibt die Außenkomponente die Innenkomponente wenigstens abschnittsweise radial. Zwischen den Komponenten ist ein radial nach innen von der Innenkomponente und radial nach außen von der Außenkomponente begrenzter und

wenigstens teilweise und insbesondere wenigstens nahezu

vollständig mit einem magnetorheologischen Medium gefüllter Dämpfungsspalt angeordnet der Dämpfungsspalt ist einem Magnetfeld aussetzbar, um eine Schwenkbewegung zwischen den beiden

gegeneinander verschwenkbaren Komponenten um eine Achse zu dämpfen. Der Dämpfungsspalt ist vorzugsweise ringförmig und umlaufend ausgebildet. Es ist eine Mehrzahl an wenigstens teilweise radial verlaufenden Armen an wenigstens einer der Komponenten vorgesehen. Wenigstens ein Teil der Arme ist mit einer elektrischen Spule mit jeweils wenigstens einer Wicklung ausgerüstet. Die Wicklung und insbesondere jede Wicklung

erstreckt sich vorzugsweise vollständig neben der Achse und beabstandet von der Achse. Der erfindungsgemäße Drehdämpfer hat viele Vorteile. Ein

erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehdämpfers besteht darin, dass zur Dämpfung einer Schwenkbewegung eingesetzt wird. Dadurch müssen die relativ zueinander bewegbaren Komponenten nicht während einer translatorischen Relativbewegung zueinander abgedichtet werden. Es reicht aus, zwischen den beiden

Komponenten eine zum Beispiel umlaufende Dichtung vorzusehen, die sich bei der Relativbewegung nicht bewegen muss. Dadurch wird ein viel geringeres Grundmoment bzw. eine Grundkraft erzielt als bei einer translatorischen Bewegung, bei der beispielsweise ein

Dichtungsring auf einer Achse verschoben werden muss, während sich die beiden Komponenten relativ zueinander axial verschieben.

Dadurch, dass eine Mehrzahl an radial verlaufenden Armen

vorgesehen ist, die jeweils mit einer elektrischen Spule mit jeweils wenigstens einer Wicklung versehen sind, kann der

Dämpfungsspalt zwischen der Innenkomponente und der

Außenkomponente optimal mit einem Magnetfeld beaufschlagt werden. Die zur Verfügung stehende Fläche und das Volumen des

Dämpfungsspalts werden optimal ausgenutzt, sodass ein dünner und insbesondere umlaufender Dämpfungsspalt ausreicht, um hohe

Dämpfungskräfte zu übertragen. Zur Dämpfung wird ein

entsprechendes Magnetfeld angelegt. Vorzugsweise wirkt das

Magnetfeld auf wenigstens 25% einer Fläche des ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts ein. Insbesondere beträgt der durch das Magnetfeld beeinflusste Flächenanteil an der gesamten

Umfangsfläche des ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts mehr als 30% und vorzugsweise mehr als 40% und besonders bevorzugt mehr als 50%, 60%, 70% oder 80% der Umfangsfläche des ringförmig umlaufenden Dämpfungsspalts. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird eine Flächenelement dann zu dem durch das Magnetfeld beeinflussten Flächenanteil gezählt, wenn die Magnetfeldstärke dort größer als 5% und vorzugsweise größer als 10% einer

durchschnittlich auf die Umfangsfläche (des ringförmig

umlaufenden Dämpfungsspalts) einwirkenden Magnetfeldstärke ist. Der Drehdämpfer erzeugt ein steuerbares Dämpfermoment. Bevorzugt ist die direkte Nutzung des Dämpfermoments zur Dämpfung einer Dreh- oder Schwenkbewegung oder zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks (Kraftverlauf; Rattern; Ripple; virtuelle Anschläge, Kraftspitzen...) . Das Dämpfermoment kann auch über weitere Mittel in eine Dämpferkraft umgewandelt werden, die z. B. zur Dämpfung einer Bewegung eines anderen Bauteils dient. Insofern stellt der Drehdämpfer ein Dämpfermoment bereit, welches in eine an einem anderen Bauteil wirkende Dämpferkraft umgewandelt werden kann. Das Dämpfermoment und die gegebenenfalls effektiv wirkende

Dämpferkraft an einem anderen Bauteil hängen insbesondere proportional und in vielen Fällen linear oder etwa linear voneinander ab und können - soweit technisch sinnvoll - im Sinne der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet werden. Jedenfalls wird ein Dämpfermoment bereitgestellt, welches in eine

entsprechende Dämpferkraft umgewandelt werden kann. Eine effektiv wirkende Dämpferkraft kann auch als Dämpfungskraft bezeichnet werden .

Der Dämpfungsspalt erstreckt sich vorzugsweise in axialer

Richtung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende und insbesondere vollständig innerhalb der Außenkomponente. Die Dämpfung erfolgt vorzugsweise über Scherkräfte bzw.

Schubspannungen in dem magnetorheologischen Medium. Das

magnetorheologische Medium verbleibt als eine Art steuerbarer Reibbelag in den Dämpfungsspalt. Das benötigte Volumen des magnetorheologischen Mediums ist sehr gering und ergibt sich im Wesentlichen aus dem Volumen des vorzugsweise zylinderförmigen Dämpfungsspalts .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die beiden Komponenten relativ zueinander nur um einen begrenzten Schwenkwinkel

zueinander verschwenkbar. Der Schwenkwinkel kann über

verschiedene Maßnahmen begrenzt werden. Bevorzugt ist ein mechanischer Anschlag, der eine übermäßige Verschwenkung

verhindert . Möglich ist es aber auch, dass eine kinematische Begrenzung des Schwenkwinkels vorgesehen ist, wobei sich der maximale

Schwenkwinkel dann durch die angeschlossenen Teile oder

Einrichtungen ergibt. Wird der erfindungsgemäße Drehdämpfer beispielsweise bei einer Vorrichtung wie einer Prothese

angewendet, so begrenzen die an den Drehdämpfer angeschlossenen Teile direkt den möglichen Schwenkwinkel. Ähnlich ist es auch, wenn der erfindungsgemäße Drehdämpfer an beispielsweise einem Gaspedal, Kupplungspedal oder Bremspedal eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Auch dort wird durch die baulichen Gegebenheiten der Schwenkwinkel natürlich bzw. durch den Bauraum begrenzt.

Möglich ist es aber auch, dass der Schwenkwinkel durch die Kabel bzw. durch die Verbindungsleitungen zu der elektrischen Spule begrenzt wird. Es ist möglich, dass die Verbindungsleitungen einstückig von außen bis zu der elektrischen Spule bzw. den elektrischen Spulen verlaufen, wenn beispielsweise auf einen Schleifring verzichtet wird.

Vorzugsweise ist kein Schleifring vorgesehen, um die elektrischen Spulen und evtl. Sensoren anzuschließen. Besonders bevorzugt werden die elektrischen Spulen und evtl. Sensoren und damit die Bauteile zur elektrischen Leistungs- oder Signalübertragung über eine Wickelfeder, wie z. B. ein langes aufgewickeltes

Flachbandkabel oder werkstoffeinstückige und insbesondere einstückige Verbindungsleitungen ohne gegeneinander rotierende Bauteile von außen angeschlossen.

In anderen Ausgestaltungen, mit z.B. nicht so hohen Anforderungen an die Lebensdauer, kann auch ein verschleißbehafteter

Schleifring vorgesehen sein, der die Kontaktübertragung der elektrischen Verbindungsleitungen zu den elektrischen Spulen sicherstellt .

In einer bevorzugten Weiterbildung wird der Dämpfungsspalt durch eine Kammer gebildet bzw. ist Teil einer Kammer. Dabei wird die Kammer durch die beiden Komponenten und durch eine zwischen den beiden Komponenten angeordnete Dichtungseinrichtung oder aber durch zwei zwischen den beiden Komponenten angeordnete

Dichtungseinrichtungen abgedichtet. Möglich ist es auch, dass drei oder mehr Dichtungseinrichtungen vorgesehen sind.

Es ist besonders bevorzugt, dass nur eine einzige

Dichtungseinrichtung die Kammer vollständig nach außen hin abgedichtet. Dabei ist diese Dichtungseinrichtung an einem Spalt zwischen den beiden Komponenten vorgesehen. Beispielsweise kann der Drehdämpfer eine Art von Topfkonstruktion aufweisen, bei der eine Schwenkwelle aus der Topfkonstruktion nach außen

hervorsteht. Dabei ist dann die Innenkomponente vollständig von der Außenkomponente umgeben, sodass von der Innenkomponente nur die Schwenkwelle nach außen ragt.

Möglich ist es auch, dass an den axialen Enden des

Dämpfungsspalts jeweils eine im Wesentlichen dichte magnetische Dichtung vorgesehen ist, die über ein in einem dünnen Spalt zwischen den beiden Komponenten wirkendes Magnetfeld die dort vorhandenen magnetorheologischen Partikel miteinander verkettet, sodass wenigstens für eine im Wesentlichen zuverlässige

Abdichtung des Dämpfungsspalts gesorgt wird. Eine weitere

Abdichtung bzw. Dichtungseinrichtung kann an dem Austritt des Gehäuses vorgesehen sein. Das Gehäuse wird vorzugsweise durch die Komponente gebildet, an der die Außenkomponente ausgebildet ist.

Eine Dichtungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung verhindert insbesondere ungewollte StoffÜbergänge von einem Raum in einen anderen. Die Dichtungseinrichtung kann ein oder mehrere Dichtungselemente umfassen. Beispielsweise kann eine solche Dichtungseinrichtung einen O-Ring oder einen Quadring umfassen oder durch einen solchen ausgebildet sein.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Kammer über der axialen Länge radial zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente angeordnet. Insbesondere ist die Kammer vollständig zwischen der ersten und der zweiten Komponente angeordnet. Die Kammer kann neben dem Dämpfungsspalt noch wenigstens ein Reservoir umfassen, in dem ein kleiner und insbesondere geringer Vorrat des magnetorheologischen Mediums bevorratet werden kann. Vorzugsweise ist ein maximales Volumen des Reservoirs kleiner als das Volumen des Dämpfungsspalts und insbesondere kleiner als die Hälfte des Volumens des

Dämpfungsspalts. Über ein Reservoir kann ein gewisser Verlust des magnetorheologischen Mediums über der Zeit ausgeglichen werden, ohne die Gesamtmenge des bei der Herstellung eingefüllten magnetorheologischen Dämpfungsmediums zu stark zu vergrößern.

In dem Reservoir kann auch ein federelastisch angeordnetes

Gasvolumen vorgesehen sein, um einen leichten Überdruck in dem magnetorheologischen Medium zur Verfügung zu stellen, sodass z. B. bei Temperaturschwankungen ein ( Druck- ) Ausgleich möglich ist Außerdem wird bei Verlust geringer Anteile des Dämpfungsmediums die Funktion dennoch sichergestellt. Ein über eine Leitung verbundenes außenliegendes Reservoir mit oder ohne einer Feder oder einem Luftvolumen oder dergleichen ist auch möglich.

Vorzugsweise weist der Dämpfungsspalt eine radiale Höhe kleiner als 2 % eines Durchmessers des Dämpfungsspalts auf. Unter einem Durchmesser des Dämpfungsspalts kann sowohl der Innendurchmesser als auch der Außendurchmesser verstanden werden. Vorzugsweise wird der Außendurchmesser des Dämpfungsspalts als Durchmesser angesehen .

Bei einem Außendurchmesser von 30 mm ergibt sich (maximale) eine radiale Höhe von etwa 0,6 mm. Bei einem Außendurchmesser von 10 mm ergibt sich eine radiale Höhe des Dämpfungsspalts von 0 , 2 mm .

Besonders bevorzugt ist eine radiale Höhe des Dämpfungsspalts kleiner als 1 mm und insbesondere kleiner als 0,5 mm in

vorteilhaften Ausgestaltungen ist die radiale Höhe <0,3 mm.

Besonders bevorzugt ist eine radiale Höhe des Dämpfungsspalts größer als 0,1 mm und insbesondere >0,15 mm und kann auch größer oder gleich etwa 0,2 mm betragen. Werden die radialen Abmessungen noch geringer, so müssen entsprechende Toleranzen eingehalten werden, was die Kosten für den Drehdämpfer steigert. Das lohnt sich nur in bestimmten Anwendungen.

In vorteilhaften Ausgestaltungen ist das Volumen des

Dämpfungsspalts und/oder der Kammer kleiner als 10 ml.

Vorzugsweise ist das Volumen des Dämpfungsspalts und/oder der Kammer <5 ml und besonders bevorzugt kleiner als 3 ml. Auch Volumina von 2 ml und weniger sind möglich und bevorzugt.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die

Innenkomponente die radial verlaufenden Arme mit den daran angeordneten elektrischen Spulen aufweist. Möglich ist es aber auch, dass die radial verlaufenden Arme von der Außenkomponente radial nach innen abstehen. Bevorzugt ist es auch, dass sowohl die Innenkomponente als auch die Außenkomponente jeweils radial verlaufende Arme aufweisen, wobei die radial verlaufenden Arme dann vorzugsweise von der Innenkomponente aus nach außen und von der Außenkomponente aus nach innen ragen.

Das Dämpfermoment kann insbesondere in weniger als 20 ms um mindestens 30% des benötigten und/oder möglichen Arbeitsbereiches variiert werden. In allen Ausgestaltungen ist dem Drehdämpfer vorzugsweise eine Steuereinrichtung zugeordnet und/oder der Drehdämpfer umfasst eine solche.

Die elektrischen Spulen und evtl. Sensoren sind über elektrische Verbindungsleitungen angeschlossen, die insbesondere innerhalb oder außerhalb der Innenkomponente nach außen geführt werden. Beispielsweise können die Verbindungsleitungen durch die

Innenkomponente und dort durch die Schwenkwelle einstückig oder werkstoffeinstückig ohne den Einsatz eines Schleifrings nach außen geführt werden. Möglich ist es aber auch, dass die

Verbindungsleitungen außerhalb der Schwenkwelle nach außen durchgeführt werden. Besonders bevorzugt werden die elektrischen Spulen und evtl. Sensoren und damit die Bauteile zur elektrischen Leistungs- oder Signalübertragung über eine Wickelfeder, wie z. B. ein langes aufgewickeltes Flachbandkabel oder

werkstoffeinstückige und insbesondere einstückige Verbindungsleitungen ohne gegeneinander rotierende Bauteile von außen angeschlossen .

In anderen Ausgestaltungen, mit z.B. nicht so hohen Anforderungen an die Lebensdauer, kann auch ein verschleißbehafteter

Schleifring oder Ähnliches eingebaut sein.

Vorzugsweise sind an den benachbarten Enden benachbarter Arme wenigstens einer Komponente unterschiedliche Pole der

Magnetfelderzeugungseinrichtungen vorgesehen. Besonders bevorzugt wird eine gerade Anzahl von Armen eingesetzt. Vorzugsweise sind wenigstens 4 Arme vorgesehen. Bevorzugt werden 6, 8, 10, 12, 14 oder 16 Arme eingesetzt. Die Anzahl der Arme kann auch von der Größe des Drehdämpfers abhängen und noch größer sein.

Die Außenkomponente ist vorzugsweise Teil eines Gehäuses, an dem die Innenkomponente aufgenommen ist. Eine Schwenkwelle der

Innenkomponente wird vorzugsweise aus der Außenkomponente nach außen geführt.

Dabei ist es bevorzugt, dass ein Ende der Schwenkwelle aus dem Gehäuse herausgeführt ist und dass das andere Ende der

Schwenkwelle innerhalb des Gehäuses endet. Bei einer solchen Ausgestaltung muss nur eine Dichtung bzw. Dichtungseinrichtung vorgesehen werden, die das Gehäuse nach außen hin abgedichtet. Die Schwenkwelle kann dabei über ein oder zwei Lager oder dergleichen innerhalb des Gehäuses gelagert werden, sodass eine reibungsarme Drehung ermöglicht wird. Das Lager kann ein

kostengünstiges Gleitlager, aber auch bei sehr hohen

Anforderungen an die Grundreibung und Lebensdauer ein Kugel- oder Wälzlager sein. Bei geringen Anforderungen kann es auch

weggelassen werden.

Möglich ist es auch, dass die Schwenkwelle auf beiden Seiten durch das Gehäuse nach außen geführt wird, sodass das erste Ende der Schwenkwelle an einer Seite aus dem Gehäuse heraus geführt ist und auf der andern Seite das andere Ende der Schwenkwelle aus dem Gehäuse nach außen ragt. Eine solche Ausgestaltung erlaubt eine symmetrische Aufnahme des Drehdämpfers, was für die

Drehmomenteinleitung vorteilhaft sein kann.

In allen Weiterbildungen ist es möglich, dass auf der Schwenkwelle auch ein Zahnrad montiert werden kann, welches dann mit einer Zahnstange oder anderen Zahnrädern in Wirkverbindung steht oder kämmt.

In allen Ausgestaltungen ist vorzugsweise wenigstens eine

Federeinrichtung vorgesehen, um eine Gegenkraft aufzubauen, wenn eine Auslenkung der beiden Komponenten in wenigstens eine

Schwenkrichtung erfolgt.

Eine derartige Federeinrichtung ist vorteilhaft, da sie eine Vorbelastung des Drehdämpfers in eine Grundposition ermöglicht. Die Federeinrichtung kann sowohl an dem Drehdämpfer oder

innerhalb des Gehäuses des Drehdämpfers vorgesehen sein. Möglich ist es aber auch, dass die Federeinrichtung außen an dem

Drehdämpfer angreift oder als separates Bauteil vorgesehen wird, welches Teil einer Vorrichtung ist, an der der Drehdämpfer eingesetzt wird. Dies können Linearfedern, Schenkelfedern,

Spiralfedern, Flachfedern, Torsionsfedern, Zug- oder Druckfedern sein, ohne darauf beschränkt zu sein.

In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass eine Mehrzahl an Dämpfungsspalten vorgesehen ist, die über dem Umfang der

Komponente verteilt angeordnet sind. Beispielsweise können

Trennelemente in dem Ringraum vorgesehen sein, an dem der

Dämpfungsspalt bzw. die Dämpfungsspalte ausgebildet ist bzw.

sind. Diese Trennelemente können beispielsweise von der

Innenkomponente aus nach außen ragen oder von der Außenkomponente aus nach innen ragen. Derartige in axialer Richtung oder

spiralförmig verlaufende Trennelemente teilen den Ringraum in mehrere Dämpfungsspalte auf. Da an den Trennelementen dann eine Kraftübertragung stattfindet, sollten die Trennelemente fest mit entweder der Innenkomponente oder der Außenkomponente verbunden sein .

In vorteilhaften Ausgestaltungen ist wenigstens einer

elektrischen Spule ein Dauermagnet zugeordnet. Das bedeutet, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtungen neben einer elektrischen Spule auch auch noch wenigstens einen Dauermagneten umfassen. Das Magnetfeld des Dauermagneten kann dabei über die zugeordnete elektrische Spule beeinflusst werden. Insbesondere kann das Magnetfeld des Dauermagneten kontinuierlich variiert und/oder über kurze Impulse der elektrischen Spule dauerhaft verändert werden. Eine kontinuierliche Variation des Magnetfeldes des Dauermagneten erlaubt eine zeitlich kontinuierliche und

stufenlose Einstellung des wirkenden Magnetfeldes. Beispielsweise kann das effektiv wirkende Magnetfeld bis auf annähernd 0 oder 0 abgesenkt werden oder es kann die Polarität des Magnetfeldes umgekehrt werden.

Durch derartige Maßnahmen ist es möglich, ein bestimmtes

Magnetfeld und somit eine bestimmte Grunddämpfung einzustellen, die unabhängig von einer Stromquelle dauerhaft wirkt. In

bevorzugten Weiterbildungen ist eine Länge des Dämpfungsspalts größer als sein Durchmesser.

In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, dass das magnetorheologische Medium eine Suspension von ferromagnetischen Partikeln in einem Medium wie beispielsweise Öl, Glykol oder Fett ist und/oder wobei das Medium Stabilisatoren beinhaltet.

Der erfindungsgemäße Drehdämpfer kann in bevorzugten

Weiterbildungen für eine Autotür, ein Bremspedal, ein

Kupplungspedal oder ein Gaspedal vorgesehen sein. Auch der

Einsatz an einer Prothese, einem Exoskelett, einem Möbelstück, einem Fitnessgerät oder einem Zweirad ist möglich. Der Einsatz kann auch als Bedienungs- bzw. Steuerhebel erfolgen. Beansprucht wird deshalb auch eine als Trainingsgerät bzw.

Fitnessgerät ausgebildete Vorrichtung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Drehdämpfer. Insbesondere wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einem Trainingsgerät auch ein

Fitnessgerät verstanden und umgekehrt. Das Trainingsgerät ist zur kontrollierten Muskelbetätigung geeignet und ausgebildet. Es umfasst wenigstens ein wenigstens teilweise

muskelkraftbetriebenes Betätigungselement. Dabei ist wenigstens eine Bewegung des Betätigungselementes durch den Drehdämpfer dämpfbar .

In einer möglichen Variante kommt ein Kunde z. B. ins

Fitnessstudio und geht zu einem Körperscanner und/oder

Analysegerät. Hier werden die „Hebelverhältnisse" ermittelt und gespeichert (z. B. Oberarm, Unterarm, Schenkel, Körpergröße...) . Der Kunde erhält einen Device (z. B. NFC Armband, Chip,

Smartdevice wie Smartphone oder -watch oder dergleichen) welches bei der Benutzung des Geräts diese Daten an das Fitnessgerät übermittelt. Somit ist dieses immer optimal bezüglich des

Trainings (z. B. Kraft über Weg; Moment über Winkel oder

dergleichen) eingestellt bzw. sagt dem Benutzer, wie er es einstellen soll (z. B. Sitz mechanisch verstellen oder

dergleichen) oder das Gerät stellt sich selber ein (z. B. mittels E-Motoren oder dergleichen) .

In einer anderen möglichen Variante hat der Kunde die Daten dabei (z. B. anhand einer Smartwatch, Smartphone, Chipoder

dergleichen) . Er kann so in jedem Fitnessstudio (weltweit) gleich loslegen, welches diese Daten verwerten kann bzw. die passenden Fitnessgeräte dazu hat (Nutzerbindung) .

In beiden Varianten oder einer weiteren Variante werden die Daten vom Fitnessgerät wieder an einen „Speicher" übermittelt und ausgewertet (z. B. Cloud, interner Speicher oder dergleichen) . Der Kunde kann dann Z. B. zu Hause die Daten verarbeiten. Aufgrund der Daten wird das Nutzprofil vorzugsweise verfeinert (z. B. kann eine lernfähige Ausgestaltung vorgesehen sein) . Die Daten können auch mit Kollegen vergleichen und optimiert werden (z. B. per Community, Cloud oder dergleichen) . Bevorzugt wird eine Logdatei erstellt, die den Trainingsverlauf und -erfolg anzeigt. Die Daten können auch an Diagnosestellen, Ärzte,

Betreuer oder Krankenkassen übermittelt werden, damit diese sehen, wie und was gemacht wurde.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Steuereinrichtung vorgesehen und dazu geeignet und ausgebildet, unter Berücksichtigung wenigstens eines vorgegebenen Parameters den Dämpfer gezielt einzustellen. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise in Echtzeit. Beispielsweise kann als Parameter eine für eine Muskelübung gewünschte Kraft vorgesehen sein. Der Dämpfer wird dann so eingestellt, dass der Benutzer die Kraft zur Bewegung des Betätigungselementes

aufbringen muss.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu geeignet und

ausgebildet, wenigstens eine Kenngröße der Bewegung des

Betätigungselements zu registrieren. Insbesondere ist die

Steuereinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, in Abhängigkeit der Kenngröße den Drehdämpfer in seiner Dämpfung unter

Berücksichtigung des Parameters gezielt einzustellen.

Die Kenngröße der Bewegung des Betätigungselements wird

insbesondere durch wenigstens einen Sensor erfasst. Insbesondere erfolgt eine kontinuierliche Erfassung. Beispielsweise durch einen der hier beschriebenen Sensoren und vorzugsweise durch den Drehgeber. Der Parameter betrifft dann vorzugsweise einen

Schwellenwert und/oder eine Vergleichsfunktion für die Kenngröße. Es kann auch eine Zuordnung von vorgegebenem Parameter und erfasster Kenngröße in der Art eines Kennfeldes erfolgen.

Beispielsweise kann der Betreuer einen Wert für eine bei der Übung gewünschte Kraft/Drehmoment als Parameter vorgeben. Als Kenngröße der Bewegung des Betätigungselements wird dann die vom Benutzer aufgebrachte Kraft/Drehmoment erfasst und mit dem vorgegebenen Wert verglichen. Überschreitet der Benutzer den Wert, kann der Dämpfer weicher bzw. leichter bewegbar eingestellt werden. So wird eine Überlastung des Muskels beim Training wirkungsvoll vermieden. Das ist besonders bei

Rehabilitationsmaßnahmen von Vorteil, wo eine Überlastung unbedingt zu vermeiden ist. Alternativ kann auch ein haptisches Feedback durch den Dämpfer an den Benutzer ausgegeben werden. Bei einer registrierten Überlast kann der Dämpfer auch kraftlos oder sehr leichtgängig geschaltet werden.

Vorzugsweise beschreibt die Kenngröße eine Winkelstellung und/oder eine Bewegungsrichtung und/oder ein Bewegungsmoment und/oder eine Beschleunigung des Betätigungselementes. Diese Kenngrößen sind besonders vorteilhaft, da sie für die

Muskelbetätigung des Benutzers am Trainingsgerät charakteristisch sind .

Besonders bevorzugt erfolgt die Einstellung des Dämpfers als Funktion der Kenngröße. Insbesondere erfolgt die Einstellung des Dämpfers dynamisch und/oder adaptiv. Das hat den Vorteil, dass ein viel individuelleres Training als bei Gewichtszügen oder einer herkömmlichen linearen Dämpfereinstellung möglich ist. So kann beispielsweise eine Trainingsbewegung mit leichter Kraft einsetzen und mit zunehmenden Hub und/oder Drehwinkel schwerer werden. Die aufzubringende Kraft kann auch in Echtzeit in

Abhängigkeit einer als Kenngröße registrierten Beschleunigung eingestellt werden. Auch kann zwischen linker und rechter

Körperhälfte unterschieden und entsprechend angepasst werden.

Das Trainingsprogramm kann auch innerhalb der Trainings zeit mehrmals und individuell variiert werden.

Beispielsweise beschreibt die Kenngröße den Drehwinkel beim Kniestrecken. Dann kann in Abhängigkeit des Drehwinkels der Dämpfer und somit die aufzubringende Muskelkraft eingestellt werden. Z. B. wird bei zunehmender Streckung des Knies die Kraft verringert. Das verhindert schädliche Trainingsbelastungen. Bei einem kritischen Drehwinkel kann der Dämpfer auch kraftlos eingestellt werden, sodass schädliche Überdehnungen verhindert werden .

Kritische Winkel oder Stellungen können auch verletzungsbedingt vorgegeben sein oder physiologischen Ursprung haben. Hier kann der Dämpfer genau auf diese Gegebenheiten voreingestellt werden (Personalisiertes Training) .

Da Übungen oft zu hastig und zu schnell ausgeführt werden, was die Gelenke und die Muskulatur stärker oder sogar schädigend belastet, kann in einer solchen Situation der Dämpfer so

eingestellt werden oder stellt sich automatisch ein, dass ein schnelles Verfahren/Bewegen nicht möglich ist bzw. nicht

zugelassen wird. Der Dämpfer kann dann auch sehr weich

eingestellt werden oder ein haptisches Feedback ausgeben.

Möglich ist auch, dass die Kenngröße die Bewegungsrichtung beschreibt. Dadurch kann z. B. für ein Kniestrecken eine andere Kraft eingestellt werden als für die Rückwärtsbewegung, das Kniebeugen. Bei vielen Muskelübungen ist es oft sehr

entscheidend, dass die Rückbewegung leichter oder auch

kraftaufwendiger erfolgt, als die Hinbewegung.

Es kann während des Trainings auch ein haptisches Feedback an den Benutzer auszugeben. Das erfolgt insbesondere durch eine gezielte Veränderung der Dämpfungseigenschaften und vorzugsweise wie zuvor beschrieben. Das Feedback wird insbesondere in Abhängigkeit der Kenngröße der Bewegung ausgegeben. Beispielsweise kann ein haptisches Rattern oder Ruckeln durch den Dämpfer eingestellt werden, wenn die Kenngröße erkennen lässt, dass der Benutzer eine Übung zu schnell oder zu stark ausführt. Das Feedback kann auch ausgegeben werden, wenn der Benutzer über einen Drehwinkel oder über eine Bewegungsstrecke hinausgeht oder innerhalb einer

Bewegungstrecke was nicht richtig macht. So kann der Benutzer leicht und einfach die korrekte Ausführung der Übungen erlernen. Möglich ist auch, dass das Feedback unter Berücksichtigung anderer als Kenngröße dienender Sensorwerte ausgegeben wird.

Beispielsweise kann die Steuereinrichtung Pulswerte, Herzfrequenz und andere Vitalparameter registrieren und zur Einstellung der Dämpfers heranziehen. Überanstrengt sich der Benutzer

(Erschöpfungszustand) oder liegt er außerhalb eines sinnvollen Trainingsbereichs, wird er durch das haptische Feedback darauf hingewiesen und/oder der Dämpfer passt sich automatisch und adaptiv so an, dass der Benutzer wieder in einem sinnvollen und vorzugsweise gesundheitlich nicht schädlichen Trainingsbereich arbeitet .

Unter Berücksichtigung anderer Sensorwerte und beispielsweise der Vitalparameter als Kenngröße kann auch eine Anpassung der

Dämpfereigenschaften erfolgen. So kann die aufzubringende Kraft erhöht werden, wenn der Puls einen aufgewärmten Muskelapparat anzeigt. Möglich ist auch, dass bis zur Registrierung eines bestimmten Werts der Vitalparameter oder anderer Kenngrößen der Dämpfer in bestimmten Drehwinkeln so hart eingestellt wird, dass der Benutzer das Betätigungselement nicht in diese Drehwinkel bringen kann. So wird eine Überdehnung der Muskeln zu Beginn des Trainings vermieden.

Der erfindungsgemäße Drehdämpfer kann in bevorzugten

Weiterbildungen bei Fitnessgeräten als Dämpfer und insbesondere als Hybriddämpfer zu bestehenden Systemen eingesetzt werden.

Hierbei kann z.B. der im Millisekundenbereich und stufenlos schaltende Drehdämpfer parallel zu einer bestehenden relativ trägen Bremse (z.B. Reibbremse, Wirbelstrombremse oder andere geeignete Bremsen) in einem Trainingsgerät und z. B. einem

Fitness Fahrrad (z. B. Ergotrainer oder dergleichen) geschaltet werden. Dadurch können Lastspitzen (welche sich z. B. aus kinematischen Gegebenheiten ergeben) , Ungleichförmigkeiten, Schwingungen, Verschleiß, Lagerspiel und andere Spiele usw.

ausgeglichen werden. Vorteilhaft geschieht dies als geregeltes System. Nachfolgend ist mit „einzelne Betätigung" z.B. eine

Pedalumdrehung bei einem Trainingsfahrrad, eine teilweise oder komplette Ruderbewegung (z. B. Auslage, Durchzug, Rücklage oder dergleichen) bei einer Bootstrainingsmachine , ein Öffnen und Schließen einer Tür uvm. gemeint. Es kann auch eine Bewegung des Betätigungselementes des Trainingsgerätes gemeint sein.

Der erfindungsgemäße Drehdämpfer kann auch als einziges

Energieumwandlungselement (z. B. eine Bremse oder dergleichen) eingesetzt werden, wodurch bisher nicht mögliche bzw. sehr individuelle Kraft-/Momentenverläufe möglich werden. Es kann so z.B. die Betätigungskraft-/moment nicht nur von einzelner

Betätigung zu einzelner Betätigung (nicht nur z.B. pro volle Umdrehung, pro vollen Hub) variiert werden, sondern auch während einer einzelnen Betätigung. Insbesondere kann die Kraft/Moment über Weg/Winkel verändert werden, sodass sich ein mehrfach änderndes Moment während einer Umdrehung und somit ein gezielter Momentenverlauf/-kennlinie während einer Umdrehung ergibt) .

Bei einer Rudertrainingsmaschine kann so z.B. während einer vollständigen Ruderbewegung der genaue Momentenverlauf (z. B. Kraftverlauf an der Hand des Menschen) , adäquat einer

Ruderbewegung in einem Boot im Wasser, erzeugt werden. Der erfindungsgemäße Drehdämpfer simuliert hierbei vorzugsweise die Ruder- bzw. Betätigungskinematik, Eintauchtiefe,

Verfahrgeschwindigkeit, Anstellwinkel des Paddels und viele andere Kraftverläufe der Sportart.

In allen Ausgestaltungen ist es möglich, einen z.B. adaptiven Türdämpfer zu realisieren. Dazu kann z.B. bei einem KFZ beim Einparken eine Parklücke vermessen werden. Aus den Daten kann der Abstand zum benachbarten KFZ berechnet werden. Daraus wiederum kann der maximal offenbare Türwinkel errechnet werden und bei Erreichen oder schon zuvor der Öffnungsvorgang entsprechend gedämpft und/oder begrenzt werden. Dazu kann der Sensor oder es können die Sensoren zum Messen des Abstandes von Fahrzeug beim Parken verwendet werden, sodass separate Sensoren nicht benötigt werden. Möglich ist es auch, die Steuerung so vorzunehmen, dass die Tür zunächst leicht aufgeht und dass dann ein Raster kommt, das immer feiner wird. Damit wäre praktisch eine Haptikanzeige für Türöffner realisiert, die anzeigt, wenn man in die Nähe des Anschlages kommt.

Möglich ist es auch, Türen, Fenster oder dergleichen in

bestimmten Winkel aufzuhalten. Das kann z.B. bei Kraftfahrzeugen (KFZ) oder auch bei Möbeln realisiert werden.

Der Drehdämpfer kann auch als Haptikknopf eingesetzt werden, der beim Drehen ein Raster fühlen lässt, sodass sich eine haptische Rückkopplung bei einer Dreh- oder Schwenkbewegung des

Haptikknopfs ergibt. Ein derartiges Raster kann durch eine

Steuereinrichtung erzeugt werden, bei der die elektrische Spule periodisch in gewissen Zeitabständen oder dergleichen mit Strom beaufschlagt wird, sodass sich der Schwenkwiderstand periodisch ändert. Die haptische Rückkopplung bzw. die Stärke der Dämpfung kann situationsabhängig verändert werden, sodass sich breite Einsatzmöglichkeiten ergeben. Beansprucht wird deshalb auch eine Vorrichtung mit wenigstens einem Drehdämpfer, der ausgebildet ist, so wie es zuvor beschrieben wurde.

Der Drehdämpfer kann auch als Schwingungsdämpfer in oder an einem Gelenkpunkt der Hinterradschwinge oder als Lenkungsdämpfer bei Motorrädern und bei Fahrrädern, ohne darauf beschränkt zu sein, eingesetzt werden. Dadurch kann ein gegebenenfalls gefährliches Lenkerschlagen bei entlastetem bzw. abgehobenem Vorderrad erheblich reduziert oder nahezu gänzlich oder vollständig vermieden werden. Es können (außerdem) unerwünschte Schwingungen in der Lenkung wie z. B. das Hochgeschwindigkeitspendeln

verringert werden. Dabei kann der Drehdämpfer, der auch als Scherdämpfer bezeichnet werden kann, auch direkt im Steuerkopf (Lenkkopflager in dem sich der Gabelschaft dreht) eingebaut werden . Der erfindungsgemäße Drehdämpfer stellt eine vorteilhafte

Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen zur Verfügung, wobei zur Dämpfung translatorischer Bewegungen eine solche translatorische Bewegung zunächst in eine Rotationsbewegung umgesetzt werden kann, sodass anschließend die Schwenkbewegung gedämpft wird.

Dabei kann die Stärke der Dämpfung mit hoher Geschwindigkeit verändert werden, wobei innerhalb von einigen Millisekunden die Dämpfung von einem minimalen auf einen maximalen Wert verändert werden kann.

Die rheologische Flüssigkeit kann aus verschiedensten

Bestandteilen bestehen, welche einzeln oder in Kombination sein können: Fe, Kohlenstoffstahl , NdFeB (Neodymium) , Alnico,

Samarium, Cobalt, Silizium, Kohlefaser, rostfreier Stahl,

Polymere, Sodalime glass, Kalknatronglas, Keramic und nicht magnetische Metalle und dergleichen mehr. Dimorphische

magnetorheologische Flüssigkeiten mit Nanotubes oder/und

Nanowires sind auch möglich.

Die Trägerflüssigkeit kann insbesondere aus den folgenden

Bestandteilen oder einer Kombination daraus bestehen: Öle und vorzugsweise synthetische oder nicht synthetische Öle,

Hydrauliköl, Glycol, Wasser, Fette und dergleichen mehr.

Damit der Dämpfer der gewünschten Vorgabe möglichst schnell folgen kann, ist eine Konstruktion vorteilhaft, bei der das im Dämpfungsspalt wirkende Magnetfeld sehr schnell verändert werden kann. Dazu eignet sich im Magnetkreis besonders Material, das leicht magnetisierbar ist (hohe Permeabilität) und keine oder kaum Restmagnetisierung behält (geringe Koerzitivfeldstärke) . Zudem soll es die durch Feldänderungen induzierten Wirbelströme durch eine schlechte elektrische Leitfähigkeit dämpfen. Besonders wirkungsvoll können Wirbelströme durch einen laminierten Aufbau des Magnetkreises aus ferromagnetischen Blechen gedämpft werden.

Bevorzugt werden Magnetkreis und elektrische Spule so gestaltet, dass die Spule eine möglichst kleine Induktivität hat. Vorteil- haft ist die Versorgung der Spule mit einer höheren Betriebsspannung, als diese benötigen würde, um den maximalen Strom zu treiben (voltage boost) , wodurch wesentlich schnellere Stromsprünge ermöglicht werden. Durch eine gepulste Ansteuerung kann weiterhin ein beliebiger Strom eingestellt werden. Für schnelle Änderungen der Stromstärke in beide Richtungen, also Erhöhung und Absenkung des Stroms, eignet sich beispielsweise eine Ansteuerung durch eine Vollbrücke (H-Brücke) .

Die für schnelle Lastwechsel benötigte Energie wird bevorzugt von einer niederimpedanten Quelle wie einem Kondensator oder einer Batterie nahe beim Verbraucher bereitgestellt.

Ein Schalter kann in der einfachsten Ausführung ein mechanischer Schalter / Taster sein; vorteilhaft ist die Verwendung eines Transistors. Denkbar sind aber auch andere Möglichkeiten wie z.B ein Relais oder auch Sonderformen des Transistors (MOSFET, IGBT) Der Schalter kann unter anderem auch im GND-Zweig, d.h. zwischen Spule und Masse (GND) vorgesehen sein. Die Strommessung kann an einem beliebigen Ort der Schaltung erfolgen. Eine Freilaufdiode , der es der elektrischen Spule erlaubt nach dem Öffnen vom Schalter weiter Strom zu treiben, kann ebenfalls vorgesehen sein. Die Diode kann ebenfalls durch einen Schalter (Sync-FET) ersetzt werden .

Ebenfalls möglich ist eine Ansteuerung mittels Vollbrücke (Ii- Brücke) . Die Elektrospule kann so in beide Richtungen angesteuert werden, d.h. die Polarität an den Elektrospulenanschlüssen kann gewechselt werden. Das ermöglicht z.B., einen Permanentmagneten im magnetischen Kreis der Spule zu verstärken oder abzuschwächen. Bei gepulster Ansteuerung (PWM) kann der Spulenstrom variiert werden. Neben der einfachen Möglichkeit zur Steuerung kann auch in dieser Ausführung die Steuerung mit verschiedenen Sensoren ausgestattet werden, die den Aufbau eines Regelkreises

ermöglichen. Je nach Einsatzzweck können z.B. Druck-, Kraft-, Weg-, Temperatur-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssensoren verwendet werden. Auch die Kombination dieser oder anderer Sensoren ist denkbar

Eine Steuereinheit (Elektronik) verarbeitet die Systemgrößen und kinematischen Größen vorzugsweise fortlaufend und ermittelt basierend auf den Messdaten und dem bekannten Systemverhalten die geeignete Dämpferkraft bzw. das geeignete Dämpfermoment.

Eine Steuerung oder Regelung und/oder Steuereinheit kann auch auf Fuzzy Logik aufgebaut und/oder lernfähig sein.

Eine Steuerung oder Regelung kann dabei lernfähig/selbstlernend für Einflüsse wie Alterung und/oder Temperatureinflüsse sein. Weiter kann diese lernfähig/ selbstlernend für optimale Dämpfungen für spezifische Bewegungsprofile sein. Dabei können auch

spezifische/wiederkehrende Lastgegebenheiten

berücksichtigt/erlernt werden.

Dabei kann die Steuerung oder Regelung eigenständig lernen oder durch den User optimiert/angepasst werden.

Um eine geeignete/optimale Dämpfung für sämtliche mögliche

Betriebs zustände erkennen zu können, werden auf Basis sämtlicher im System verfügbaren Messgrößen entsprechende Kenngrößen generiert. Diese signalisieren, ob die Dämpfung entsprechend gut oder verhältnismäßig nicht optimal eingestellt ist. Diese

Kenngrößen werden vorzugsweise in einem fixen zeitlichen

Intervall fortlaufend/periodisch erzeugt/generiert.

Die Kenngrößen stellen ein Maß für die Güte der Dämpfung dar. Die Berechnung kann auf Basis sämtlicher im System verfügbaren

Messgrößen erfolgen. Bevorzugt werden die Informationen der kinematischen Größen sämtlicher im System verwendeter Aktoren verwendet .

Die Berechnung der Kenngrößen erfolgt vorzugsweise über die direkte Verarbeitung der Sensorsignale und/oder über Algorithmen welche diese Informationen weiterverarbeiten; bspw.

Frequenzanalysen etc. Die Kenngrößen stellen bspw. ein Maß für Vibrationen und/oder Welligkeiten dar. Auch alternative Ausprägungen von Kenngrößen sind denkbar.

Diese Kenngrößen können dann von der Steuerung interpretiert werden .

Im Allgemeinen können sämtliche verfügbare Systeminformationen, im Speziellen die kinematischen Größen des Aktors, zu Monitoring- Zwecken verwendet werden.

Das Monitoring erfolgt vorzugsweise in Echtzeit. Allenfalls in fixen zeitlichen Intervallen. Dabei scheinen Zeitintervall <10ms realistisch und vorteilhaft.

Ebenso können diese Kenngrößen vom Benutzer des Gerätes

interpretiert werden. Die Ausgabe kann bspw. über ein Display etc. erfolgen.

Es ist möglich, dass der Benutzer im Betrieb die

Dämpfungseigenschaften manuell anpassen kann um eine optimale Dämpfung für jeden Betriebs zustand zu erzeugen. Die

Interpretation der Dämpfungsgüte erfolgt dann insbesondere über die entsprechend automatisch generierten Kenngrößen.

Dem Benutzer ist es somit möglich, Betätigungsfolgen zu

personalisieren. Damit können für spezifische Beladungen bei spezifischen Betriebs zuständen optimale Dämpfungseigenschaften ermittelt und gespeichert werden. Denkbar ist auch eine

Ermittlung/Speicherung einer zeitlichen Abfolge der

Dämpfungseigenschaften .

Damit wird es dem Benutzer ermöglicht, spezifische optimale Betätigungsprogramme für spezifische/wiederkehrende

Betätigungsformen zu erzeugen/speichern/wieder abzurufen.

Bspw. ist es damit möglich energieeffiziente oder

benutzerfreundliche Betätigungen zu erzeugen und wiederkehrende Anwendungen wiederabzurufen.

Ebenso ist es möglich, dass alles soeben Beschriebene automatisch von einer Steuereinheit erlernt/durchgeführt wird.

Dabei ist es bspw. denkbar, dass die Steuereinheit auf Basis der ermittelten Kenngrößen für die optimale Dämpfung nach jedem Vorgang die Kenngröße dem Benutzer mitteilt.

Der Benutzer kann dann entsprechend die zeitliche Abfolge für kommende wiederkehrende Vorgänge speichern.

Weiter kann die Steuerung selbstlernend und/oder automatisch auf Alterungserscheinungen reagieren und die Ansteuerung der Aktoren entsprechend anpassen um eine stets optimale Dämpfung zu

gewährleisten .

Weiter kann die Steuerung selbstlernend und/oder automatisch Temperatureinflüsse reagieren und die Ansteuerung der Aktoren entsprechend anpassen um eine stets optimale Dämpfung zu

gewährleisten .

Die Temperatur in den Aktoren kann im Betrieb deutlich ansteigen, weshalb bei selber Ansteuerung die Dämpfungseigenschaften deutlich variieren können. Deshalb ist es von Vorteil, die

Temperatureinflüsse im Zuge der Ansteuerung zu kompensieren um ein stets gleichbleibendes Verhalten zu erzeugen.

Das ist mit konventionellen Aktoren nicht möglich.

Mit Hilfe des vorliegenden Systems kann das erreicht werden, in dem die Aktortemperatur gemessen wird -bspw. über einen PT1000 in der Spule oder alternative Konzepte- und eine Anpassung

entsprechend den bekannten Temperatureinflüssen auf Basis der Temperaturinformation erfolgt.

Die kinematischen Größen des Aktors können dabei direkt gemessen werden über z.B. Wegsensoren, Geschwindigkeitssensoren oder Beschleunigungssensoren .

Weiter ist es denkbar, dass die entsprechenden kinematischen Größen über geeignete Algorithmen auf Basis einer Messgröße generiert werden. Als Basismessgröße können dabei z.B.

Wegsensoren, Geschwindigkeitssensoren oder

Beschleunigungssensoren verwendet werden. Die Algorithmen basieren dabei vorzugsweise auf einem Kaimanfilter. Es sind aber auch alternative Algorithmen der Signalverarbeitung denkbar.

Die Berechnung der optimalen Dämpfkraft für wenigstens einen Teil und vorzugsweise sämtliche eingesetzte Aktoren (Dämpfer) zu einem beliebigen Ansteuerungszeitpunkt erfolgt vorzugsweise über wenigstens einen geeigneten Steueralgorithmus. Für eine optimale Ansteuerung ist es dabei möglich, dass Taktzeiten von bis zu 50 Mikrosekunden nötig sind. Dazu werden insbesondere eine Mehrzahl und vorzugsweise sämtliche Informationen bezüglich der aktuellen kinematischen Größen einer Mehrzahl und vorzugsweise aller eingesetzten Aktoren berücksichtigt. Weiter werden insbesondere eine Mehrzahl und vorzugsweise sämtliche Informationen einer Mehrzahl und vorzugsweise aller verfügbarer Systemgrößen wie z. B. sämtliche gemessenen Beschleunigungen des Systems

berücksichtigt .

Die Berechnung der optimalen Dämpfung für jeden einzelnen eingesetzten Aktor (Dämpfer) kann dabei in einer übergeordneten zentralen Steuereinheit erfolgen. Die Information der optimalen Dämpfung wird dann an die entsprechenden Aktoren übermittelt und von diesen umgesetzt/erzeugt.

Ebenso ist es möglich, dass die Berechnung der optimalen Dämpfung für jeden einzelnen eingesetzten Aktor (Dämpfer) dezentral erfolgt. Dabei besitzt jeder Aktor eine eigene Steuereinheit, welche die entsprechenden Informationen berechnet und umsetzt.

Ebenso ist es möglich, dass jeder Aktor eine eigene Steuereinheit besitzt, wobei eine Steuereinheit als Berechnungszentrale arbeitet. Diese stellt die Masterelektronik; dar und

verarbeitet/berechnet die übergeordnete Steuerungsstrategie und übermittelt die entsprechenden Informationen der optimalen

Dämpfung an die restlichen im System verfügbaren Aktoren

(Slaves) .

Neben der Berechnung der optimalen Dämpfung für insbesondere sämtliche im System verfügbaren Aktoren ist es wichtig, mittels einer geeigneten Ansteuerung zu gewährleisten, dass diese optimale Dämpfung auch zeitgerecht vom Aktor umgesetzt wird. Das wirkende Moment des Aktors ist dabei proportional zum

Spulenstrom. Die Information der optimalen Dämpfung ist

dementsprechend proportional zum Spulenstrom. Eine Steuereinheit muss demnach gewährleisten, dass der tatsächliche Spulenstrom im Betrieb auch dem kalkulierten Spulenstrom für die optimale

Dämpfung entspricht. Auf Grund der herrschenden Induktivitäten der Spulen, kann keine sprunghafte Stromänderung in der Spule und damit keine sprunghafte Änderung des Aktormoments erzeugt werden. Um die entstehenden Zeitkonstanten zu minimieren, wird

vorzugsweise wenigstens ein Stromregler eingesetzt. Der

Stromregler ist dafür verantwortlich, dass der reale Spulenstrom dem angestrebten Spulenstrom (für die optimale Dämpfung)

möglichst schnell folgt.

Die Implementierung/Berechnung/Umsetzung des Stromreglers kann dabei von einer zentralen Steuereinheit übernommen werden, für alle im System verwendeten Aktoren.

Ebenso ist es möglich, dass die

Implementierung/Berechnung/Umsetzung des Stromreglers für einen einzeln eingesetzten Aktor (Dämpfer) dezentral erfolgt. Dabei besitzt jeder Aktor eine eigene Steuereinheit, welche die entsprechenden Informationen berechnet und umsetzt.

In jeder Form ist für einen Stromregler insbesondere die

Information über den aktuellen Spulenstrom erforderlich. Die Beschaffung der Information kann dabei durch geeignete Sensoren - z.B. Shunt etc.- erfolgen. Denkbar wäre auch ein Beobachtersystem zur Schätzung des aktuellen Spulenstromes.

Der Stromregler kann dabei als Momentenregelung angesehen werden.

Für eine präzisere Momentenregelung kann dabei auch wenigstens ein Drehmomentsensor zum Einsatz kommen. Dann wird vorzugsweise das Widerstandsmoment des Aktors/der Aktoren über das

Sensorsignal des Drehmomentensensor geregelt und ein Stromregler kann entfallen.

Denkbar ist auch eine Kombination von Stromregler und

übergeordnetem Drehmomentenregler .

Die übergeordnete Berechnung der optimalen Dämpfung kann dabei wiederum zentral oder dezentral erfolgen.

Diese beiden Steuerungsaufgaben können separiert voneinander betrachtet werden.

Alterungserscheinungen im System, welche evtl. das

Betriebsverhalten verändern, können über einen Algorithmus berücksichtigt und entsprechend ausgeglichen werden.

Je nach verwendetem Material kann es, abhängig von z.B. der

Anzahl der Schaltungen (Ein-Aus) zu einem bleibenden magnetischen Restfeld im Material kommen. Dadurch steigt das Grundmoment.

Durch ein Wechselfeld mit abnehmender Amplitude kann das Restfeld bei Bedarf oder regelmäßig beseitigt werden.

Dadurch können beim Material usw. größere Toleranzen bezüglich der Materialqualität akzeptiert werden, was die Herstellkosten wiederum reduziert.

Der Bereich zwischen Minimal- und geforderter Maximalkraft bzw. Minimal- und gefordertem Maximalmoment ist der benötigte

Arbeitsbereich . Vorzugsweise wird eine Vorrichtung mit wenigstens einem Drehdämpfer ausgerüstet, wobei eine Linearbewegung durch den Drehdämpfer gedämpft wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im

Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden .

In den Figuren zeigen:

Figur 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines

erfindungsgemäßen Drehdämpfers;

Figur 2 einen schematischen Querschnitt durch den Drehdämpfer nach Figur 1;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des

Drehdämpfers nach Figur 1;

Figur 4 einen schematischen Querschnitt durch den Drehdämpfer nach Figur 1;

Figur 5 schematisch eingezeichnete Magnetfeldlinien in dem

Drehdämpfer nach Figur 4;

Figur 6 einen Querschnitt durch einen weiteren Drehdämpfer;

Figur 7 eine schematische perspektivische Ansicht eines

Bedienpedals ;

Figur 8 eine schematische Ansicht einer Prothese; und

Figur 9 eine stark schematisierte Skizze der Steuerung der

Dämpfereinrichtung;

Figur 10 eine stark schematisierte Skizze einer weiteren

Ausgestaltung der Steuerung der Dämpfereinrichtung; und

Figur 11 ein Trainingsgerät bzw. Fitnessgerät.

Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Dämpfereinrichtung 10 mit einem Drehdämpfer 1, wobei die

einzelnen Teile des Drehdämpfers 1 erkennbar sind.

Der Drehdämpfer 1 wird im Wesentlichen aus den Komponenten 2 und 3 gebildet, wobei an der Komponente 2 die Schwenkwelle 4

angeordnet oder ausgebildet ist. Die Schwenkwelle 4 weist ein erstes Ende 31 und ein zweites Ende 32 auf. Über dem Umfang der Komponente 2 sind hier mehrere Arme 21, 22 und 23 zu sehen, auf die in der Beschreibung der Figuren 3 bis 5 noch näher

eingegangen wird.

An der Schwenkwelle 4 kann ein Mitnehmer 4a (z.B. Passfeder) angeordnet werden, um die Komponente 2 drehfest mit einem zu dämpfenden Teil zu verbinden. Statt der Passfeder kann auch eine Keilverzahnung, Polygonverbindung oder eine andere kraft- oder formschlüssige Verbindung verwendet werden. Bei der Montage wird die Komponente 3 über die Komponente 2 geschoben und schließlich mit dem Deckel 3a verschraubt, wobei das erste Ende 31 der

Schwenkwelle 4 sich aus dem hier rechten Ende der Komponente 3 aus nach außen erstreckt. Distanzhülsen 38 können zur Einhaltung vorbestimmter Abstände eingesetzt werden.

Grundsätzlich sind hier zwei Variationen möglich, nämlich, dass sich auf der andern Seite der Komponente 3 das zweite Ende 32 der Schwenkwelle bis nach draußen erstreckt, oder aber, dass das zweite Ende 32 der Schwenkwelle 4 im Inneren der Komponente 3 und z. B. in dem Lager 37 des Deckels 3a aus z. B. Aluminium oder dgl . gelagert wird. Das Lager 37 kann ein kostengünstiges

Gleitlager, aber auch bei hohen oder sehr hohen Anforderungen an die Grundreibung und Lebensdauer ein Kugel- oder Wälzlager sein. Bei geringen Anforderungen kann es auch weggelassen werden.

Ein Drehgeber bzw. Winkelsensor 17 dient zur Erfassung der relativen Winkelposition der Komponenten 2 und 3 zueinander. Der Winkelsensor 17 kann einen Magnetstack enthalten und

berührungslos von außerhalb des Gehäuses 30 abgelesen werden. Die Sensoren können auch auf Koppelungselementen oder wirkverbundenen Teilen angebracht sein. Statt einem rotativen Messsystem kann auch ein lineares Messsystem verwendet werden.

Die Verbindungsleitungen 14 versorgen den Drehdämpfer 1 mit elektrischer Energie.

Des weiteren sind von links nach rechts eine Bundbuchse, eine Passscheibe, noch eine Bundbuchse, Dichtungen und Lager,

Distanzhülse etc. zu sehen.

Die Komponenten 2 und 3 können auch eine kegelige Form haben. Der Dämpfungsspalt 6 muss über die axiale Erstreckung 16 nicht gleich groß oder gleichförmig sein.

Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt im zusammengebauten Zustand, wobei erkennbar ist, dass die Komponente 3 im

zusammengebauten Zustand ein Gehäuse 30 des Drehdämpfers 1 bildet. Die Komponente 3 nimmt im Inneren den wesentlichen Teil der Komponente 2 auf, sodass nach der Verschraubung des Deckels 3a mit der Komponente 3 nur noch das erste Ende 31 der

Schwenkwelle 4 aus dem Gehäuse 30 nach außen hervor steht. An dem nach außen vorstehenden Teil der Schwenkwelle 4 ist der Mitnehmer 4a angeordnet. Die Komponente 3 weist eine Außenkomponente 13 auf und bildet das Gehäuse 30. Die Komponente 2 weist eine Innenkomponente 12 auf, die von der Außenkomponente 13 umgeben ist.

Die Schwenkwelle 4 wird in der Nähe des ersten Endes 31 über ein Lager 37 gelagert und an dem anderen Ende 32 ist eine hier kugelförmige Lagerung mit einer Art Lager 37 vorgesehen, sodass nur eine Durchführung der Schwenkwelle 4 nach außen vorliegt. Dadurch kann die Grundreibung und somit das Grundmoment gesenkt werden, wodurch eine höhere Empfindlichkeit und besseres

Ansprechverhalten des Drehdämpfers 1 bei Belastungen erzielbar ist . Eine geometrische Achse 9 erstreckt sich zentral durch die

Schwenkwelle 4. Durch die Schwenkwelle 4 erstrecken sich auch die elektrischen Verbindungsleitungen 14, die von außen (ohne

Schleifring) durch die Schwenkwelle 4 zu den elektrischen Spulen 8 durchgeführt werden, die im Inneren des Gehäuses 30 angeordnet sind .

In dem hier stark schematischen Querschnitt des Drehdämpfers 1 sind zwei Arme 21, 22 an der Innenkomponente 12 der Komponente 2 zu erkennen.

Der Dämpfungsspalt 6 ist radial zwischen der Innenkomponente 12 und der Außenkomponente 13 vorgesehen und erstreckt sich über eine axiale Länge 16, die einen wesentlichen Teil der Länge der Innenkomponente 12 aufweist. Die Länge 16 des Dämpfungsspalts 6 beträgt vorzugsweise wenigstens die Hälfte und insbesondere wenigstens 2/3 der Länge der Komponente 3.

Insbesondere bei großen Durchmessern 27 des Dämpfungsspalts 6 ist es möglich, an den axialen Enden des Dämpfungsspalts 6 jeweils Dichtungen vorzusehen, um das magnetorheologische Medium im Wesentlichen und vorzugsweise vollständig innerhalb des

Dämpfungsspalts 6 zurückzuhalten. In einfachen Ausgestaltungen kann eine magnetische Dichtung vorgesehen sein, bei der eine magnetische Abdichtung des dort zwischen den Komponenten 2 und 3 noch vorhandenen sehr dünnen Spalts erfolgt.

Es wird wenigstens eine Dichtung an dem Austritt der möglichst dünnen Schwenkwelle 4 aus dem Gehäuse 30 vorgesehen. Hier ist die Dichtung 11 zwischen der Schwenkwelle und der entsprechenden Durchführungsöffnung in dem Deckel 3a vorgesehen.

Ohne eine separate Dichtung an den axialen Enden des

Dämpfungsspalts 6 ist die Grundreibung sehr gering. Das Volumen des magnetorheologischen Mediums bestimmt sich durch das Volumen des Dämpfungsspalts 6 und der etwa scheibenförmigen Volumina an den beiden axialen Stirnseiten zwischen der Innenkomponente 12 und der Außenkomponente 13 und ist insgesamt gering. Das Volumen des Dämpfungsspalts 6 ist sehr gering, da die radiale Höhe des Dämpfungsspalts vorzugsweise kleiner als 2 % eines Durchmessers 27 des hier zylindrischen Dämpfungsspalts beträgt. Die radiale Höhe des Dämpfungsspalts beträgt insbesondere weniger als 1 mm und vorzugsweise weniger als 0,6 mm und besonders bevorzugt weniger als 0,3 mm. Bei einer Länge 16 von zum Beispiel bis zu 40 oder 50 mm und einem Durchmesser 27 von bis zu 30 mm und einer Spalthöhe im Bereich von 0,3 mm ergibt sich so ein Spaltvolumen von <2 ml, wodurch die Herstellkosten sehr gering gehalten werden können. Das Volumen des und des magneto- rheologischen Mediums beträgt insbesondere weniger als 3 ml und vorzugsweise weniger als 2 ml.

Zwischen Schwenkwelle 4 und dem zu dämpfenden Element kann ein Getriebe nach dem Stand der Technik, vorzugsweise ein möglichst spielfreies Planetengetriebe, Microgetriebe oder

Wellgetriebe (z.B. Harmonie Drive) angeordnet werden.

Statt der direkten Anbindung oder einer Anbindung über ein

Koppelgestänge kann auch eine Scheibe auf der Eingangswelle angebracht werden. Die Scheibe bzw. der Scheibenaußendurchmesser kann über zumindest ein Seil, Riemen mit dem zu dämpfenden

Element (kraft- oder wirkschlüssig) verbunden sein. Das

Verbindungselement kann auch über Umlenkungen, Übersetzungen (z.B. Flaschenzugprinzip ...) mit dem zu dämpfenden Element wirkverbunden sein. Dadurch ist der Aufbau bezüglich der

Anbringung sehr flexibel. Es kann aber auch eine Exzenter- oder Nockenscheibe verwendet werden, wodurch die Kräfte/Momente winkelpositionsabhängig werden. Es kann auch ein umlaufendes Seil mit Fixierstelle verwendet werden, wodurch eine Zwangssteuerung möglich wird, d.h., es können Zug- und Druckkräfte übertragen werden. Das Übertragungselement (z.B. das Seil) kann kraft- oder formschlüssig mit der Scheibe verbunden sein.

Figur 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils des Drehdämpfers 1, wobei die Komponente 2 ohne die

Schwenkwelle 4 dargestellt ist. Bei der Montage wird der abgebildete Teil der Komponente 2 mit der Schwenkwelle 4 drehfest gekoppelt .

Die Komponente 2 weist eine Mehrzahl von radial nach außen abstehenden Armen 21, 22, 23 etc. auf. Hier sind acht Arme vorgesehen. Möglich und bevorzugt sind aber auch 6 oder 10 oder 12 oder mehr Arme.

Um die jeweiligen Arme ist jeweils eine Spule 8 mit wenigstens einer und hier einer Mehrzahl von Windungen gewickelt. Dabei erfolgen die Wicklung und der Anschluss der elektrischen Spulen derart, dass sich an benachbarten Stellen benachbarter Arme unterschiedliche Pole des Magnetfelds ergeben, wenn die Spulen 8 mit Strom versorgt werden.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den Drehdämpfer 1, wobei die Komponente 2 die Innenkomponente 12 aufweist, die von der Außenkomponente 13 der Komponente 3 umgeben ist. Zwischen den beiden Komponenten 2 und 3 erstreckt sich hier ein im

Wesentlichen zylindrischer Dämpfungsspalt 6, in dem ein

magnetorheologisches Medium 5 vorhanden ist. Insbesondere ist der Dämpfungsspalt 6 vollständig mit dem magnetorheologischen Medium 5 gefüllt. Es kann wenigstens ein Reservoir 15 vorgesehen sein, in dem ein Vorrat des magnetorheologischen Mediums bevorratet wird, um über die Lebensdauer des Drehdämpfers 1 den Verlust einer gewissen Menge des Mediums kompensieren zu können. Ein solches Reservoir 15 kann beispielsweise in der Aussparung zwischen zwei Armen 22, 23 vorgesehen sein. Das Reservoir kann aber auch außerhalb der Komponente 3 sein.

Bei der Herstellung werden zunächst um die einzelnen Arme die Spulen 8 gewickelt. Anschließend können die verbleibenden

Hohlräume zwischen den einzelnen Armen teilweise oder vollständig mit einem Medium aufgefüllt werden, damit dort kein

magnetorheologisches Fluid eingefüllt werden muss. Beispielsweise kann dort Gießharz oder dergleichen eingefüllt werden, um die Hohlräume aufzufüllen. Gießharz oder dergleichen ist kostengünstiger wie das magnetorheologische Fluid. Das Ausfüllen der Hohlräume ist funktionsmäßig nicht notwendig. Möglich ist es aber auch, dass eine zum Beispiel dünne Schutzschicht in Form einer Abdeckung 34 übergezogen wird, um die Dämpfungsspalte 6 örtlich zu begrenzen, während die Aussparungen zwischen den armen hohl verbleiben.

Vorzugsweise ist der Dämpfungsspalt zylindrisch ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass Trennelemente 29 in dem

Kopplungsspalt angeordnet sind, die den an sich zylindrischen Kopplungsspalt in mehrere Teilspalte aufteilen. Dabei werden die Trennelemente 29 vorzugsweise entweder mit der Komponente 2 oder der Komponente 3 verbunden.

Der Kopplungsspalt 6 kann selbst die Kammer 28 für das

magnetorheologische Medium bilden oder aber der Kopplungsspalt 6 bildet zusammen mit dem Reservoir 15 wenigstens den wesentlichen Teil der Kammer 28.

Figur 5 zeigt eine stark schematische Ansicht eines

Feldlinienverlaufs über den Querschnitt des Drehdämpfers 1 aus Figur 6. Dabei treten die Feldlinien 36 etwa radial durch den Dämpfungsspalt 6 hindurch, verlaufen jeweils über einen

Winkelabschnitt durch die Komponente 3, bevor sie beim

benachbarten Arm wieder etwa senkrecht durch den Dämpfungsspalt 6 hindurch (in den benachbarten Arm) eintreten.

Anschaulich zeigt Figur 5, dass praktisch über dem gesamten Umfang des Drehdämpfers eine hohe Feldliniendichte vorliegt, sodass eine effektive Dämpfung einer Schwenkbewegung ermöglicht wird .

Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Drehdämpfers 1, bei dem die Funktionalität grundsätzlich genauso ist, wie bei dem vorhergehenden Drehdämpfer 1. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausgestaltungen tritt bei dem Drehdämpfer 1 nach Figur 6 die Schwenkwelle 4 sowohl an dem ersten Ende 31 als auch einem zweiten Ende 32 nach außen aus. Deshalb wird die Schwenkwelle 4 an beiden Enden gelagert und über Dichtungen 11 nach außen hin abgedichtet. Auch hier können wieder magnetische Dichtungen IIa den Dämpfungsspalt 6 in die axialen Richtungen hin abdichten.

Die Schwenkwelle 6 kann bei dieser wie auch den anderen

Ausführungen stehend ausgeführt werden, d.h. also als Achse, wobei dann das Gehäuse 3 dämpfend schwenkt und mit dem zu dämpfenden Element wirkverbunden ist.

Figur 7 zeigt ein Bedienpedal 100, wie ein Bremspedal, ein

Kupplungspedal oder ein Gaspedal mit eingebautem Drehdämpfer 1.

Sogenannte „X-by-wire" Systeme finden zunehmend Einzug in vielen Anwendungsgebieten. Mit X-by-Wire wird der Ersatz von

mechanischen Verbindungen, Signalen und Systemen zur manuellen Steuerung durch die Leitung elektrischer, elektronischer, optoelektronischer oder optischer Steuersignale zwischen den verwendeten Bedienelementen und den ausführenden Aktoren

bezeichnet. Ein großer Nachteil dieser Systeme ist das fehlende Feedback, was z.B. beim Betätigen der X-by-wire Fußbremse eines Fahrzeuges (z. B. KFZ, LKW, landwirtschaftliche Fahrzeuge,

Nutzfahrzeuge, Kran, Baufahrzeuge) ein großer Nachteil ist.

Beispielsweise ist ein „Bremsen mit Gefühl" so nicht mehr möglich. Es kann durch Überbremsen zu instabilen Fahrzuständen, Überlasten oder unkomfortablen Bremsmanövern kommen. Der hier beschriebene Drehdämpfer 1 kann hierbei, den sonst von der

Mechanik erzeugten Bremsgegendruck bzw. das entsprechende Moment erzeugen und so eine „normale" Bremsung bzw. Betätigungsgefühl im Pedal simulieren.

Besonders vorteilhaft ist dies bei Hybridfahrzeugen.

Hybridfahrzeuge können über „X-by-wire" oder auch mechanisch verbundene Pedale und Bedienelement verfügen. Bei diesen

Fahrzeugen verursacht die Rekuperation sich ändernde

Betätigungskräfte und/oder Betätigungsmomente bzw.

Betätigungswege. Fährt z.B. ein Hybridfahrzeug den Berg hinab, so wird beim Reduzieren der Geschwindigkeit vorzugsweise versucht so wenig Energie wie möglich in die Radbremsen (Wärme) und so viel wie möglich in die Batterien zu geben (elektrische Energie wird in den Akkumulator, einen Speicherkondensator (Superkondensator) oder einen Schwungradspeicher gespeist) .

So kann es vorkommen, dass beim Beginn der Fahrt vom Berg ins Tal die Batterien leer sind und das Fahrzeug fast nur durch

Rekuperation „gebremst" werden kann. Dafür muss das Bremspedal nur sehr wenig und mit geringen Kräften gedrückt werden, der Fahrer erhält auch nur eine geringe Gegenkraft, obwohl das

Fahrzeug durch das parallel geschaltete Rekuperationsbremsmoment, z.B. des Elektromotors (Generators), stark verzögert. Je mehr der elektrische Energiespeicher geladen ist, desto weniger kann durch Rekuperation gebremst werden. Dies hat zur Folge, dass sich der „Bremspunkt" und die „Bremskraft" im Pedal fortlaufend ändern, was sehr unangenehm und für den Bediener verwirrend bzw. sogar gefährlich ist. Der erfindungsgemäße Drehdämpfer kann hierbei entsprechend der Energieverteilung das Differenzmoment/-kraft erzeugen und so eine „normale" und immer gleiches Gefühl im Pedal simulieren .

Bei einem Betätigungshebel wie z.B. einem Gaspedal können die nachfolgenden Gegebenheiten wenigstens teilweise berücksichtigt und in ein individuelles haptisches Feedback mittels des

erfindungsgemäßen Drehdämpfers umgesetzt werden.:

Beispielsweise kann bei Erkennung vorausfahrender Fahrzeuge mehr Gegenkraft im Betätigungshebel eingestellt werden, wenn zu dicht aufgefahren wird bzw. das vorausfahrende Fahrzeug verzögert) . Möglich ist auch eine insbesondere frühzeitige Gefahrenwarnung vom vorausfahrenden Fahrzeug. Beispielsweise ist ein Gas geben dann nicht mehr möglich. Dies wird insbesondere durch eine erhöhte Gegenkraft bis hin zum Sperren im Pedal bewerkstelligt.

Das Gaspedal ist beispielsweise mit dem Fahrzeuggesamtsystem und z. B. einer Cloud verbunden (insbesondere betreffend

Navigationssystem, Motormanagement, richtige Zeitpunkt zum Schalten, Start-Stop System, elektrisches Fahren in

Hybridfahrzeugen, situationsgerechtes Betätigen oder

dergleichen) . Eine davon abhängige Gegenkraft/-moment im

Betätigungselement wird vorzugsweise eingestellt.

Es können auch Nahfeld- und/oder Umfeldsensoren vorgesehen sein und herangezogen werden. Dabei wird insbesondere eine

situationsabhängige Gegenkraft eingestellt.

Die gilt auch angepasst für das Bremspedal oder andere

Betätigungselemente .

Weiters erlaubt der Drehdämpfer eine Rückkopplung und eine gedämpfte Rückstellung und/oder Betätigung des Pedals, was vorteilhafte Bedienungen ermöglicht. Auch eine Kombination mit einer Rückstellfeder ist möglich.

Der Bedienweg und somit der Schwenkwinkel wird durch den Bauraum begrenzt .

Bei dem Bedienpedal 100 können (auch) Schwingungen von dem

Bedienpedal gedämpft werden, die von außen, wie zum Beispiel bei Einsatz auf vibrierenden Baumaschinen usw. kommen. Solche oder andere einwirkenden Vibrationen könnten zu einer gewissen

Betätigung des Bedienpedals führen. Hier unterscheidet der Drehdämpfer bzw. die zugeordnete oder eingebaute

Steuereinrichtung, ob diese Vibrationen vom Fahrzeug sind oder durch Betätigungsbewegungen des Bedieners ausgelöst sind.

Figur 8 zeigt eine Prothese mit einer Dämpfereinrichtung 10, die einen Drehdämpfer 1 umfasst. Die Komponenten 2 und 3 sind mit Teilen der Prothese verbunden und dämpfen die Relativbewegungen.

Insgesamt stellt die Dämpfereinrichtung 10 bei Figur 8 ein

Kniegelenk zur Verfügung, das zur effektiven Dämpfung geeignet ist .

Die Figuren 9 und 10 zeigen stark schematisierte Ausführungsbeispiele eines Steuerungssystems der

Dämpfereinrichtung 10.

Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff Steuerung auch eine Regelung verstanden, sodass das

Steuerungssystem vorzugsweise auch zur Regelung geeignet und ausgebildet ist.

Als Beispiel sind hier nur drei verschaltete Drehdämpfer 1 als Aktoren gezeigt. Es können aber auch vier oder fünf oder auch 10 oder eine Vielzahl von angesteuerten Aktoren vorgesehen sein. Möglich ist aber auch, dass nur ein Aktor oder zwei Aktoren vorgesehen sind.

Die Dämpfer 1 sind hier mit einer Recheneinheit 201

wirkverbunden. Die Recheneinheit 201 empfängt für jeweils einen Dämpfer 1 wenigstens ein Aktorsignal 204, welches wenigstens eine für wenigstens einen Zustand des Dämpfers 1 charakteristische Größe beschreibt. Beispielsweise umfasst ein Aktorsignal eine charakteristische Größe, die von dem Drehgeber 17 erfasst wird. Das Aktorsignal kann auch eine charakteristische Größe umfassen, die von wenigstens einem Momentensensor und/oder wenigstens einem Stromsensor erfasst wird. Möglich sind auch andere geeignete Sensorarten. Besonders bevorzugt berücksichtigt die Recheneinheit 201 eine Mehrzahl Aktorsignalen 204, die von unterschiedlichen Sensoren stammen.

Vorzugsweise berücksichtigt die Recheneinheit 201 auch wenigstens eine Systeminformation 203, welche wenigstens eine Systemgröße beschreibt. Die Systeminformation 203 umfasst beispielsweise Beschleunigungswerte der Trommel 101 und/oder des Trommelgehäuses 109 und/oder weitere Systemgrößen.

Anhand der bereitgestellten Aktorsignale 204 ermittelt die

Recheneinheit 201 für die Dämpfer 1 jeweils wenigstens eine Kenngröße für ein optimales Widerstandsmoment. Die Kenngrößen für die ermittelten Widerstandsmomente der Dämpfer 1 Aktors werden jeweils einer einem Dämpfer 1 zugeordneten Strom- /Drehmomentregelung 202 bereitgestellt.

Die Strom-/Drehmomentregelung 202 gibt in Abhängigkeit der bereitgestellten Widerstandsmomente für jeden Dämpfer 1 jeweils wenigstens eine Stellspannung 205 aus. Möglich sind auch

Stellsignale mit anderen und/oder zusätzlichen zur Steuerung der Dämpfer 1 geeigneten Größen als der Spannung. Anhand der

Stellspannung 205 wird der jeweilige Dämpfer 1 eingestellt.

Die in der Figur 9 gezeigte Steuerung ist als eine

Zentralsteuerung 200 ausgestaltet. Dabei umfasst die

Zentralsteuerung 200 die Recheneinheit 201 und die den jeweiligen Dämpfern 1 zugeordnete Strom-/Drehmomentregelung 202.

In einer hier nicht gezeigten Ausgestaltung kann die den

jeweiligen Dämpfern 1 zugeordnete Strom-/Drehmomentregelung 202 auch dezentral ausgebildet sein. Die Recheneinheit 201 bleibt dabei zentral. Dazu ist die Strom-/Drehmomentregelung 202 insbesondere separat und räumlich getrennt zur Recheneinheit 201 angeordnet .

In der Figur 10 ist eine Steuerung gezeigt, die als eine

dezentrale Steuerung 206 ausgestaltet ist. Dabei sind den

Dämpfern 1 jeweils wenigstens eine eigene Recheneinheit 201 und wenigstens eine eigene Strom-/Drehmomentregelung 202 zugeordnet. Es ist möglich, dass die einem Dämpfer 1 zugewiesene

Recheneinheit 201 sowie die Strom-/Drehmomentregelung 202 autonom agierend ausgebildet ist. Möglich ist aber auch eine

Ausgestaltung, bei welcher die dezentrale Steuerung 206 auch Systeminformationen 203 berücksichtigt.

Die Figur 11 zeigt eine als Trainingsgerät 300 bzw. Fitnessgerät ausgebildete Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen

Dämpfereinrichtung 10. Dabei ist das Trainingsgerät 300 als ein Ergometer bzw. Heimtrainer ausgebildet. Es umfasst ein

muskelkraftbetriebenes Betätigungselement 301, welches hier als eine Tretkurbeleinrichtung mit einer Pedale und einem Tretlager ausgebildet ist. Dabei ist die Bewegung des Betätigungselementes 301 durch den Drehdämpfer 1 dämpfbar.

Die Dämpfungseigenschaften des Drehdämpfers 1 können dabei auch während einer Umdrehung mehrfach angepasst werden. Insbesondere wird das zum Drehen des Betätigungselementes 301 benötigte Drehmoment angepasst. Zur Einstellung des Dämpfers 1 ist hier eine Steuereinrichtung 302 vorgesehen.

Bezugszeichenliste :

1 Drehdämpfer 32 Ende von 4

2 Komponente 33 Dauermagnet

3 Komponente 34 Abdeckung

3a Deckel 35 Hohlraum, Füllmasse

4 Schwenkwelle 36 Feldlinie

4a Mitnehmer 37 Lager

5 magnetorheologisches 38 Distanzhülse

Medium 60 Bedienpedal

6 Dämpfungsspalt 100 Vorrichtung

7 Magnetfeld112 Prothese

erzeugungseinrichtung 200 Zentralsteuerung

8 elektrische Spule 201 Recheneinheit

9 Achse 202 Strom-/Drehmomentregelung

10 Dämpfereinrichtung 203 Systeminformation

11 Dichtungseinrichtung 204 Aktorsignal

12 Innenkomponente 205 Stellspannung

13 Außenkomponente 206 dezentrale Steuerung

14 Verbindungsleitung 300 Trainingsgerät

15 Reservoir 301 Betätigungselement

16 axiale Länge 302 Steuereinrichtung

17 Drehgeber

18 Wicklung

19 Ende von 21, 22

20 Federeinrichtung

21 Arm

22 Arm

23 Arm

24 Pol

25 Pol

26 radiale Höhe von 6

27 Durchmesser von 6

28 Kammer

29 Trennelement

30 Gehäuse

31 Ende von 4