Die Erfindung betrifft einen magnetorheologischen Aktor sowie eine Drehsteuervorrichtung für ein Fahrzeug.

Es sind Bedienvorrichtungen zur Auswahl gewünschter Funktionen bekannt, die für jede Funktion eine individuelle Rasterung aufweisen. Die Rasterung erfolgt üblicherweise über eine mechanische Rastfunktion. Alternativ ist es bekannt, die Haptik eines Drehstellers mittels eines magnetischen Feldes einer Spule einzustellen, wobei der Drehsteller in Abhängigkeit von Strom mit unterschiedlichen Bremsmomenten beaufschlagt und die beim Drehen gewünschten Rastpositionen eingestellt werden können.

Beispielsweise sind haptische Schnittstellen zur Steuerung aus der EP 2 065 614 A1 bekannt, in der eine Anordnung zum Beeinflussen von Eigenschaften eines Magnetfeldes zum Zwecke der Modulierung der Drehmomentübertragung zwischen Drehelement und einem Gehäuse der haptischen Schnittstelle beschrieben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten magnetorheologischen Aktor strukturell und/oder funktionell zu verbessern, insbesondere die Drehmomentübertragung zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Drehsteuervorrichtung strukturell und/oder funktionell zu verbessern, insbesondere die Betätigungscharakteristik zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem magnetorheologischen Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Drehsteuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 24. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein magnetorheologischer Aktor kann für eine Drehsteuervorrichtung eines Fahrzeugs dienen oder sein. Der magnetorheologische Aktor kann auch als MRF-Aktor bzw. MRF-Aktuator bezeichnet werden. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Die Drehsteuervorrichtung kann ein Drehknopf bzw. eine Drehknopfeinrichtung oder ein Drehschalter sein.

Der magnetorheologischer Aktor kann ein Drehelement umfassen. Das Drehelement kann als Welle ausgebildet sein oder eine Welle aufweisen. Die Welle kann zu Übertragung und/oder Abgreifen eines Drehmoments dienen und/oder ausgebildet sein. Das Drehelement kann ein Läufer oder Rotor sein. Das Drehelement kann mit einer Benutzerschnittstelle der Drehsteuervorrichtung mechanisch verbindbar und/oder verbunden sein. Die Welle des Drehelements kann mit der Benutzerschnittstelle mechanisch verbindbar und/oder verbunden sein. Das Drehelement kann ausgebildet sein, mit einem magnetorheologischen Fluid zusammenzuwirken. Eine Drehbewegung des Drehelements kann von Eigenschaften eines Magnetfelds abhängig sein.

Der magnetorheologischer Aktor kann zumindest eine Anordnung zum Erzeugen eines auf das magnetorheologische Fluid einwirkenden Magnetfelds und/oder zum Beeinflussen seiner Eigenschaften umfassen. Das erzeugte Magnetfeld kann eine im Wesentlichen horizontale und/oder vertikale Magnetisierungsrichtung aufweisen. Die zumindest eine Anordnung kann zum Beeinflussen, beispielsweise der Eigenschaften, eines erzeugten, insbesondere von ihr selbst erzeugten, Magnetfelds und/oder zum Beeinflussen eines nicht von ihr selbst erzeugten Magnetfelds ausgebildet sein. Bei den Eigenschaften kann es sich um eine Intensität, wie Feldstärke, und/oder eine Richtung, wie Feldrichtung, des Magnetfelds handeln. Die zumindest eine Anordnung kann asymmetrisch zu einer Drehachse des Drehelements angeordnet sein, insbesondere so dass sich das Magnetfeld bei einer Drehbewegung des Drehelements mit dreht. Die zumindest eine Anordnung kann versetzt zu der Drehachse des Drehelements angeordnet sein. Die durch eine Rotationssymmetrie definierte Achse der zumindest einen Anordnung kann, beispielsweise parallel, versetzt zu der Drehachse des Drehelements angeordnet sein. Beispielsweise ist die zumindest eine Anordnung nicht rotationssystemmetrisch bezüglich der Drehachse des Drehelements angeordnet. Ein, insbesondere durch die zumindest eine Anordnung erzeugtes, Magnetfeld kann sich zusammen mit dem Drehelement mitdrehen, wobei keine Drehung des Magnetfelds relativ zum Drehelement erfolgt. Das Magnetfeld kann relativ zum Drehelement feststehen, insbesondere bei einer Drehbewegung des Drehelements.

Das magnetorheologischen Fluid (MRF) bzw. magnetorheologische Flüssigkeit kann das Verhalten des magnetorheologischen Aktors und/oder der Drehsteuervorrichtung definieren. Die zumindest eine Anordnung kann mit einer elektrischen Spannung und/oder Strom versorgt sein oder werden. Die Spannung und/oder der Strom kann variiert werden, um ein umgebendes Magnetfeld zu induzieren. Das Magnetfeld kann die Viskosität des magnetorheologischen Fluids ändern. In Abhängigkeit vom Magnetfeld, insbesondere in Abhängigkeit von Eigenschaften des Magnetfelds, wie beispielsweise Intensität, wie Feldstärke, und/oder Richtung, wie Feldrichtung, kann das magnetorheologischen Fluid zwischen einem flüssigen und einem festen Zustand variieren. In Abhängigkeit vom Magnetfeld, insbesondere in Abhängigkeit von Eigenschaften des Magnetfelds, kann die Viskosität des magnetorheologischen Fluids variiert und/oder eingestellt bzw. gesteuert werden. Der Zustand kann sehr genau gesteuert werden. Eine Änderung von Eigenschaften des Magnetfelds kann durch die zumindest eine Anordnung bewirkt werden. In einem flüssigen Zustand kann das magnetorheologischen Fluid wenig bis kein Drehmoment, insbesondere zwischen dem Drehelement und einem statischen Element, wie Gehäuse, übertragen. Wenn sich die Viskosität erhöht und sich das magnetorheologischen Fluid einem festen Zustand nähert, können sich die Scherkräfte in dem magnetorheologischen Fluid und/oder zwischen dem magnetorheologischen Fluid und dem Drehelement und/oder zwischen dem magnetorheologischen Fluid und dem statischen Element erhöhen. Dies kann zu einer erhöhten Drehmomentübertragung, insbesondere zwischen dem Drehelement und dem statischen Element führen.

Die zumindest eine Anordnung kann ein Elektromagnet sein. Die zumindest eine Anordnung kann eine, beispielsweise magnetfeldbildende, Spule sein. Die zumindest eine Anordnung kann eine oder mehrere, beispielsweise magnetfeldbildende, Spule/n aufweisen. Die Spule kann zum Erzeugen des auf das magnetorheologische Fluid einwirkenden Magnetfelds und/oder zum Beeinflussen seiner Eigenschaften ausgebildet sein. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann an dem Drehelement angeordnet und/oder an diesem befestigt sein. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann um einen Abschnitt des Drehelements herum angeordnet und/oder gewickelt sein. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann das Drehelement zumindest abschnittsweise ringförmig umschließen. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann einen geschlossenen Ring, beispielsweise aus mehreren Wicklungen, bilden. Das Drehelement kann zumindest einen Anlageabschnitt aufweisen. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann an dem zumindest einen Anlageabschnitt des Drehelements angeordnet und/oder befestigt sein. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann im Wesentlichen mittig zum Drehelement angeordnet sein. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann sich im Wesentlichen in Richtung der Drehachse des Drehelements erstrecken. Die zumindest eine Anordnung und/oder die Spule kann sich im Wesentlichen quer, beispielsweise senkrecht, zu der Drehachse des Drehelements erstrecken. Die Erstreckung der zumindest eine Anordnung und/oder Spule in Richtung der Drehachse des Drehelements kann gleich, größer oder kleiner sein als die Erstreckung der zumindest eine Anordnung und/oder Spule quer zu der Drehachse des Drehelements.

Die zumindest eine Anordnung und/oder Spule kann mit dem Drehelement, insbesondere drehfest, verbunden sein. Die zumindest eine Anordnung und/oder Spule kann sich zusammen mit dem Drehelement drehen. Die zumindest eine Anordnung und/oder Spule kann sich bei einer Drehbewegung des Drehelements mitdrehen, wobei insbesondere keine Drehung der zumindest einen Anordnung und/oder Spule relativ zum Drehelement erfolgt. Der magnetorheologische Aktor kann mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, Anordnungen zum Erzeugen des auf das magnetorheologische Fluid einwirkenden Magnetfelds und/oder zum Beeinflussen seiner Eigenschaften aufweisen. Der magnetorheologische Aktor kann mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, Spulen zum Erzeugen des auf das magnetorheologische Fluid einwirkenden Magnetfelds und/oder zum Beeinflussen seiner Eigenschaften aufweisen. Die mehreren Anordnungen und/oder Spulen können jeweils um einen Abschnitt des Drehelements herum angeordnet und/oder gewickelt sein bzw. jeweils einen Abschnitt des Drehelements ringförmig umschließen. Die zumindest eine Anordnung und/oder Spule kann einen Pol definieren. Jede Anordnung und/oder Spule kann einen Pol definieren. Das Drehelement kann mittels der zumindest einen Anordnung und/oder Spule einpolig oder mehrpolig, wie zwei-, drei- oder vierpolig , ausgestaltet sein.

Der magnetorheologischer Aktor kann einen Magneten aufweisen. Der Magnet kann ein Permanentmagnet sein. Der Magnet kann ein auf das magnetorheologische Fluid einwirkendes Magnetfeld aufweisen und/oder erzeugen. Das Magnetfeld des Magneten kann eine im Wesentlichen horizontale und/oder vertikale Magnetisierungsrichtung aufweisen. Der Magnet kann an der zumindest einen Anordnung und/oder an dem Drehelement angeordnet und/oder an diesem befestigt sein. Der Magnet kann mit der zumindest einen Anordnung und/oder mit dem Drehelement, insbesondere drehfest, verbunden sein. Der Magnet kann symmetrisch zu der Drehachse des Drehelements angeordnet sein. Der Magnet kann konzentrisch zum Drehelement und/oder zur Drehachse des Drehelements angeordnet sein. Der Magnet und/oder das Drehelement kann/können bezüglich der Drehachse des Drehelements einen rotationssymmetrischen Körper bilden. Der Magnet kann an einer Stirnseite des Drehelements angeordnet und/oder an dieser befestig sein. Der Magnet kann die Stirnseite des Drehelements, beispielsweise vollflächig, bedecken. Der Magnet kann zumindest abschnittsweise eine zu dem Drehelement komplementäre Form aufweisen. Der Magnet kann innerhalb einer Ausnehmung des Drehelements angeordnet sein.

Der magnetorheologische Aktor kann ein statisches Element aufweisen. Der magnetorheologische Aktor kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment zwischen dem Drehelement und dem statischen Element zu übertragen, beispielsweise ein Drehmomentübertragung zu modulieren. Das statische Element kann ein Gehäuseabschnitt oder Gehäuse, beispielsweise des magnetorheologischen Aktor oder der Drehsteuervorrichtung sein. Das statische Element kann bezüglich eines Gehäuses fest angeordnet sein. Das statische Element kann relativ zu dem Fahrzeug fest angeordnet sein. Das statische Element kann das Drehelement zumindest abschnittsweise oder vollständig umschließen. Das statische Element kann U-förmig und/oder glockenförmig ausgebildet sein. Das statische Element kann ein Joch sein. Das statische Element kann ringförmig und/oder zylinderförmig, wie kreiszylinderförmig, sein. Zwischen dem Drehelement und dem statischen Element kann ein, beispielsweise drehmomentbildender, Spalt, wie MRF-Spalt, vorgesehen bzw. ausgebildet sein. In diesem Spalt kann das magnetorheologische Fluid angeordnet bzw. vorhanden sein. Der Spalt kann ringförmig und/oder zylinderförmig, wie kreiszylinderförmig, ausgebildet sein. Der Durchmesser des Spalts zwischen dem Drehelement und dem statischen Element kann größer sein als die Höhe des Spalts. Der Durchmesser des Spalts kann sich im Wesentlich quer, insbesondere senkrecht, zu der Drehachse des Drehelements erstrecken. Die Höhe des Spalts kann sich im Wesentlichen in Richtung der Drehachse des Drehelements erstrecken. Der Durchmesser des Spalts kann im Wesentlichen quer, insbesondere senkrecht, zu der Höhe des Spalts sein.

Zwischen dem Drehelement und der zumindest einen Anordnung kann zumindest abschnittsweise ein Spalt, wie Steuer-Spalt, vorgesehen sein. In diesem Spalt kann ein permeables, insbesondere niederpermeables, Element angeordnet sein. Das permeable Element kann ausgebildet sein, den magnetischen Kreis und/oder Fluss der zumindest einen Anordnung zu durchbrechen. Das permeable Element kann so gesteuert werden, dass der magnetische Kreis und/oder Fluss der zumindest einen Anordnung entweder durchbrochen wird oder nicht durchbrochen wird. Der Spalt zwischen dem Drehelement und der zumindest einen Anordnung und/oder das permeable Element kann im Wesentlichen vertikal und/oder parallel zu zumindest einem Abschnitt der Anordnung angeordnet sein. Der Spalt zwischen dem Drehelement und der zumindest einen Anordnung und/oder das permeable Element kann sich im Wesentlich in Richtung der Drehachse des Drehelements erstrecken. Der Spalt und/oder das permeable Element kann/können im Wesentlichen mittig zum Drehelement angeordnet sein. Der Spalt und/oder das permeable Element kann/können benachbart der zumindest einen Anordnung und/oder Spule, beispielsweise benachbart in Richtung der Drehachse des Drehelements oder benachbart in Richtung quer / senkrecht zur Drehachse des Drehelements, angeordnet sein. Der Spalt und/oder das permeable Element kann/können sich innerhalb des durch die zumindest eine Anordnung und/oder Spule ausgebildeten Rings angeordnet sein. Der Spalt zwischen dem Drehelement und der zumindest einen Anordnung kann, beispielsweise in Richtung quer / senkrecht zur Drehachse des Drehelements, größer sein als der Spalt zwischen dem Drehelement und dem statischen Element.

Der magnetorheologische Aktor kann eine Kammer aufweisen. In der Kammer kann das magnetorheologische Fluid angeordnet bzw. vorhanden sein. Die Kammer kann das magnetorheologische Fluid enthalten. Das statische Element kann die Kammer aufweisen und/oder ausbilden. Das Drehelement kann vollständig oder zumindest abschnittsweise innerhalb der Kammer angeordnet und/oder gelagert sein. Die zumindest eine Anordnung kann innerhalb der Kammer angeordnet und/oder gelagert sein. Der Magnet kann innerhalb der Kammer angeordnet und/oder gelagert sein. Das Drehelement, die zumindest eine Anordnung und der Magnet können zusammen innerhalb der Kammer angeordnet und/oder gelagert sein. Das Drehelement und/oder der Magnet und/oder die zumindest eine Anordnung kann/können dahingehend ausgestaltet sein, sich innerhalb der Kammer, insbesondere gemeinsam, zu drehen. Dabei kann die Kammer bezüglich des statischen Elements fest angeordnet sein. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Drehelement und einer Innenfläche der Kammer kann von den Eigenschaften des Magnetfelds, insbesondere der zumindest einen Anordnung und/oder des Magneten, abhängig sein.

Das Drehelement kann die Kammer umfassen und/oder ausbilden. Das statische Element kann zumindest abschnittsweise innerhalb der Kammer angeordnet sein. Eine Drehmomentübertragung zwischen einer Innenfläche der Kammer des Drehelements und dem statischen Element kann von den Eigenschaften des Magnetfelds, insbesondere der zumindest einen Anordnung und/oder des Magneten, abhängig sein.

Der magnetische Fluss der zumindest einen Anordnung und/oder des Magneten kann den Spalt zwischen dem Drehelement und dem statischen Element durchdringen. Das statische Element und/oder das Drehelement kann/können aus einem magnetflussführenden Material hergestellt sein. Das statische Element und/oder das Drehelement kann/können zumindest abschnittsweise eine ferromagnetische Fläche, wie Innenfläche oder Außenfläche, aufweisen. Das statische Element und/oder das Drehelement kann/können aus einem ferromagnetischen Material hergestellt sein. Der magnetische Fluss der zumindest einen Anordnung und/oder des Magneten kann sich über das statische Element und/oder über dessen ferromagnetische Fläche schließen.

Die zumindest eine Anordnung kann so ausgebildet und/oder ansteuerbar sein, um den magnetischen Fluss des Magneten zu verstärken und/oder zu kompensieren.

Eine Drehsteuervorrichtung kann für ein Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Die Drehsteuervorrichtung kann den vorstehend und/oder nachfolgend beschriebenen magnetorheologischen Aktor aufweisen.

Die Drehsteuervorrichtung kann ein Drehknopf bzw. eine Drehknopfeinrichtung oder ein Drehschalter sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zu Auswahl von Modi, wie Betriebsmodi z.B. eines Fahrzeugs, ausgebildet sein. Die Drehsteuervorrichtung kann zum Auswählen und/oder Steuern von Funktion des Fahrzeugs, zum Beispiel zum Navigieren von Multimedia-Menüs oder zum Steuern von Multimedia- Funktionen, ausgebildet sein. Drehsteuervorrichtung kann eine Benutzerschnittstelle umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann mit dem magnetorheologischen Aktor und/oder dessen Drehelement verbunden, insbesondere mechanisch verbunden, sein. Die Benutzerschnittstelle kann so ausgebildet sein, sich bezüglich der Drehachse des Drehelements zu drehen. Die Benutzerschnittstelle kann eine Benutzerschnittstellenoberfläche aufweisen. Die Benutzerschnittstellenoberfläche kann Teil einer Bedienungsschalttafel des Fahrzeugs sein.

Die Drehsteuervorrichtung kann eine Sensoreinrichtung zum Überwachen der Ausrichtung und/oder Drehbewegung der Benutzerschnittstelle und/oder des Drehelements umfassen. Drehsteuervorrichtung kann eine Stromschnittstelle und/oder Stromquelle umfassen, die zum Bereitstellen von Strom zum Bestromen der zumindest einen Anordnung und/oder Spule des magnetorheologischen Aktors zum Erzeugen des Magnetfelds ausgebildet ist. Die Drehsteuervorrichtung kann eine Verarbeitungseinheit zum Erzeugen von Steuersignalen umfassen. Die Verarbeitungseinheit kann Steuersignale, insbesondere basierend auf Sensordaten der Sensoreinrichtung, erzeugen und/oder bereitstellen.

Die Drehsteuervorrichtung kann eine Kommunikationsschnittstelle zum Übertragen von Steuersignalen von der Verarbeitungseinheit, insbesondere an den magnetorheologischen Aktor, umfassen. Die Verarbeitungseinheit kann ausgestaltet sein, Befehlssignale zum Steuern der zumindest einen Anordnung des magnetorheologischen Aktors auszugeben. Der magnetorheologische Aktor, insbesondere dessen zumindest eine Anordnung, kann dahingehend ausgebildet sein, gemäß Steuersignalen von der Verarbeitungseinheit das Magnetfeld zu erzeugen und/oder seine Eigenschaften zu beeinflussen. Die Drehsteuervorrichtung und/oder der magnetorheologische Aktor kann eine Schaltung, beispielsweise auf einem Substrat, aufweisen. Die Schaltung kann ausgebildet sein, der zumindest einen Anordnung und/oder Spule einen pulsweitenmodulierten (PWM) Strom und/oder eine pulsweitenmodulierte (PWM) Spannung, insbesondere gemäß den Steuersignalen / Befehlssignalen von der Verarbeitungseinheit, zuführen.

Mit anderen Worten kann ein rotatorischer Aktor mit magnetorheologischen Fluid bereitgestellt werden. Der Aktor kann ein Drehschalter, beispielsweise ein Kraftrück- kopplungs-Drehschalte („Forced-Feedback-Drehschalter“), sein. Die drehmomentbildende Fläche in einem drehmomentbildenden Spalt, wie MRF-Spalt, kann vergrößert sein. Der Durchmesser des drehmomentbildenden Spaltes kann größer als die Höhe sein. Der Aktor kann eine magnetfeldbildende Spule aufweisen, wobei die magnetfeldbildende Spule nicht rotationssymmetrisch implementiert ist, sondern so, dass beim Drehen des Aktuators bzw. dessen Drehelements / Läufers das Magnetfeld, welches läuferfest ist, mit dem Drehelement / Läufer mit dreht. Gemäß einer Variante kann der Aktor einen Permanentmagneten aufweisen. Es kann ein niederpermeabler Steuerspalt parallel und/oder vertikal zur Spule vorgesehen sein, der den magnetischen Kreis durchbricht. Gemäß einer Variante kann der Aktor mehrere Pole im Drehelement / Läufer aufweisen. Die Pole können durch Spulen gebildet sein. Die Polanzahl kann skalierbar sein. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines magnetorheologischen Aktors gemäß einer Variante;

Fig. 2 eine Seitenansicht des magnetorheologischen Aktors gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Draufsicht des magnetorheologischen Aktors gemäß Fig. 1 ;

Fig. 4 einen magnetorheologischen Aktor gemäß einer weiteren Variante;

Fig. 5 einen magnetorheologischen Aktor gemäß einer weiteren Variante;

Fig. 6 einen magnetorheologischen Aktor gemäß einer weiteren Variante;

Fig. 7 eine Draufsicht einer Drehsteuervorrichtung mit einen magnetorheologischen Aktor gemäß einer weiteren Variante;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7 im stromlosen Zustand;

Fig. 10 eine Seitenansicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7 im stromlosen Zustand;

Fig. 11 eine Draufsicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7 im Verstärkungszustand;

Fig. 12 eine Seitenansicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7 im Verstärkungszustand; Fig. 13 eine Draufsicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7 im Kompensationszustand; und

Fig. 14 eine Seitenansicht der Drehsteuervorrichtung mit dem magnetorheologischen Aktor gemäß Fig. 7 im Kompensationszustand.

Fig.1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines magnetorheologischen Aktors 1 gemäß einer Variante. Fig. 2 ist eine Seitensicht und Fig. 3 eine Draufsicht des magnetorheologischen Aktors 1. Der magnetorheologischer Aktor 1 dient für eine Drehsteuervorrichtung eines Fahrzeugs.

Der magnetorheologischer Aktor 1 weist ein als Läufer ausgebildetes Drehelement 2, das mit einer Benutzerschnittstelle der Drehsteuervorrichtung mechanisch verbindbar ist, und ausgebildet ist, mit einem magnetorheologischen Fluid 3 zusammenzuwirken, wobei eine Drehbewegung des Drehelements 2 von Eigenschaften eines Magnetfelds abhängig ist. Der magnetorheologischer Aktor 1 weist ferner ein als Joch ausgebildetes statische Element 4 auf, welches eine Kammer 5 umfasst. Das Drehelement 2 und das statische Element 5 sind aus einem magnetflussführenden Material, zum Beispiel ein ferromagnetisches Material, hergestellt. n der Kammer 5 ist das magnetorheologische Fluid 3 enthalten. Das Drehelement 2 ist innerhalb der Kammer 5 drehbar abgeordnet. Zwischen dem Drehelement 2 und dem statischen Element 4 ist ein MRF-Spalt 6 ausgebildet.

Der magnetorheologischer Aktor 1 weist zumindest eine als magnetfeldbildende Spule ausgebildete Anordnung 7 zum Erzeugen eines auf das magnetorheologische Fluid einwirkenden Magnetfelds (veranschaulicht durch die Pfeile in Fign. 1 bis 3 mit Feldstärke H und Flussdichte B) und zum Beeinflussen der Eigenschaften eines Magnetfelds auf. Die Spule 7 ist um einen Abschnitt des Drehelements 2 herum angeordnet bzw. gewickelt und mit dem Drehelement drehfest verbunden. Die Spule 7 ist asymmetrisch zu einer Drehachse 8 des Drehelements 2 fest angeordnet, so dass sich das Magnetfeld der Spule 7 bei einer Drehbewegung des Drehelements 2 um die Drehachse 8 mit dreht.

Der magnetorheologischer Aktor 1 ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment zwischen dem Drehelement und dem statischen Element zu übertragen, insbesondere ein Drehmomentübertragung zu modulieren.

Der magnetorheologischer Aktor 1 weist ferner eine an dem Drehelement 2 angeordnete Welle 9, um ein Drehmoment abzugreifen, sowie eine Stromschnittstelle / Stromquelle 10 auf, um die Spule gemäß Steuersignalen zu Bestromen und ein definiertes Magnetfeld zu erzeugen und/oder dieses zu beeinflussen.

Fig. 4 zeigt einen magnetorheologischen Aktor 11 gemäß einer weiteren Variante. Im Unterschied zu dem magnetorheologischen Aktor 1 gemäß Fign. 1 bis 3, weist der magnetorheologischen Aktor 11 zusätzlich einen Permanentmagneten 12 und einen Steuerspalt 13 auf. Ferner ist der Durchmesser des MRF-Spalts 6 größer als die Höhe des MRF-Spalts 6.

Der Permanentmagnet 12 weist ein auf das magnetorheologische Fluid 3 einwirkende Magnetfeld auf. Der Permanentmagnet 12 ist zu dem Drehelement 2 komplementär ausgebildet und an einer Stirnseite des Drehelements 2 befestigt, so dass sich der Permanentmagnet 12 bei einer Drehbewegung des Drehelements 2 um die Drehachse 8 mit dreht. Der Permanentmagnet 12 ist symmetrisch zu der Drehachse 8 des Drehelements 2 angeordnet. Das durch die Spule 7 erzeugte Magnetfeld kann das Magnetfeld des Permanentmagneten beeinflussen, beispielsweise verstärken und/oder kompensieren.

Der Steuerspalt 13 ist zwischen dem Drehelement 2 und der Spule 7 im Wesentlichen vertikal und/oder parallel zu zumindest einem Abschnitt der Spule 7 benachbart angeordnet. Der Steuerspalt 13 ist größer als der MRF-Spalt 6. In dem Steuerspalt 13 ist ein permeables, insbesondere niederpermeables, Element angeordnet, das ausgebildet ist, den magnetischen Kreis und/oder Fluss der Spule 7 zu durchbre- chen. Der Steuerspalt 13 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Spule 7 in Richtung der Drehachse 8.

Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fign. 1 bis 3 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.

Fig. 5 zeigt einen magnetorheologischen Aktor 14 gemäß einer weiteren Variante. Im Unterschied zu dem magnetorheologischen Aktor 11 gemäß Fig. 4, wist der magnetorheologischen Aktor 14 eine Ausnehmung 15 im Drehelement 2 auf. In der Ausnehmung 15 ist ein kleinerer Permanentmagnet 12 angeordnet.

Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fign. 1 bis 4 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.

Fig. 6 zeigt einen magnetorheologischen Aktor 16 gemäß einer weiteren Variante. Der magnetorheologischen Aktor 16 ist 4-polig ausgebildet und weist hierzu vier an dem Drehelement 2 drehfest angeordnete Spule 7 auf.

Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fign. 1 bis 5 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.

Fign. 7 bis 14 zeigen eine Drehsteuervorrichtung 17 mit einem magnetorheologischen Aktor 18 gemäß einer weiteren Variante. Der magnetorheologischen Aktor 18 entspricht im Wesentlichen dem magnetorheologischen Aktor 11. Jedoch ist der Steuerspalt 13 innerhalb des Rings der Spule 7 angeordnet.

Der magnetorheologischen Aktor 18 weist ebenfalls das Drehelement 2 mit seiner Drehachse 8, das statische Element 4 mit der Kammer 5, den MFR-Spalt 6 zwischen Drehelement 2 und statischen Element 4, die an dem Drehelement 2 drehfest und asymmetrisch zur Drehachse 8 angeordnete Spule 7, die an dem Drehelement 2 angeordnete Welle 9 und den Permanentmagneten 12 auf. Das magnetorheologische Fluid 3 befindet sich in der Kammer 5 und damit im MRF-Spalt 6. Der Steuerspalt 13 ist größer als der MRF-Spalt 6. Das statische Element ist als ferromagnetische Ge- häuse ausgebildet Die Welle 9 kann das Drehmoment abgreifen. Der Permanentmagneten 12 weist ein Magnetfeld 19 (siehe Fign. 9 und 10) mit im Wesentlichen horizontaler Magnetisierungsrichtung auf. Das Drehelement 2 bildet mit der Spule 7 einen 1 -poligen Läufer mit einem elektromagnetischen Kreis. Das Drehelement 2 kann mit der Spule 7 und/oder mehreren Spulen 7 einen mehrpoligen Läufer bilden.

In Fig. 9 und 10 ist der magnetorheologischen Aktor 18 in einem stromlosen Zustand dargestellt. In diesem Zustand erzeugt und/oder beeinflusst die Spule 7 kein Magnetfeld. Der magnetische Fluss (veranschaulicht durch Kreise 20) des Permanentmagneten 12 durchdringt den MRF-Spalt 6 und schließt sich über das statische Element 4 bzw. dessen Mantel / Oberfläche. Der magnetische Fluss 20 rotiert mit dem Permanentmagneten 12 und dem Drehelement 2 um die Drehachse 8.

In Fig. 11 und 12 ist der magnetorheologischen Aktor 18 in einem Verstärkungszustand, in dem die Spule 7 so bestromt wird, so dass diese ein Magnetfeld 21 mit einem magnetischen Fluss (veranschaulicht durch die Kreise 22) erzeugt, so dass das Magnetfeld verstärkt wird. Der magnetische Fluss 20 des Permanentmagneten 12 und der magnetische Fluss 22 des durch die Spule 7 erzeugten Magnetfelds 21 durchdringt den MRF-Spalt 6 und schließt sich über das statische Element 4 bzw. dessen Mantel / Oberfläche. Dadurch kann ein großes, wie maximales, Drehmoment erreicht bzw. eingestellt werden.

In Fig. 13 und 14 ist der magnetorheologischen Aktor 18 in einem Kompensationszustand, in dem die Spule 7 so bestromt wird und/oder der Steuerspalt 13 so angesteuert wird, so dass eine Kompensation stattfindet und ein Magnetfeld 23 mit einem magnetischen Fluss (veranschaulicht durch die Kreise 24) entsteht, dass den MRF- Spalt 6 nicht durchdringt und sich nicht über das statische Element 4 schließt. Dadurch kann ein geringeres, oder kein, Drehmoment erreicht bzw. eingestellt werden.

Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fign. 1 bis 6 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.

Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.

Bezuqszeichen

Magnetorheologischer Aktor

Drehelement

Magnetorheologisches Fluid

Statisches Element

Kammer

MRF-Spalt

Anordnung / Spule

Drehachse

Welle

Stromschnittstelle / Stromquelle

Magnetorheologischer Aktor

Permanentmagnet

Steuerspalt

Magnetorheologischer Aktor

Ausnehmung

Magnetorheologischer Aktor

Drehsteuervorrichtung

Magnetorheologischer Aktor

Magnetfeld des Permanentmagneten

Magnetischer Fluss des Permanentmagneten

Magnetfeld der Spule

Magnetischer Fluss der Spule

Magnetfeld im Kompensationszustand

Magnetischer Fluss im Kompensationszustand