DE69329851T2

DE69329851T2 - Magnetorheologische flüssigkeitsvorrichtungen

Info

Publication number: DE69329851T2
Application number: DE69329851T
Authority: DE
Inventors: David Carlson; J. Chrzan; O. James
Original assignee: Lord Corp
Current assignee: Lord Corp
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2013-06-19
Also published as: EP1016805B1; DE69329851D1; EP0644987A4; AU5946696A; WO1994000704A1; DE69332867D1; EP1016805A2; EP1016805A3; DE69332867T2; EP1016806A2; EP1016806B1; DE69332868T2; DE69332868D1; EP1013963A2; EP1013963A3; DE69333172T2; EP0644987A1; EP1013963B1; EP0644987B1; AU671848B2

Description

Gebiet der Erfindung

Inkompressible Fluide sind eingesetzt worden in Stoßdämpfern und anderen Dämpfern, wie auch bei elastomeren Montagen, und dies Jahrzehnte lang. Der Einsatz von steuerbaren Fluiden, elektrorheologischen (ER) und magnetorheologischen (MR) Fluiden in Dämpfern sind zuerst in den frühen fünfziger Jahren vorgeschlagen worden von Winslow in der US-PS 2,661,596. Der Einsatz eines steuerbaren Fluids in einem Dämpfer läßt einige interessante Möglichkeiten zu, relativ zur Bereitstellung sich in großem Rahmen verändernder Dämpfung hinsichtlich variierender Bedingungen, die bei dem Dämpfer angetroffen werden. Nichtsdestoweniger war der Einsatz steuerbarer Fluide im allgemeinen begrenzt auf den Bereich von Kupplungen und mit einigen Ausnahmen bis in die Mitte der achtziger Jahre.

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung

Das Interesse am Einsatz von steuerbaren Fluiden, welches in den achtziger Jahren wieder belebt wurde, als Aktivität im Bereich steuerbarer Dämpfer ist angestiegen. Die höchste Aktivität wurde gezeigt relativ zu ER-Dämpfern und den zugeordneten Fluiden. Während das Interesse an und die Entwicklung von ER- Fluidvorrichtungen sich fortsetzt, haben die Betriebseigenschaften derartiger Systeme enttäuscht unter drei Gesichtspunkten:
1) Die Dämpfungskräfte, die durch eine ER-Fluidvorrichtung erzeugt werden können, sind eingeschränkt aufgrund der relativ niedrigen Leistungsstärken der verfügbaren Fluide,
2) ER-Fluide sind empfänglich gegenüber einer Kontamination, die die Leistung signifikant herabsetzt und
3) die starken elektrischen Felder, die von den ER-Fluiden verlangt werden, machen komplizierte und teure Hochspannungsleistungszuführungen und komplexe Steuersysteme erforderlich.
Angesichts dieser Leistungseigenschaftsrestriktionen und der Suche nach einem technologischen Durchbruch diese zu überwinden, hat sich der Anmelder NR- Fluiden zugewandt mit erneutem Interesse und versucht, die Systeme zu optimieren, welche diese Fluide einsetzen. MR-Fluide besitzen inhärent größere Leistungsstärken und sind dementsprechend in der Lage, größere Dämpfungskräfte zu erzeugen. Darüber hinaus bedeutet die Kontamination keine so starke Verschlechterung der Betriebseigenschaften für MR-Fluide wie für ER-Fluide. Weiterhin werden MR-Fluide aktiviert durch magnetische Felder, die leicht zu erzeugen sind durch einfache elektromagnetische Niederspannungsspulen.
Die US-A-3,174,587, die US-A-2,661,596 sowie die JP-A-60113711 beschreiben jeweils einen MR-Dämpfer mit einem Gehäuse, welches ein magnetorheologisches Fluid enthält, einem Kolben, der sich hierin zu bewegen vermag, wobei der Kolben ein Ferrometall einschließt, sowie eine Anzahl von Windungen N eines Drahtes enthält, welche eine Spule definieren, die dann, wenn sie erregt wird, einen magnetischen Fluß in dem Kolben erzeugt. Die FR-A-2579283 beschreibt eine Montage mit einigen ähnlichen Merkmalen.
Es liegt dementsprechend im Bereich der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen MR-Dämpfer zur Verfügung zu stellen mit verbessertem Betriebseigenschaftscharakteristika.
Die Verbesserungen umfassen die folgenden Punkte nämlich:
- eine Definition dimensionaler/betrieblicher Beziehungen, die zu einer verbesserten Betriebseigenschaft führen,
- Entwicklung von Kolbenaufbauten, bei welchen der Strömungsweg für den magnetischen Fluß insgesamt innerhalb des Kolbens selbst liegt,
- Bereitstellung eines verbesserten Doppelrohrzylinderaufbaues, welcher in der Lage ist (mit einigen Modifikationen) entweder den selbstenthaltenden oder den Spulenkolben einzusetzen,
- signifikantes Reduzieren oder Eliminieren von MR-Fluidverlusten vom Dämpfer,
- Bereitstellung eines verbesserten Fluidventils zur Steuerung des Flusses des MR-Fluids zur Erzeugung der angestrebten Dämpfungskräfte.
Diese und weitere Gegenstände der Erfindung werden erreicht durch eine Vorrichtung zur variablen Dämpfungsbewegung unter Einsatz eines MR-Fluids. Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse, welches ein Volumen an MR-Fluid enthält, einen Kolben, der sich innerhalb des Gehäuses zu bewegen vermag, wobei der Kolben gebildet wird aus einem Ferrometall mit einer Anzahl N von Windungen eines leitenden Drahtes, die hierin eingeschlossen sind zur Bildung einer Spule, die einen Magnetstrom in und um den Kolben herum erzeugt, während eine Ausgestaltung vorgesehen ist, die die folgende Bedingung erfüllt.
Dabei ist Acore ein minimaler lateraler Querschnittsbereich des Kolbens innerhalb der Spule, Apath ein minimaler lateraler Querschnittsbereich des magnetisch permeablen Materials, welches einen Rückkehrweg für den Magnetfluß bildet, Apole der Oberflächenbereich des Magnetpols des Kolbens, Bopt eine optimale magnetische Flußdichte für das MR-Fluid und Bknee eine magnetische Flußdichte, bei welcher sich das Ferrometall zu sättigen beginnt.
Das Gehäuse kann versehen sein mit einer Hülse aus Eisenmaterial, um den Querschnittsbereich des Rückflußweges für den Magnetfluß zu erhöhen, Apath, für Ausgestaltungen, bei welcher der Rückweg für den Magnetfluß durch das Gehäuse verläuft. Alternativ kann das Gehäuse einen Doppelrohraufbau besitzen. Der Magnet kann gebildet werden durch einen spulenförmigen Kolben oder gewickelt als ein Toroid hierauf. Der Magnet könnte innerhalb des Doppelrohrgehäuses positioniert sein anstelle auf dem Kolben. Der Verlust an MR-Fluid kann verhindert werden durch Abdecken des Dämpfers mit einem weniger dichten Fluid unter Einsatz einer Abstreifer- und Dichtungskombination oder durch den Einsatz eines dichtungslosen Aufbaus. Der Kolben kann gebildet werden aus herkömmlichen Eisenmaterialien (entweder in fester oder in laminierter Form) oder aus gepulverten Metallen. Diese Merkmale können sowohl in einer Montage als auch in einem Dämpfer zum Einsatz kommen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden deutlich nach dem Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt einer ersten Ausführungsform des MR-Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht im Teilschnitt der Kolbenanordnung, die in Fig. 1 wiedergegeben ist;
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht im Teilschnitt unter Darstellung der dimensionalen Beziehungen der ersten Ausführungsform, wobei die internen Details weggelassen werden zur Vereinfachung und Klarheit;
Fig. 4(a) ist eine grafische Darstellung der Flußdichte (B) über die magnetische Feldstärke (H) für ein spezielles MR-Fluid;
Fig. 4(b) ist eine grafische Darstellung von Bintrinsic (J) über die Feldstärke (H) für das gleiche MR-Fluid;
Fig. 4(c) ist eine Darstellung von J² über H für das gleiche MR-Fluid;
Fig. 4(d) ist eine grafische Darstellung der Flußdichte (B) über die Feldstärke (H) für einen Stahl, der zur Herstellung des Kolbens und des Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 4(e) ist eine grafische Darstellung der Flußdichte (B) über die Feldstärke (H) für ein gepulvertes Material, welches zum Einsatz kommt zur Herstellung des Kolbens und des Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5(a) ist die Spitzenkraft (F) über die Spitzengeschwindigkeit (V), aufgezeichnet für unterschiedliche Nieveaus des Stromes für eine erste Dämpferausgestaltung, wobei die Dehnungskräfte als negative Werte dargestellt sind;
Fig. 5(b) ist die Aufzeichnung der Spitzenkraft über die Spitzengeschwindigkeit für unterschiedliche Niveaus des Stromes für eine zweite Ausgestaltung, die nicht die bevorzugten Kriterien für Apath/Apole erreicht, wobei die Dehnungskräfte als negative Werte dargestellt sind;
Fig. 5(c) ist die Darstellung einer Spitzenkraft über die Spitzengeschwindigkeit für unterschiedliche Niveaus des Stromes bei einer dritten Ausgestaltung, die nicht die bevorzugten Kriterien für Acore/Apole erreicht, wobei die Dehnungskräfte als negative Werte dargestellt sind;
Fig. 6(a) ist die Aufzeichnung der Spitzenkraft (F) über dem Strom (A) für die erste Ausgestaltung, die betrieben wird mit einer Taktgeschwindigkeit von 0,2 Hz und einer Amplitude von ± 1,0 Zoll (Spitzengeschwindigkeit beträgt 1,3 Zoll/sec.), wobei die Dehnungskräfte als Negativwerte dargestellt sind;
Fig. 6(b) ist die Auftragung der Spitzenkraft über den Strom für eine zweite Ausgestaltung, die mit einer Taktgeschwindigkeit von 0,2 Hz und einer Amplitude von ± 1,0 Zoll (Spitzengeschwindigkeit beträgt 1,3 Zoll/sec.) betrieben wird, wobei die Dehnungskräfte als Negativwerte dargestellt sind;
Fig. 6(c) ist die Auftragung einer Spitzenkraft über den Strom für die dritte Ausgestaltung, die betrieben wird mit einer Taktgeschwindigkeit von 0,23 Hz und einer Amplitude von ± 1,0 Zoll (Spitzengeschwindigkeit beträgt 1,5 Zoll/sec.), wobei die Dehnungskräfte dargestellt sind als Negativwerte;
Fig. 7 ist die Draufsicht auf einen Kolben mit einer Mehrzahl von toroidgewundenen Magnetabschnitten, wobei die Kolbenstange geschnitten ist;
Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise im Schnitt des Kolbens gemäß Fig. 7;
Fig. 9(a) bis 9(d) sind Seitenansichten im Schnitt durch vierte Kolbenausführungsfor- · men mit eingeschlossenen internen Ventilaufbauten;
Fig. 10(a) ist eine Seitenansicht im Schnitt eines ersten Doppelrohrgehäuseaufbaues;
Fig. 10(b) ist eine Seitenansicht im Schnitt eines zweiten Doppelrohrgehäuseaufbaues;
Fig. 10(c) ist eine Seitenansicht im Schnitt eines dritten Doppelrohrgehäuseaufbaues mit zwei Magnetventilen;
Fig. 11(a) ist eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines ersten dichtungslosen Aufbaues;
Fig. 11(b) ist eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines zweiten dichtungslosen Aufbaues;
Fig. 11(c) ist eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines dritten dichtungslosen Aufbaues.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine erste Ausführungsform des Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 wiedergegeben und allgemein mit der Bezugsziffer 16 versehen. Der Dämpfer 16 besteht aus zwei prinzipiellen Komponenten, nämlich dem Gehäuse 20 und dem Kolben 30. Das Gehäuse 20 enthält ein Volumen eines magnetorheologischen (MR) Fluids 18. Ein Fluid, welches sich als besonders gut geeignet für diesen Einsatzbereich erwiesen hat, besteht aus Carbonyleisenpartikeln, suspendiert in Siliconöl. Dieses MR-Fluid besitzt eine relative magnetische Permeabilität zwischen 3 und 15 bei einer magnetischen Flußdichte von 0,002 Tesla (20 Gauss). Ein MR-Dämpfer besitzt zwei prinzipielle Arbeitsweisen: Gleitplatten- und Fluß- oder (Ventil-) Arbeitsweise. Komponenten beider Arbeitsweisen sind vorhanden in jedem MR-Dämpfer, wobei die Kraftkomponente der Strömungsarbeitsweise dominiert.
Das Gehäuse ist ein allgemein zylindrisches Rohr mit einem ersten geschlossenen Ende 22 und einer diesem zugeordneten Halteöse 24. Eine zylindrische Hülse 25 kann an dem inneren Zylinder befestigt sein durch jegliche herkömmliche Maßnahme (z. B. Preßsitz, Schweißen, Kleben), um die Querschnittsoberfläche des Gehäuses 20 zu erhöhen, wie nachfolgend noch in größerem Detail diskutiert werden wird. Ein zweites oder offenes Ende des Zylinders wird verschlossen durch ein Endelement 26. Eine erste Dichtung 27 erstreckt sich um die äußere Peripherie des Elementes 26, um eine Fluidleckage zu verhindern zwischen dem Gehäuse 20 und dem Element 26. Eine zweite ringförmige Dichtung 28 wird in einer Nut in der inneren Peripherie des Elementes 26 aufgenommen und dichtet gegenüber der Kolbenstange 32 ab. Ein Abstreifer 29 kann eingesetzt werden, um das MR-Fluid von der Oberfläche der Kolbenstange 32 abzuwischen, um somit den Verlust an MR-Fluid an der Dichtung 28 vorbei zu minimieren. Als eine zusätzliche Maßnahme zur Verhinderung des Fluidverlustes kann der obere Bereich des Gehäuses 20 gefüllt sein mit einem zweiten Fluid, welches unmischbar ist mit dem MR-Fluid oder welches von dem MR-Fluidvolumen 18 getrennt werden kann durch ein schwimmendes Blech oder eine (nicht dargestellte) rollende Membran.
Das Gehäuse 20 ist mit einem schwimmenden Kolben 21 versehen zur Abtrennung des MR-Fluidvolumens 18 von dem unter Druck stehenden Akkumulator 23. Während ein schwimmender Kolben 21 dargestellt ist, können auch andere Ackumulatortypen zum Einsatz kommen und in der Tat wird eine flexible rollende Membran von dem Typ, wie er in der US-PS 4,811,819 beschrieben ist, tatsächlich bevorzugt. Ein Akkumulator 23 ist notwendig, um das Fluid aufzunehmen, welches durch die Kolbenstange 32 verdrängt wird, wie auch eine thermische Expansion des Fluids zu gestatten.
Die erste Ausführungsform der Kolbenanordnung 30 ist in Fig. 2 in größerem Detail gezeigt. Der Kolbenkopf 34 ist spulenförmig ausgebildet mit einem oberen, sich nach außen erstreckenden Flansch 36 und einem unteren, sich nach außen erstreckenden Flansch 38. Die Spule 40 ist um den spulenförmigen Kolbenkopf 34 herumgewunden zwischen dem oberen Flansch 36 und dem unteren Flansch 38. Der Kolbenkopf besteht aus einem magnetisch permeablen Material, wie etwa Niedrigkohlenstoffstahl z. B. Führungsschienen sind um die Außenseite des Kolbenkopfes 34 in vorbestimmten Intervallen angebracht. Entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 und 2 sind vier Führungsschienen 42 dargestellt, die in gleichförmigem Abstand um die Peripherie des Kolbenkopfes 34 angeordnet sind. Der Kolbenkopf 34 ist ausgebildet mit einem kleineren maximalen Durchmesser (in diesem Fall Dpole in Fig. 3) als der Innendurchmesser DI des Gehäuses 20. Die äußeren Flächen der Führungen 42 sind mit einer solchen Kontur versehen (mit einem solchen Radius), daß sie an den inneren Durchmesser DI des Gehäuses anliegen. Führungen 42 werden gebildet aus nicht magnetischem Material (z. B. Bronze, Messing, Nylon oder Teflon ® Polymerem) und halten den Kolben zentriert mit einem Freiraum in "g". Bei dieser Ausführungsform wirkt der Freiraum g (zusammen mit der Spule 40) als Ventil zur Steuerung des Flusses von MR-Fluid 18 an dem Kolben 34 vorbei.
Der elektrische Anschluß zur Spule 40 wird hergestellt durch die Kolbenstange 32 über Bleidrähte 45 und 47. Ein erster Draht ist an ein erstes Ende eines elektrisch leitenden Stabes 48 angeschlossen, der sich durch die Kolbenstange 32 hindurch zu einem Phono-Steckeranschluß 46 erstreckt. Der Mittelanschluß des Phono- Steckers 46 ist angeschlossen an ein erstes Ende 39 der Spule 40. Das zweite Ende 41 der Wicklungen der Spule 40 ist angeschlossen an eine "Erd"-Verbindung auf der Außenseite des Phono-Steckers 46. Die elektrische Rückführleitung umfaßt dann die Kolbenstange 32 und den Erdleiter 47. Das obere Ende der Kolbenstange 32 trägt ein Außengewinde 44, um ein Anbringen eines Dämpfers 16 zu ermöglichen, entsprechend der Darstellung in Fig. 1. Ein äußerer Leistungsanschluß, der einen Strom im Bereich von 0-4 Ampere und eine Spannung von 12-24 Volt zur Verfügung stellt, in Abhängigkeit von dem Einsatz, ist angeschlossen an die Leiter 45 und 47. Eine Kunstharzhülse 49 hält den Stab 48 isoliert von der Rückführleitung durch die Kolbenstange 32. Die Ausnehmung, die die leitende Kolbenstange 48 umgibt, kann ebenfalls mit Kunstharz ausgefüllt sein. Die äußere Oberfläche der Spule 40 kann überzogen sein mit einem Harzanstrich als Schutzmaßnahme.
Der Dämpfer 16 dieser ersten Ausführungsform wirkt als Coulomb- oder Binghamtypdämpfer, d. h. dieser Aufbau nähert sich einem idealen Dämpfer, in welchem die Kraft erzeugt wird, der unabhängig ist von der Kolbengeschwindigkeit und große Kräfte können erzeugt werden mit niedriger oder gar keiner Geschwindigkeit. Diese Unabhängigkeit verbessert die Steuerbarkeit des Dämpfers, indem er die Kraft als Funktion der magnetischen Feldstärke ausbildet, die eine Funktion des Stromflusses in der Schaltung ist.
Die Fig. 3 zeigt schematisch die dimensionalen Beziehungen des Dämpfers 16. Der Minimumdurchmesser des spulenförmigen Kolbenkopfes 34 ist der Durchmesser des Kerns Dcore und der Durchmesser der Spule 40 ist Dcoil, während die Länge der Spule 40 Lcoil , ist. Wie bereits erwähnt, besitzt der Freiraum oder das Ventil eine Dicke g und die Länge des Pols ist die Breite der Flansche 36 und 38, welches ebenfalls die Länge Lg des Freiraumes g ist. Der Innendurchmesses des Gehäuses 20 ist D, der Außendurchmesser ist Do, der Maximumdurchmesser des Kolbens ist D~16, so daß die folgende Beziehung gilt (g = DI · Dpole/2).
Anstrengung zur Optimierung der Betriebseigenschaften dieser Ausführungsform des MR-Dämpfers führten zur Identifizierung verschiedener Schlüsselbeziehungen zwischen den Dimensionen bis zu deren Betriebsparametern. In Grundbegriffen hängt der magnetische Fluß in starkem Maße ab von verschiedenen kritischen "Flaschenhälsen" im Strömungsweg:
Acore - der minimale laterale Querschnittsbereich des Kolbenkopfes 34 innerhalb der Wicklungen der Spule 40 besitzt einen Wert von π D²core/4.
Apath der minimale laterale Querschnittsbereich des magnetisch permeablen Materials definiert einen Rückweg für den Magnetfluß und besitzt den Wert von π (Do² - DI²) / 4.
Apole der Oberflächenbereich eines Magnetpols des Kolbens besitzt einen Wert von π Dpole Lg.
Eine Aufbaubetrachtung liegt darin, die Stahlmenge zu minimieren, d. h. Acore und Apath so klein wie möglich zu machen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Verhältnis der Flaschenhälse Acore und Apath zu Apole größer sein sollte als ein minimaler Schwellenwert, definiert durch das Verhältnis der magnetischen Feldstärken in den MR-Fluid- und Dämpfermaterialien, wobei einer konkurrierenden Auslegungsbetrachtung Beachtung geschenkt wird. Das Verhältnis ist Bopt/Bknee, wobei Bopt eine optimale Magnetflußdichte in dem MR-Fluid und Bknee die magnetische Flußdichte ist, bei welchen das Eisenmaterial anfängt gesättigt zu werden.
Der Wert für Bopt läßt sich besser verstehen, indem man sich den Fig. 4(a) bis (c) zuwendet. Fig. 4(a) ist die Darstellung der Ansprechbarkeit des MR-Fluids, wie zuvor beschrieben, zur magnetischen Feldstärke (magnetische Flußdichte B über die magnetische Feldstärke H). Die magnetische Flußdichte B besitzt zwei Komponenten: Bintrinsic, diese ist allein dem Fluid zugeordnet und eine magnetische Feldkomponente mit einem Wert von u&sub0;H, wobei u&sub0; eine magnetische Permeabilitätskonstante ist und H ist die Stärke des magnetischen Feldes, die genähert werden kann, indem man die Anzahl der Windungen N in der Spule 40 multipliziert mit dem Strom I durch die Spule 40 dividiert durch das Doppelte des Freiraumes g. Bintrinsic oder die magnetische Polarisation J, als welche sie auch bekannt ist, ist gleich der gesamten Flußdichte B abzüglich der Komponente, die der Feldstärke zuzuordnen ist. D. h.
Bintrinsic = J = B - u&sub0;H.
Die Fig. 4(b) ist eine Darstellung von J über H für das gleiche MR-Fluid repräsentiert in Fig. 4(a). Es ist schwierig zu identifizieren mit einer Präzision, wo der optimale Betriebspunkt liegt für dieses MR-Fluid, wenn man sich nur die Fig. 4(b) betrachtet. Die Kurve schlägt vor, daß es einen nicht linearen Anstieg gibt bei dem Wert von B für H Werte zwischen 100.000 und 380.000 Alm (1.300 und 4.000 Oersted). Ein in stärkerem Maße definitives Verfahren zur Bestimmung eines Wertes für Bopt ist das Quadrat von J über H aufzuzeichnen. Diese Kurve ist in Fig. 4(c) wiedergegeben. Bopt ist der Feldstärke H zugeordnet, wobei die Neigung von J² über die H-Kurve d(J²)/d(H) gleich ist J²/H. h. des Punktes der Tangente an die Kurve im Tangentialpunkt. Für dieses MR-Fluid und in der Tat für viele der getesteten Fluide tritt Boy bei einem Wert von H = 100.000 Alm (1.300 Oersted) ein und für dieses Fluid liegt der Wert bei 0,635 Tesla (6350 Gauss) entsprechend der Darstellung in Fig. 4(a).
Während dies ein gültiges Betriebskriterium ist, strebt man an, so viel Energie wie möglich in dem Fluid zu haben und so wenig wie möglich im Stahl, das bedeutet betrieblich gesehen, sollte das Verhältnis von Ef/Es so groß wie möglich sein, wobei E, die Energie im Fluid und Es die Energie im Stahl ist. Ef und Es ergeben sich durch die folgenden Ausdrücke:
Ef = ¹/&sub2; BfHfVf
wobei Vf das Betriebsvolumen des Fluids ist und
Es = ¹/&sub2; Bs Hf Vs
wobei Vs das Betriebsvolumen des Stahls ist.
Da Vf = 2 Apole g
und Vs = Acore Ls, ergibt sich
dabei ist Ls die Länge des gesamten Flußweges durch den Stahl.
Der Dämpfer 16 muß betrieben werden unterhalb von Bknee für den Stahl entsprechend der Darstellung in Fig. 4(d) für herkömmliche Stähle und Fig. 4(e) für gepulverte Metalle. Es leuchtet sofort ein, daß Hs und dementsprechend Ds sehr rasch steigen für Anstiege von H oberhalb des Wertes entsprechend Bknee mit geringem oder gar keinem Anstieg der Flußdichte B. Aus Fig. 4(d) ergibt sich für Bknee ein Wert von 1,4 Tesla (14.000 Gauss). Beispielsweise liegt dann für dieses MR-Fluid und diesen Stahl das Verhältnis von Bopt zu Bknee bei einem Wert von 0,454. Allgemeiner ausgedrückt sollte dieses Verhältnis größer sein als 0,4. Die dimensionalen Parameterverhältnisse sollten größer oder gleich diesem kritischen Wert sein. Der Wert für gepulverte Metalle wird größer sein, da Bknee bei einem kleineren Wert eintritt.
Bopt entsprechend Fig. 4(c) repräsentiert einen minimalen Wert. Bopt kann höhere Werte besitzen als B = 0,635 Tesla, solange die Flußdichte in dem Stahl nicht größer ist als Bknee und solange das Verhältnis Bopt/Bknee gleich oder kleiner bleibt als die Flaschenhalsverhältnisse Acore/Apole, Apath/Apole. Durch eine Erhöhung von Bopt oberhalb 0,635 Tesla (6.350 Gauss) bis zu einem Maximum von etwa 1,011 Tesla (10.110 Gauss) bei H = 279.000 Alm (3.500 Oersted) für diesen Aufbau wird mehr Energie in das Fluid eingebracht bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung dieser angestrebten Betriebsparameter. Dies erhöht das Verhältnis und verbessert die Betriebseigenschaften. Was diese Beziehungen tatsächlich dem Dämpferkonstrukteur aussagen ist, daß unterhalb eines bestimmten Punktes es erforderlich ist von der Regel 1 (minimiere Acore und Apath) abzuweichen, um es zu ermöglichen daß zusätzliche Energie in das Fluid eingebracht wird, anstatt den Dämpfer in einer wirkungslosen Betriebszone (z. B. oberhalb Bknee) zu betreiben.
Um die Bedeutung dieser Beziehungen zu demonstrieren, wurden drei Dämpfer gebaut und untersucht. Die Dimensionen dieser Dämpfer sind in Tabelle I wiedergegeben. TABELLE 1
Wie zuvor erwähnt wurde, liegt eine erstrebenswerte Charakteristik eines MR- Dämpfers darin, daß er geschwindigkeitsunabhängig ist. Die Fig. 5(a)-(c) zeigen, daß ein Dämpfer, der in Übereinstimmung mit diesen Parametern hergestellt wird, eine Geschwindigkeitsunabhängigkeit erreicht. Die drei Dämpfer, die eingesetzt werden, entsprechen dem Aufbau nach Tabelle 1, wurden untersucht unter im wesentlichen gleichen Bedingungen, und die Ergebnisse sind jeweils in den Fig. 5(a) -(c) dargestellt. Der Dämpfer 1 erfüllt die Kriterien für beide Verhältnisse von A und Apoth zu Apoje (d. h. beide Werte sind gleich oder höher als 0,454), während Dämpfer 2 unterhalb der Spezifizierung für Apoth und der Dämpfer 3 unterhalb der Spezifizierung für Acore liegt. Wie die Fig. 5(a)-(c) anzeigen, sind die Betriebseigenschaften für Dämpfer 1 im wesentlichen geschwindigkeitsunabhängig, während für die Dämpfer 2 und 3 sie dies nicht sind (angezeigt durch die steigende Kurve). Darüber hinaus ist die optimierte Ausgestaltung des Dämpfers 1 in der Lage, signifikant höhere Druck-(positiv) und Ausdehnungs-(negativ) Kräfte für das gleiche Stromniveau zu erzielen, verglichen mit denjenigen die erreichbar sind durch die Dämpfer 2 und 3.
Diese Ergebnisse werden durch die graphischen Darstellungen in den Fig. 6(a)- (c) bestätigt, wobei die Kraft aufgetragen ist über den Strom für diese gleichen drei Dämpfer bei im wesentlichen gleichen Taktgeschwindigkeiten und Taktlängen. Insbesondere Fig. 6(a) für Dämpfer 1 und Fig. 6(b) für Dämpfer 2 wurden aufgenommen bei einer Taktgeschwindigkeit von 0,20 Hz, einer Amplitude von ± 1,0 Zoll und einer Spitzengeschwindigkeit von 1,3 Zoll/sec. Die Daten für die Fig. 6(c) für Dämpfer 3 wurden aufgenommen bei einer Taktgeschwindigkeit von 0,23 Hz, einer Amplitude von ± 1,0 Zoll und einer Spitzengeschwindigkeit von 1,3 Zoll/sec.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform des für den Dämpfer 16 geeigneten Kolbens 30. Bei dieser Ausführungsform ist eine Spule 40 toroidal um ein Kernelement 43 gewunden, wobei es sich um einen Niedrigkohlenstoffstahl oder gepulvertes Metall handeln kann. Aktuell wird die toroidale Spule gebildet durch vier Segemente 50, wobei die Drahtklemme von einem Segment die Wicklung des Nachbarsegmentes 50 einleitet. Zwischen den Segmenten 50 befinden sich vier Ventilschlitze 52, um das Überströmen von Fluid durch den Kolben 30 zu gestatten. Zweifachdichtungen 54 erstrecken sich um die Peripherie des Kolbens 30 und greifen an den Innendurchmesser des Gehäuses 20 an (Fig. 2), um eine Fluiddichtung zu bilden. Das MR-Fluid 18 wird dementsprechend gezwungen, durch die Schlitze 52 zu strömen, und eine Steuerung des Stromflusses durch die Spule 40 kann sehr eng die Strömungscharakteristika des MR-Fluids steuern.
Vier zusätzliche alternative Ausführungsformen des Kolbens 16 sind in den Fig. 9(a)-(d) dargestellt. Die Fig. 9(a) zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Spule 40 um ein Kernelement 43 gewunden ist und in ein Schalenelement 53 eingeschoben ist. Das Schalenelement 53 besitzt eine Mehrzahl von Durchlässen 56, die hierin ausgebildet sind, weist Doppeldichtungen 54 auf, die sich um die Peripherie herum legen und ist an dem Kernelement 43 befestigt mit Hilfe von beispielsweise Gewindehalteelementen, die nicht dargestellt sind.
Die Stoßeffekte des Fluids sind für bestimmte Anwendungen unerwünscht und die Fig. 9(b)-(d) zeigen verschiedene Prallplattenaufbauten, um mit diesem Problem fertig zu werden. Die Fig. 9(b) ist der erste solche Prallplattenaufbau. Die Spule 40 ist um eine dünne zylindrische unmagnetische Hülse 55 gelegt, die dann von dem schalenförmigen Element 53 aufgenommen wird. Die inneren Bereiche des schalenförmigen Elementes 53 enthalten Durchlässe 56, die einfach vor dem Einstecken der Spule 40 ausgearbeitet werden können.
Die Prallplatte 58 wird in ihrer Position gehalten durch unmagnetische Stützelemente 51, die an der Oberfläche der Platte 58 befestigt sein können. Das schalenförmige Element 53 trägt eine Verlängerung 62, die mit der Kolbenstange 62 verschraubt ist. Eine Endkappe 64 paßt in das untere Ende der Spule 40 und kann dort gehalten werden durch herkömmliche Maßnahmen (Befestigungselemente, Schweißen oder äußere Gewindegänge, die in innere Gewindegänge des schalenförmigen Elementes 53 eingreifen). Eine Mittelöffnung 66 in der Endkappe 64 gestattet einen Fluß durch den Kolben, wobei die Prallplatte 58 dazu dient, die Stoßeffekte zu mindern und die Länge des Fluidweges zu vergrößern, durch welchen das MR-Fluid unter dem Einfluß des Magnetfeldes strömt. Eine Öffnung 57 kann wahlweise in der Platte 58 vorgesehen sein in Abhängigkeit von den angestrebten Strömungscharakteristika.
Bei dieser Ausführungsform (Fig. 9(b)) verläuft der Rückkehrweg für den Magnetfluß durch die radial äußeren Bereiche des Kolbenkopfes 34, wobei DI die innere Dimension des Strömungsweges ist und DO die äußere Dimension. DB ist der Durchmesser der Prallplatte 58, DP ist der Durchmesser des Pols (der Innendurchmesser der Spule) und DH ist der Durchmesser der Öffnung 66. Der Durchmesser der Prallplattenöffnung 57 ist DN. Der Magnetfluß durchläuft den augenscheinlichsten "festen" magnetisch leitenden Weg (d. h. mit nur minimalen Zwischenräumen und keinen Behinderungen).
Die kritischen Flaschenhalsdimensionen werden darauf wie folgt ausgedrückt:
Jede unterschiedliche Geometrie besitzt ihre eigenen zugeordneten Gleichungen, die ihre Betriebscharakteristika definieren.
Die Fig. 9(c) zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Kolbenkopf 34 einen einzigen Durchlaß 56 besitzt, mit einem lateralen teilweise kreisförmigen Bereich. Die Fig. 9(c) zeigt, daß sich dieser laterale Bereich über 180º erstreckt, obwohl der Durchlaß offensichtlich sich auch über einen größeren oder kleineren Kreisbogen erstrecken könnte.
Die Fig. 9(d) zeigt eine alternative Prallplattenausführung, bei welcher die Spule 40 um das Ende der Kolbenstange 32 gelegt ist. Sorgfalt muß aufgewendet werden bei dieser Ausführungsform, um den Kernbereich 43 des Kolbens 32 mit einem hinreichenden Durchmesser zu versehen, um eine Sättigung des Kerns zu vermeiden.
Jede dieser Ausführungsformen, die zuvor diskutiert wurden, schließen die Magnetspule 40 in den Kolbenkopf 34 ein. Bei manchen Anwendungen kann es bevorzugt werden, die Spule dem Gehäuse 20 zuzuordnen, wenn das Gehäuse 20 stationärer ist, um das Biegen der Drähte zu minimieren. Die drei Ausführungsformen, die in den Fig. 10(a)-(c) dargestellt sind, setzen jeweils ein Doppelrohrgehäuse 20 ein, die es ermöglichen, daß die Spule 40 stationär relativ zum Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse 20 besitzt ein erstes inneres Rohr 17 und ein zweites äußeres Rohr 19. Das Ventilelement 59 umfaßt eine Spule 40, die um das Kernelement 43 herumgelegt ist, und das Ende des inneren Rohres 17 ist zwischen dem Kernelement 43 und einem schalenförmigen Endelement 53 durch Abstandselemente (nicht dargestellt) stabilisiert, um den Freiraum g des Ventilelementes 59 zu definieren. Der Akkumulator 23 ist in den Kolbenkopf 34 inkorporiert. Entsprechend der Darstellung kann ein schwimmender Kolben 21 eingesetzt werden, um den Akkumulator 23 zu bilden, oder, wie hinsichtlich früherer Ausführungsformen erwähnt wurde, eine rollende Membran von einem Typ, wie er in der US-PS 4 811 919 beschrieben wird, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, kann Verwendung finden. Jeder andere Typ eines Akkumulators ist ebenfalls einsetzbar.
Wenn der Kolben 30 einen Druckstoß erfährt, wird das MR-Fluid a) durch den Freiraum g gedrückt, welcher (zusammen mit der Spule 40) als Ventil wirkt, b) in das äußere Rohr 19 geführt und c) durch die Öffnungen 68 zurück in das innere Rohr 17 geleitet. Die Strömungscharakteristika des MR-Fluids 18 werden gesteuert durch die Regelung des Stromflusses in der Spule 40, wie bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen.
Die Fig. 10(b) zeigt ein ähnliches Doppelrohrgehäuse 20, bei welchem die Spule 40 toroidal gewunden ist um den Kern 43 in Segmenten mit intermittierenden Schlitzen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8. Die Schlitze zusammen mit der Spule 40 wirken als Ventil für das MR-Fluid 18 bei dieser Ausführungsform.
Die Fig. 10(c) demonstriert eine dritte Ausführungsform eines Dämpfers 16 mit einem Doppelrohrgehäuse 20. Bei dieser Ausführungsform kommen zwei Spulen 40 zum Einsatz, wobei die untere Spule 40 und der Freiraum 91 ein Ventil bilden zur Steuerung des Flusses des Druckstoßes, während die obere Spule 40 und der Freiraum g² das Ventil bilden für die Steuerung des Stromes beim Ausdehnungsstoß. Das untere Ventilelement 59 ist mit einer Prallplatte 58 dargestellt, während das obere Ventilelement 59, welches den Durchgang der Kolbenstange 32 gestatten muß, einen modifizierten Solenoidaufbau besitzt. Ein oberes und ein unteres Rückschlagventil 35, bei welchem es sich vorzugsweise um Klappenventile handelt, die auf und zu klappen, entsprechend dem Fluiddruck, stellen einen Fluidbypass für die obere und die untere Spule 40 zur Verfügung für den Kompressionstakt bzw. den Ausdehnungstakt.
Ein extern montierter Akkumulator 23 des Typs, wie er in der US-PS 4 858 898 beschrieben wird, kommt bei dieser Ausführungsform zum Einsatz mit einem elastomeren Balg, der mit Luft oder Schaumgummi gefüllt sein kann. Wie bei anderen Akkumulatoren stellt der Akkumulator 23 Raum für zusätzliches inkompressibles MR-Fluid zur Verfügung, welches von der Verschiebung der Kolbenstange 32 oder von thermischer Fluidausdehnung resultiert. Bei dieser Ausführungsform werden keine elektrischen Anschlüsse durch die Kolbenstange 32 hergestellt und der Kolbenkopf 34 besitzt einen stärker herkömmlichen Eingriff mit dem inneren Rohr 17 (d. h. es gibt keine Fluidströme vorbei oder hindurch). Eine Ausnehmung 37 bildet Taschen, die zusammen mit den hydraulischen Endanschlägen 31 Fluid aufnehmen und verhindern, daß der Kolbenkopf 34 in eine Endkappe 64 einschlägt. Dieser Doppelventilaufbau ist besonders geeignet für Dämpfer, die große Kräfte erzeugen. Bei solchen Anwendungen stellt der Einsatz von zwei Ventilen 59 eine präzisere Steuerung zur Verfügung und reduziert das Risiko einer Kavitation des Fluids. Darüber hinaus können die Kräfte, die bei dem Kompressions- und Ausdehnungstakt erzeugt werden, individuell zugeschnitten werden, so daß sie zu den angestrebten Konstruktionsparametern passen.
Die Fig. 11(a)-11(c) zeigen drei Ausführungsformen von dichtungslosen Dämpfern 16. Ein Problem bei den herkömmlichen Dämpferaufbauten liegt darin, den Verlust von MR-Fluid zu verhindern, welches zu einer Verschlechterung der Betriebseigenschaften führen würde. Zuvor beschriebene Ausführungsformen schlugen den Einsatz eines Sekundärfluids vor, mit einer Kombination eines Abstreifers und einer Dichtung, um mit diesem Problem fertig zu werden. Ein sekundäres Problem ist die Notwendigkeit für einen Akkumulator bei den herkömmlichen Aufbauten, um die Fluidverdrängung durch die Kolbenstange zu berücksichtigen. Bei dichtungslosen Aufbauten gemäß den Fig. 11(a)-(c) erstreckt sich die Kolbenstange 32 oberhalb und unterhalb des Kolbenkopfes 34 und besitzt elastomere Elemente 70 und 72, die kegelstumpiförmig aufgebaut sein können und mit dem oberen bzw. dem unteren Ende verbunden sind. Die elastomeren Elemente 70, 72 stehen auch mit dem Gehäuse 20 in Verbindung und schließen ein vorbestimmtes Volumen des Fluids 18 ein. Ein Akkumulator ist nicht erforderlich, da kein Fluid durch die Kolbenstange 32 verdrängt wird, welches nicht aufgenommen werden kann durch das Volumen auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenkopfes 34. In Abhängigkeit von der Gesamtsteifigkeit des Elastomeren können die Elemente 70 und 72 die thermische Expansion des Fluids aufnehmen. Ein elektrischer Anschluß wird zur Spule 40 durch die Kolbenstange 32 hergestellt, wie bei früheren Ausführungsformen. Ösen 74 (Fig. 11(a)) stellen eine Einrichtung zur Verfügung, um das Gehäuse 20 mit einem der beiden zu isolierenden Elemente zu verbinden, wobei die Kolbenstange 32 mit dem anderen verbunden werden kann.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 11(b) bietet eine Einrichtung, um einen größeren Widerstand den Kompressionskräften entgegenzusetzen als den Ausdehnungskräften, durch ein Unterdrucksetzen (oder Aufladen) der Kammer 76.
Die Fig. 11(c) zeigt eine dritte dichtungslose Ausführungsform, die ausgelegt ist, um einen verlängerten Takt bereitzustellen. Wie die Fig. 11(c) zeigt, ist der Dämpfer 16 bei der Vervollständigung eines Kompressionstaktes dargestellt. Ein scheibenförmiges Elastomeres 70 ist an seinem äußeren Ende mit einem Ring 77 verbunden, der auf dem Innenzylinder des Gehäuses 20 aufsitzt, während die innere Peripherie mit dem Element 80 verbunden ist, welches vorzugsweise aus Metall besteht. Die obere innere Peripherie des Elementes 80 gleitet frei, relativ zur Kolbenstange 32, mit Hilfe eines Lagers 82. Die untere innere Peripherie des Elementes 80 ist verbunden mit der Außenseite des scheibenförmigen Elastomeren 71, dessen innere Peripherie mit der zylindrischen Hülse 75 verbunden ist. Die Hülse 75 bewegt sich mit der Kolbenstange 32, aber ihr Einsatz (sie ist hiervon getrennt) erleichtert die Herstellung.
Ein zweites Element 80 trägt die äußere Peripherie des scheibenförmigen Elastomeren 82, verbunden mit seiner inneren oberen Peripherie. Die innere Peripherie der Scheibe 72 ist verbunden mit der Kolbenstangenverlängerung 33. Ein viertes scheibenförmiges elastomeres Element 73 ist verbunden mit der äußeren unteren Peripherie des zweiten Elementes 80 und mit dem Ring 78, der eingefangen ist zwischen den Teilen des Gehäuses 20 und wird funktional ein Teil hiervon. Diese Ausführungsform gestattet es, daß sich die Hublänge des Dämpfers 16 verlängern läßt, und somit kann offenbar eine zusätzliche Hublänge hinzugefügt werden, falls es erforderlich ist, durch das Stapeln zusätzlicher Elemente 80 mit zugeordneten scheibenförmigen Elastomeren 70-73.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Anzahl von Ausführungsformen eines MR- Fluiddämpfers zur Verfügung mit verschiedenen neuen Charakteristika. Eine erste Ausführungsform optimiert die dimensionalen und betrieblichen Parameter des Dämpfers, um ein höheres Niveau an Steuerbarkeit zur Verfügung zu stellen. Eine zweite Ausführungsform stellt einen alternativen Kolbenkopf zur Verfügung mit einem toroidal gewundenen Magnet zur Verfügung, der hierin inkorporiert ist. Die dritte bis sechste Ausführungsform stellt Kolbenköpfe zur Verfügung mit einem Fluidstrom hierdurch (anstatt um diesen herum), wobei der Magnetflußweg insgesamt innerhalb des Kolbenkopfes verläuft. Die Reihe der siebten bis neunten Ausführungsform stellt alternative Gehäuseausbildungsformen bereit, bei welchen der Strömungssteuermagnet dem Gehäuse zugeordnet ist, einschließlich einer Ausführunsform, bei welcher ein oberes und ein unteres Strömungssteuerventil zum Einsatz kommt. Die zehnte bis zwölfte Dämpferausführungsform stellt jeweils dichtungslose Dämpfer zur Verfügung, die den Verlust von MR-Fluiden eliminieren, während schließlich zwei MR-Fluidmontageaufbauten beschrieben werden, die Merkmale der vorliegenden Erfindung verwenden.
Verschiedene Änderungen, Alternativen und Modifikationen sind dem Sachverständigen auf diesem Gebiet geläufig, der die vorangehende Beschreibung studiert hat. Beispielsweise leuchtet dem Sachverständigen auf diesem Gebiet ein, während die Kolbenbewegung axial gedämpft wurde, es die Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung auch einschließen, eine Rotationsbewegung oder auch Kombinationen von linearen und rotatorischen Bewegungen gleichermaßen zu dämpfen. Obwohl weiterhin auch ausschließlich Elektromagnete beschrieben wurden, leuchtet sein, daß auch Permanentmagnete zum Einsatz kommen können, um einige oder alle Magnetfelder zu erzeugen. Es ist beabsichtigt, daß alle diese Änderungen, Alternativen und Modifikationen in den Rahmen der folgenden Ansprüche fallen, die als Teil der vorliegenden Erfindung anzusehen sind.

Claims

1. Vorrichtung (16) zur variablen Dämpfung einer Bewegung, welche ein magnetorheologisches Fluid (18) einsetzt, mit

einem Gehäuse (20) zur Aufnahme eines Volumens an elektrorheologischem Fluid,

einem Kolben (30), der sich innerhalb des fluidenthaltenden Gehäuses zu bewegen vermag, wobei der Kolben

aus einem Eisenmetall besteht,

eine Anzahl von N-Windungen aus einem elektrisch leitenden Draht einschließt, die eine Spule (40) definieren, welche einen Magnetfluß innerhalb und um den Kolben erzeugt, und

der Kolben gekennzeichnet ist durch die Darstellung einer Konfiguration, die die folgenden Bedingungen erfüllt

Acore/Apole und Apath/Apole ≥ Bopt/Bknee

wobei

Acore = ein minimaler lateraler Querschnittsbereich des Kolbens innerhalb der Spule;

Apath = ein minimaler lateraler Querschnittsbereich eines magnetisch permeablen Materials, welches den Rückkehrweg für den magnetischen Fluß definiert,

Apole - ein Oberflächenbereich des magnetischen Pols des Kolbens,

Bopt - eine optimale magnetische Flußdichte für das magnetorheologische Fluid,

Bknee = eine magnetische Flußdichte, bei welcher das Eisenmaterial anfängt gesättigt zu werden,

und wobei Ventileinrichtungen dem Gehäuse oder dem Kolben zugeordnet sind zur Steuerung der Bewegung des magnetorheologischen Fluids.

2. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (20) einen Innendurchmesser (DI) und einen Außendurchmesser (DO) besitzt und die folgende Beziehung gilt

3. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 2, wobei der Kolben (30) eine Prallplatte (58) umfaßt mit einem Durchmesser DB, eine Öffnung (57) durch die Prallplatte mit einem Durchmesser DN, eine Eintrittsöffnung (66) in den Kolben mit einem Durchmesser DH sowie einem Durchmesser DP derart, daß die folgenden Beziehungen gelten

4. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 1, wobei das Gehäuse (20) aus magnetisch permeablem Material besteht und der Rückkehrweg für den magnetischen Fluß zumindest teilweise durch das Gehäuse verläuft.

5. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 4, wobei das Gehäuse (20) einen Innendurchmesser DI und einen Außendurchmesser DO besitzt und die folgende Beziehung gilt

Apath = (DO² - DI²)/4

6. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 5, wobei der mittlere Bereich einen Durchmesser Dcore und jeder Flanschteil (36, 38) eine Dicke Lg und einen Durchmesser Dopt, besitzt und die folgende Ziehung gilt

Acore = D²core/4

und

Apole = Dpole Lg.

7. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 6 mit Bopt = Jopt + u&sub0;H, wobei Jopt definiert ist als der Punkt, bei welchem die Steigung der J² über H- Kurve J²/H ist,

u&sub0; die magnetische Permeabilitätskonstante und

H eine Magnetisierungskraft angelegt an das magnetorheologische Fluid (18) ist.

8. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 1, wobei die Ventileinrichtung innerhalb des Kolbens (30) ausgebildet ist und ein Stromniveau in der Spule 40 eingesetzt wird zur Steuerung der Menge an magnetorheologischem Fluid (18), welches die Ventileinrichtung durchströmt.

9. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 8, wobei die Ventileinrichtung eine Mehrzahl von Schlitzen (52) umfaßt, die sich im wesentlichen radial und longitudinal durch den Kolben (30) erstrecken.

10. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 8, wobei die Ventileinrichtung einen Freiraum (g) umfaßt, welcher sich zumindest teilweise um den Umfang des kolbens (30) erstreckt, relativ zum Gehäuse (20).

11. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 1, mit darüber hinaus einem zylindrischen magnetischen Element (36, 38), jeder der beiden Gruppen der Öffnungen (g) zugeordnet.

12. Vorrichtung (16) gemäß Anspruch 1, mit darüber hinaus einem ersten Abstreifer (29), der in dem oberen Teil des Gehäuses (20) montiert ist, zum Eingriff mit einem Teil der Kolbenstange (32), die an dem Kolben (30) befestigt ist, wobei eine Dichtung (28) ebenfalls an der Kolbenstange eingreift und der Abstreifer und die Dichtung zusammenwirken zum Halten des magnetorheologischen Fluids (18) innerhalb des Gehäuses (20).