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Kurzfassung

Das System wandelt eine Schwingung in eine überwiegend gleichgerichtete Rotation oder Translation um. Hierbei wird eine magnetorheologische Flüssigkeit (MRF) und ein gesteuertes oder geregeltes Magnetfeld eingesetzt.

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Hintergrund

Die MRF befindet sich in einem schmalen Spalt und überträgt abhängig vom Magnetfeld die mechanische Energie. Es dient als anisotropes Koppelfluid, dessen Übertragungsverhalten durch ein äußeres Magnetfeld gesteuert werden kann.

Ein auf die Schwingung abgestimmtes periodisches Magnetfeld erzeugt eine synchronisierte Kraft- bzw. Drehmomentübertragung und somit in einer gleichgerichteten Bewegung.

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Bilder & Videos

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Problemstellung

Magnetorheologische Flüssigkeiten (MTF) werden bisher bei Kupplungen, Stellgliedern für Dämpfungen oder auch Ventilen für Hydraulik eingesetzt. Die Flüssigkeiten ändern beim Anlegen eines magnetischen Feldes schnell aber auch reversibel ihre rheologischen Eigenschaften. Damit sind Sie als spezielle Stellglieder über einen bestimmten Stellbereich geeignet. Für kontinuierliche lineare oder rotatorische Antriebe werden im wesentlichen elektromotorische Antriebe benutzt.

Als kontinuierliche Antriebe zur Richtungsabhängigen Übertragung von Vibrationen in translatorische Bewegung oder rotatorische Umdrehungen sind magnetorheologische Prinzipe weitgehend unbekannt. Das Projekt dazu an der TU Ilmenau ist noch stark an Lehre und Grundlagenforschung angelehnt. Es werden das Funktionsprinzip sowie konstruktive Elemente untersucht. Auch die Messtechnik zur isochronen Schaltung des Magnetfeldes erfordert noch viel Entwicklung. Weiterhin spielen Fließ- und Schereigenschaften oder auch Entmischung der MTF eine Rolle.

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Lösung

- Umsetzung eines translatorischen und rotatorischen Aktors als Prototypen

- Ausführung mit zwei schwingenden phasenversetzten Bewegungen für eine gleichmäßige gleichgerichtete Bewegung

- Magnetkreisoptimierung für große magnetische Flussdichten im Übertragungsspalt

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Vorteile

Konstruktion und Versuchsstand als Ausgangspunkt

- Harmonische Erregung eines MRF-Zylinders mit einem Schwingerreger

- Stellweg über die Länge des Läufers einstellbar

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Anwendungsbereiche

Magnetfeldsimulationen

- Magnetostatische Simulationen (Finite Elemente Methode, Ansys Workbench)

- Material- und Geometrieoptimierung für hohe Flussdichten im Übertragungsspalt

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Service

Entwicklungsstand & Schutzrechte

- Prototypen für lineare und rotatorische Umsetzungen sowie dazugehörige Versuchsstände

- Patentinhaber: Technische Universität Ilmenau     www.tu-ilmenau.de