用于振动吸收器的磁体缓冲器的制作方法

文档序号:12510755阅读:327来源:国知局
用于振动吸收器的磁体缓冲器的制作方法与工艺
本发明涉及旋转对称的缓冲器用于消除和避免在机器和设备、尤其风力设备中的振动,其中,通过磁体地产生的涡流进行缓冲。本发明尤其涉及相对于纵轴线旋转对称布置的涡流缓冲器,所述涡流缓冲器由相应取向的永磁体和/或电磁体的、在环磁体的或组件的总体方面环形围绕提及的纵轴线布置的单个的或多个分层的环磁体或磁的环形的组件构成。本发明此外涉及振动吸收器、尤其摆式吸收器,其装备有这样的磁体缓冲器,涉及以及经受振动力的设备、尤其风力设备,其具有这样的振动吸收器。
背景技术
:磁体或涡流缓冲器本身对于现有技术来说已知。这种缓冲器的功能方式基于,在电的导体中(所述导体由于变化的磁场而运动)感应出电流。这种感应的电流(还称为涡流)同样产生磁场。所述磁场抵抗第一磁场起作用并且由此产生阻力。通过在导体和磁场之间的轴向的相对运动使得在所述导体中感应出环绕的涡流。这种所引起的涡流又形成磁场,所述磁场抵抗初始的磁场起作用并且制动所述导体的运动。如果速度提高,则在所述导体中的涡流提高,这引起更强的磁场,由此所述运动被进一步并且加强地制动。在DE3741578A1中描述用于精密机器的震动缓冲装置,所述震动缓冲装置基于在磁场的北极和南极之间的板的运动。US2007/0131504描述平的震动缓冲器,在其中横向摆式装置在布置成平的磁场的场中运动。在EP2696072中描述用于风力设备的带有质量摆的振动吸收器组件。所述质量摆在此在振动情况中在优选地两个振动装置中被引导,其中,引起穿过布置成平的磁场的运动,所述磁场产生起缓冲作用的涡流。在现有技术中描述的磁体缓冲器具有如下缺点,即其是非常取决于方向的并且不能够轴向转动。此外利用所述磁体缓冲器常常不能够充分地实现常常超过1000kNs/mxm3的高的缓冲密度,但所述缓冲密度在使用风力设备、尤其带有100m高度并且在此之上的塔的风力设备的情况下是绝对所需的。技术实现要素:由此存在如下任务,即提供磁体缓冲器、其尤其用于使用在风力设备中,所述磁体缓冲器不再具有描述的缺点。所述任务通过提供在下面并且在权利要求中特征化的磁体的缓冲器以及具有这种磁体缓冲器的振动吸收器得到解决。此时发现的是,振动缓冲器(其基本上由由能传导的但不能够磁化的材料制成的管构成,所述管通过围绕所述管周围布置的、由能够磁化的材料、尤其永磁体和/或生成磁场的电的线圈构成的环来运动)产生涡流(“Eddy-current”),所述涡流又感应出磁场,所述磁场抵抗所述初始的磁场起作用,并且由此引起所述管的运动的制动或所述运动的缓冲。如果这种管例如与振动装置、尤其摆连接,则所述振动或摆式运动能够有效地得到缓冲。现有技术的涡流缓冲器仅仅达到最大1000kNs/mxm3的缓冲密度。借助于在此介绍的根据本发明的缓冲器能够相应于所使用的磁体的结构部件的类型和数量地实现在500和3000-5000kNs/mxm3之间的、然而一般明显超过1000kNs/mxm3的、优选地大于等于1500kNs/mxm3的、尤其大于等于2500kNs/mxm3的缓冲密度。这为相对于现有技术的巨大的改善。由此这种根据本发明的磁体缓冲器尤其最好适用于在中等的和大的风力设备中的、但还有其它的易受振动的高的建筑物和设备中的摆式吸收器,以便减少或避免所有类型的在这些设备中出现的干扰振动。在下面并且在权利要求中使用如下一些概念,对此应该对其简短地进行阐述。根据定义,概念“环”或“磁体环”包括所有的能够想到的环形的或几乎环形的形状,也就是说所有关于想象的中点具有定义的相同的或几乎相同的间距的组件,其中,带有至少六个角的均匀的多角形一起被包括在内。此外将外部的和内部的环、磁体环或环组件区分开。外部的环根据本发明为关于导体管或缓冲器管(3)在外部围绕所述管(3)来引导的、磁体的环组件,而在遵守一定的、几乎相同的间距的情况下没有在一定的区域中与外壁处于接触。内部的环根据本发明为关于所述导体管或缓冲器管(3)在内部围绕所述管(3)、也就是说沿着内阻来引导的、磁体的环组件,而在遵守一定的、几乎相同的间距的情况下没有在一定的区域中与所述内阻处于接触。此外将径向磁化的或能够磁化的环和轴向磁化的或能够磁化的环区分开。在此“径向”和“轴向”基于所述缓冲器管(3)的或整个根据本发明的磁体缓冲器的纵轴线。“磁化的环”在此意味着,所使用的磁体的北南取向或者轴向或者径向地相对于提及的纵轴线来布置。轴向和径向取向的磁体与磁化方向的一定的顺序的组合也被称为“海尔贝克组件”。此外将由“永磁体”和“电磁体”构成的环或环组件区分开来。永磁体涉及本身由永久磁体的材料构成,所述材料完全或部分构造成环形,或为矩形的扁平或立方磁体,其圆形地并排布置。电磁体根据定义涉及以线圈环的形式的线圈或线圈体,其中,所述线圈或线圈环在电流通流时才建立磁场。如果没有其它说明,线圈环由环形地围绕所述管(3)的直径伸延的线圈卷构成。详细地使用下面的概念:·外部的径向磁化的永磁体(1)·内部的径向磁化的永磁体(4)·外部的径向磁化的、以卷绕的线圈(6)的形式的电磁体·内部的径向磁化的、以卷绕的线圈(16)的形式的电磁体·外部的轴向磁化的永磁体(11)·内部的轴向磁化的永磁体(12)·海尔贝克组件:类型(1)(11)或(4)(12)的相邻的永磁体的组件,其中所述磁化方向从磁体到相邻的磁体分别沿一个方向以90°地改变。由此本发明的主题是旋转对称的磁体缓冲器,包括(i)缓冲器管(3),由不能够磁化的能传导的材料、优选地铝、铜或由这些金属构成的合金制成,(ii)围绕所述缓冲器的纵轴线旋转对称的设有固定器件的载体装置(10),所述载体装置具有由一个或多个永磁体(1)或作为电磁体起作用的线圈(6)构成的、至少一个、优选地两个至十个磁体的外部的环或相应环形的组件,其如下布置或磁化,使得所述磁体的北极和南极关于所述磁体缓冲器的管(3)的纵轴线或者径向向内或者径向向外指向,其中,提及的磁的外部的环(1)(6)在所述缓冲器管(3)上推移,并且环和管相对彼此能够运动,并且在所述至少一个磁体的环(1)(6)和所述缓冲器管(3)的外面之间的间距大于等于0.1mm并且小于等于2.0mm、优选地0.25-1.5mm、尤其0.5-1.0mm,其中,在使用两个或更多环(1)(6)、或环形的组件的情况下,其如下布置或磁化,使得一平面的磁体环(1)(6)的径向指向的极性反向于直接地之上和/或之下布置的磁体环(1)(6)的径向指向的极性,也就是说径向磁化的环平面在其极性方面交替,以及(iii)可选地或优选地至少一个由铁磁体的材料制成的环(2)或相应的环形的组件,例如由钢、优选地具有相对高的铁含量的钢制成或由其组成的部段构成,其中,所述环(2)直接地包围所述至少一个磁体的外部的环(1)(6)并且所述环(2)的数量相应于所述环(1)(6)的数量。在一种特别的、特别有利的实施方式中,根据本发明的磁体缓冲器包括缓冲管(3),在所述缓冲管的内部中存在有另外的管或棒(15),其由铁磁体的、也就是说能够磁化的材料制成,其能够将所述磁化和由此所述缓冲加强至少三倍。这种实施方式尤其能够在小的场地需求的情况下来代替在下面描述的另外的实施方式,所述另外的实施方式在不能够磁化的但能传导的缓冲管(3)的内部中具有至少一个磁体环(4)。提及的内部的管(15)由铁磁体的材料、如例如铁或带有高的铁份额的钢制成。所述内部的管(15)(或棒)简单地推入到电地能传导的管(3)中并且能够如有可能与所述管固定连接(例如通过粘结),如果这应该是需要的话。否则所述内部的管能够可变地推入和推出。在这两个管(3)和(15)之间不发生相对运动。由此能够或者实现具有较高的功率的缓冲器或者具有相同的功率的较小的缓冲器。同时所需的磁体的数量得到最小化。在图14中示出这样的内管。由此本发明的主题是相应的磁体缓冲器,其具有缓冲器管(3)和附加地由铁磁体的材料制成的管或相应的圆棒(15),其贴靠在所述缓冲器管(3)的内壁处并且与所述缓冲器管以如下方式连接,使得其一起实施所述缓冲器管(3)的相对运动。另外,本发明的主题是旋转对称的磁体缓冲器,包括(i)缓冲器管(3),由不能够磁化的能传导的材料、优选地铝、铜或由这些金属构成的合金制成,(ii)围绕所述缓冲器的纵轴线旋转对称的设有固定器件的载体装置(10),所述载体装置具有由一个或多个永磁体(4)或作为电磁体起作用的线圈(16)构成的、至少一个、优选地两个至十个磁体的内部的环或相应的环形的组件,所述环或所述组件如下布置或磁化,使得所述磁体的北极和南极关于所述磁体缓冲器的管(3)或纵轴线或者径向向内或者径向向外指向,其中,磁体的内部的环(4)(16)推移到所述缓冲器管(3)中,并且环和管相对彼此能够运动,并且在所述至少一个磁体的环(4)(16)和所述缓冲器管(3)的内面之间的间距大于等于0.1mm并且小于等于2.0mm、优选地0.25–1.25mm、尤其0.5–1.0mm,其中,在使用两个或更多环(4)(16)的情况下,其如下布置或磁化,使得一平面的磁体环(4)(16)的径向指向的极性反向于直接地之上和/或之下布置的磁体环(4)(16)的径向指向的极性,也就是说径向磁化的环平面在其极性方面交替,以及(iii)可选地或优选地至少一个由铁磁体的材料、例如钢、优选地具有相对高的铁含量的钢制成的实心的柱状的核芯(5)或由其组成的部件,所述核芯由所述至少一个磁体的内部的环(4)(16)直接地包围,其中,优选地所述核芯(5)的数量相应于所述环(4)(16)的数量。在本发明的一种特别的实施方式中提供磁体缓冲器,所述磁体缓冲器本身统一这两个上面描述的磁体缓冲器的特征,也就是说关于能传导的不能够磁化的管(3)不仅具有外部的和具有内部的磁体和/或作为电磁体起作用的线圈。由此本发明的主题为相应的磁体缓冲器,其除了提及的至少一个磁体的外部的环(1)(6)(优选地两个至十个环或环形的组件)之外在所述管(3)的内部中还具有分别由一个或多个永磁体(4)或作为电磁体起作用的线圈(16)构成的、至少一个磁体的内部的环、优选地两个至十个环或环形的组件,其如下布置或磁化,使得所述磁体的北极和南极关于所述磁体缓冲器的管(3)或纵轴线或者径向向内或者径向向外指向,其中,磁体的内部的环(4)(16)的布置和极性如下选取,使得所述磁体的内部的环放置在相对于所述至少一个磁体的外部的环(1)(6)相同的平面上并且内部的和外部的环的对置的极穿过所述管(3)的壁来吸引,并且提及的环(1)(6)和(4)(16)共同地并且相对于所述缓冲器管(3)能够运动,其中,在磁体的环(1)(4)或(6)(16)和所述缓冲器管(3)的外面或内面之间的间距大于等于0.1mm并且小于等于2.0mm、优选地0.25–1.25mm、尤其0.5–1.0mm,并且其中,在使用两个或更多环的情况下,其如下布置或磁化,使得一平面的磁体环的径向指向的极性反向于直接地之上和/或之下布置的磁体环的径向指向的极性,也就是说(优选地由相同的数量的对置的、吸引的环构成的)径向磁化的环平面在其极性方面交替。此外,这种实施方式能够附加地具有(i)至少一个由铁磁体的材料制成的实心的柱状的核芯(5)或由其组成的部件,所述核芯由所述至少一个磁体的内部的环(4)直接地包围,和/或(ii)至少一个由铁磁体的材料制成的环(2)或相应的环形的组件。在本发明的另一实施方式中,根据本发明的磁体缓冲器除了外部的和/或内部的径向磁化的环平面(1)(4)之外还附加地含有外部的和/或内部的轴向磁化的环平面,其带有磁体的环(11)和/或(12),所述轴向磁化的环平面布置在径向磁化的环平面(1)(4)或(6)(16)之间、更确切说以如下方式进行布置,使得两个相邻的轴向磁化的环平面通过相应的极性来吸引。由此加强径向布置的磁体的环的磁场。由此本发明的主题是相应的旋转对称的磁体缓冲器,其除了提及的径向磁化的磁体(1)(4)之外还具有至少一个磁体的外部的、由一个或多个永磁体(11)构成的环,所述永磁体如下在外部围绕所述缓冲管(3)周围布置或磁化,使得所述磁体的北极和南极关于所述磁体缓冲器的纵轴线轴向向上或向下指向,其中,根据本发明的磁体缓冲器优选地具有至少两个轴向磁化的外部的、由永磁体构成的环(11),所述环通过径向磁化的外部的环(1)(6)彼此分离,其中,这些磁体环的轴向指向的极性从轴向磁化的环平面到轴向磁化的环平面地交替。在本发明的一种优选的实施方式中,根据本发明的磁体缓冲器附加地具有至少一个磁体的内部的、由一个或多个永磁体(12)构成的环,所述环或所述永磁体如下地在所述缓冲器管(3)的内部中布置和磁化,使得所述磁体的北极和南极关于所述磁体缓冲器的纵轴线轴向向上或向下指向,其中,优选地所述磁体缓冲器具有至少两个轴向磁化的内部的环(12),其通过一个径向磁化的内部的环(4)彼此分离,其中,这些磁体环的轴向指向的极性从轴向磁化的环平面到轴向磁化的环地交替。优选地,由铁磁体的材料、优选地钢制成的、磁体的环(1)的数量相应于环(2)的数量。在这种情况中所述环(1)和(2)具有(沿轴向的方向而且沿径向的方向)优选地10至60mm的相同的厚度。在使用磁体环或棒或立方磁体的环形的组件的情况下所述磁体环或环形的组件以在30和50mm之间的厚度最有效。然而还可行的是,如果不必达到如此高的缓冲密度,则所述环(1)在没有相应的外环(2)的情况下来使用。通常也可行的是,将唯一的宽的外部的环(2)在多个磁体的环(1)上作为套筒来推移并且与所述多个磁体的环固定连接、例如通过粘合。在带有径向磁化的外部的环(1)(6)和对置的正相反(gegengesetzlich)极化的径向磁化的内部的环(4)(16)的实施方式中,优选地使用与内部的环同样多的外部的环。但也能够考虑,在根据本发明的磁体缓冲器中使用更多外部的环或更多内部的环,其中,1-5个环平面已证实为最好的。可能存在如下情况,其需要提供仅仅如下实施方式,所述实施方式具有仅仅外部的环(1)(6)或仅仅内部的环(4)(16)。在一种优选的实施方式中,根据本发明的磁体缓冲器具有仅仅一个或多个外部的和/或内部的永磁体,其中,所述永磁体径向向内或径向向外被磁化并且在存在有多个彼此重叠地堆叠的环平面的情况下所述永磁体具有交替的北-南磁化方向。在此涉及纯被动的磁体缓冲器。在另一优选的实施方式中,根据本发明的磁体缓冲器具有仅仅一个或多个外部的和/或内部的以线圈环的形式的电磁体,其中,线圈连续地径向被磁化并且在存在有多个彼此重叠地堆叠的环平面的情况下,其具有交替的北-南磁化方向。因为所述线圈能够主动地利用在电流的强度和相位方面可变的电流来运行,故在此涉及主动的磁体缓冲器。在另一优选的实施方式中,根据本发明的磁体缓冲器具有由仅仅永磁体构成的两个或多个彼此毗邻的磁体的外部的和/或内部的环平面的组件,其中,始终一个环平面基于所述缓冲器管或导体管地由径向磁化的磁体构成并且毗邻的另一个环平面由轴向磁化的磁体构成,并且此外在存在有三个或更多、尤其四个至五个环平面的情况下,两个相同类型的径向磁化的环平面通过一个轴向磁化的环平面分离并且两个相同类型的轴向磁化的环平面通过一个径向磁化的环平面分离,并且一个环平面的北-南磁化方向反向于下一个相同类型的环平面的北-南磁化方向。在所述实施方式中,所述磁体以海尔贝克组件存在。在本发明的另一优选的实施方式中,所述磁体缓冲器具有由径向向内或向外磁化的永磁体构成的环,但还具有一个或作为电磁体起作用的线圈环,所述线圈环能够利用相应的极性的直流电流或可变的和不同的频率和/或相位移位的交流电流来运行。由此能够获得具有可变的能够控制的缓冲的、半主动的和主动的根据本发明的磁体缓冲器。用于根据本发明的磁体缓冲器的永磁体能够为连续的紧凑的环磁体或(因为所述连续的紧凑的环磁体通常难以进行制造)磁体的环部段或相应在连接方面环形布置的单个的棒磁体或其它方式成形的单个磁体,所述单个磁体以相同的极性相应彼此成排。在带有径向磁化的内部的环(带有或没有外部的环)(所述内部的环在运动时沿着所述缓冲管的柱状的内面滑动)的实施方式中,所述内部的环能够附加地具有由钢或相应的铁磁体的合金制成的、内部的套筒或实心的核芯(5),其中,所述套筒或所述核芯优选地固定地、例如通过粘合与所述内部的环连接。所述核芯或所述套筒能够在此具有与涉及的内部的环相同的轴向的尺寸,但所述核芯也能够覆盖多个环。根据本发明的磁体的如铁磁体的环或其环部段通常取决于待缓冲的设备和所需的缓冲力地具有在10和60mm之间的径向的和轴向的厚度。在此,铁磁体的环(2)能够取决于铁磁体的材料的期望的加强功能地具有比外部的径向磁化的磁体的环(1)大的径向的厚度。在根据本发明的磁体缓冲器中,所述载体装置(10)具有保持、锁定和固定器件以及如有可能间距保持件和电流联接端,其中,这些器件几何结构上和功能上如下设计,使得所述磁体的环和线圈能够配合准确地相应于其直径地旋转对称地单个地或多次地被容纳、引导、堆叠、固定和投入运行,并且与此配合的缓冲管(3)能够配合准确地被容纳。在本发明的另一特别的实施方式中,能够提供具有可变地能够调整的缓冲的磁体缓冲器,在其中提及的载体装置(10)如下设计,使得根据期望的缓冲而定,能够将不一样多的旋转对称的由永磁体组件和/或电磁体的线圈构成的、磁体的外部的和/或内部的环插入到所述载体装置中以及进行更换,其中,所述磁体的环关于其内和/或外直径方面与所述缓冲器管(3)的期望的外和/或内直径相匹配。由此根据本发明的磁体缓冲器能够作为组合系统类型来提供,从所述组合系统中,使用者能够相应于期望的缓冲和存在的待缓冲的设备或机器地本身简单且可变地通过选出所需的结构部件将单独的缓冲组合。在其中不需要内部的磁体环(永磁体或线圈)以及不需要铁磁体的棒或套筒(15)(在较小的磁场强度的情况下)的根据本发明的实施方式中,所述能传导的不能够磁化的缓冲器管(3)也能够构造为棒或杆。根据本发明的磁体的缓冲器最好适用于使用在振动吸收器、尤其基于质量摆的振动吸收器中(摆式吸收器)。由此本发明的主题是振动吸收器、尤其摆式吸收器(7),包括带有摆式质量的至少一个摆式索或摆式杆和至少一个如上面和下面描述的那样的旋转对称的磁体缓冲器,其中,优选地所述磁体缓冲器固定在所述摆式杆处或在所述摆式质量处。通常有利的是,使用两个根据本发明的摆式吸收器,所述两个摆式吸收器如下布置,使得其覆盖水平的振动平面。在此,所述磁体缓冲器的载体装置(10)能够固定在所述摆式质量或摆式杆处(例如在使用球关节或铰链的情况下),而所述缓冲管(3)或所述缓冲杆直接地固定在待缓冲的机器或设备处(例如同样在使用铰链或球关节的情况下)。相反地,所述缓冲管(3)或所述缓冲杆能够固定在所述摆式质量或摆式杆处,而所述磁体缓冲器的载体装置(10)直接地固定在所述待缓冲的机器或设备处。再次提到的是,通过匹配所述管(3)的壁厚(优选地在5和15mm之间、尤其在8和12mm之间)可行的是,使得所述缓冲在振动路径上进行改变。由此可行的是实现累进的和/或累减的特性线。当所述吸收器(7)在中间的振动区域中应该具有理想的缓冲以便减少风力设备的塔的或其它的建筑的共振时,则这例如是非常有利的。由此能够在极端情况中在所述吸收器的大的振动路径的情况下更强地制动所述吸收器。此外可行的是,所述管(3)由不同的材料组成,由此缓冲能够通过改变比电阻来改变。永磁体与电磁体和振动监视的组合还能够有助于,在极端情况中限制所述吸收器(7)的最大的振动路径。在正常运行中所述电磁体没有被接通并且缓冲理想地与所述塔相协调。一旦所述吸收器(7)的振动由于极端负荷变得过大,则能够将所述电磁体接通以便提高缓冲并且由此制动所述吸收器(7)。在实践中必要的是,使得所述缓冲器管(3)在摆偏转时无触碰地并且由此无摩擦地通过旋转对称的磁体系统(由永磁体或电磁体的线圈构成,其布置成环形围绕所述缓冲管)来引导,由此在这两个结构部件之间必要的小的间距能够得到遵守。现在为了防止,所述缓冲管(3)与外部的和/或内部的环磁体相撞,在本发明的另一实施方式中设置有定心件或间距保持体,所述定心件或间距保持体应该尽可能低摩擦地设计。根据本发明的振动缓冲器由此通常并且优选地具有引导和/或间距装置或定心装置(13)(14),所述引导和/或间距装置或定心装置定位在其中所述涡流通过彼此相对的运动来生成的区域之前和/或之后。由此在该功能上有效的区域中的必要的间距能够无摩擦地遵守在大约0.1mm和2.0mm之间。球支承件、滑动衬套、滚子支承件(13)或滚子装置(14)例如能够用作间距或定心装置,所述滚子装置同时为了遵守间距(通过保持装置)还承担可靠地引导所述管(例如通过一个或多个引导滚子)。此时优点是,仅仅所述缓冲管(3)的重力作用于所述装置(13(14)并且使得所述装置由此保持得较长。根据本发明的磁体缓冲器能够相应于其计划的使用、所需的缓冲性质以及可用的装入场地地以不同的尺寸来使用。对于风力设备合适的是,使用例如用于带有大约50至200mm的直径的摆式吸收器的磁体缓冲器,向上或向下以直到200%的偏差是同样可行的。如已经提及的那样,在磁体的环(4)、或环形的磁体的组件(无关于所述组件由永磁体还是电磁体(电磁体的线圈)构建而成)和所述缓冲器管(3)的外面和/或内面之间的间距或空气间隙为大约在0.1mm和2.0mm之间、优选地0.25-1.25mm、尤其0.5-1.0mm。较大的间距或空气间隙原则上是可行的并且也能够较简单地制造,然而在此总缓冲减少。根据经验,缓冲损失为每毫米间隙约17.5%(17-18%)。根据本发明的缓冲器的缓冲管(3)如已经提及的那样由能传导的材料、优选地金属、例如由铝或铜或这些金属的合金制成。已经表明的是,在8至10mm之间的管壁厚引起在缓冲的意义中最高的效率。对于除了振动吸收器之外的其它使用领域、尤其对于风力设备,较小的和较大的直径、磁体尺寸和管厚度能够为理想的。利用根据本发明的磁体缓冲器能够根据情况而定使用优选地在1500和3000kNs/mxm3之间的缓冲密度。由此能够节约磁体材料和结构空间。还可行的是,根据本发明的磁体缓冲器使用为径向的、被动的磁支承件:在较高的速度的情况下所述涡流在所述管(3)中沿轴向的方向移位。通过所述涡流相对于环形的磁体组件(1)的错开来在所述管(3)和所述磁体组件(1)之间产生径向的力。所述径向的力如径向的支承件那样起作用,这会使得所述磁体环定心。这种效果能够用以在磁体环(1)和管(3)之间实现无接触的支承。根据图8的磁体组件(海尔贝克组件)在此最好地适用。在磁悬浮轨道的原型中这种效果已经被用以使得漂浮仅仅利用永磁体来完成(Inductrack)。在该处所述磁体布置成扁平的并且自一定的速度起产生竖直的浮力。水平地,扁平的组件是不稳定的并且需要另外的、磁体的组件以便还将这种方向稳定化。在此所述缓冲器的环磁体(1)是有利的,因为所述环磁体沿每个径向的方向是稳定和定心的。这种径向的磁体支承件还适用于减轻滑动支承件的负担。在管(3)和磁体环(1)之间径向起作用的力在静止状态中并且在低的速度的情况下由传统的滑动支承件所捕获。在产生最大的磨损的、较高的速度的情况下通过磁体支承件完全减轻这种滑动支承件的负担。能够例如将带有海尔贝克组件的两个径向的磁体支承件与所述磁体环(1)组合。由此所述磁体支承件能够针对低的速度进行优化,而在其之间的磁体环(1)负责真正的轴向的缓冲。在振动和支承技术中使用磁体缓冲器、尤其永磁体的优点在于,所述磁体缓冲器总是起作用。通常不需要控制或能量供应。温度对缓冲特性的影响是最小的并且不需要附加的温度补偿。相反于迄今的已知的磁体缓冲器,在根据本发明的磁体缓冲器中感应的涡流在所述管(3)中是环绕的。由此所述涡流较均匀并且所述缓冲器的效率较高。所述涡流是圆形的并且形成类似于所述磁体环(1)的磁场。与此相反地所述涡流于在EP2696072中描述的磁体缓冲器中围绕在该处描述的各个磁体的前边缘和后边缘构成,有如下后果,即导体板必须制造得较宽,因为所生成的涡流宽于所述磁体。此外根据本发明的缓冲器的旋转对称的几何结构能够制造得较简单并且在迄今通常的旋转对称的缓冲器、如例如流体缓冲器使用的地方各处实现使用。根据尺寸而定,径向磁化的磁体环(1)技术上常常仅仅能够耗费地制造或根本不再能够进行制造。在此有利的是,将所述环形的磁体组件由各个扁平的、例如棒形的或立方形的磁体制成,由此能够实现较大的直径。所述缓冲器尤其在具有大的温差的使用领域和具有恒定的缓冲系数的应用中、如例如于在风能设备中的塔吸收器或转子叶片吸收器中具有优点。根据本发明的磁体缓冲器或含有所述磁体缓冲器的振动吸收器适用于并且设置成用于在机器和设备、尤其风力设备中缓冲所有类型的尤其在5Hz和200Hz之间的或在固体声音范围中的振动。由此最后本发明的主题也为风力设备,所述风力设备装备有在上面和在权利要求中描述的磁体缓冲器和振动吸收器。但根据本发明的磁体缓冲器也能够在其他的设备中在高频的吸收器中用作缓冲元件。通过无接触的和无摩擦的缓冲,所述磁体缓冲器具有非常高的寿命并且没有磨损现象。在机动车领域和导轨领域中所述缓冲器适用于缓冲各种各样的冲击和震动,因为同样在此大的温差会存在。通过根据本发明的磁体缓冲器与例如钢弹簧的组合能够放弃起缓冲作用的原料如例如弹性体。根据本发明的磁体缓冲器也能够在需要避免污染(例如在食品工业中)的地方各处地使用,因为所述磁体缓冲器无接触地并且没有缓冲介质地工作。根据本发明的磁体缓冲器能够如已经在上面提及的那样以各种方式根据所需的缓冲类型而定来提供:缓冲类型功能元件描述1被动永磁体磁体取决于速度地制动相对运动2半主动带有直流电流的线圈通过电流强度能够使得磁场调整并且实现可变的缓冲3主动带有交流电流的线圈通过合适的交流电压所述缓冲器能够主动产生所述吸收器的运动并且控制缓冲被动:外部的磁体环(1)能够根据期望的缓冲而定进行堆叠并且附加地还与内部的磁体环(5)组合。半主动:一个环部段能够以两个线圈来制造。所述线圈(6)能够任意堆叠并且与内部的线圈(4B)组合以便实现期望的缓冲。主动:以交流电流供应的线圈能够同样被堆叠以便实现更多涡流和由此较大的驱动功率。内部的线圈在此也提高力和功率。组合:被动的、半主动的和主动的缓冲能够任何时候彼此组合。还可行的是将所有类型组合到一个缓冲器中以便为所述吸收器的最不同的运行类型实现配合的缓冲。根据本发明的磁体缓冲器还能够以套件或组合系统的形式来提供。也就是说适合的是,以统一的直径来开发组合系统。所述磁体环(1)连同所述环(2)能够作为一个单元来接合。所述环(2)在此在两个侧上具有配合的凸肩,由此能够将所述环堆叠和同时定心。相同的凸肩也用于具有直流电流和交流电流的线圈。由此无问题地可行的是,将各种类型进行堆叠并且彼此组合。此外由此简化可更换性并且之后以例如主动的缓冲进行扩展是没有问题的。通过所述组合系统也实现,将径向的被动的磁体支承件安置在所述缓冲元件之前和之后。此外,外部的环(1)也能够利用端部板和外部的螺纹紧固件来彼此张紧。内部的环(4)能够利用中央的螺纹紧固件彼此张紧。在图10中可看出分别具有五个外部的和内部的磁体环的示例。在根据本发明的磁体缓冲器中原则上能够考虑,放弃环形的组件并且取而代之地使用矩形管、例如正方形管。那么所述磁体能够较简单地制造,然而所述涡流会较难地计算并且在所述正方形管的角处会引起损失,因为所述磁场没有理想地叠加。由八个或更多角构成的多角形越来越接近圆并且所述磁体缓冲器相对于所述正方形管变得较有效。然而这随着增加的数量的角相对于旋转对称的解决方案而变得越来越不经济。多角形的另一缺点是必须绝对防止轴的转动,因为否则所述磁体与所述管相撞。这在旋转对称的解决方案中是没有问题的,在该处能够在没有相撞的情况下使得所述缓冲器轴向转动。具体实施方式在下面将在文章中和在附图中使用的附图标记更详细地描述:1由永磁体构成的外部的径向磁化的磁体环2铁磁体的外部的环3缓冲管(或缓冲棒)4由永磁体制成的内部的径向磁化的磁体环5用于内部的磁体环的铁磁体的核芯或套筒6外部的电磁体的线圈环(线圈)7带有摆式索/棒和摆式质量的摆式吸收器8球关节吸收器-缓冲器9球关节壁-缓冲器10用于根据本发明的缓冲器的、尤其所述磁体装置1、4、5、6、11、12的载体装置11由永磁体制成的外部的轴向磁化的磁体环12由永磁体制成的内部的轴向磁化的磁体环13引导/间距装置如有可能包括壳体在内14带有保持体和引导滚子的滚子装置15用于缓冲器管(3)的内部的铁磁体的管或棒16内部的电磁体的线圈环或线圈。本发明在下面按照附图更详细地描述:图1(A)示意性地示出包括闭合的磁体环的磁场(B)在内的根据本发明的磁体缓冲器(A)。所述磁体缓冲器包括所述缓冲管(3),所述缓冲管由能传导的但非铁磁体的材料/金属、优选地铝或铜或相应的合适的合金制成。所述管在遵守小的间距的情况下无触碰地并且由此无摩擦地由磁体环(1)包围,后者又直接地并且在触碰或固定的连接的情况下由由铁磁体的材料、例如铁、铁合金或具有高的铁含量的钢制成的环包围。由此所述磁体环的磁体作用得到加强。通过所述缓冲管(3)相对于所述磁体环(1)-环(2)结构部件(Bauteilkonstrukt)构造的相对运动产生涡流,所述涡流产生相应指向的磁场,由此使得所述相对运动得到制动。如果期望较小的磁密度,则能够放弃加强环(2)。所述磁体环(1)理想地为具有径向的磁化的闭合的环磁体。在此,例如北极位于内面上并且南极位于外面上。磁化方向也能够刚好不一样地围绕。例如由NdFeB制成的永磁体适用为磁体材料,但也能够使用其它的磁体。如例如由SmCo制成的磁体,其不完全与NdFeB磁体那样强,为此所述由SmCo制成的磁体的耐温度性较高并且温度依赖性还较低。因为具有径向的磁化的闭合的环磁体技术上会难以制造并且是非常贵的,故所述磁体环(1)也能够由各个磁体(1A)构建而成,如在图2中示出的那样。这些各个磁体优选地为棒磁体或立方磁体,其以北极或南极关于所述缓冲管(3)径向向内取向(图2)。也可行的是,制造扁平的磁体圆部段(例如90°部段)并且将其组装成一个环。对于各个磁体(1A)形成所述磁体环(1)的情况,此外可行的是,每个第二棒磁体如下移位,使得北极和南极的棋盘图样产生。由此能够影响缓冲的程度。所述缓冲管(3)由电地能非常好地传导的材料、优选地金属、尤其铝或铜或由这些金属制成的合金制成。所述缓冲管的材料越厚,电阻越小并且感应的涡流越高。加强环(2)优选地由具有尽可能高的铁含量和低的碳含量的标准的钢制成。高的铁含量是重要的,由此所述材料是“软磁体的”。这意味着,所述材料能够容易被磁化。备选地,也能够使用所有其它的为“软磁的”材料。所述磁体环(1)例如能够粘入到所述环(2)中;但这两个环也能够互相夹紧或以其它方式彼此固定连接。所述钢环(2)在内部中加强所述磁场并且同时向外屏蔽所述磁场。根据本发明的磁体缓冲器也在没有钢环的情况下工作,然而由此所述缓冲显得较小。在磁体环和所述缓冲管之间的空气间隙应该是小的,由此所述缓冲是尽可能高的。由于较大的空气间隙/间距使得所述磁场在所述管3中较弱并且产生较小的涡流。根据本发明在大约0.1mm和2.0mm之间的间距已经证实为特别有效的。也可行的是,所述空气间隙或间距有意地改变,以便由此能够控制地改变所述缓冲。由此例如能够将在磁体环和所述缓冲管之间的间距取决于所述磁体环关于所述缓冲管(3)的位置地来改变。这尤其在使用多个磁体环组件(1)的情况下是有用的。由此例如能够实现累进的/累减的缓冲特性线。用于调整所述缓冲的另一可行方案是匹配所述管(3)在长度上的壁厚。由此例如能够在保持不变的外直径的情况下使得内直径改变并且由此使得所述缓冲取决于在所述管(3)的长度上的内直径来改变。图3(A)示出根据本发明的磁体缓冲器,其不同于图1和2的实施方式具有多个带有相应的加强环(2)的外部的磁体环(1)(1A)。所述环在此并肩地堆叠并且具有从磁体环(1)到相邻的磁体环(1)的交替的极性。为了提高缓冲能够将多个磁体环1堆叠(图3)。磁体的极从环到环地如下交替,使得或者北极或者南极位于内侧上。由此磁场互相加强并且所述缓冲器的效率提高。两个磁体环(1)由此是单个磁体环(1)的多于两倍强(约3.5x)。这种加强将所需的磁体环1的数量减少到最小值上。随着磁体环的数量的增加能够逐步提高总缓冲,由此又能够控制振动系统的缓冲。图3(B)示出根据本发明的源自图3(A)的磁体缓冲器的五个磁体环的磁场并且图3(C)描绘在相对运动时在所述管(3)中感应的涡流。图4示出根据本发明的磁体缓冲器的另一实施方式。在此代替外部的磁体环(1)使用仅仅一个内部的磁体环(4)(4A),其放置在所述缓冲管(3)的内部中并且相对于所述管(3)的内面具有相应的无触碰的间距。代替外部的加强环(2)地出现(tritt)由铁磁体的材料、优选地由钢制成的棒或核芯、或套筒(5),其推移通过内部的磁体环(4)并且与所述内部的磁体环一起运动。所述内部的磁体环(4)(4A)在此与(5)固定连接、例如粘合。这种构建适用于代替在现有技术中已知的流体缓冲器。为了还进一步提高缓冲的效率,可行的是,将内部的磁体环(4)(4A)和外部的磁体环(1)(1A)组合地使用,如这在图5中在磁体环对处示出的那样。在此这两个对置的并且通过所述缓冲管(3)分离的磁体环(1)(1A)和(4)(4A)如下极化,使得所述磁体环吸引。由此磁场在所述管(3)中在整个壁厚上几乎恒定。类似于图3(A),内部的磁体环(4)(4A)和外部的磁体环(1)能够以交替的极性来堆叠,以便加强缓冲。在此还可行的是,如果应该需要较小的磁体缓冲,则省去外部的环(2)和/或内部的核芯(5)。在图5中示出带有两个元件(2)和(5)的变型方案。图6(A)示出根据本发明的带有外部的磁体环(1)和铁磁体的环(2)的磁体缓冲器的另一实施方式。然而在此将永磁体通过以两个卷绕的线圈环(6)的形式的电磁体来代替,所述电磁体在电流通流时生成磁场。每个线圈环(6)能够由一个卷构建而成,但或由多个优选地彼此连接的电磁体的线圈(1B)构成。围绕由电流穿流的导体地产生磁场。所述磁场能够通过所述线圈的卷来加强。电流方向在两个线圈环(6)中是相反的并且磁场类似于所述磁体环(1)(图6(B),也参见图1(B))的磁场。所述线圈环(6)的磁场还能够在此通过加强环(2)来提高。由此能够使得缓冲利用电流来简单地接通和切断。此外缓冲能够通过改变电流强度来改变。如在所述磁体环(1)(4)(1A)(4A)中那样,在另一在此没有示出的变型方案中也可行的是,将所述线圈环(6)堆叠并且还组合地使用内部的(4B)和外部的(1B)线圈环。图6B示出电流穿流的线圈的磁场。在该实施方式的另一没有示出的变型方案中能够将永磁体(1A)(4A)与电磁体(1B)(4B)组合,其中,获得下列可行方案:(i)所述永磁体负责基本缓冲。能够接入的电磁体能够对于在其中需要较高的缓冲的情形来进一步提高缓冲;以及(ii)所述永磁体负责基本缓冲。能够接入的电磁体能够“切断”所述永磁体,方式是使得所述电磁体的磁场反向于所述永磁体的磁场。由此当需要的时候能够切断所述缓冲器。图7和图8示出根据本发明的磁体缓冲器的另一实施方式的两个变型方案(图7(A)、图8(A)),在其中不仅使用径向(关于所述缓冲管(3))取向的磁场(通过永磁体和/或电磁体引起)而且使用轴向(关于所述缓冲管(3))取向的磁场(11)(12),这本身也已知为海尔贝克组件(Halbach-Anordnung)。图7在此除了所述磁体的提及的海尔贝克组件之外相应于图3的实施方式,也就是说具有外部的磁体(1)(11)。图8附加于图7地在海尔贝克组件中还具有内部的磁体(4)(12)。同样示出(图7(B),图8(B))相应的磁场。堆叠的磁体环也能够在两个变型方案中如下磁化,使得磁场在一侧上进行加强,而所述磁场在另一侧上几乎消失。在所述磁体环中的箭头朝相应的北极的方向指向。所述磁体环轴向和径向地交替地磁化。这种组件的优点是,在需要所述磁场的地方产生较强的磁场并且于在不需要磁场的地方产生较弱的磁场。由此节省通过外部的环(2)的屏蔽。此外也可行的是,海尔贝克组件在所述管3的内部中实现并且与外部的海尔贝克组件组合。在此闭合的磁体环也能够由各个磁体来代替。利用立方磁体或棒磁体能够(轴向和径向地被磁化地)组合所有的环。图9示出根据本发明的磁体缓冲器的另一组件,所述组件由一排外部的线圈环(6)或线圈组件组成并且能够利用所述组件实现主动的缓冲。如果线圈环(6)由电流穿流,则围绕其产生磁场。如果所述线圈环(6)以一定的方式和方法不同地被接通和断开,则磁场沿着所述管(3)游移。一种可行方案是专有的交流电流施加到每个单个的线圈环(6)处。交流电流从一个线圈到另一个线圈地在此具有一定的相位角度。由此每个线圈在不同的时间点上具有其最大的电流。例如50Hz或60Hz适用为频率并且相位角度从线圈到线圈(6)地处在30°和120°之间。涡流通过运动的磁场感应,所述涡流同样开始游移。所述涡流将轴向的力施加到所述管上并且加速所述管。由此力能够主动地进行到所述吸收器上,以便例如更强地制动或使所述吸收器主动地在另一频率上振动。为了在不同的速度的情况下提高效率,能够利用频率变换器来匹配频率和相位角度。与内部的线圈环(16)(没有示出)的组合多倍提高了所述力。图10示出夹入在载体架中的带有五个内部的和外部的磁体环和一个缓冲管(3)的磁体缓冲器,所述缓冲管通过夹紧的磁体装置运动。图11示出摆式吸收器(7),其装备有根据本发明的磁体缓冲器,所述磁体缓冲器具有外部的和内部的磁体元件(1)(4)和固定的核芯(5)。所述吸收器能够为简单的摆或横向摆,在摆式棒或摆式索处带有摆式质量。所述吸收器7的振动运动产生小的角度,所述角度能够由简单的球关节(8)和(9)来平衡。所述磁体缓冲器能够装入到每个位置和地点中,在水平的地点中所述缓冲器最有效地起作用。为此如果所述缓冲器水平地被装入,则所述缓冲器的所需的行驶路径也是最大的。在图12中示出摆式吸收器(7),其相应于源自图11的摆式吸收器。不同于所述源自图11的摆式吸收器,安装的磁体缓冲器在该实施方式中没有内部的磁体环(4)。这引起,所述缓冲器管有效地能够运动的路径增大了多于两倍。图13基本上描绘源自图12的摆式吸收器,然而所述摆式吸收器附加地在管区域的两个端部处(缓冲在所述管区域中是有效的)具有引导和/或间距装置或定心装置(13)(14)。其应该保证,所述缓冲管(3)在所述管(3)处在内部中和/或在外部没有碰到磁体机构(1)(4)处、也就是说能够无摩擦地并且与其无触碰地在涉及的区域中运动,并且此外可靠地引导通过所述区域。所述装置(13)(14)例如能够为滑动或滚子支承件、例如滑动衬套或球支承件,但所述装置也能够为简单的保持体,所述保持体与所述设备的不运动的部件连接。图14示出根据图13的相应的摆式吸收器,其配备有根据本发明的磁体缓冲器,所述磁体缓冲器作为定心装置的另外的变型方案地包括滚子装置(14)。为了围绕所述管(3)来定心所述磁体缓冲器,在此特别地使用滚子引导件。由此能够实现较高的工作速度和移位路径。所述滚子引导件由一个或多个围绕所述管分布的引导滚子构成。每个引导滚子能够单个地利用能够调整的滚子保持体来调整,以便实现理想的定心和预紧。描述的滚子装置也还能够与在所述缓冲器之外定位的引导或滑动衬套组合。在实践中如下的引导和间距装置已经证实为特别有利的,其由三个引导滚子构成,其带有相应的保持体,所述保持体均匀地以120°的角度围绕所述缓冲管在外部分布。可选地,在管(3)和磁体环(1)之间发生相撞之前,能够借助于附加的滑动衬套拦住引导滚子的失灵或严重的损耗。在所述滑动衬套和所述管(3)之间设置有空气间隙,从而当引导滚子失灵时才在管和滑动衬套之间发生接触。在下一个维修间隔期间,所述引导滚子能够或者以所述能够调整的滚子保持体来再调节或更换并且又减轻了所述滑动衬套的负担。为了相对于所述管定心所述磁体环,仅仅需要所述装置的引导滚子。为了关于缓冲作用方面来优化根据本发明的磁体缓冲器,有利的是,质地并且量地检测所产生的磁场。旋转对称允许,放弃3D仿真磁场和涡流。仅仅必须执行2D轴对称的仿真,以便完整地计算所述磁体缓冲器,这简化和缩短了计算。用于仿真和计算这种场的相应的程序在现有技术中已知。利用可免费获取的程序FEMM4.2能够计算各个变型方案(图1(B)、图3(B)、3(C)、图6(B)、图7(B)、图8(B))的磁场。在此涉及静磁的仿真,以便可视化磁场的走向和强度。在该程序中,不能够计算所述磁体环(1)相对于所述管(3)的运动。利用程序ANSYSMaxwell15.0来计算所述涡流和缓冲器力。一旦在所述管(3)和所述磁体环之间发生相对运动,则感应出到所述管中环绕的电流。所述涡流形成磁场,所述磁场抵抗所述磁体环(1)起作用。到所述管(3)上的力能够由程序来输出并且利用相对速度能够计算缓冲常数。当前第1页1 2 3 
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1