Überlegungen zur Entwicklung eines magnetorheologischen Dämpfers für eine Ellbogenorthese

Abstract

Diese Diplomarbeit soll die Eignung von magnetorheologischen Fluiden für Dämpfer in der Orthetik, insbesondere für einen Dämpfer am Ellbogengelenk einer Armorthese, zeigen.<br />Dafür wird ein Überblick über Orthetik, magneto- und elektrorheologische Fluide sowie Dämpfer, die auf dem magnetorheologischen Effekt beruhen gegeben.<br />Die mechanischen und biologischen Grundlagen der Orthetik, im Besonderen für die obere Extremität, werden erläutert und der Stand der Technik an einigen Beispielen gezeigt.<br />Im Weiteren werden Zusammensetzung, Eigenschaften, Möglichkeiten und Grenzen von magneto- und elektrorheologischen Fluiden erläutert und an Anwendungsbeispielen verdeutlicht.<br />Im Hauptteil der Arbeit werden speziell magnetorheologische Dämpfer besprochen und ein solcher für eine Ellbogenorthese exemplarische berechnet. Um die Tauglichkeit eines magnetorheologischen Fluids für einen kleinen Dämpfer zu prüfen, werden Versuche mit einem Prüfstand, bestehend aus einem Linearmotor, einer Halterung für eine Spritze, welche als Linearkolben fungiert und entsprechenden Magneten für den Aufbau eines magnetischen Feldes, durchgeführt, ausgewertet und diskutiert.<br />Die erhaltenen Ergebnisse bestätigen die beschriebenen Eigenschaften magnetorheologischer Fluide. Mit angelegtem Magnetfeld können die zum Entleeren der Spritze benötigten Kräfte erheblich gesteigert werden.<br />Verursacht wird dies durch einen Anstieg der Viskosität. Da magnetorheologische Fluide über eine relativ hohe Grundviskosität verfügen, und damit auch ohne Magnetisierung hohe Kräfte zum Entleeren der Spritze benötigt werden, ist ihr Einsatz in Dämpfern für die Orthetik nur bedingt möglich.<br />