DE102008035274A1

DE102008035274A1 - Magnetic working gearbox

Info

Publication number: DE102008035274A1
Application number: DE200810035274
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. Eckardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-11
Also published as: WO2010012578A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein magnetisch arbeitendes Getriebe (1) - mit zumindest einem ersten Zahnrad (2) und einem zweiten Zahnrad (3), wobei - jedes Zahnrad (2, 3) eine vorgebbare Anzahl an Zähnen (4) mit jeweils zwei Zahnflanken (5) aufweist, und - jede Zahnflanke (5) der Zähne (4) als magnetischer Pol ausgebildet ist, wobei - die zwei Zahnflanken (5) jeweils eines Zahns (4) als zwei magnetische Pole mit unterschiedlichen Polaritäten (N, S) ausgebildet sind.The invention relates to a magnetically operating gear (1) having at least one first gear (2) and a second gear (3), wherein - each gear (2, 3) a predetermined number of teeth (4), each with two tooth flanks (5 ), and - each tooth flank (5) of the teeth (4) is designed as a magnetic pole, wherein - the two tooth flanks (5) of each tooth (4) are formed as two magnetic poles with different polarities (N, S).

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisch arbeitendes Getriebe mit zumindest einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad, wobei jedes Zahnrad eine vorgebbare Anzahl an Zähnen mit jeweils zwei Zahnflanken aufweist.The The invention relates to a magnetically operating transmission with at least a first gear and a second gear, each gear a predeterminable number of teeth, each with two tooth flanks having.

Getriebe sind bewegliche Verbindungen von Bauteilen zum Übertragen und Umwandeln von Drehzahlen und Drehmomenten. Bekannte Getriebe sind mechanische Getriebe mit Zahnrädern, die ineinander greifen, wobei heutige Getriebe zur Verminderung der Reibung mittels Öl geschmiert werden. Bei hohen Drehzahlen reißt dieser Schmierfilm meist ab, so dass die Zahnräder quasi trocken laufen und zerstört werden.transmission are movable connections of components for transmission and converting speeds and torques. Known gearboxes are mechanical gears with gears meshing Today's gearbox to reduce friction with oil be lubricated. At high speeds, this lubricating film breaks usually off, so that the gears run virtually dry and destroyed become.

Andererseits bauen Elektromotoren bei gleicher Leistung immer kleiner, wenn die Nenndrehzahl gesteigert wird. Um bei solch einem deutlich reduzierten Bauraum die üblichen Nenndrehzahlen heutiger netz- oder umrichterbetriebener Elektromotoren zu erfüllen, muss ein Getriebe vorgeschaltet werden. Getriebe heutiger Bauart können wegen des genannten Schmierfilmproblems jedoch nicht zum Einsatz kommen.on the other hand build electric motors with the same power getting smaller, if the Rated speed is increased. At such a significantly reduced Space the usual rated speeds of today's mains or must meet a converter-driven electric motors Gearbox upstream. Today's gearboxes can however, are not used because of the mentioned lubricating film problem.

Es gibt heute noch keine Lösung bei nennenswerten Leistungen. Im Bereich der Microaktorik werden micromechanisch hergestellte Getriebe verwendet, die gänzlich ohne Schmierung laufen. Auch gibt es einen Ansatz mit parallel laufenden Platten, die unterschiedliche magnetische Sektoren enthalten, womit eine Drehzahlübersetzung erreicht werden soll.It Today there is no solution for noteworthy services. In the field of microactuators micromechanically produced Used gears that run completely without lubrication. Also, there is an approach with parallel disks that are different contain magnetic sectors, whereby a speed ratio should be achieved.

Aus der DE 33 06 446 A1 ist ein berührungsloses Getriebe bekannt, wobei einzelne Flanken der Zähne eines Zahnrads Dauermagnete aufweisen, die die Antriebskraft berührungslos übertragen. Zwischen den Zähnen der ineinander greifenden Zahnräder ist ein großes Zahnspiel vorgesehen, damit ein ausreichender Regelbereich ermöglicht ist.From the DE 33 06 446 A1 a contactless transmission is known, wherein individual edges of the teeth of a gear permanent magnets have that transmit the driving force without contact. Between the teeth of the meshing gears a large backlash is provided so that a sufficient control range is possible.

Da jedoch an nur einer Flanke eines Zahns ein Dauermagnet angeordnet ist, werden bei kleinem Lastmoment die nicht mit Dauermagneten besetzten Flanken aneinander gedrückt, was zu einer Geräuschentwicklung führen kann. Auch weist das Getriebe eine Unsymmetrie bezüglicher der Kraftübertragung auf, da bei Links-/Rechtsdrehung unterschiedliche Drehmomente übertragen werden. Daher sind keine oder nur kleine wechselnde Lasten empfehlenswert. Ferner sind die angebrachten Dauermagnete relativ dünn ausgebildet, da sonst die Zähne nicht mehr stabil sind. Bei Dauermagneten bestimmt im Wesentlichen jedoch das Volumen den magnetischen Fluss. Daher sollte das Volumen möglichst groß sein, um einen entsprechend großen magnetischen Fluss zu erhalten.There However, arranged on only one edge of a tooth, a permanent magnet is, are at a small load torque not occupied by permanent magnets flanks pressed together, causing a noise can lead. Also, the transmission has an asymmetry with respect to the power transmission, as in left / right rotation different Torques are transmitted. Therefore, no or only small changing loads recommended. Furthermore, the attached Permanent magnets are relatively thin, otherwise the teeth are not are more stable. For permanent magnets, however, essentially the volume the magnetic flux. Therefore, the volume should be as large as possible to obtain a correspondingly large magnetic flux.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein magnetisch arbeitendes Getriebe bereitzustellen, mit welchem hohe Drehzahlen übertragbar sind und welches gleichzeitig nahezu verschleißfrei arbeitet.The Object of the present invention is a magnetically working To provide transmission with which high speeds are transferable and which at the same time works almost wear-free.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.These The object is solved by the features of claim 1. Advantageous developments are the dependent claims remove.

Das erfindungsgemäße magnetisch arbeitende Getriebe weist zumindest zwei Zahnräder auf, d. h. ein erstes und ein zweites Zahnrad, wobei jedes Zahnrad eine vorgebbare Anzahl an Zähnen mit jeweils zwei Zahnflanken aufweist. Natürlich kann das erfindungsgemäße Getriebe auch jede andere beliebige Anzahl an Zahnrädern aufweisen und auch die Anzahl der Zähne eines Zahnrads ist beliebig wählbar.The Magnetically operating gear according to the invention has at least two gears, d. H. a first and a second gear, each gear a predetermined number has teeth with two tooth flanks. Naturally the transmission according to the invention can also be any other have any number of gears and also the number the teeth of a gear can be selected arbitrarily.

Erfindungsgemäß ist jede Zahnflanke der Zähne als magnetischer Pol ausgebildet, wobei die zwei Zahnflanken jeweils eines Zahns als zwei magnetische Pole mit unterschiedlichen Polaritäten ausgebildet sind. Demzufolge weist jeder Zahn einen Nord- und einen Südpol auf, wobei jeweils der Nordpol an einer Zahnflanke und der Südpol an der anderen Zahnflanke ausgebildet sind.According to the invention each tooth flank of the teeth is designed as a magnetic pole, the two tooth flanks of each tooth being two magnetic Poles are formed with different polarities. As a result, each tooth has a north and a south pole on, with in each case the north pole on a tooth flank and the south pole are formed on the other tooth flank.

Vorteilhafterweise weisen zwei benachbarte Zahnflanken von zwei benachbarten Zähnen unterschiedliche Polaritäten auf, so dass über alle Zahnflanken eines Zahnrads magnetische Pole mit abwechselnden Polaritäten ausgebildet sind. Das bedeutet, dass sich jeweils ein Nordpol und ein Südpol über die Zahnflanken des Zahnrads abwechseln.advantageously, have two adjacent tooth flanks of two adjacent teeth different polarities, so over all tooth flanks of a gear magnetic poles with alternating Polarities are formed. That means each one a north pole and a south pole over the tooth flanks of the gear.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Getriebes stehen die zwei Zahnräder derart berührungslos in Eingriff, dass sich immer als magnetische Pole ausgebildete Zahnflanken mit gleicher Polarität gegenüberstehen. Ein Nordpol des ersten Zahnrads steht somit einem Nordpol des zweiten Zahnrads gegenüber (analog Südpol-Südpol).in the Operation of the transmission according to the invention are the two gears are engaged in such a non-contact manner, that always trained as magnetic poles tooth flanks face the same polarity. A North Pole of the first gear is thus a north pole of the second gear opposite (analogous South Pole South Pole).

Bei bekannten Getrieben wird ein mechanischer Kraftschluss über die Berührung der Zähne hergestellt, wodurch eine Schmierung der Zähne erforderlich ist. Es lässt sich jedoch auch ein Kraftschluss über magnetische Abstoßungs- oder Anziehungskräfte herstellen, wobei erfindungsgemäß nur die Abstoßungskräfte genutzt werden.at known gears over a mechanical frictional connection made the touch of the teeth, creating a Lubrication of the teeth is required. It leaves However, a frictional connection via magnetic repulsion or attracting forces, according to the invention, only the Repulsion forces are used.

Der Eingriff der beiden Zahnräder erfolgt derart, dass sich immer Pole gleicher magnetischer Polarität gegenüberstehen. Auch bei der Drehung der Zahnräder ändert sich dadurch nichts. Durch die auftretenden abstoßenden Kräfte zwischen den magnetischen Polen ergibt sich automatisch eine Zentrierung der im Eingriff befindlichen Zähne, so dass eine Berührung der Oberflächen der Zähne vermieden ist.The engagement of the two gears is such that always opposite poles of the same magnetic polarity. Even with the rotation of the gears, nothing changes. By the occurring repulsive forces between the magne The result is an automatic centering of the meshing teeth so that contact with the surfaces of the teeth is avoided.

Mit dem erfindungsgemäßen Getriebe ist es möglich, sowohl kleine als auch größere Drehmomente und Drehzahlen berührungslos und somit nahezu verschleißfrei zu übertragen. Eine Schmierung ist nicht erforderlich. Mit der nahezu verschleißfreien Übertragung können erhebliche Kosten (Material, Reparatur usw.) eingespart werden.With the transmission according to the invention it is possible both small and larger torques and Speeds non-contact and thus almost wear-free transferred to. Lubrication is not required. With the almost wear-free transmission can significant costs (material, repairs, etc.) can be saved.

Ferner ist eine symmetrische Kraftübertragung in beide Richtungen (Links- und Rechtsdrehung) gewährleistet, da alle Zahnflanken als magnetische Pole ausgebildet sind, wodurch Laufunruhe und Geräuschentwicklung vermieden wird.Further is a symmetrical power transmission in both directions (Left and right rotation) guaranteed, since all tooth flanks are formed as magnetic poles, causing rough running and noise is avoided.

Vorzugsweise stehen sich die Zähne berührungslos mit einem konstanten Luftspalt gegenüber. Ein konstanter Luftspalt ist über einen möglichst langen Winkelbereich/Eingriffsbereich anzustreben, damit während der Kraftübertragung möglichst geringe Kraftschwankungen auftreten.Preferably the teeth are contactless with one another constant air gap opposite. A constant air gap is over the longest possible angular range / engagement area to aim for, during the power transmission the lowest possible power fluctuations occur.

Die Kraft zwischen zwei magnetischen Polen ist proportional zum quadratischen Kehrwert des Abstands und hängt von den magnetischen Flüssen der beiden Pole ab

wobei F die Anziehungskraft zwischen den Polen ist, φ₁ und φ₂ jeweils der magnetische Fluss eines magnetischen Pols und r der Abstand zwischen den Polen ist); sie verhält sich analog zur Coulomb-Kraft zwischen zwei elektrischen Ladungen.The force between two magnetic poles is proportional to the inverse of the distance and depends on the magnetic fluxes of the two poles

where F is the attractive force between the poles, φ ₁ and φ _{2 are} respectively the magnetic flux of a magnetic pole and r is the distance between the poles); it behaves analogously to the Coulomb force between two electrical charges.

Die Evolventenverzahnung löst das Problem eines konstanten Luftspalts, da im klassischen Getriebe die Evolventenverzahnung zu einem Abrollen der Zähne der beiden im Eingriff befindlichen Zahnräder führt, also zu einem konstanten Abstand, der im Falle des klassischen Getriebes nahezu Null ist. Vorzugsweise sind demnach die Zahnflanken mittels Evolventen gebildet und erstes und zweites Zahnrad stehen mittels einer Evolventenverzahnung in Eingriff.The Involute toothing solves the problem of a constant Air gap, as in the classical gear involute to unwind the teeth of the two engaged Gears leads, so to a constant distance, which is almost zero in the case of the classical transmission. Preferably Accordingly, the tooth flanks are formed by involutes and first and second gear are by means of an involute toothing in Intervention.

Vorteilhafterweise ist über ein Volumen der Zahnräder, insbesondere ein Volumen der Zähne, die Kraftübertragung einstellbar. Beispielsweise können die Zähne dicker ausgebildet sein oder eine größere Grundfläche aufweisen, so dass sich das Volumen vergrößert. Da die Kraft zwischen zwei magnetischen Polen vom magnetischen Fluss der Pole und dementsprechend vom Volumen abhängt (siehe obige Formel), können die Parameter ,Fläche' und ,Dicke', welche das Produkt ,Volumen' bilden, nahezu frei gewählt werden.advantageously, is about a volume of gears, in particular a volume of teeth, the power transmission adjustable. For example, the teeth can be made thicker be or have a larger footprint, so that the volume increases. Because the force between two magnetic poles from the magnetic flux of the poles and therefore depends on the volume (see formula above), can the parameters 'area' and 'thickness', which the product 'volume' form, are chosen almost freely.

Gemäß der Erfindung erfolgen eine Zentrierung des Eingriffs der Zahnräder und eine Kraftübertragung zwischen den Zahnrädern mittels der abstoßenden Kräfte der gegenüberstehenden magnetischen Pole mit gleicher Polarität. Die magnetischen Abstoßungskräfte werden sowohl zur Zentrierung des Zahnradeingriffs als auch zur Kraftübertragung bzw. Momentenbildung genutzt. Entscheidend ist, dass auf der einen Seite des Zahns ein Nordpol und auf der anderen Seite ein Südpol liegt. Dadurch gibt es keine abstoßenden Kräfte im Zahnrad selbst, sondern nur anziehende Kräfte.According to the Invention carried out a centering of the engagement of the gears and a power transmission between the gears by means of the repulsive forces of the opposite magnetic poles with the same polarity. The magnetic repulsion forces Both are used for centering the gear mesh as well as Power transmission or torque used. critical is that on one side of the tooth a north pole and on the the other side is a south pole. There are no repulsive ones Forces in the gear itself, but only attractive forces.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe Notlaufeigenschaften auf. Beispielsweise ist eine zusätzliche Schmiereinrichtung am Getriebe angeordnet, welche die Zahnräder mit Schmiermittel bei Überschreiten eines maximal berührungslos übertragbaren Drehmoments versorgt. Bei dem Getriebe kann bei Überschreiten eines Grenzmoments, d. h. des maximal berührungslos übertragbarem Drehmoments, eine Berührung stattfinden. Das maximal übertragbare Drehmoment ist durch die Geometrie der magnetischen Pole und die von den Polen gelieferten magnetischen Flüssen/Feldern bestimmt. In diesem Ausnahmefall tritt entsprechend Verschleiß auf. Mittels der Notlaufeigenschaften bleibt der Kraftschluss jedoch weiterhin erhalten und die Getriebeübersetzung ist unverändert.In In a further embodiment of the invention, the transmission has emergency running properties on. For example, an additional lubrication device arranged on the gearbox, which lubricates the gears when exceeding a maximum contactless transferable Supplied torque. When the transmission can exceed a limiting moment, d. H. of the maximum non-contact transferable Torque, a contact take place. The maximum transferable Torque is due to the geometry of the magnetic poles and the magnetic fluxes / fields supplied by the poles certainly. In this exceptional case, wear occurs accordingly. By means of the emergency running properties, however, the traction remains continue to receive and the gear ratio is unchanged.

Vorteilhafterweise ist jeder Zahn mit einem oder mehreren Permanentmagneten bestückt, welche die magnetischen Pole bilden. Die Permanentmagnete können teilweise oder ganz in den Zahn eingelassen sein.advantageously, each tooth is equipped with one or more permanent magnets, which form the magnetic poles. The permanent magnets can be partially or completely embedded in the tooth.

Jedes Zahnrad weist einen Träger auf, an welchem die Zähne angeordnet sind, wobei ein Zahn vorteilhafterweise mittels zwei Permanentmagneten gebildet ist. Ein Permanentmagnet bildet eine Zahnflanke und somit einen magnetischen Pol aus. Die Permanentmagnete sind am Träger angeordnet.each Gear has a carrier on which the teeth are arranged, wherein a tooth advantageously by means of two Permanent magnet is formed. A permanent magnet forms a Tooth flank and thus a magnetic pole. The permanent magnets are arranged on the carrier.

Zwischen den zwei Permanentmagneten, welche einen Zahn ausbilden, ist vorzugsweise ein Stützelement vorgesehen, welches auch am Träger angeordnet ist. Permanentmagnete sind spröde Hochleistungsmagnete, die abzustützen sind, damit diese nicht brechen. Ferner nimmt das Stützelement Kraft auf und dient ebenso einer einfachen Montage der Permanentmagnete, da diese mittels des Stützelements positionierbar sind und an das Stützelement angeordnet, insbesondere geklebt, werden können.Between the two permanent magnets forming a tooth is preferable provided a support member which is also arranged on the carrier is. Permanent magnets are brittle high-performance magnets, which are to be supported so that they do not break. Further takes the support element force and also serves one easy mounting of the permanent magnets, since these by means of the support element can be positioned and arranged on the support element, especially glued, can be.

Weiterhin sind die zwei Permanentmagnete, welche einen Zahn bilden, zwischen zwei Rahmenelementen angeordnet. Die Rahmenelemente sind an ihren beiden Seitenflächen, welche parallel zu den Stirnflächen des Zahnrads liegen, vorgesehen und am Zahnrad angeordnet. Die Rahmenelemente tragen zur Stabilität der Zähne bzw. Permanentmagnete bei. Das Rahmenelement kann durchgängig an den beiden Seitenflächen über das gesamte Zahnrad ausgebildet sein oder aber nur abschnittsweise in denjenigen Bereichen, in denen Permanentmagnete angeordnet sind.Furthermore, the two permanent magnets, which form a tooth, are arranged between two frame elements. The frame members are provided on its two side surfaces which are parallel to the end faces of the gear, and arranged on the gear. The frame elements contribute to the stability of the teeth or permanent magnets. The frame member may be continuously formed on the two side surfaces over the entire gear or only in sections in those areas in which permanent magnets are arranged.

Im Betrieb, d. h. bei Bewegung, der Zahnräder ändert sich das Magnetfeld in den Zähnen bzw. im Zahnrad. Dadurch werden Wirbelströme erzeugt, die zu einer Erwärmung der Zahnräder führen können. Um eine solche Erwärmung zu vermeiden, oder zumindest zu vermindern, und gleichzeitig eine ausreichende Stabilität der Rahmenelemente zu gewährleisten, ist es von Vorteil, zumindest das Rahmenelement aus hochfestem Material, z. B. V3A-Stahl, herzustellen. Dieses Material weist einen hohen spezifischen Widerstand auf, was die Reduktion der Wirbelströme bewirkt. Zusätzlich können noch Ausbrüche, Löcher etc. vorgesehen werden, um die Wirbelströme weiter zu reduzieren. Auch das Zahnrad selbst, mit Ausnahme der Zähne, kann aus dem genannten Material (V3A-Stahl) ausgebildet sein.in the Operation, d. H. when moving, the gears change The magnetic field in the teeth or in the gear. Thereby eddy currents are generated, which leads to a warming the gears can lead. To one to avoid, or at least reduce, such warming and at the same time a sufficient stability of the frame elements To ensure it is advantageous, at least the frame element made of high-strength material, eg. B. V3A steel produce. This material has a high resistivity, which is the reduction the eddy currents causes. In addition, still can Outbreaks, holes etc. are provided to the To further reduce eddy currents. Also the gear itself, except for the teeth, may be made of the material mentioned (V3A steel) be formed.

Zwischen Permanentmagneten, Träger, Stützelement und Rahmenelement ist insbesondere jeweils eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Klebeverbindung, vorhanden. Die Permanentmagnete werden in magnetisiertem Zustand an den Träger, Stütz- und Rahmenelement geklebt. Die Permanentmagnete können jedoch auch auf jede andere geeignete Art und Weise angebracht werden.Between Permanent magnets, carrier, support element and frame element is in particular in each case a cohesive connection, in particular an adhesive bond, available. The permanent magnets be in a magnetized state to the wearer, support and frame element glued. The permanent magnets can however, they may be applied in any other appropriate way.

In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:In The following description describes further features and details of the invention in conjunction with the accompanying drawings of exemplary embodiments explained in more detail. there are features and relationships described in individual variants basically transferable to all embodiments. In the drawings show:

1 ein erfindungsgemäßes Getriebe in einer perspektivischen Darstellung, 1 an inventive transmission in a perspective view,

2 einen Ausschnitt aus einem Zahnrad, 2 a section of a gear,

3 einen Ausschnitt aus einem Zahnrad gemäß einer ersten Ausgestaltung, 3 a detail of a gear according to a first embodiment,

4 einen Ausschnitt aus einem Zahnrad gemäß einer zweiten Ausgestaltung, und 4 a section of a gear according to a second embodiment, and

5 Ausgestaltungen für Permanentmagnete. 5 Embodiments for permanent magnets.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Getriebe 1 in einer perspektivischen Darstellung. Das Getriebe 1 weist ein erstes Zahnrad 2 und ein zweites Zahnrad 3 auf, wobei jedes Zahnrad 2, 3 eine beliebige Anzahl an Zähnen 4 aufweist. 1 shows a transmission according to the invention 1 in a perspective view. The gear 1 has a first gear 2 and a second gear 3 on, with each gear 2 . 3 any number of teeth 4 having.

Jeder Zahn 4 weist zwei Zahnflanken 5 auf. Jede Zahnflanke 5 ist als magnetischer Pol ausgebildet, wobei die zwei Zahnflanken 5 eines Zahns 4 unterschiedliche Polaritäten, d. h. Südpol S oder Nordpol N, aufweisen. Jeder Zahn 4 weist somit einen Südpol S und einen Nordpol N auf. Weiterhin ist jedes Zahnrad 2, 3 so ausgestaltet, dass sich Nord- und Südpol jeweils mit jeder Zahnflanke 5 abwechseln.Every tooth 4 has two tooth flanks 5 on. Every tooth flank 5 is designed as a magnetic pole, wherein the two tooth flanks 5 a tooth 4 different polarities, ie south pole S or north pole N, have. Every tooth 4 thus has a south pole S and a north pole N. Furthermore, every gear is 2 . 3 designed so that the north and south poles each with each tooth flank 5 alternate.

Die Zahnräder 2, 3 stehen derart in Eingriff, dass jeweils Zahnflanken 5 mit gleicher Polarität sich gegenüberstehen. Das bedeutet, dass einem Nordpol N des ersten Zahnrads 2 ein Nordpol N des zweiten Zahnrads 3 gegenüberliegt (analog Südpol-Südpol, gemäß der Darstellung der Pfeile in 1).The gears 2 . 3 are engaged in such a way that each tooth flanks 5 facing each other with the same polarity. This means that a north pole N of the first gear 2 a north pole N of the second gear 3 opposite (analogous South Pole South Pole, as shown by the arrows in 1 ).

Durch die somit auftretenden abstoßenden Kräfte zwischen den magnetischen Polen ist eine berührungslose Kraftübertragung ermöglicht. Ferner entsteht durch die abstoßenden Magnetkräfte eine Zentrierung innerhalb des Zahnzwischenraums, welche eine direkte Berührung der Zähne 4 vermeidet. Dadurch, dass jede Zahnflanke 5 als Magnetpol ausgebildet ist, ist ein konstanter Luftspalt zwischen den Zähnen 4 und eine symmetrische Kraftübertragung bei Drehung der Zahnräder 2, 3 in beide Richtungen gegeben.By thus occurring repulsive forces between the magnetic poles a non-contact power transmission is possible. Furthermore, caused by the repulsive magnetic forces centering within the interdental space, which is a direct contact of the teeth 4 avoids. Due to the fact that every tooth flank 5 is designed as a magnetic pole, is a constant air gap between the teeth 4 and a symmetrical power transmission upon rotation of the gears 2 . 3 given in both directions.

2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zahnrad 2, 3. Jedes Zahnrad 2, 3 weist einen Träger 7 auf, welcher den Grundkörper des Zahnrads 2, 3 darstellt. Am Träger 7 sind die Zähne 4 (nicht gezeigt) ausgebildet. 2 shows a section of a gear 2 . 3 , Every gear 2 . 3 has a carrier 7 on which the main body of the gear 2 . 3 represents. On the carrier 7 are the teeth 4 (not shown) formed.

Am Träger 7 sind mehrere Stützelemente 8 angeordnet, beispielsweise geklebt, die zu Positionierung von Magnetmaterial dienen. Mit dem anzuordnenden Magnetmaterial werden die Zähne 4 und gleichzeitig die magnetischen Pole ausgebildet.On the carrier 7 are several supporting elements 8th arranged, for example, glued, which serve for positioning of magnetic material. With the magnetic material to be arranged, the teeth 4 and at the same time the magnetic poles are formed.

3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zahnrad 2, 3 gemäß einer ersten Ausgestaltung. Zusätzlich zu den Stützelementen 8 sind Rahmenelemente 9 am Träger 7 angeordnet, die zur Stabilisierung und auch als Montagehilfe des anzubringenden Magnetmaterials dienen. Die Rahmenelemente 9 sind parallel zu den Stirnseiten des Zahnrads 2, 3 angeordnet und das Magnetmaterial wird zwischen die Rahmenelemente 9 eingebracht. Gemäß der Ausgestaltung nach 3 sind die Rahmenelemente 9 nur abschnittsweise ausgebildet, d. h. nur dort angebracht, wo Magnetmaterial anzuordnen ist. 3 shows a section of a gear 2 . 3 according to a first embodiment. In addition to the support elements 8th are frame elements 9 on the carrier 7 arranged, which serve for stabilization and also as an assembly aid of the magnetic material to be attached. The frame elements 9 are parallel to the faces of the gear 2 . 3 arranged and the magnetic material is between the frame elements 9 brought in. According to the embodiment according to 3 are the frame elements 9 only partially formed, ie only attached where magnetic material is to be arranged.

4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zahnrad 2, 3 gemäß einer zweiten Ausgestaltung. Gegenüber der Ausgestaltung nach 3 sind die Rahmenelemente 9 durchgängig als eine Art Ringelement ausgebildet und am Träger 7 angeordnet. Ferner weisen die Rahmenelemente 9 Löcher 10 auf, die zur Reduzierung von Wirbelströmen und somit Erwärmung des Zahnrads 2, 3 dienen. 4 shows a section of a gear 2 . 3 according to a second embodiment. Compared to the embodiment 3 are the frame elements 9 formed throughout as a kind of ring element and the carrier 7 arranged. Furthermore, the frame elements 9 holes 10 on, which helps to reduce eddy currents and thus heating the gear 2 . 3 serve.

5 zeigt Ausgestaltungen für Permanentmagnete 6. Die Permanentmagnete 6 sind vorgefertigt und bereits magnetisiert und weisen jeweils eine glatte Rückenfläche auf, mit derer sie an das Stützelement 8 und zwischen die Rahmenelemente 9 eingebracht, beispielsweise eingeklebt, werden. 5 shows embodiments for permanent magnets 6 , The permanent magnets 6 are prefabricated and already magnetized and each have a smooth back surface, with which they to the support element 8th and between the frame elements 9 introduced, for example, glued, be.

Die Polaritäten sind mit N, S und die Magnetisierungsrichtung mit dem Pfeil M angegeben. Ein Permanentmagnet 6 bildet eine Zahnflanke 5 aus. Zwei Permanentmagnete 6 werden jeweils mit ihrer Rückenfläche zueinander angeordnet und bilden somit einen Zahn 5, wobei zwischen zwei Permanentmagneten 6 ein Stützelement vorhanden ist.The polarities are indicated by N, S and the magnetization direction by the arrow M. A permanent magnet 6 forms a tooth flank 5 out. Two permanent magnets 6 are each arranged with their back surface to each other and thus form a tooth 5 where between two permanent magnets 6 a support element is present.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3306446 A1 [0005]

Claims

Magnetic working gearbox ( 1 ) - with at least one first gear ( 2 ) and a second gear ( 3 ), wherein - each gear ( 2 . 3 ) a predeterminable number of teeth ( 4 ) each with two tooth flanks ( 5 ), and - each tooth flank ( 5 ) the teeth ( 4 ) is formed as a magnetic pole, wherein - the two tooth flanks ( 5 ) one tooth each ( 4 ) are formed as two magnetic poles with different polarities (N, S).

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 1, wherein two adjacent tooth flanks ( 5 ) of two adjacent teeth ( 4 ) have different polarities (N, S), so that over all tooth flanks ( 5 ) of a gear ( 2 . 3 ) magnetic poles with alternating polarities (N, S) are formed.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the first and second gears ( 2 . 3 ) are in contact without contact, such that tooth flanks always formed as magnetic poles ( 5 ) with the same polarity (N, S).

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 3, wherein the teeth ( 4 ) with tooth flanks ( 5 ) contactlessly and with a constant air gap face.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 3 or 4, wherein a centering of the engagement of the gears ( 2 . 3 ) and a power transmission of the two gears ( 2 . 3 ) by means of the repulsive forces of the opposite magnetic poles with the same polarity (N, S).

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein over a volume of the gears ( 2 . 3 ), in particular a volume of the teeth ( 4 ), the power transmission is adjustable.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the tooth flanks ( 5 ) are formed by involutes and the first and second gear ( 2 . 3 ) are engaged by means of an involute toothing.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmission ( 1 ) Has emergency running properties, in particular an additional lubrication device, which the gears ( 4 ) supplied with lubricant when a maximum contactless transmittable torque is exceeded.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein each tooth ( 4 ) with one or more permanent magnets ( 6 ), which form the magnetic poles.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein each gear ( 2 . 3 ) a carrier ( 7 ), on which the teeth ( 4 ) are arranged, wherein a tooth ( 4 ) by means of two permanent magnets ( 6 ) is formed and the permanent magnets ( 6 ) on the carrier ( 7 ) are arranged, wherein with a permanent magnet ( 6 ) one tooth flank ( 5 ) is trained.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 10, wherein between the two permanent magnets ( 6 ), which a tooth ( 4 ), a support element ( 8th ) provided on the support ( 7 ) is arranged.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 10 or 11, wherein the two permanent magnets ( 6 ) between two frame elements ( 9 ) at its two side surfaces, which parallel to the end faces of the gear ( 2 . 3 ) are arranged.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 12, wherein the frame elements ( 9 ) continuously on the two side surfaces over the entire gear ( 2 . 3 ) and breakouts or holes ( 10 ) exhibit.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to claim 12 or 13, wherein the frame element ( 9 ) is made of high-strength material, in particular V3A steel.

Magnetic working gearbox ( 1 ) according to one of claims 9 to 14, wherein between permanent magnets ( 6 ), Carrier ( 7 ), Support element ( 8th ) and frame element ( 9 ) is formed in each case a cohesive connection, in particular an adhesive bond.

Magnetic working gearbox ( 1 ), whereby the transmission ( 1 ) has a plurality of gear stages and only gear stages in the range of high speeds are formed according to one or more of claims 1 to 15, wherein the transmission ( 1 ) has further, conventionally produced gear stages and all gear stages to the transmission ( 1 ) are joined together.