DE102009039658B4 - Permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements - Google Patents

Permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements Download PDF

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Abstract

Permanentmagnetkupplung für die synchrone Übertragung von Drehbewegungen mit einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor, die einen Innenrotor (1) und einen Außenrotor (2) bilden, wobei der erste Rotor Permanentmagnete (3) und der zweite Rotor Permanentmagnete (3') oder/und ein Hysteresematerial (4) aufweist, wobei die Rotoren in einem sich in axialer Richtung (z) erstreckenden Überlappungsbereich durch einen radialen Spalt (S) getrennt sind und wobei die Permanentmagnetkupplung Verstellmittel für eine Längsverschiebung zwischen den Rotoren aufweist, um eine Verstellung des bis zu einem Durchrutschen der Permanentmagnetkupplung übertragbaren Drehmomentes zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren in Längsrichtung (z) gesehen stufenförmig ausgebildet sind, wobei die Rotoren jeweils zumindest einen ersten mit Permanentmagneten (3, 3') bzw. Hysteresematerial (4) versehenen Abschnitt (1a, 2a) und einen zweiten mit Permanentmagneten (3, 3') bzw. Hysteresematerial (4) versehenen Abschnitt (1b, 2b) umfassen, die einen unterschiedlichen Durchmesser (Aa, Ab, Ia, Ib,) aufweisen.Permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements with a first rotor and a second rotor forming an inner rotor (1) and an outer rotor (2), wherein the first rotor permanent magnets (3) and the second rotor permanent magnets (3 ') and / or a hysteresis material (4), wherein the rotors are separated by a radial gap (S) in an axially overlapping (z) extending span region, and wherein the permanent magnet coupling comprises displacement means for longitudinal displacement between the rotors to effect displacement of up to one Slipping of the permanent magnet coupling transmissible torque, characterized in that the rotors in the longitudinal direction (z) are formed step-shaped, the rotors each having at least a first with permanent magnets (3, 3 ') or hysteresis material (4) provided portion (1a, 2a) and a second with permanent magnets (3, 3 ') or hysteresis material (4) comprise provided portion (1b, 2b) having a different diameter (Aa, Ab, Ia, Ib,).

Description

Die Erfindung betrifft eine Permanentmagnetkupplung für die Synchronübertragung von Drehbewegungen mit einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor, die einen Innenrotor und einen Außenrotor bilden, wobei der erste Rotor Permanentmagnete und der zweite Rotor Permanentmagnete oder/und ein Hysteresematerial aufweist, wobei die Rotoren in einem sich in axialer Richtung erstreckenden Überlappungsbereich durch einen radialen Spalt getrennt sind und wobei die Permanentmagnetkupplung Verstellmittel für eine Längsverschiebung zwischen den Rotoren aufweist, um eine Verstellung des bis zu einem Durchrutschen der Permanentmagnetkupplung übertragbaren Drehmomentes zu ermöglichen. Die Rotoren sind koaxial angeordnet, wobei der erste Rotor, der Permanentmagnete aufweist, als Innenrotor oder Außenrotor vorgesehen sein kann. Der andere Rotor bildet entsprechend den Außen- bzw. Innenrotor und weist auch Permanentmagnete oder/und ein Hysteresematerial auf.The invention relates to a permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements with a first rotor and a second rotor forming an inner rotor and an outer rotor, wherein the first rotor permanent magnets and the second rotor permanent magnets and / or a hysteresis material, wherein the rotors in a in the axial direction extending overlap region are separated by a radial gap and wherein the permanent magnet coupling has adjusting means for a longitudinal displacement between the rotors to allow an adjustment of the transmittable up to a slippage of the permanent magnet coupling torque. The rotors are arranged coaxially, wherein the first rotor having permanent magnets may be provided as an inner rotor or outer rotor. The other rotor forms correspondingly the outer or inner rotor and also has permanent magnets and / or a hysteresis material.

Die Erfindung bezieht sich damit auf Permanentmagnetkupplungen, bei denen bis zu einem vorgegebenen, einstellbaren Drehmoment die Übertragung von Drehbewegungen synchron erfolgt. Die Übertragung erfolgt dabei durch die über den Spalt wirkenden magnetischen Kräfte. Unterhalb des maximal zu übertragenden Drehmomentes ist bei der Verwendung eines Hysteresematerials an einem der Rotoren dieses durch die Permanentmagnete des anderen Rotors in einer bestimmten Weise magnetisiert. Unterhalb des maximal zu übertragenden Drehmomentes bleibt die Magnetisierung des Hysteresematerials auch bei dem Auftreten eines Gegenfeldes erhalten. Erst bei der Annäherung an den vorgegebenen Grenzwert des maximal zu übertragenden Drehmomentes kann je nach Ausgestaltung der Permanentmagnetkupplung eine Ummagnetisierung des Hysteresematerials einsetzen, wodurch die Kupplung zu rutschen beginnt. Zusätzlich treten dann Ummagnetisierungsverluste (Hystereseverluste) auf, die durch eine Umwandlung in Wärmeenergie eine Abbremsung bewirken. Als Hysteresematerial ist beispielsweise ein AINiCo-Material geeignet, wobei eine solche Legierung neben Aluminium (Al), Nickel (Ni) und Kobalt (Co) auch Eisen (Fe), Kupfer (Cu) sowie Titan (Ti) enthalten kann.The invention thus relates to permanent magnet couplings in which up to a predetermined, adjustable torque, the transmission of rotational movements takes place synchronously. The transmission takes place by acting over the gap magnetic forces. Below the maximum torque to be transmitted, when using a hysteresis material on one of the rotors, it is magnetized by the permanent magnets of the other rotor in a certain way. Below the maximum torque to be transmitted, the magnetization of the hysteresis material is maintained even when an opposing field occurs. Only when approaching the predetermined limit value of the maximum torque to be transmitted may, depending on the design of the permanent magnet coupling, use a remagnetization of the hysteresis material, as a result of which the coupling begins to slip. In addition, then reverse magnetization losses (hysteresis losses) occur, which cause a deceleration by a conversion into heat energy. For example, an AINiCo material is suitable as the hysteresis material, such an alloy containing not only aluminum (Al), nickel (Ni) and cobalt (Co) but also iron (Fe), copper (Cu) and titanium (Ti).

Eine Permanentmagnetkupplung mit den eingangs genannten Merkmalen, bei der der Innenrotor und der Außenrotor jeweils mit Permanentmagneten belegt sind, ist aus der DE 10 2005 041 973 A1 bekannt. Der Innenrotor und der koaxial darum angeordnete Außenrotor weisen jeweils eine zylindrische Form auf, wobei der Innenrotor durch Verstellmittel in axialer Richtung gegenüber dem Außenrotor positioniert werden kann. Durch die Verstellung kann die Überdeckung zwischen den Permanentmagneten des Innenrotors und den Permanentmagneten des Außenrotors verändert werden, wodurch das bis zu einem Durchrutschen der Permanentmagnetkupplung übertragbare Drehmoment eingestellt werden kann. Durch eine axiale Verstellung des Innenrotors gegenüber dem Außenrotor kann das maximal zu übertragende Drehmoment ausgehend von einem Höchstwert bis nahezu um Null frei eingestellt werden. Nachteilig ist dabei, dass für die Einstellung des Drehmomentes insgesamt ein großer Stellweg erforderlich ist.A permanent magnet coupling with the features mentioned, in which the inner rotor and the outer rotor are each covered with permanent magnets, is from the DE 10 2005 041 973 A1 known. The inner rotor and the coaxially arranged around outer rotor each have a cylindrical shape, wherein the inner rotor can be positioned by adjusting means in the axial direction relative to the outer rotor. By adjusting the overlap between the permanent magnet of the inner rotor and the permanent magnet of the outer rotor can be changed, whereby the transmittable up to a slippage of the permanent magnet coupling torque can be adjusted. By an axial adjustment of the inner rotor relative to the outer rotor, the maximum torque to be transmitted, starting from a maximum value to be set close to zero. The disadvantage here is that a total of a large travel is required for the adjustment of the torque.

Aus der DE 29 20 706 A1 sowie DE 197 46 359 A1 sind magnetische Schlupfkupplungen bekannt, die nach dem Wirbelstromprinzip arbeiten. Durch die Drehung eines mit Permanentmagneten versehenen Rotors werden in dem anderen Rotor Wirbelströme induziert, welche ein Gegenfeld erzeugen. Um ein entsprechendes Feld induzieren zu können, ist die antriebsseitige Drehzahl stets größer als die abtriebsseitige Drehzahl der Kupplung. Dabei besteht das Problem, dass bei einer Erhöhung der Drehzahl das zu übertragende Drehmoment durch die Induktion zunimmt. Um diese Zunahme auszugleichen, ist vorgesehen, mit zunehmender Drehzahl den Luftspalt zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor zu variieren, wobei die Rotoren kegelförmig ausgebildet sind. Wenn an dem mit Permanentmagneten versehenen Rotor eine nahezu vollständige Bedeckung vorgesehen wird, müssen die Permanentmagnete in ihrer Form genau an die Kegelform des jeweiligen Rotors angepasst werden.From the DE 29 20 706 A1 such as DE 197 46 359 A1 Magnetic slip couplings are known which operate on the eddy current principle. By rotating a rotor provided with permanent magnets eddy currents are induced in the other rotor, which generate an opposing field. In order to be able to induce a corresponding field, the drive-side rotational speed is always greater than the output-side rotational speed of the clutch. There is the problem that increases the torque to be transmitted by the induction with an increase in the speed. To compensate for this increase, it is provided to vary with increasing speed, the air gap between the inner rotor and the outer rotor, wherein the rotors are formed conical. If almost complete coverage is provided on the rotor provided with permanent magnets, the permanent magnets must be adapted in their shape exactly to the conical shape of the respective rotor.

Aus der DE 2 518 917 A1 ist eine Permanentmagnetkupplung, bestehend aus zwei Kupplungshälften, bekannt, von denen die eine mit Magneten einer bestimmten Polteilung und Polzahl und die andere mit magnetisierbaren Polstücken gleicher Polfläche und gleichen Polumfanges und einer bestimmten Polteilung versehen ist. Hierbei weist jede der Kupplungshälften konische Ringe auf, in denen auf eine Hälfte Magnete und auf der anderen Hälfte magnetisierbare Polstücke eingelagert sind. Eine horizontale Verschiebung der Kupplungshälften zueinander führt zu einer Vergrößerung des Spaltmaßes zwischen den Magneten und den magnetisierbaren Polstücken, wodurch ein starker Abfall des zu übertragenden Drehmomentes erfolgt.From the DE 2 518 917 A1 is a permanent magnet coupling, consisting of two coupling halves, known, one of which is provided with magnets of a certain pole pitch and number of poles and the other with magnetizable pole pieces same pole face and the same Polumfanges and a certain pole pitch. In this case, each of the coupling halves has conical rings in which magnets are mounted on one half and magnetizable pole pieces on the other half. A horizontal displacement of the coupling halves to one another leads to an increase in the gap between the magnet and the magnetizable pole pieces, whereby a strong drop in the torque to be transmitted takes place.

Aus der DE 10 2006 062 170 A1 ist eine permanentmagnetische berührungsfreie Radialdrehkupplung mit einem radial inneren und einem radial äußeren Organ bekannt, die koaxial angeordnet sind.From the DE 10 2006 062 170 A1 is known a permanent magnetic non-contact radial rotary coupling with a radially inner and a radially outer member, which are arranged coaxially.

Die DE 3 715 484 A1 beschreibt einen magnetischen Pumpenantrieb, bestehend aus einem von einem Motor angetriebenen Treiber und aus einem von dem Treiber umfassten Läufer, wobei der Treiber und der Läufer mit sich gegenüberliegenden Permanentmagneten besetzt sind. Die Permanentmagnetpaare sind hierbei stufenförmig angeordnet, wodurch der zur Verfügung stehende Bauraum zur Erzielung großer übertragbarer Drehmomente optimal ausgenutzt wird.The DE 3 715 484 A1 describes a magnetic pump drive consisting of a driver driven by a motor and a rotor included in the driver, wherein the driver and the rotor are occupied by opposing permanent magnets. The Permanent magnet pairs are in this case arranged in steps, so that the available space is optimally utilized to achieve large transferable torques.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Permanentmagnetkupplung für die synchrone Übertragung von Drehbewegungen anzugeben, die bei einem kompakten Aufbau die Übertragung großer Drehmomente ermöglicht und im Hinblick auf das maximal zu übertragende Drehmoment einen weiten Einstellbereich aufweist. Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, den für eine Einstellung erforderlichen Stellweg zu verringern.Against this background, the invention has for its object to provide a permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements, which allows the transmission of large torques in a compact design and with respect to the maximum torque to be transmitted has a wide adjustment range. In particular, it is an object of the invention to reduce the travel required for a setting.

Ausgehend von einer Permanentmagnetkupplung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rotoren in Längsrichtung gesehen stufenförmig ausgebildet sind, wobei die Rotoren jeweils zumindest einen ersten mit Permanentmagneten bzw. Hysteresematerial versehenen Abschnitt und einen zweiten mit Permanentmagneten bzw. Hysteresematerial versehenen Abschnitt umfassen, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Wird dabei der Innenrotor in Richtung zunehmender Durchmesser aus dem Außenrotor herausgefahren, ändert sich zunächst, wie auch aus dem Stand der Technik bekannt, der Überlappungsbereich zwischen den Rotoren, d. h. die Länge des sich im Überlappungsbereich erstreckenden Spaltes wird verringert. An den Übergängen der Stufen gelangen die Abschnitte des Innenrotors zusätzlich auch in Bereiche des Außenrotors, die einen größeren Durchmesser aufweisen. Neben einer Verringerung der in axialer Richtung gesehenen Überlappung von Innenrotor und Außenrotor wird damit auch zumindest teilweise eine Erhöhung des in radialer Richtung gemessenen Spaltmaßes erreicht. Mit der Zunahme des Spaltes werden auch die über den Spalt wirksamen Kräfte stark verringert, so dass durch die stufenförmige Aus-gestaltung der Rotoren der Verstellweg für die Einstellung des maximal zu übertragenden Drehmomentes erheblich verringert wird. Die einzelnen, stufenförmig aneinander angrenzenden Abschnitte weisen üblicherweise eine einfache Zylinderform auf, wobei sich der Begriff Durchmesser bei dem Innenrotor auf den Außendurchmesser und bei dem Außenrotor auf den Innendurchmesser bezieht.Starting from a permanent magnet coupling with the features described in the introduction, the object is achieved in that the rotors are seen stepwise in the longitudinal direction, the rotors each having at least a first provided with permanent magnets or hysteresis material portion and a second provided with permanent magnets or hysteresis material section comprise, which have different diameters. If, in the process, the inner rotor is moved out of the outer rotor in the direction of increasing diameter, the overlapping area between the rotors, that is, as known from the prior art, initially changes. H. the length of the gap extending in the overlap area is reduced. At the junctions of the steps, the sections of the inner rotor additionally reach areas of the outer rotor which have a larger diameter. In addition to a reduction in the overlap seen in the axial direction of the inner rotor and outer rotor so that at least partially an increase in the measured gap in the radial direction is achieved. With the increase of the gap, the forces acting on the gap are greatly reduced, so that the adjustment path for the adjustment of the maximum torque to be transmitted is considerably reduced by the step-shaped design of the rotors. The individual, stepwise adjoining sections usually have a simple cylindrical shape, wherein the term diameter in the inner rotor refers to the outer diameter and the outer rotor to the inner diameter.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Permanentmagnetkupplung weisen der erste Rotor und der zweite Rotor, d. h. Innenrotor und Außenrotor, jeweils Permanentmagnete auf. Dann liegt eine Synchron-Permanentmagnetkupplung mit einem Innenrotor und einem Außenrotor vor, die jeweils Permanentmagnete aufweisen, wobei die Permanentmagnete des Innenrotors und die Permanentmagnete des Außenrotors in einem sich in axialer Richtung erstreckenden Überlappungsbereich durch den radialen Spalt getrennt sind und wobei die Permanentmagnetkupplung Verstellmittel für eine Längsverschiebung zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor aufweist, um eine Verstellung des bis zu einem Durchrutschen der Permanentmagnetkupplung übertragbaren Drehmomentes zu ermöglichen.According to a first embodiment of the permanent magnet coupling according to the invention, the first rotor and the second rotor, d. H. Inner rotor and outer rotor, each with permanent magnets. Then there is a synchronous permanent magnet coupling with an inner rotor and an outer rotor, each having permanent magnets, wherein the permanent magnets of the inner rotor and the permanent magnets of the outer rotor are separated in an axially extending overlap region by the radial gap and wherein the permanent magnet coupling adjusting means for a Longitudinal displacement between the inner rotor and the outer rotor, to allow an adjustment of the transmittable up to a slippage of the permanent magnet coupling torque.

Wenn der Innenrotor und der Außenrotor der Synchron-Permanentmagnetkupplung die größtmögliche Überlappung aufweisen, also der Innenrotor ganz in den Außenrotor eingefahren ist, liegen sich über den Spalt jeweils einander zugeordnete Abschnitte von Innenrotor und Außenrotor gegenüber, die in der Regel um den Umfang die gleiche gerade Anzahl von Permanentmagneten mit einer sich abwechselnden Magnetisierungsrichtung aufweisen. Jedem Permanentmagneten des Innenrotors liegt dann bei der synchronen Übertragung von Drehbewegungen über den Spalt ein entgegengesetzt gepolter Permanentmagnet des Außenrotors gegenüber.If the inner rotor and the outer rotor of the synchronous permanent magnet coupling have the greatest possible overlap, that is, the inner rotor is fully retracted into the outer rotor, are located over the gap each mutually associated portions of the inner rotor and outer rotor, which are usually the same about the circumference Number of permanent magnets having an alternating direction of magnetization. Each permanent magnet of the inner rotor is then opposite to the synchronous transmission of rotational movements across the gap an oppositely poled permanent magnet of the outer rotor.

Wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dann an dem Innenrotor und entsprechend auch an dem Außenrotor von Abschnitt zu Abschnitt mit zunehmendem Durchmesser eine größere Anzahl von um den Umfang angeordneten Permanentmagneten vorgesehen ist, liegen sich bei einer Verringerung des Überlappungsbereiches durch eine Betätigung des Verstellmittels zunehmend Teilabschnitte des Innenrotors und des Außenrotors gegenüber, die eine unterschiedliche Anzahl von Permanentmagneten, also ein Belegungsverhältnis ungleich eins, aufweisen. In diesen Teilabschnitten liegt dann nicht mehr wie zuvor beschrieben jedem Permanentmagneten des Innenrotors ein entgegengesetzt gepolter Permanentmagnet des Außenrotors gegenüber. Vielmehr liegen sich in diesen Teilbereichen teils einander abstoßende und teils einander anziehende Permanentmagnete gegenüber, so dass sich die für die Drehmomentübertragung wirksamen Kräfte um den ganzen Umfang gesehen zu einem großen Teil aufheben. Entsprechend ergibt sich zusätzlich zu der Verringerung der Überlappung und der Erhöhung des radialen Spaltes bei dem Herausfahren des Innenrotors aus dem Außenrotor ein weiterer Effekt, der das maximal zu übertragende Drehmoment verringert.If, according to a preferred embodiment of the invention, then a larger number of circumferentially arranged permanent magnets is provided on the inner rotor and correspondingly also on the outer rotor from section to section with increasing diameter, are in a reduction of the overlap region by actuation of the adjusting increasingly sections the inner rotor and the outer rotor, which have a different number of permanent magnets, that is, an occupancy ratio equal to one. In these subsections is then no longer as described above each permanent magnet of the inner rotor opposite an oppositely poled permanent magnet of the outer rotor. On the contrary, in these subregions, there are partly mutually repulsive and partly attracting permanent magnets, so that the forces effective for transmitting the torque around the entire circumference cancel out to a great extent. Accordingly, in addition to the reduction of the overlap and the increase of the radial gap in the retraction of the inner rotor from the outer rotor results in a further effect that reduces the maximum torque to be transmitted.

Alternativ kann der zweite Rotor, der entweder den Innenrotor oder den Außenrotor bildet, auch ein Hysteresematerial aufweisen, welches zunächst unterhalb des maximal zu übertragenden Drehmomentes eine im Wesentlichen gleichbleibende Magnetisierung aufweist und so eine synchrone Übertragung der Drehbewegungen gewährleistet. Wie eingangs erläutert, kann bei dem Erreichen des maximal zu übertragenden Drehmomentes bei einem Durchrutschen eine Ummagnetisierung des Hysteresematerials erfolgen. Wenn der Innenrotor gegenüber dem Außenrotor ausgehend von einer maximalen Überlappung teilweise herausgefahren ist, wird üblicherweise keine vollständige Ummagnetisierung des Hysteresematerials erfolgen, wobei für das Auftreten der Ummagnetisierung das jeweils lokal vorliegende Spaltmaß ausschlaggebend ist. Während bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung als Synchron Permanentmagnetkupplung mit Permanentmagneten sowohl am Innen- als auch am Außenrotor bei einem Durchrutschen durch das Springen von Pol zu Pol Kraftspitzen auftreten, zeichnen sich Hysteresekupplungen, d. h. Permanentmagnetkupplungen, die an einem Rotor Permanentmagnete und an dem anderen Rotor Hysteresematerial aufweisen, durch ein weicheres, gleichmäßigeres Durchrutschverhalten aus.Alternatively, the second rotor, which forms either the inner rotor or the outer rotor, also have a hysteresis material, which initially has a substantially constant magnetization below the maximum torque to be transmitted and thus ensures a synchronous transmission of the rotational movements. As explained above, in the achievement of the maximum torque to be transmitted in a slipping a remagnetization of the Hysteresis material done. If the inner rotor is partially extended relative to the outer rotor, starting from a maximum overlap, then usually no complete remagnetization of the hysteresis material will take place, wherein the respective locally present gap dimension is decisive for the occurrence of the remagnetization. While occur in the previously described embodiment as a synchronous permanent magnet coupling with permanent magnets on both the inner and on the outer rotor in a slippage by jumping from pole to pole force peaks, characterized hysteresis clutches, ie permanent magnet clutches on one rotor permanent magnets and on the other rotor hysteresis material have, by a softer, more uniform slip behavior.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, an einem oder beiden Rotoren Hysteresematerial und Permanentmagnete vorzusehen. So können an einem Abschnitt des Rotors Hysteresematerial und an einem anderen Abschnitt dieses Rotors Permanentmagnete vorgesehen sein, wobei dann zweckmäßigerweise bei einer maximalen Überlappung dem Hysteresematerial stets Permanentmagnete des anderen Rotors gegenüberliegen, um das Hysteresematerial für die synchrone Übertragung von Drehbewegungen in einer definierten Weise zu magnetisieren.Within the scope of the invention, it is also possible to provide hysteresis material and permanent magnets on one or both rotors. Thus, hysteresis material can be provided on one section of the rotor and permanent magnets on another section of this rotor, wherein then, with a maximum overlap, the hysteresis material is always opposed by permanent magnets of the other rotor in order to magnetize the hysteresis material for the synchronous transmission of rotational movements in a defined manner ,

Das Hysteresematerial kann an den jeweiligen Abschnitten ohne Einschränkung als umlaufender Ring oder in Form einzelner Segmente vorgesehen sein. Es besteht auch die Möglichkeit mehr als eine sich um den Umfang erstreckende Lage von Segmenten vorzusehen.The hysteresis material may be provided at the respective sections without limitation as a circumferential ring or in the form of individual segments. It is also possible to provide more than one circumferentially extending layer of segments.

Die einzelnen einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Abschnitte sind zylinderförmig ausgebildet. Wenn die Permanentmagnete dann an den einzelnen Abschnitten auf die Mantelfläche aufgelegt werden, weisen diese zweckmäßigerweise eine in radialer Richtung verlaufende Magnetisierung auf, wobei in Umfangsrichtung gesehen aufeinanderfolgende Permanentmagnete des ersten Rotors eine jeweils entgegengesetzte Magnetisierungsrichtung aufweisen. Wenn auch der zweite Rotor Permanentmagnete aufweist, können diese auch mit einer sich abwechselnden Magnetisierungsrichtung angeordnet sein.The individual sections having a different diameter are cylindrical. If the permanent magnets are then placed on the individual sections on the lateral surface, these expediently have a running in the radial direction magnetization, seen in the circumferential direction consecutive permanent magnets of the first rotor having a respective opposite magnetization direction. Although the second rotor has permanent magnets, they may also be arranged with an alternating direction of magnetization.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Abschnitte des Innenrotors und des Außenrotors in axialer Richtung gesehen in etwa die gleiche Länge auf.According to a preferred embodiment of the invention, the sections of the inner rotor and the outer rotor seen in the axial direction in approximately the same length.

Dadurch, dass die einzelnen Abschnitte im Rahmen der Erfindung zylinderförmig ausgebildet sind, ergibt sich die Möglichkeit zur Belegung des ersten Rotors und gegebenenfalls auch des zweiten Rotors einfache standardisierte Permanentmagnete bzw. Segmente von Hysteresematerial einzusetzen. So ist bevorzugt vorgesehen, dass die an den verschiedenen Abschnitten des ersten Rotors angeordneten Permanentmagnete gleiche Abmessungen aufweisen. Dies führt auch dazu, dass an den Abschnitten bei der Zunahme des Durchmessers um den Umfang auch eine größere Zahl von Permanentmagneten vorzusehen ist, wenn eine möglichst enge Packung und damit ein möglichst großes maximal zu übertragendes Drehmoment erreicht werden soll.The fact that the individual sections are cylindrically shaped in the context of the invention, the possibility for occupancy of the first rotor and possibly also of the second rotor results in simple standardized permanent magnets or segments of hysteresis material. Thus, it is preferably provided that the permanent magnets arranged at the different sections of the first rotor have the same dimensions. This also means that a larger number of permanent magnets is to be provided at the sections with the increase of the diameter around the circumference, if the closest possible packing and thus the largest possible maximum torque to be transmitted is to be achieved.

Aufgrund der einfachen zylindrischen Form der einzelnen Abschnitte ergibt sich der Vorteil, dass die Belegung des ersten Rotors und gegebenenfalls des zweiten Rotors mit im Wesentlichen quaderförmigen Permanentmagneten erfolgen kann. Die beispielsweise durch Sintern gefertigten und gegebenenfalls auf ein vorgegebenes Maß zugeschnitten Permanentmagnete können so besonders kostengünstig und ohne Materialverluste gefertigt werden. Auch ein Rückgriff auf handelsübliche Standardmaße ist möglich, wodurch insgesamt sehr geringe Fertigungskosten auch bei kleinen Serien oder Einzelanfertigung erreicht werden.Due to the simple cylindrical shape of the individual sections, there is the advantage that the assignment of the first rotor and possibly the second rotor can be carried out with substantially parallelepiped-shaped permanent magnets. The permanent magnets produced, for example, by sintering and, if appropriate, cut to a predefined size can thus be produced in a particularly cost-effective manner and without material losses. A recourse to standard commercial dimensions is possible, which in total very low production costs are achieved even in small series or custom-made.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an dem den Innenrotor bildenden Rotor an den einzelnen Abschnitten um den Umfang jeweils zumindest 20 Permanentmagnete bzw. Segmente von Hysteresematerial angeordnet. Bei einer großen Zahl von Permanentmagneten bzw. Segmenten von Hysteresematerial um den Umfang ergibt sich der Vorteil, dass sich bei der Verwendung einfacher quaderförmiger Elemente ein gleichmäßiges Vieleck ergibt, welches sich der Kreisform annähert. Unabhängig von der jeweils vorgesehenen Anzahl von Permanent-magneten bzw. Segmenten von Hysteresematerial kann darüber hinaus noch vorgesehen sein, dass diese Elemente ihrer dem Spalt zugewandten Seite zur Anpassung an den jeweiligen Durchmesser abgerundet sind. Dazu können die Elemente, vorzugsweise nach der gemeinsamen Anordnung an dem Innenrotor bzw. Außenrotor, geschliffen werden. Wenn wie zuvor beschrieben eine Belegung mit einer großen Anzahl von Elementen vorgesehen ist, ergibt sich der Vorteil, dass durch die Annäherung an die Kreisform bei einer solchen nachträglichen Bearbeitung nur ein geringer Materialabtrag notwendig ist, wodurch die Nachbearbeitung leicht durchgeführt werden kann und nur zu einem insgesamt geringen Materialverlust führt.According to a preferred embodiment of the invention, at least 20 permanent magnets or segments of hysteresis material are respectively arranged on the individual sections around the circumference on the rotor forming the inner rotor. In the case of a large number of permanent magnets or segments of hysteresis material around the circumference, there is the advantage that the use of simple cuboidal elements results in a uniform polygon which approaches the circular shape. Regardless of the number of permanent magnets or segments of hysteresis material provided in each case, it can furthermore be provided that these elements of their side facing the gap are rounded to adapt to the respective diameter. For this purpose, the elements, preferably after the common arrangement on the inner rotor or outer rotor, are ground. If, as described above, an occupancy with a large number of elements is provided, there is the advantage that due to the approach to the circular shape in such subsequent processing only a small material removal is necessary, whereby the post-processing can be easily performed and only one overall low material loss leads.

Im Rahmen der Erfindung besteht alternativ auch die Möglichkeit die Permanentmagnete oder Segmente bei ihrer Herstellung bereits genau an einen bestimmten Durchmesser anzupassen. So können die Permanentmagnete oder Segmente eine in radialer Richtung zunehmende Breite und an ihrer dem Spalt zugewandten Seite eine dem Spaltdurchmesser entsprechende Krümmung aufweisen. Es ergibt sich im Rahmen einer solchen Ausgestaltung der Vorteil, dass die Permanentmagnete bzw. Segmente um den Umfang ohne die Bildung von üblicherweise mit Füllmaterial auszufüllenden Zwischenräumen angeordnet werden können, wodurch auch die gesamte belegte Fläche und damit das maximal zu übertragende Drehmoment erhöht werden. Eine spezielle Anpassung der Permanentmagnete oder Segmente kommt aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten insbesondere bei großen Stückzahlen in Betracht.In the context of the invention, alternatively, it is also possible to adapt the permanent magnets or segments during their production to a specific diameter. Thus, the permanent magnets or segments can have a width increasing in the radial direction and at their the side facing the gap have a curvature corresponding to the gap diameter. It results in the context of such an embodiment of the advantage that the permanent magnets or segments can be arranged around the circumference without the formation of spaces usually filled with filler, whereby the entire occupied area and thus the maximum torque to be transmitted can be increased. A special adaptation of the permanent magnets or segments comes from economic points of view, especially for large quantities into consideration.

Auf den Permanentmagneten des ersten Rotors kann eine Abdeckung aus einem nicht magnetischen Material, beispielsweise nicht magnetischen Edelstahl, vorgesehen sein. Durch diese Abdeckung können die von dem Spalt aus gesehen darunter angeordneten Permanentmagnete gehalten und geschützt werden. Auch der zweite Rotor kann mit einer entsprechenden Abdeckung versehen sein, insbesondere wenn auch dieser Permanentmagnete und/oder Hysteresematerial in Form von Segmenten aufweist.On the permanent magnet of the first rotor, a cover of a non-magnetic material, such as non-magnetic stainless steel, may be provided. By means of this cover, the permanent magnets arranged underneath the gap can be held and protected. The second rotor may also be provided with a corresponding cover, in particular if this also has permanent magnets and / or hysteresis material in the form of segments.

In an sich bekannter Weise kann in dem Spaltbereich zwischen den Rotoren ein Spalttopf vorgesehen sein, der gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend der Form der Rotoren stufenförmig auszubilden ist.In a manner known per se, a gap pot can be provided in the gap region between the rotors, which, according to the present invention, is to be step-shaped according to the shape of the rotors.

Für die Permanentmagnete können übliche Magnetwerkstoffe wie beispielsweise NdFeB, NeFeBo oder SmCo vorgesehen sein. Auch bezüglich der Materialauswahl ist es von Vorteil, dass je nach Ausgestaltung auch einfache quaderförmige Permanentmagnete eingesetzt werden können, so dass dann an das jeweilige Herstellungsverfahren keine besonderen Anforderungen zu stellen sind.Conventional magnetic materials such as NdFeB, NeFeBo or SmCo can be provided for the permanent magnets. Also with regard to the selection of materials, it is advantageous that, depending on the configuration, it is also possible to use simple cuboid permanent magnets, so that no particular requirements must be imposed on the respective production method.

Der Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:The invention will be explained below with reference to a drawing showing only one embodiment. They show schematically:

1a und 1b eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Permanentmagnetkupplung in zwei Funktionsstellungen 1a and 1b a sectional view through a permanent magnet coupling according to the invention in two functional positions

2 eine Detailansicht der 1a im Bereich eines Spaltes zwischen einem Innenrotor und einem Außenrotor der Permanentmagnetkupplung, 2 a detailed view of the 1a in the region of a gap between an inner rotor and an outer rotor of the permanent magnet coupling,

3a bis 3c Schnitte entlang den Linien A-A, B-B sowie C-C der 1a, 3a to 3c Cuts along the lines AA, BB as well as CC the 1a .

4 eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ausschnitts-weise in einer Schnittdarstellung. 4 an alternative embodiment of the invention fragmentary in a sectional view.

1a zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil einer Permanentmagnetkupplung für die synchrone Übertragung von Drehbewegungen. Die Permanentmagnetkupplung weist einen Innenrotor 1 als ersten Rotor und einen Außenrotor 2 als zweiten Rotor auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen der Innenrotor 1 und der Außenrotor 2 jeweils drei Abschnitte 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c auf, die jeweils mit Permanentmagneten 3 bzw. Hysteresematerial 4 in Form von Segmenten belegt sind. Gemäß einer alternativen, nachfolgend noch näher erläuterten Ausgestaltung können auch beide Rotoren 1, 2 mit einem Permanentmagneten 3, 3' versehen sein. 1a schematically shows a longitudinal section through a part of a permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements. The permanent magnet coupling has an inner rotor 1 as the first rotor and an outer rotor 2 as a second rotor. In the illustrated embodiment, the inner rotor 1 and the outer rotor 2 three sections each 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c on, each with permanent magnets 3 or hysteresis material 4 are occupied in the form of segments. According to an alternative, explained in more detail below embodiment, both rotors 1 . 2 with a permanent magnet 3 . 3 ' be provided.

Der Innenrotor 1 und der Außenrotor 2 sind jeweils in Längsrichtung z gesehen stufenförmig ausgebildet, wobei der Innenrotor 1 gegenüber dem Außenrotor 2 durch nicht dargestellte Verstellmittel in Längsrichtung z verschiebbar ist, wodurch eine Verstellung des bis zu einem Durchrutschen der Permanentmagnetkupplung übertragbaren Drehmomentes ermöglicht wird.The inner rotor 1 and the outer rotor 2 are each seen in the longitudinal direction z formed step-shaped, wherein the inner rotor 1 opposite the outer rotor 2 By adjusting means, not shown in the longitudinal direction z is displaceable, whereby an adjustment of the transmittable up to a slippage of the permanent magnet coupling torque is made possible.

1a zeigt den Innenrotor 1 und den Außenrotor 2 bei einer maximalen Überlappung, wobei diese Funktionsstellung einem Höchstwert des maximal zu übertragenden Drehmomentes entspricht. Den ersten Abschnitten 1a, 1b, 1c des Innenrotors 1 mit den jeweiligen Außendurchmessern Aa, Ab, Ac, liegen jeweils die Abschnitte 2a, 2b, 2c des Außenrotors 2 mit den Innendurchmessern Ia, Ib, Ic gegenüber. Zwischen den in dieser Funktionsstellung jeweils gegenüberliegenden Abschnitten 1a, 2a, 1b, 2b, 1c, 2c ist lediglich ein schmaler radialer Spalt S mit dem Spaltmaß s (s = Ia Aa) vorgesehen, der für eine verschleißfreie und berührungslose Übertragung von Drehmomenten erforderlich ist. Die einzelnen Abschnitte 1a, 1b, 1c des Innenrotors 1 und die einzelnen Abschnitte 2a, 2b, 2c des Außenrotors 2 weisen in axialer Richtung z jeweils in etwa gleiche Länge l auf. Die gesamte Überdeckung zwischen Innenrotor 1 und Außenrotor 2 beträgt damit etwa 3·l. 1a shows the inner rotor 1 and the outer rotor 2 at a maximum overlap, this functional position corresponds to a maximum value of the maximum torque to be transmitted. The first sections 1a . 1b . 1c of the inner rotor 1 with the respective outer diameters Aa, Ab, Ac, each lie the sections 2a . 2 B . 2c of the outer rotor 2 with the inside diameters Ia . ib . ic across from. Between the sections opposite each other in this functional position 1a . 2a . 1b . 2 B . 1c . 2c is only a narrow radial gap S with the gap s (s = Ia Aa), which is required for a wear-free and non-contact transmission of torques. The individual sections 1a . 1b . 1c of the inner rotor 1 and the individual sections 2a . 2 B . 2c of the outer rotor 2 each have approximately the same length l in the axial direction z. The entire overlap between inner rotor 1 and outer rotor 2 is thus about 3 · l.

1b zeigt eine zweite Funktionsstellung der Permanentmagnetkupplung, wobei der Innenrotor 1 gegenüber dem Außenrotor 2 in axialer Richtung z um die Länge der einzelnen Abschnitte I verschoben, d. h. der Innenrotor 1 aus dem Außenrotor 2 teilweise herausgefahren ist. Durch die Verschiebung des Innenrotors 1 gegenüber dem Außenrotor 2 beträgt die Überlappung nur noch 2·l, wobei eine Drehmomentübertragung im Wesentlichen nur noch zwischen jeweils zwei sich gegenüberliegenden Abschnitte 1a, 1b, 2b, 2c des Innenrotors 1 und des Außenrotors 2 erfolgt. 1b shows a second functional position of the permanent magnet coupling, wherein the inner rotor 1 opposite the outer rotor 2 in the axial direction z by the length of the individual sections I shifted, ie the inner rotor 1 from the outer rotor 2 partially drove out. By the displacement of the inner rotor 1 opposite the outer rotor 2 the overlap is only 2 · l, with a torque transfer substantially only between each two opposing sections 1a . 1b . 2 B . 2c of the inner rotor 1 and the outer rotor 2 he follows.

Zusätzlich zu der Verringerung der Überlappung liegen nun der erste Abschnitt 1a des Innenrotors 1 dem zweiten Abschnitt 2b des Außenrotors 2 sowie der zweite Abschnitt 1b des Innenrotors 1 dem dritten Abschnitt 2c des Außenrotors gegenüber, wodurch zwischen dem Innenrotor 1 und dem Außenrotor 2 in dem gesamten Überlappungsbereich ein stark erhöhtes Spaltmaß s' (s' = Ib Aa bzw. s' = Ic Ab) vorliegt. Dieses stark erhöhte Spaltmaß s' führt zu einer weiteren, sehr deutlichen Verringerung des maximal zu übertragenden Drehmomentes.In addition to the reduction in overlap, the first section now lies 1a of the inner rotor 1 the second section 2 B of the outer rotor 2 as well as the second section 1b of the inner rotor 1 the third section 2c opposite to the outer rotor, causing between the inner rotor 1 and the outer rotor 2 in the entire overlap area a greatly increased gap s '(s' = ib Aa or s' = ic Ab) is present. This greatly increased gap s' leads to a further, very significant reduction in the maximum torque to be transmitted.

Bei einer geeigneten Abstufung zwischen den einzelnen Abschnitten 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c kann erreicht werden, dass die in der 1b dargestellte Funktionsstellung in etwa der Funktionsstellung einer herkömmlichen verstellbaren Permanentmagnetkupplung entspricht, bei der der Innenrotor fast vollständig aus dem Außenrotor herausgefahren ist. Entsprechend ist der für die Einstellung des maximal zu übertragenden Drehmomentes erforderliche Verstellweg erfindungsgemäß stark reduziert, wodurch die gesamte Permanentmagnetkupplung besonders kompakt ausgeführt werden kann.With a suitable gradation between the individual sections 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c can be achieved that in the 1b shown functional position corresponds approximately to the functional position of a conventional adjustable permanent magnet coupling, in which the inner rotor is almost completely moved out of the outer rotor. Accordingly, the adjustment required for the adjustment of the maximum torque to be transmitted according to the invention is greatly reduced, whereby the entire permanent magnet coupling can be made very compact.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel mit jeweils drei Abschnitten 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c an dem Innenrotor 1 und dem Außenrotor 2 ist rein exemplarisch. Erfindungsgemäß sind zumindest zwei stufenförmig aneinander angrenzende Abschnitte an dem Innenrotor 1 und dem Außenrotor 2 vorgesehen.The illustrated embodiment with three sections 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c on the inner rotor 1 and the outer rotor 2 is purely exemplary. According to the invention, at least two stepwise adjoining sections on the inner rotor 1 and the outer rotor 2 intended.

Die 3a, 3b und 3c zeigen ausgehend von der 1a jeweils in einem Querschnitt die in der Funktionsstellung der 1a einander zugeordneten, durch den Spalt S getrennten Abschnitte 1a, 2a, 1b, 2b, 1c, 3c. Einer vergleichenden Betrachtung der 3a, 3b, 3c mit der 2 ist zu entnehmen, dass an sämtlichen Abschnitten 1a, 1b, 1c des Innenrotors 1 gleiche in etwa quaderförmige Permanentmagnete 3 angeordnet sind, so dass zur Bildung der Abschnitte 1a, 1b, 1c des Innenrotors 1 auf Standardmagnete zurückgegriffen werden kann, die kostengünstig erhältlich sind. Die Permanentmagnete 3 können beispielsweise ein Standardmaß mit einer Dicke von 3,5 mm, einer Breite von 6 mm und einer Länge von 10 mm aufweisen. Um eine Anpassung an die unterschiedlichen Außendurchmesser Aa, Ab, Ac zu ermöglichen, sind um den Umfang des ersten Abschnitts 1a des Innenrotors 1 dreißig Magnete, um den zweiten Abschnitt 1b zweiunddreißig und um den dritten Abschnitt 1c vierunddreißig Magnete angeordnet, die aufeinanderfolgend jeweils eine entgegengesetzte, in radiale Richtung r weisende Magnetisierung aufweisen.The 3a . 3b and 3c show starting from the 1a each in a cross section in the functional position of 1a mutually associated, separated by the gap S sections 1a . 2a . 1b . 2 B . 1c . 3c , A comparative consideration of 3a . 3b . 3c with the 2 it can be seen that on all sections 1a . 1b . 1c of the inner rotor 1 same in approximately cuboid permanent magnets 3 are arranged so as to form the sections 1a . 1b . 1c of the inner rotor 1 can be used on standard magnets that are available at low cost. The permanent magnets 3 For example, a standard gauge having a thickness of 3.5 mm, a width of 6 mm and a length of 10 mm may be used. In order to allow adaptation to the different outer diameter Aa, Ab, Ac, are around the circumference of the first section 1a of the inner rotor 1 thirty magnets to the second section 1b Thirty-two and around the third section 1c arranged thirty-four magnets, each successively having an opposite, in the radial direction r facing magnetization.

An den Abschnitten 2a, 2b, 2c des Außenrotors 2 sind Segmente von Hysteresematerial 4 mit gleichen Abmessungen, beispielsweise einer Dicke von 2 mm einer Breite von 4 mm und einer Länge vom 10 mm vorgesehen, wobei auch hier abhängig von dem jeweiligen Durchmesser Ia, Ib, Ic ein unterschiedliche Anzahl vorgesehen ist.At the sections 2a . 2 B . 2c of the outer rotor 2 are segments of hysteresis material 4 provided with the same dimensions, for example, a thickness of 2 mm, a width of 4 mm and a length of 10 mm, which also depends on the respective diameter Ia . ib . ic a different number is provided.

In den 3a, 3b und 3c ist des Weiteren angedeutet, dass der Innenrotor 1 einen massiven zylindrischen Träger 5 aufweisen kann, auf dem dann zur Einstellung des Außendurchmessers Ab, Ac an dem zweiten und an dem dritten Abschnitt 1b, 1c Unterlegelemente 6 angeordnet sind.In the 3a . 3b and 3c is further indicated that the inner rotor 1 a solid cylindrical carrier 5 on the then to adjust the outer diameter Ab, Ac at the second and at the third section 1b . 1c Unterlegelemente 6 are arranged.

Um eine bessere Anpassung der Permanentmagnete 3 und Segmente an den ringförmigen Spalt S zu erreichen, können diese Elemente, beispielsweise durch Schleifen an die Krümmung des Spaltes S angepasst werden. Aufgrund der Vielzahl aneinander angrenzenden Permanentmagnete 3 bzw. Segmente ist dazu nur ein vergleichsweise geringer Materialabtrag erforderlich.To better adapt the permanent magnets 3 and segments to reach the annular gap S, these elements can be adapted, for example, by grinding to the curvature of the gap S. Due to the multitude of adjacent permanent magnets 3 or segments, only a relatively small material removal is required.

Die Befestigung der Permanentmagnete 3 und Segmente von Hysteresematerial kann beispielsweise durch Klebstoff erfolgen, wobei bevorzugt auch die verbleibenden Zwischenräume ausgegossen werden. Zusätzlich oder alternativ kann an dem Innenrotor 1 und dem Außenrotor 2 an den einzelnen Abschnitten 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c auch eine exemplarisch in dem Ausführungsbeispiel der 4 dargestellte Abdeckung 7 aus einem nicht magnetischen Material vorgesehen sein, welche die Permanentmagnete 3 bzw. Segmente sowohl schützt als auch in ihrer Position hält.The attachment of the permanent magnets 3 and segments of hysteresis material can be made, for example, by adhesive, with preferably also the remaining interstices being poured out. Additionally or alternatively, on the inner rotor 1 and the outer rotor 2 at the individual sections 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c also an exemplary in the embodiment of 4 illustrated cover 7 be provided from a non-magnetic material, which the permanent magnets 3 or segments both protects and holds in position.

4 zeigt eine Ausgestaltung, bei der beide Rotoren Permanentmagnete 3, 3' aufweisen. Der Innenrotor 1 und der Außenrotor 2 weisen an den bei einer maximalen Überlappung jeweils über den Spalt S einander gegenüberliegenden Abschnitten 1a, 2a, 1b, 2b, 1c, 2c um den Umfang eine gleiche gerade Anzahl von Permanentmagneten 3, 3' auf. Bei der synchronen Übertragung von Drehbewegungen liegen so jedem Permanentmagneten 3 des Innenrotors 1 ein entgegengesetzt magnetisierter Permanentmagnet 3' des Außenrotors 2 gegenüber, so dass sich die jeweils einander gegenüberliegenden Permanentmagnete 3, 3' anziehen. 4 shows an embodiment in which both rotors permanent magnets 3 . 3 ' exhibit. The inner rotor 1 and the outer rotor 2 indicate at the maximum overlap each over the gap S opposite sections 1a . 2a . 1b . 2 B . 1c . 2c around the circumference an equal even number of permanent magnets 3 . 3 ' on. In the synchronous transmission of rotational movements are so every permanent magnet 3 of the inner rotor 1 an oppositely magnetized permanent magnet 3 ' of the outer rotor 2 opposite, so that the respectively opposite permanent magnets 3 . 3 ' attract.

In der 4 ist des Weiteren exemplarisch dargestellt, dass die Permanentmagnete 3, 3' in ihrer Form genau an den jeweiligen Durchmesser angepasst sind, wodurch Zwischenräume vermieden werden. Auf den Permanentmagneten 3, 3' sind als Schutz Abdeckungen 7 vorgesehen. In Längsrichtung z weist die Synchron-Permanentmagnetkupplung die in der 1 dargestellte Stufenform auf, wobei mit zunehmendem Durchmesser Aa, Ab, Ac, Ia, Ib, Ic an den einzelnen Abschnitten 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c um den Umfang auch eine zunehmende Anzahl von Permanentmagneten 3, 3' vorgesehen ist. Zwischen dem Innenrotor 1 und dem Außenrotor 2 ist ein Spalttopf 8 angeordnet, der gemäß der Form von Innenrotor 1 und Außenrotor 2 stufenförmig ausgebildet ist.In the 4 is further exemplified that the permanent magnets 3 . 3 ' are adapted in shape exactly to the respective diameter, whereby intermediate spaces are avoided. On the permanent magnets 3 . 3 ' are protective covers 7 intended. In the longitudinal direction z, the synchronous permanent magnet coupling in the 1 represented stepped shape, wherein with increasing diameter Aa, Ab, Ac, Ia, Ib, Ic at the individual sections 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c around the circumference also an increasing number of permanent magnets 3 . 3 ' is provided. Between the inner rotor 1 and the outer rotor 2 is a containment shell 8th arranged according to the shape of inner rotor 1 and outer rotor 2 is stepped.

Claims (12)

Permanentmagnetkupplung für die synchrone Übertragung von Drehbewegungen mit einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor, die einen Innenrotor (1) und einen Außenrotor (2) bilden, wobei der erste Rotor Permanentmagnete (3) und der zweite Rotor Permanentmagnete (3') oder/und ein Hysteresematerial (4) aufweist, wobei die Rotoren in einem sich in axialer Richtung (z) erstreckenden Überlappungsbereich durch einen radialen Spalt (S) getrennt sind und wobei die Permanentmagnetkupplung Verstellmittel für eine Längsverschiebung zwischen den Rotoren aufweist, um eine Verstellung des bis zu einem Durchrutschen der Permanentmagnetkupplung übertragbaren Drehmomentes zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren in Längsrichtung (z) gesehen stufenförmig ausgebildet sind, wobei die Rotoren jeweils zumindest einen ersten mit Permanentmagneten (3, 3') bzw. Hysteresematerial (4) versehenen Abschnitt (1a, 2a) und einen zweiten mit Permanentmagneten (3, 3') bzw. Hysteresematerial (4) versehenen Abschnitt (1b, 2b) umfassen, die einen unterschiedlichen Durchmesser (Aa, Ab, Ia, Ib,) aufweisen.Permanent magnet coupling for the synchronous transmission of rotational movements with a first rotor and a second rotor having an inner rotor ( 1 ) and an outer rotor ( 2 ), wherein the first rotor permanent magnets ( 3 ) and the second rotor permanent magnets ( 3 ' ) and / or a hysteresis material ( 4 ), wherein the rotors are separated by a radial gap (S) in an overlapping region extending in the axial direction (z), and wherein the permanent magnet coupling has adjusting means for a longitudinal displacement between the rotors, in order to be able to adjust the up to a slippage of the permanent magnet coupling To enable torque, characterized in that the rotors in the longitudinal direction (z) are formed step-shaped, wherein the rotors in each case at least a first with permanent magnets ( 3 . 3 ' ) or hysteresis material ( 4 ) ( 1a . 2a ) and a second with permanent magnets ( 3 . 3 ' ) or hysteresis material ( 4 ) ( 1b . 2 B ) having a different diameter (A a , A b , Ia . ib ,) exhibit. Permanentmagnetkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Permanentmagnete (3, 3') eine in radialer Richtung (r) verlaufende Magnetisierung aufweisen.Permanent magnet coupling according to claim 1, characterized in that all permanent magnets ( 3 . 3 ' ) have a magnetization running in the radial direction (r). Permanentmagnetkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einen unterschiedlichen Durchmesser (Aa, Ab, Ac Ia, Ib, Ic) aufweisenden Abschnitte (1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c) in axialer Richtung (z) eine gleiche Länge (l) aufweisen.Permanent magnet coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the a different diameter (A a , A b , A c Ia . ib . ic ) ( 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c ) in the axial direction (z) have an equal length (l). Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an den verschiedenen Abschnitten (1a, 1b, 1c) des ersten Rotors angeordneten Permanentmagnete (3) gleiche Abmessungen aufweisen.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at the different sections ( 1a . 1b . 1c ) of the first rotor arranged permanent magnets ( 3 ) have the same dimensions. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3) des ersten Rotors im Wesentlichen quaderförmig sind.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the permanent magnets ( 3 ) of the first rotor are substantially cuboidal. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3, 3') an ihrer dem Spalt (S) zugewandten Seite zur Anpassung an den jeweiligen Durchmesser abgerundet sind.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that the permanent magnets ( 3 . 3 ' ) are rounded at its side facing the gap (S) for adaptation to the respective diameter. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung gesehen aufeinander folgende Permanentmagnete (3) des ersten Rotors eine jeweils entgegengesetzte Magnetisierungsrichtung aufweisen.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 6, characterized in that seen in the circumferential direction successive permanent magnets ( 3 ) of the first rotor each have opposite magnetization direction. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Rotor ein Hysteresematerial (4) aufweist, welches an den Abschnitten (2a, 2b, 2c) um den Umfang in Form von einzelnen Segmenten angeordnet ist.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second rotor comprises a hysteresis material ( 4 ), which at the sections ( 2a . 2 B . 2c ) is arranged around the circumference in the form of individual segments. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrotor 1 und der Außenrotor 2 Permanentmagnete (3, 3') aufweisen, wobei die bei einer maximalen Überlappung über den Spalt (S) aneinander gegenüberliegenden Abschnitte (1a, 2a, 1b, 2b, 1c, 2c) um den Umfang die gleiche gerade Anzahl von Permanentmagneten (3, 3') aufweisen.Permanent magnet coupling according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner rotor 1 and the outer rotor 2 Permanent magnets ( 3 . 3 ' ), wherein at a maximum overlap across the gap (S) to each other opposite sections ( 1a . 2a . 1b . 2 B . 1c . 2c ) around the circumference the same even number of permanent magnets ( 3 . 3 ' ) exhibit. Permanentmagnetkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit zunehmendem Durchmesser (Aa, Ab, Ac Ia, Ib, Ic) an den Abschnitten (1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c) die Anzahl der um den Umfang angeordneten Permanentmagnete (3, 3') zunimmt.Permanent magnet coupling according to claim 9, characterized in that with increasing diameter (A a , A b , A c Ia . ib . ic ) at the sections ( 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B . 2c ) the number of circumferentially arranged permanent magnets ( 3 . 3 ' ) increases. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (3) des ersten Rotors eine nicht magnetische Abdeckung (7) aufweisen.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 10, characterized in that the permanent magnets ( 3 ) of the first rotor a non-magnetic cover ( 7 ) exhibit. Permanentmagnetkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spalt (S) ein stufenförmiger Spalttopf (8) zwischen dem Innenrotor (1) und dem Außenrotor (2) angeordnet ist.Permanent magnetic coupling according to one of claims 1 to 11, characterized in that in the gap (S) a step-shaped containment shell ( 8th ) between the inner rotor ( 1 ) and the outer rotor ( 2 ) is arranged.
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