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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, aufweisend eine Magnetkupplung mit einem ersten Kuppelpartner und einem zweiten Kuppelpartner, welche über ein einen Kuppelspalt durchsetzendes magnetisches Feld kuppelbar sind, wozu zumindest an einem Kuppelpartner eine Magnetfeldquelle angeordnet ist.
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Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der internationalen Veröffentlichung
WO 2005/091320 A1 bekannt. Die bekannte Anordnung ist mit einer Magnetkupplung ausgestattet, die einen ersten sowie einen zweiten Kuppelpartner aufweist. Die beiden Kuppelpartner sind über ein magnetisches Feld kuppelbar, wobei im vorliegenden Fall beide Kuppelpartner mit einer Magnetfeldquelle ausgestattet sind. Die bekannte Anordnung wird genutzt, um eine Bewegung von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle zu übertragen. Dabei wird die Magnetkupplung genutzt, um eine Umformung einer Bewegung vorzunehmen. Nachteilig bei der vorgeschlagenen Anordnung ist, dass die übertragbaren Kräfte zwischen den Kuppelpartnern begrenzt sind. Eine erwünschte Vergrößerung der übertragbaren Kräfte ist von einer Vergrößerung der Magnetfeldquellen und folglich der Magnetkuppelung begleitet.
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Somit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, welche es ermöglicht, eine Vergrößerung der über die Magnetkupplung übertragbaren Kräfte zu bewirken.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Magnetfeldquelle derartig gesteuert ist, dass deren magnetischer Fluss in Richtung des Kuppelspaltes gedrängt ist.
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Eine Magnetkupplung ist eine Kupplung, welche unter Nutzung von Magnetkräften eine Bewegung von einer Antriebsseite zu einer Abtriebsseite überträgt. Antriebsseitig wird eine Bewegung eingeleitet und abtriebsseitig kann eine Bewegung abgegriffen werden. Gegebenenfalls kann durch eine entsprechende Verwendung der Magnetkupplung auch eine Veränderung/Umwandlung der Charakteristik von antriebs- und abtriebsseitiger Bewegung erfolgen. Beispielsweise kann eine derartige Änderung durch ein gezieltes Blockieren eines der Kuppelpartner erzwungen werden. Die Kuppelpartner sind Baugruppen einer Magnetkupplung, zwischen welchen Magnetkräfte wirken. Zwischen den Kuppelpartnern ist ein Kuppelspalt angeordnet, über welchen Hinweg unter Nutzung von magnetischen Kräften eine Bewegung übertragbar ist. Dazu erstreckt sich ein magnetischer Fluss innerhalb bzw. durch den Kuppelspalt hindurch. Der magnetische Fluss verläuft auf geschlossenen Bahnen, welche zumindest teilweise in einem, insbesondere in beiden Kuppelpartnern geführt sind. Bevorzugt kann der magnetische Fluss in zumindest einem der Kuppelpartner gebündelt werden, so dass einem Auftreten von Streuflüssen in vom Kuppelspalt abgewandten Bereichen entgegengewirkt ist. Einer der Kuppelpartner ist üblicherweise einer Antriebsseite und der andere Kuppelpartner üblicherweise einer Abtriebsseite der Magnetkupplung zugeordnet, wobei eine Kraftübertragung über ein die Kuppelpartner zumindest abschnittsweise durchsetzendes Magnetfeld (magnetischer Fluss) erfolgt. Eine Magnetkupplung kann verschiedenartig ausgeführt sein. So kann eine Magnetkupplung beispielsweise einer Übertragung von translatorischen oder auch rotierenden Bewegungsformen usw. dienen. Um ein Magnetfeld zwischen den Kuppelpartnern auszubilden, sollte zumindest einer der Kuppelpartner, bevorzugt beide Kuppelpartner, mit einer Magnetfeldquelle ausgestattet sein. Eine Magnetfeldquelle ist beispielsweise ein Abschnitt eines Kuppelpartners, von welchem ein Magnetfeld ausgeht und ein magnetischer Fluss getrieben wird. Eine derartige Magnetfeldquelle kann beispielsweise einen Permanentmagnet oder auch mehrere Permanentmagnete aufweisen. Bei der Nutzung von Magnetfeldquellen an beiden Kuppelpartnern können die Magnetfeldquellen derart ausgerichtet sein, dass die jeweils von der jeweiligen Magnetfeldquelle ausgehenden magnetischen Felder/magnetischen Flüsse einander überlagern und ein resultierendes Magnetfeld/resultierenden magnetischen Fluss hervorrufen, welches/welcher zumindest abschnittsweise von beiden Magnetfeldquellen gespeist ist. Eine Überlagerung sollte derart erfolgen, dass eine Verstärkung des resultierenden magnetischen Flusses erfolgt. Ein verstärkender Überlagerungsbereich sollte bevorzugt durch den Kuppelspalt geführt sein. Ein magnetischer Fluss verläuft auf in sich geschlossenen Bahnen. Ein magnetischer Fluss wird von einer Magnetfeldquelle getrieben. Die Bahnen des magnetischen Flusses sollten durch ein Drängen in Richtung des Kuppelspaltes möglichst innerhalb des Kuppelpartners/der Kuppelpartner, insbesondere der Magnetfeldquelle(n) konzentriert geleitet werden. Außerhalb der Magnetfeldquellen sollte der magnetische Fluss bevorzugt den Kuppelspalt passieren. Ein Schließen der Bahnen des magnetischen Flusses, welche den Kuppelspalt passieren, sollte bevorzugt innerhalb der Kuppelpartner, insbesondere innerhalb einer Magnetfeldquelle erfolgen. Damit wird das Auftreten von Streuflüssen, die keinen Beitrag zur Kraftübertragung leisten, außerhalb der Kuppelpartner reduziert. Durch eine Steuerung des magnetischen Flusses in Richtung des jeweils anderen Kuppelpartners bzw. in Richtung des Kuppelspaltes ist die Möglichkeit gegeben, die durch das Magnetfeld der Magnetfeldquelle erzeugbare Kraftwirkung zu verstärken. Somit ist die Möglichkeit gegeben, bei kompakten Abmessungen der Kuppelpartner die zwischen diesen übertragbaren Kräfte zu erhöhen. Ein Steuern des magnetischen Flusses kann beispielsweise mittels magnetisch schirmender Elemente vorgesehen sein, so dass eine widerstandsarme Leitung des magnetischen Flusses erfolgt und bestimmte Bereiche (insbesondere vom Kuppelpartner abgewandte Bereiche) von einem magnetischen Fluss zumindest teilweise freigehalten sind und bei einem vergleichsweise geringen magnetischen Widerstand innerhalb des Schirmelementes eine Konzentrierung des magnetischen Flusses erfolgt.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass vom jeweils anderen Kuppelpartner abgewandten Bereiche der Magnetfeldquelle möglichst frei von einem magnetischen Fluss gehalten werden, wohingegen der magnetische Fluss in dem dem anderen Kuppelpartner zugewandten Bereich verstärkt wird. Ein Verlauf des magnetischen Flusses durch den Kuppelspalt zwischen den Kuppelpartnern kann derart erfolgen, dass ein Eintreten bzw. ein Austreten des magnetischen Flusses möglichst lotrecht aus/in eine den Kuppelspalt begrenzende Oberfläche eines Kuppelpartners erfolgt. Dies sollte insbesondere im eingekuppelten Fall vorliegen. Bei einem Auftreten eines Schlupfes (ein Entkuppeln wird eingeleitet) kann es zu Verzerrungen des Verlaufes des magnetischen Flusses im Kuppelspalt kommen. Ein bevorzugtes lotrechtes Ein-/Austreten des magnetischen Flusses ermöglicht, den magnetischen Fluss auf kurzem Wege den Kuppelspalt passieren zu lassen und durch die lotrechte Ausrichtung eine wirksame Kraftübertragung zu bewirken. Bevorzugt sollte der magnetische Fluss aus Polflächen einer Magnetfeldquelle ein- bzw. austreten. Dabei sollte eine in sich geschlossene Bahn eines magnetischen Flusses in/aus Polflächen ein- bzw. austreten, welche voneinander beabstandet sind. So kann zusätzlich oder alternativ das Magnetfeld bzw. der magnetische Fluss in Richtung einer Relativbewegung zwischen den Kuppelpartnern verlängert werden. Bevorzugt sollte die räumliche Erstreckung einer in sich geschlossenen Bahn in Richtung der Relativbewegung der Kuppelpartner größer sein als quer zur Richtung der Relativbewegung der Kuppelpartner. Der magnetische Fluss verläuft innerhalb des Kuppelspaltes im Wesentlichen quer zur Richtung der Relativbewegung der Kuppelpartner. Ein derartig querender Verlauf einer geschlossenen Bahn kann jeweils endseitig durch ein wesentliches lotrechtes Einleiten/Ausleiten des magnetischen Flusses in/aus Polflächen der Magnetfeldquelle(n) begrenzt sein. Im Bereich zwischen den den Kuppelspalt querenden Abschnitten einer Bahn eines magnetischen Flusses kann der magnetische Fluss parallel zu einer Relativbewegung der Kuppelpartner bevorzugt innerhalb der Kuppelpartner, insbesondere innerhalb einer Magnetfeldquelle geleitet sein. So kann zum einen eine vergrößerte Kraft übertragen werden. Zum anderen kann die Anzahl der möglichen Kuppelpositionen zwischen den Kuppelpartnern durch Variation der Anzahl der Polflächen vergrößert bzw. verringert werden. Ein Verlängern der Magnetfeldlinien des Magnetkreises in Richtung der Relativbewegbarkeit zwischen den Kuppelpartnern lässt einen vergrößerten Schlupf zwischen den Kuppelpartnern zu. Unter einem Schlupf ist im Sinne dieser Anmeldung unabhängig von der Form der relativen Bewegbarkeit zwischen den Kuppelpartnern ein beginnendes Auslenken der Kuppelpartner aus einer gekuppelten, stabilen Relativlage zu verstehen. In diesem Zustand bewirken die magnetischen Kräfte weiterhin eine Rückstellkraft zwischen den Kuppelpartnern. Die Art der relativen Bewegbarkeit kann translatorisch, rotatorisch oder anderweitig vorgesehen sein. So ist beispielsweise bei einer translatorischen Relativbewegung zwischen Kuppelpartnern bei einem Blockieren eines der Kuppelpartner ein selbständiges Zurückführen der Kuppelpartner in die Ausgangslage (ursprüngliche stabile Kuppelposition) bei einer Verlängerung des magnetischen Flusses in Translationsrichtung über einen vergrößeren Streckenabschnitt einer Relativbewegung ermöglicht. In analoger Weise ist bei einer drehbeweglichen Relativbewegbarkeit zwischen den Kuppelpartnern eine Flussverlängerung in azimutaler Richtung von Vorteil, so dass auch in diesem Fall bei einem Verdrehen der Kuppelpartner aus ihrer ursprünglichen Kuppelposition über einen größeren Winkelbereich ein selbsttätiges Rücklaufen der Kuppelpartner in die ursprüngliche, d. h. stabile Kuppelposition erfolgt. Hier entspricht ein paralleler Verlauf des Flusses zum Kuppelspalt bevorzugt innerhalb der Kuppelpartner/insbesondere innerhalb einer Magnetfeldquelle einem konzentrischen Verlauf bezüglich der relativen Drehbewegbarkeit der Kuppelpartner. In diesem Falle kann die Bahn eines Magnetflusses die Form eines Ringsektors aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass eine Steuerung durch eine Polarisierung der Magnetfeldquelle erfolgt.
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Eine Beeinflussung bzw. Verdrängung eines magnetischen Flusses kann durch eine geeignete Polarisierung der Magnetfeldquelle hervorgerufen werden. So ist es beispielsweise möglich, die Magnetfeldquelle sich räumlich erstrecken zu lassen, wobei an mehreren Positionen verschiedene Nord- und Südpole mit Polflächen innerhalb der Magnetfeldquelle positioniert sind. Durch Überlagerung von mehreren magnetischen Flüsse und eine sich einstellende Polarisierung in der Magnetfeldquelle entsteht außerhalb der Magnetfeldquelle ein magnetisches Feld, welches gegebenenfalls Maxima und Minima aufweist, wobei Maxima sich bevorzugt in Richtung des anderen Kuppelpartners (in Richtung des Kuppelspaltes) erstrecken sollten. Vorteilhafterweise kann die Magnetfeldquelle in mehrere Sektoren unterteilt sein, wobei jeder der Sektoren für sich wiederum verschiedenartig polarisiert sein kann. Im Zusammenwirken der einzelnen Sektoren ergibt sich eine einstellende überlagerte Polarisation der Magnetfeldquelle. Polflächen der Magnetfeldquelle, aus welchen ein magnetischer Fluss aus- bzw. eintritt, sollten in Richtung des Kuppelspaltes ausgerichtet sein. Polflächen sind Bereiche an einer Magnetfeldquelle, an welchen ein magnetischer Fluss aus der Magnetfeldquelle ein- bzw. austritt. Ein Ein- und Austritt erfolgt bevorzugt im Wesentlichen lotrecht zur Polfläche. Insbesondere sollten Polflächen, welche einem Aus- bzw. Eintreten einer geschlossenen Bahn eines magnetischen Flusses dienen, sich in Richtung des Kuppelpartners erstrecken. Bevorzugt sollten diese Polflächen den Kuppelspalt begrenzen. So können sowohl ein (oder mehrere) Südpole und ein (oder mehrere) Nordpole mit entsprechenden Polflächen zumindest teilweise in Richtung des Kuppelspaltes ausgerichtet sein. Polflächen, die in einer Bahn eines magnetischen Flusses liegen, sollten gleichartig orientiert angeordnet sein, so dass die Bahn innerhalb eines Kuppelpartners, insbesondere innerhalb einer Magnetfeldquelle einen im Wesentlichen U-förmigen Verlauf aufweist. Bevorzugt sollten die Polflächen im Wesentlichen parallel/tangential zur relativen Bewegbarkeit der Kuppelpartner ausgerichtet sein. An einer Magnetfeldquelle können so ein oder mehrere Sektoren gebildet sein, welche den resultierenden magnetischen Fluss in Richtung des Kuppelspaltes drängen und die vom Kuppelspalt abgewandte Seite der Magnetfeldquelle von einem magnetischen Fluss freihalten bzw. den magnetischen Fluss dort reduzieren. Ein magnetischer Fluss kann in einer Magnetfeldquelle beispielsweise im Wesentlichen hufeisenartig gekrümmt verlaufen, wobei die stirnseitigen Polflächen von Nord- und Südpol in Richtung des Kuppelspaltes gerichtet sind. In Richtung der Relativbewegung zwischen den Kuppelpartnern können auch mehrere in sich geschlossene Bahnen von magnetischen Flüssen aufeinanderfolgend angeordnet sein. Polflächen, welche den magnetischen Fluss einer geschlossenen Bahn führen, sollten beabstandet zueinander angeordnet sein und nicht unmittelbar zueinander benachbart liegen. Eine Beabstandung in Richtung einer Relativbewegbarkeit der Kuppelpartner ermöglicht eine Verlängerung der Bahnen des magnetischen Flusses in Richtung der Relativbewegbarkeit zwischen den Kuppelpartnern.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Magnetfeldquelle mehrere aufeinander abfolgende Sektoren aufweist, die voneinander abweichende Magnetisierungsrichtungen aufweisen.
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Bei einer Unterteilung der Magnetfeldquelle in mehrere Sektoren besteht die Möglichkeit, zumindest einen ersten sowie einen zweiten Sektor mit voneinander abweichende Magnetisierungsrichtungen anzuordnen. Eine Magnetisierungsrichtung bezieht sich dabei auf magnetische Sektoren, die Quelle eines magnetischen Flusses sind, wobei im Zusammenwirken der beiden magnetischen Sektoren sich ein resultierendes Magnetfeld mit resultierendem magnetischen Fluss der Magnetfeldquelle einstellt. Bezüglich der Magnetisierungsrichtung wird im Sinne dieses Dokumentes der Verlauf des magnetischen Flusses im Inneren der Sektoren angesehen, d. h. innerhalb eines feststofflichen Sektors. Der zwischen einem Südpol und einem Nordpol verlaufende magnetische Fluss im Inneren des Sektors legt die Magnetisierungsrichtung des jeweiligen Sektors fest. Die Aufeinanderfolge von Sektoren ist dabei bezüglich der relativen Bewegbarkeit der Kuppelpartner zueinander definiert. Beispielsweise ist eine Abfolge bzw. eine Richtung einer Abfolge von mehreren Sektoren einer Magnetfeldquelle bei einer translatorischen Relativbewegbarkeit der Kuppelpartner zueinander in Richtung der Relativbewegbarkeit zu sehen. Bei einer Drehbewegung der Kuppelpartner zueinander ist die Abfolge der Sektoren in Richtung der sich ergebenden relativen Drehbewegbarkeit zwischen den beiden Kuppelpartnern zu sehen.
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Bevorzugt sollten Sektoren abweichende Winkellagen ihrer Magnetisierungsrichtungen aufweisen, die kleiner als 180° sind. Ein derartiges Verkippen der Magnetisierungsrichtung sollte insbesondere bei unmittelbar aneinandergrenzenden Sektoren von einem Winkel kleiner 180° erfolgen. Ein Verkippen sollte bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene erfolgen. Die gemeinsame Ebene kann beispielsweise lotrecht zu einer Drehachse der Relativbewegbarkeit der Kuppelpartner liegen. Die Sektoren mit voneinander abweichenden Magnetisierungsrichtungen können dabei derart angeordnet sein, dass sie in der Abfolge unmittelbar aufeinander folgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen den Sektoren mit unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung auch ein oder mehrere weitere Sektoren der Magnetfeldquelle positioniert sind, welche ein unmittelbares Aneinanderstoßen der Sektoren mit abweichenden Magnetisierungsrichtungen verhindern. Durch ein Abweichen der Magnetisierungsrichtungen im Verlauf der Relativbewegung ist die Möglichkeit gegeben, Polflächen der Magnetfeldquelle, an welchen ein magnetischer Fluss aus- bzw. eintritt in Richtung der Relativbewegung voneinander zu entfernen. So können Bahnen eines magnetischen Flusses in Richtung der Relativbewegung verlängert werden. So kann ein vergrößerter Schlupf zwischen dem Kuppelpartnern zugelassen werden.
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Ein Sektor ist ein Abschnitt innerhalb der Magnetfeldquelle, welcher selbst magnetisch ist oder einen magentischen Fluss (z. B. Jochsektor) konzentriert. Bevorzugt sollte ein Sektor ein Permanentmagnet sein, welcher in seinem Inneren eine Magnetisierungsrichtung aufweist, wobei die Magnetisierungsrichtungen der einzelnen Sektoren untereinander in einer bestimmten Ausrichtung zueinander stehen, um ein von der Magnetfeldquelle ausgehenden resultierenden magnetischen Fluss zu steuern.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zwischen einem ersten und einem zweiten Sektor mit parallel oder/und radial ausgerichteten Magnetisierungsrichtungen zumindest ein den ersten und den zweiten Sektor magnetisch verbindender magnetflussleitender Sektor angeordnet ist.
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Bei der Verwendung eines ersten sowie eines zweiten Sektors mit parallel bzw. radial ausgerichteten Magnetisierungsrichtungen kann der Fall auftreten, dass die Magnetisierungsrichtungen mit dem gleichen Richtungssinn versehen sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Magnetisierungsrichtungen zwar gleichgerichtet sind, jedoch einen abweichenden Richtungssinn aufweisen. So ist beispielsweise eine antiparallele Ausrichtung von Magnetisierungsrichtungen vorstellbar. Bei einer radialen Ausrichtung der Magnetisierungsrichtung ist eine radiale Lage der Magnetisierungsrichtungen möglich, wobei auch eine gegensinnige Flussrichtung des Magnetflusses auftreten kann. Durch eine Anordnung eines magnetflussleitenden Sektors zwischen dem ersten und dem zweiten Sektor ist die Möglichkeit geschaffen, die Polarisierung der Magnetfeldquelle derart zu beeinflussen, dass der magnetische Fluss in Richtung der Relativbewegung zwischen dem ersten Kuppelpartner und dem zweiten Kuppelpartner verlängert wird. Der magnetflussleitende Sektor kann den magnetischen Fluss bündeln bzw. konzentrieren. So kann beispielsweise ein paralleler Verlauf des magnetischen Flusses in Richtung der Relativbewegbarkeit der Kuppelpartner innerhalb der Kuppelpartner, insbesondere innerhalb der Magnetfeldquelle geführt werden. Dadurch kann ein vergrößerter Schlupf zwischen den Kuppelpartnern zugelassen werden. Somit kann einerseits eine Drängung des Magnetfeldes in Richtung des Kuppelspaltes zu dem anderen Kuppelpartner hervorgerufen werden und dadurch eine Vergrößerung der übertragbaren Kuppelkräfte erzielt werden. Andererseits können über den magnetflussleitenden Sektor von dem Kuppelspalt abgewandte Feldlinienverläufe in der Magnetfeldquelle kanalisiert werden und so eine Verstärkung und Asymmetrierung des resultierenden magnetischen Flusses (insbesondere über und in dem Kuppelspalt) bewirkt werden. Der magnetflussleitende Sektor kann beispielsweise ein ferromagnetisches Material (Jochsektor) sein. Es kann jedoch auch sein, dass der magnetflussleitende Sektor selbst magnetisch ist (Sektor mit Magnetisierungsrichtung) und den magnetischen Fluss zusätzlich neben dem ersten und dem zweiten Sektor treibt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zwischen einem ersten und einem zweiten Sektor mit parallel oder/und radial ausgerichteten Magnetisierungsrichtungen zumindest ein dritter Sektor mit im Wesentlichen quer orientierter Magnetisierungsrichtung angeordnet ist.
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Sieht man zwischen dem ersten und dem zweiten Sektor einen dritten Sektor vor, mit im Wesentlichen quer orientierter Magnetisierungsrichtung (bezüglich der Magnetisierungsrichtungen von erstem und/oder zweitem Sektor), so wird der Verlauf des magnetischen Flusses außerhalb der Magnetfeldquelle derart beeinflusst, dass Anteile des von der Magnetfeldquelle ausgehenden magnetischen Flusses in bestimmten Bereichen reduziert werden. Diese Bereiche sollten bevorzugt dort liegen, wo keine Kraftübertragung zwischen den Kuppelpartnern stattfindet, also in den vom Kuppelspalt abgewandten Bereichen der Kuppelpartner. Andere Bereiche hingegen erfahren eine Verstärkung der Magnetkraft bzw. des magnetischen Flusses. Diese Bereiche sollten sich bevorzugt in Richtung des anderen Kuppelpartners bzw. in Richtung des Kuppelspaltes erstrecken, um die übertragbaren Kräfte zwischen den Kuppelpartnern weiter zu erhöhen. Eine Querorientierung einer Magnetisierung dient einem Drängen des Verlaufes des in sich geschlossen umlaufenden magnetischen Flusses in Richtung des Kuppelspaltes. Der magnetische Fluss wird bevorzugt innerhalb der Kuppelpartner/der Magnetfeldquelle(n) geführt und passiert den Kuppelspalt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Magnetisierungsrichtung in der Abfolge der Sektoren um einen Drehwinkel kleiner 180° zwischen benachbarten Sektoren insbesondere rotierend wechselt.
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Eine Abfolge von Sektoren kann in einer größeren Anzahl von Sektoren vorgesehen sein, wobei die Abfolge wiederum in der Richtung definiert ist, in welcher eine Relativbewegung zwischen den beiden Kuppelpartnern möglich ist. Dabei sollte zwischen benachbarten Sektoren, d. h. zwischen Sektoren, die aneinandergrenzen, ein Verkippen der jeweiligen Magnetisierungsrichtung um einen Winkel kleiner als 180° vorgesehen sein. Bevorzugt sollte ein gleichmäßiges Rotieren der Magnetisierungsrichtungen zwischen benachbarten Sektoren einer Abfolge von Sektoren erfolgen, so dass sich bevorzugt nach einer bestimmten Anzahl von Sektoren in Abhängigkeit des gewählten Drehwinkels eine erneute Wiederholung der Änderung von Magnetisierungsrichtungen aufeinanderfolgender Sektoren ergibt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Rotation der Magnetisierungsrichtungen um einen Drehwinkel von ca. 90° erfolgt, so dass mit einer Abfolge von vier aufeinanderfolgenden Sektoren sich ein Wiederholen einer Sequenz einer Änderung von Magnetisierungsrichtungen einstellt. In einer Magnetfeldquelle können mehrere Sequenzen in einer Abfolge angeordnet sein. Bei einer ringförmig in sich geschlossen umlaufenden Magnetfeldquelle kann im Umlauf eine endlose Abfolge sich wiederholender Rotationssequenzen der Magnetisierungsrichtungen vorgesehen sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kuppelpartner relativ zueinander drehbar angeordnet sind.
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Durch eine relative Drehbarkeit der Kuppelpartner ist es möglich, zwischen den Kuppelpartnern einerseits eine Drehbewegung zu übertragen, wobei bevorzugt ein Schlupf nahe Null bei der Übertragung einer Drehbewegung in der Magnetkupplung auftritt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beispielsweise durch Blockieren eines der Kuppelpartner insbesondere auf der Abtriebsseite der Anordnung ein Schlupf entsteht und sich gegebenenfalls eine Neupaarung der Kuppelpartner einstellt. Ein derartiges Blockieren kann beispielsweise unerwünscht sein oder auch gezielt eingeleitet werden. Beispielsweise kann ein Anschlag vorgesehen sein, um den abtriebsseitigen Kuppelpartner zu blockieren und gezielt einen Schlupf zwischen den Kuppelpartnern hervorzurufen. Mit einem Voranschreiten der Drehbewegung des antriebsseitigen Kuppelpartners kann mit Überschreiten eines sogenannten Totpunktes zwischen den beiden Kuppelpartnern eine Umkehr der Drehrichtung der abtriebsseitigen Kuppelpartner erfolgen. Dies erfolgt sprungartig in dem Bestreben, wieder eine stabile, d. h. schlupffreie Kuppellage zwischen den Kuppelpartnern unter Nutzung des Magnetfeldes herzustellen. Vorteilhafterweise erstreckt sich eine Magnetfeldquelle gekrümmt auf einem Umlauf, an zumindest einem, insbesondere an beiden Kuppelpartnern. Bei einer Ausstattung beider Kuppelpartner mit je einer Magnetfeldquelle sollten diese einander zugewandte Polflächen aufweisen, in welchen Magnetfeldlinien bzw. der magnetische Fluss aus- bzw. eintritt, wobei ein Kuppelspalt zumindest abschnittsweise zwischen Polflächen der Magnetfeldquelle bzw. der Magnetfeldquellen angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine verlustarme Leitung des magnetischen Flusses innerhalb der Magnetfeldquelle erzielbar ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Sektoren der Magnetfeldquelle auf einer azimutalen Bahn, insbesondere in sich geschlossen aufeinander abfolgen.
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Eine azimutale Bahn, insbesondere eine in sich geschlossen umlaufende Bahn weist den Vorteil auf, dass eine Drehbewegung in einfacher Form über die Magnetkupplung übertragbar ist. Die azimutale Bahn kann beispielsweise eine Kreisbahn sein, längs welcher sich eine Magnetfeldquelle erstreckt. Die Magnetfeldquelle kann dabei in sich geschlossen auf der Bahn umlaufen und dabei insbesondere eine Abfolge verschiedener Sektoren aufweisen, wobei Sektoren unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen aufweisen können. Dabei sollte ein zyklisches Wechseln der Magnetisierungsrichtungen der Sektoren (bezüglich der Richtung der Abfolge von Sektoren) vorgesehen sein, wobei in geschlossenem Umlauf insbesondere gleichartige Sequenzen von Sektoren mit zyklisch wechselnden Magnetisierungsrichtungen aufeinander abfolgen können.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Kuppelpartner koaxial zueinander ausgerichtet sind.
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Eine koaxiale Ausrichtung der Kuppelpartner ermöglicht es, eine Drehbewegung in einfacher Weise zu übertragen, wobei Polflächen der Magnetfeldquellen einander möglichst großflächig überdecken. Vorteilhafterweise sollte bei einer Verwendung bzw. Anordnung der Magnetfeldquelle(n) auf einer azimutalen Bahn eine Überdeckung der Polflächen zwischen den Kuppelpartnern unabhängig von der Relativlage der Kuppelpartner vorgesehen sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Kuppelpartner einander zumindest teilweise umgreifen.
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Durch ein teilweises Umgreifen der Kuppelpartner kann die zur Verfügung stehende Fläche an der Magnetfeldquelle zur Anordnung von Polflächen vergrößert werden. Die Kuppelpartner können mit ihren Drehachsen koaxial ausgerichtet sein. Vorteilhaft kann ein Kuppelpartner den anderen Kuppelpartner überlappen, so dass eine radiale Überdeckung vorliegt. Bevorzugt können bei einem zumindest teilweisen Umgreifen der Kuppelpartner die Polflächen einer Magnetfeldquelle (innen)mantelseitig an einem zylindrischen, insbesondere hohlzylindrischen Kuppelpartner liegen. Der entsprechend gegengleich ausgestaltete Kuppelpartner kann eine korrespondierende Magnetfeldquelle an einer (außen)mantelseitigen Fläche bei einer zylindrischen Struktur aufweisen. Die Polflächen der Kuppelpartner sollten einander zugewandt sein und bevorzugt den Kuppelspalt begrenzen. Polflächen können beispielsweise innen- bzw. außenmantelseitig an einem Zylinder bzw. Hohlzylinder angeordnet sein. Vorteilhafterweise sollten die Kuppelpartner rotationssymmetrisch aufgebaut sein. Eine Nutzung von Innen- bzw. Außenmantelflächen eines Kuppelpartners und ein Umgreifen derselben weist den Vorteil auf, dass bei konstantem Umfang durch Variation der Erstreckung in Richtung der Drehachse der Kuppelpartner die zur Kraftübertragung nutzbaren Polflächen der Magnetfeldquelle(n) vergrößert werden können.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Anordnung aufweisend eine Magnetkupplung anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine über die Magnetkupplung übertragene Bewegung zum Antrieb eines bewegbaren Kontaktstückes einer elektrischen Schalteinrichtung dient.
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Eine Magnetkupplung dient bevorzugt einer annähernd schlupffreien Übertragung einer Bewegung zwischen erstem Kuppelpartner und zweitem Kuppelpartner. Dabei erfolgt eine synchrone Übertragung einer Bewegung an der Magnetkupplung. Die Magnetkupplung kann jedoch auch genutzt werden, um eine sprungartige Bewegung zu erzeugen, wobei eine antreibende Bewegung beispielsweise gleichmäßig kontinuierlich erfolgt. Der Bewegungsbereich des abtreibenden Kuppelpartners kann eingeschränkt werden. Beispielsweise kann der abtriebsseitige Kuppelpartner bei einer relativen Drehbewegbarkeit der Kuppelpartner zueinander in einem Drehwinkel mit einem Betrag, welcher durch 5 oder 10 teilbar ist (z. B. 180°, 90°, 60°, 45°, 40°, 35° etc.), bevorzugt wenige Grade unter den ganzzahligen Teilern, in seiner Bewegbarkeit eingeschränkt werden. Insbesondere kann der Drehwinkel um wenige Grade gegenüber vorstehendem Beispiel verringert festgelegt werden. Eine Bewegungseinschränkung kann beispielsweise mittels Anschlägen erfolgen. Eine Bewegung des antreibenden Kuppelpartners kann auch bei Anliegen des abtriebsseitigen Kuppelpartners an einen Anschlag weiter fortschreiten. So wird durch eine treibende Bewegung mit Erreichen des Anschlages des abtriebsseitigen Kuppelpartners ein Auskuppeln der Magnetkupplung erzwungen, wobei bis zu einem Erreichen eines Totpunktes eine Lagefixierung des abtriebsseitigen Kuppelpartners unter Nutzung der Magnetkräfte zum Anpressen desselben an einen Anschlag erfolgt. Mit Überschreiten des Totpunktes bzw. Erreichen des Totpunktes ziehen sich die Kuppelpartner der Magnetkupplung in eine neue Kupplungspaarung hinein (maximal zulässiger Schlupf zwischen den Kuppelpartnern erreicht), wobei es zu einer (Dreh)Richtungsumkehr der Relativbewegung zwischen den Kuppelpartnern kommt. Dieses Umspringen und erneute Einkuppeln der Kuppelpartner erfolgt schlagartig. Dieses schlagartige Umspringen wiederum kann mittels eines zweiten Anschlages begrenzt werden, so dass einerseits am antreibenden Kuppelpartner eine kontinuierliche Bewegung auftreten kann, welche am abtreibenden Kuppelpartner in eine diskontinuierliche sprungartige Bewegung gewandelt wird, wobei dazu ein gezieltes Blockieren der freien Bewegbarkeit des abtreibenden Kuppelpartners vorgesehen ist. Zum Begrenzen der Bewegbarkeit des abtriebsseitigen Kuppelpartners können beispielsweise Anschläge eingesetzt werden. Vorteilhafterweise sollten die Anschläge dämpfend wirken, so dass einer mechanisch nachteiligen Beeinflussung der Magnetkupplung entgegengewirkt ist. Ein so gedämpftes Anschlagen wirkt weiterhin einem Entmagnetisieren gegebenenfalls an den Kuppelpartnern vorhandener Permanentmagnete einer Magnetfeldquelle entgegen. So kann eine Magnetfeldquelle auch nach häufigen Operationen der Anordnung ihre vorteilhafte Polarisierung beibehalten.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigt die
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1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit Magnetkupplung, die
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2 eine stirnseitige Ansicht der Magnetkupplung in einer Ausschaltposition, die
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3 die stirnseitige Ansicht der Magnetkupplung in einem Totpunkt, d. h. während eines sprungartigen Umschlagens und die
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4 eine Lage der Magnetkupplung in einer Einschaltposition.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit Magnetkupplung 1. Die Magnetkupplung 1 weist einen ersten Kuppelpartner 2 sowie einen zweiten Kuppelpartner 3 auf. Vorliegend wirkt der erste Kuppelpartner 2 als antreibender Kuppelpartner 2, wohingegen der zweite Kuppelpartner 3 als abtreibender Kuppelpartner 3 wirkt. Die beiden Kuppelpartner 2, 3 sind drehbeweglich gelagert und koaxial zueinander ausgerichtet. Der erste Kuppelpartner 2 ist mit einer antreibenden Welle 4 verbunden. Der zweite Kuppelpartner 3 ist mit einer abtreibenden Welle 5 verbunden. An der antreibenden Welle 4 ist eine Antriebskurbel 6 angeordnet. Mittels der Antriebskurbel 6 ist eine Bewegung der antreibenden Welle 4 initiierbar. Beispielhaft ist in der 1 dazu ein Motor symbolisiert, welcher beispielsweise als Linearantrieb wirken kann und eine Linearbewegung auf die Antriebskurbel 6 abgibt, wobei die Antriebskurbel 6 aufgrund ihrer winkelstarren Verbindung mit der antreibenden Welle 4 die Linearbewegung in eine Drehbewegung der antreibenden Welle 4 wandelt.
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Der erste Kuppelpartner 2 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet, wobei in der Hohlzylinderwand eine erste Magnetfeldquelle 7 angeordnet ist. Die erste Magnetfeldquelle 7 weist Polflächen auf, die innenmantelseitig an der Hohlzylinderwand angeordnet sind und jeweils einen Abschnitt einer Mantelfläche eines Kreiszylinders bilden. Der zweite Kuppelpartner 3 ist zylindrisch ausgeführt und weist eine zweite Magnetfeldquelle 8 auf. Diese zweite Magnetfeldquelle 8 weist Polflächen auf, die außenmantelseitig an einem Kreiszylinder angeordnet ist. In der 1 sind die beiden Kuppelpartner 2, 3 beabstandet zueinander dargestellt. Im betriebsfähigen Zustand umgreift der erste Kuppelpartner 2 den zweiten Kuppelpartner 3 außenmantelseitig. Das heißt, die koaxial zueinander ausgerichteten Kuppelpartner 2, 3 überdecken einander in radialer Richtung. So ist zwischen den Polflächen vom ersten und zweiten Kuppelpartner 2, 3 ein ringförmiger Kuppelspalt 9 angeordnet. Polflächen sind die Bereiche an den Magnetfeldquellen 7, 8, an welchen ein magnetischer Fluss aus der jeweiligen Magnetfeldquelle 7, 8 ein- bzw. austritt. Ein Ein- und Austritt erfolgt bevorzugt im Wesentlichen lotrecht zur Polfläche.
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Dem zweiten Kuppelpartner 3 ist die abtreibende Welle 5 zugeordnet, wobei an der abtreibenden Welle 5 ein Kurbelarm 10 angeordnet ist. Der Kurbelarm 10 dient einem Abgreifen einer Drehbewegung der abtreibenden Welle 5. Beispielhaft ist in der 1 eine Verbindung des Kurbelarmes 10 schematisch mit einem bewegbaren Kontaktstück 11 einer elektrischen Schalteinrichtung 12 dargestellt. Die Drehbewegbarkeit der abtreibenden Welle 5 ist durch einen ersten Anschlag 13 sowie einen zweiten Anschlag 14 eingeschränkt. Der erste Anschlag 13 sowie der zweite Anschlag 14 liegen in einer Schwenkebene des Kurbelarmes 10, so dass der Kurbelarm 10 bei einer Drehung der abtreibenden Welle 5 in Abhängigkeit des Richtungssinns der Drehbewegung gegen den ersten bzw. zweiten Anschlag 13, 14 schlägt. Durch die Anschläge 13, 14 ist die freie Drehbarkeit der abtreibenden Welle 5 sowie des zweiten Kuppelpartners 3 eingeschränkt. Die beiden Anschläge 13, 14 sind im Wesentlichen gleichartig ausgebildet, wobei diese ortsfest positioniert sind und ihrerseits elastisch verformbar sind. Durch die elastische Verformbarkeit der Anschläge 13, 14 erfolgt ein mechanischer Schutz des zweiten Kuppelpartners 3. Die Lage der Anschläge 13, 14 ist dabei derart gewählt, dass bei einem Anliegen des Kurbelarmes 10 am ersten Anschlag 13 die elektrische Schalteinrichtung 12 in ihrer Ausschaltstellung befindlich ist, d. h. das bewegbare Kontaktstück 11 ist von einem Gegenkontaktstück getrennt. Es besteht eine elektrisch isolierende Strecke an der elektrischen Schalteinrichtung 12. Bei einem Anliegen des Kurbelarmes 10 am zweiten Anschlag 14 liegt eine Kontaktierung des bewegbaren Kontaktstückes 11 mit dem Gegenkontaktstück vor, so dass die elektrische Schalteinrichtung 12 im eingeschalteten Zustand befindlich ist.
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In der 2 ist eine stirnseitige Ansicht der Magnetkupplung 1 gezeigt, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich Teile der in 1 gezeigten Anordnung dargestellt sind. Auf eine Darstellung der weiteren Teile der kinematischen Kette, in welche die Magnetkupplung 1 eingebunden ist, wird aus Übersichtlichkeitsgründen in den 2, 3 und 4 verzichtet. In der 2 ist die Magnetkupplung 1 im betriebsfähigen Zustand dargestellt. Das heißt, der zweite Kuppelpartner 3 ragt in dem ersten Kuppelpartner 2 hinein, zwischen den beiden Kuppelpartnern 2, 3 ist ein ringförmiger, insbesondere hohlzylindrischer Kuppelspalt 9 gebildet. Der Kurbelarm 10 liegt am ersten Anschlag 13 an (entspricht der Darstellung der 1). In der 2 ist symbolhaft die Aufteilung der ersten Magnetfeldquelle 7 in mehrere Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ dargestellt. Vorliegend sind die einzelnen Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ mit einem im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt ausgebildet, wobei jeder der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ zylindrisch ausgebildet ist und die einzelnen Zylinderachsen parallel zur Drehachse des ersten Kuppelpartners 2 ausgerichtet sind, so dass mit Zusammensetzen der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ ein Zylinder mit kreisringförmigem Querschnitt entsteht. Neben einer idealen Kreisringform kann auch vorgesehen sein, dass ein vieleckiger Querschnitt an der ersten Magnetfeldquelle 7, welche die Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ aufweist, gebildet ist. Die Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ weisen jeweils den gleichen Querschnitt auf. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einzelne Sektoren gegenüber anderen Sektoren verkleinerte Querschnitte aufweisen. Beispielsweise können Polflächen tragende Sektoren 15a, 15d, 15a‘, 15d‘ im Vergleich zu zwischen diesen liegenden Sektoren 15b, 15c, 15e, 15f, 15b‘, 15c‘, 15e‘, 15f‘ einen größeren Querschnitt aufweisen. Die Polflächen der ersten Magnetfeldquelle 7 sind Sektoren 15a, 15d; 15a‘, 15d‘ der ersten Magnetfeldquelle 7 innenmantelseitig angeordnet. Die Sektoren 15a, 15d; 15a‘, 15d‘, welche die Polflächen tragen, weisen jeweils eine Magnetisierungsrichtung auf, welche radial zur Drehachse ausgerichtet ist. In analoger Weise kann auch die zweite Magnetfeldquelle 8 des zweiten Kuppelpartners 3 ausgebildet sein. Die Magnetisierungsrichtung der einzelnen Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ ist dabei derart gewählt, dass in einer Abfolge der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ in Richtung der Relativbewegbarkeit der Kuppelpartner 2, 3 ein zyklisches Verkippen der Magnetisierungsrichtungen der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ vorliegt. In einem Umlauf können mehrere gleichartige (aufeinander wiederkehrende) Sequenzen von Änderungen der Magnetisierungsrichtung aufeinanderfolgen. Wie zu erkennen ist, existieren Magnetisierungsrichtungen im Inneren der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ (angedeutet durch die Pfeile), welche zum einen radial ausgerichtet sind und dabei gleichsinnig oder gegensinnig magnetisiert sind. In zwischen den Sektoren 15a, 15d; 15a‘, 15d‘, welche eine radial ausgerichtete Magnetisierung aufweisen, angeordneten Sektoren 15b, 15c, 15e, 15f; 15b‘, 15c‘, 15e‘, 15f‘ wird ein magnetischer Fluss im Wesentlichen konzentriert und im Wesentlichen in Umfangsrichtung der relativen Bewegungsbahn des ersten Kuppelpartners 2 geleitet. So weist ein magnetischer Fluss innerhalb des ersten Kuppelpartners 2 insbesondere innerhalb der ersten Magnetfeldquelle 7 einen im Wesentlichen U-förmigen Verlauf auf. In Umfangsrichtung verlaufend ist ein Rotieren der Magnetisierungsrichtung in den einzelnen Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ vorgesehen, wobei von Sektor zu Sektor ein Verkippen um einen Drehwinkel von ca. 90° vorgesehen ist. Sämtliche Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ sind als Dauermagnete ausgeführt, so dass jeder der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ einen Anteil zur Erzeugung eines resultierenden magnetischen Flusses der ersten Magnetfeldquelle 7 beiträgt. In der Ansicht der 2 ist beispielhaft der Flussverlauf des resultierenden Magnetfeldes punktiert markiert. Zu erkennen ist, dass der jeweilige Magnetfluss, welcher sich resultierend einstellt, in Richtung des Kuppelspaltes 9 gedrängt ist und den Kuppelspalt 9 durchsetzt. Dabei ist auf Grund des Änderns der Magnetisierungsrichtungen der Sektoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f; 15a‘, 15b‘, 15c‘, 15d‘, 15e‘, 15f‘ der beiden Kuppelpartner 2, 3 eine Verlängerung des Bahnverlaufes der geschlossenen magnetischen Flusslinien erreicht. Des Weiteren sind durch die Verdrängung des magnetischen Flusses in Richtung des Kuppelspaltes 9 die übertragbaren Kuppelkräfte zwischen den Kuppelpartnern 2, 3 verstärkt. An den von den Polflächen der ersten Magnetfeldquelle 7 abgewandten Bereichen ist einem Austreten der Magnetfeldlinien bzw. des magnetischen Flusses entgegengewirkt, da der magnetische Fluss dort bevorzugt innerhalb der zwischen den radiale Magnetisierungsrichtungen aufweisenden Sektoren 15a, 15d,; 15a‘, 15d‘ liegenden Sektoren 15b, 15c, 15e, 15f; 15b‘, 15c‘, 15e‘, 15f‘ der ersten Magnetfeldquelle 7 geleitet ist. Somit sind Verluste des magnetischen Flusses im von dem Kuppelspalt 9 abgewandten Bereich der ersten Magnetfeldquelle 7 reduziert.
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Eine Segmentierung der zweiten Magnetfeldquelle 8 erfolgt in analoger Weise, wobei die einzelnen Sektoren derart orientiert sind, dass die Magnetisierungsrichtungen eine Verlagerung des magnetischen Flusses in Richtung des Kuppelspaltes 9 bewirken. Das heißt, der erste Kuppelpartner 2 mit der dort angeordneten ersten Magnetfeldquelle 7 weist eine positive Magnetisierung auf, wobei der zweite Kuppelpartner 3 mit der dort angeordneten zweiten Magnetfeldquelle 8 eine negative Magnetisierung aufweist. So wird sichergestellt, dass die von der ersten und der zweiten Magnetfeldquelle 7, 8 ausgehenden, magnetischen Flüsse sich überlagern und eine Kraftverstärkung hervorbringen. In Umfangsrichtung verlaufend ist ein Rotieren der Magnetisierungsrichtungen in den einzelnen Sektoren der zweiten Magnetfeldquelle 8 um ca. 30° von Sektor zu Sektor vorgesehen. Der sich einstellende überlagerte Fluss wird von der ersten und zweiten Magnetfeldquelle 7, 8 gespeist. Die geschlossenen Bahnen des magnetischen Flusses verlaufen innerhalb der ersten und der zweiten Magnetfeldquelle 7, 8 wobei ein Passieren des Kuppelspaltes 9 erfolgt. Ein Ein- und Austreten des magnetischen Flusses erfolgt bevorzugt im Wesentlichen lotrecht zu den Polflächen der Magnetfeldquellen 7, 8. Im stabil eingekuppelten (schlupffreien) Zustand der Kuppelpartner 2, 3 passieren die magnetischen Flüsse den Kuppelspalt 9 im Wesentlichen in radialen Richtungen.
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Bei einer Bewegung der Antriebskurbel 6 im Uhrzeigersinn und einer damit folgenden Rotation des ersten Kuppelpartners 2 wird auf Grund der über den Kuppelspalt 9 bestehenden Magnetkräfte zwischen den beiden Magnetquellen 7, 8 der Kurbelarme 10 gegen den ersten Anschlag 13 gepresst. Die zweite Magnetfeldquelle 8 bzw. der zweite Kuppelpartner 3 ist blockiert. Mit Voranschreiten der Drehbewegung des ersten Kuppelpartners 2 tritt ein Schlupf zwischen den beiden Kuppelpartnern 2, 3 auf, wobei auf Grund der bestehenden Kraftwirkung zwischen den Magnetfeldquellen 7, 8 weiter ein Anpressen des Kurbelarmes 10 gegen den ersten Anschlag 13 erfolgt. Mit Erreichen einer Totpunktlage, wie in der 3 dargestellt, halten sich die Kräfte, welche den Kurbelarm 10 gegen den ersten Anschlag 13 treiben, sowie die Kräfte, welche auf Grund des vergrößerten Schlupfes zwischen dem ersten sowie dem zweiten Kuppelpartner 2, 3 eine alternative stabile Kuppellage zwischen erstem und zweitem Kuppelpartner 2, 3 erreichen wollen, die Waage. Mit einem Erreichen/Überschreiten des Totpunktes kommt es zu einem Umschlagen der Kräfteverhältnisse zwischen den beiden Kuppelpartnern 2, 3. In dem Bestreben, eine stabile Verbindung zwischen den beiden Kuppelpartnern 2, 3 zu erreichen, richten sich die Magnetfeldquellen 7, 8 neu zueinander aus und nehmen die abtreibende Welle 5 mit daran angeordnetem Kurbelarm 10 unter Umkehrung des Richtungssinns (bezüglich der Antriebsbewegung des ersten Kuppelpartners 2) mit. Dieses Umschlagen ist in der 3 dargestellt. Der zweite Kuppelpartner 3 kann bis zum Erreichen des zweiten Anschlages 13 drehen. Es erfolgt ein sprungartiges Umschlagen des Kurbelarmes 10. Eine Bewegung des ersten Kuppelpartners 2 kann mit/kurz nach Erreichen des Totpunktes eingestellt werden, so dass über die Antriebskurbel 6 in definierten Lagen des ersten Kuppelpartners 2 festgelegt ist. Auf Grund der sich neu einstellenden stabilen alternativen Kuppellage zwischen erstem und zweitem Kuppelpartner 2, 3 ist in der Folge eine stabile Lage des Kurbelarmes 10 am zweiten Anschlag 14 gegeben. Diese Position ist in der 4 dargestellt. In dieser Position ist das in der 1 dargestellte bewegbare Kontaktstück 11 mit dem Gegenkontaktstück der elektrischen Schalteinrichtung 12 in elektrisch leitender Verbindung. Die Elektrische Schalteinrichtung 12 befindet sich in einem eingeschalteten Zustand.
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Eine Rückbewegung kann durch eine Reversion der auf die Antriebskurbel 6 aufgebrachten Bewegung (siehe 4) erfolgen, wobei nunmehr umgekehrt zunächst ein Anpressen des Kurbelarmes 10 auf Grund der bestehenden Kuppelkräfte zwischen erstem und zweitem Kuppelpartner 2, 3 gegen den zweiten Anschlag 14 bewirkt wird und wiederum bei Erreichen/Überschreiten einer Totpunktlage (die in der 2 gezeigte Lage der Antriebskurbel 6) ein Umschlagen bzw. Umspringen des Kurbelarmes 10 gegen den ersten Anschlag 13 erfolgt.
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In einer derartigen Anordnung ist die Magnetkupplung 1 genutzt, um einerseits eine Bewegung innerhalb einer kinematischen Kette zu übertragen und zusätzlich eine in die Magnetkupplung 1 eingeleitete Bewegung zu wandeln und eine Bewegung mit einem veränderten Bewegungsprofil abzugeben. Entsprechend besteht die Möglichkeit, eine stetig auf den ersten Kuppelpartner 2 eingeleitete Bewegung in eine abweichende sprunghafte Bewegung mit umgekehrtem Richtungssinn am zweiten Kuppelpartner 3 zu wandeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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