DE102015100828A1 - Magnetic gear device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Magnetgetriebevorrichtung mit zumindest einer Getriebeeinheit (40a; 40b), welche in einem montierten Zustand dazu vorgesehen ist, zumindest eine weitere Getriebeeinheit (12a, 14a; 12b; 14b) zu umgreifen, und welche eine Struktureinheit (44a; 44b) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Struktureinheit (44a; 44b) zumindest zwei kammartig ausgebildete und zueinander korrespondierende Strukturelemente (28a, 30a; 28b, 30b) aufweist.The invention is based on a magnetic transmission device having at least one gear unit (40a, 40b) which in an assembled state is provided to surround at least one further gear unit (12a, 14a, 12b, 14b) and which has a structural unit (44a, 44b ) having. It is proposed that the structural unit (44a, 44b) has at least two structural elements (28a, 30a, 28b, 30b) of comb-like construction and corresponding to each other.
Description
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Magnetgetriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11. The invention relates to a magnetic transmission device according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 11.
Es ist bereits eine Magnetgetriebevorrichtung mit einer Getriebeeinheit bekannt, welche eine einteilige Struktureinheit aufweist, an welcher in Umfangsrichtung bezüglich einer Drehachse der Getriebeeinheit oberflächlich eine Vielzahl magnetischer Elemente angeordnet sind. It is already known a magnetic transmission device with a gear unit having a one-piece structural unit, on which in the circumferential direction with respect to a rotation axis of the gear unit superficially a plurality of magnetic elements are arranged.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Magnetgetriebevorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich eines mechanischen Aufbaus bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is in particular to provide a generic magnetic transmission device with advantageous properties in terms of a mechanical structure. The object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 11, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Magnetgetriebevorrichtung mit zumindest einer Getriebeeinheit, welche in einem montierten Zustand dazu vorgesehen ist, zumindest eine weitere Getriebeeinheit zu umgreifen, und welche eine Struktureinheit aufweist. The invention relates to a magnetic transmission device with at least one gear unit, which is provided in an assembled state to surround at least one further gear unit, and which has a structural unit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Struktureinheit zumindest zwei kammartig ausgebildete und zueinander korrespondierende Strukturelemente aufweist. It is proposed that the structural unit has at least two comb-like structural elements which correspond to each other.
Unter einer „Magnetgetriebevorrichtung“ soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Magnetgetriebes verstanden werden. Insbesondere kann die Magnetgetriebevorrichtung auch das gesamte Magnetgetriebe umfassen. Unter einem „Magnetgetriebe“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein ein- oder mehrstufiges Getriebe mit zumindest einer Antriebswelle und mit zumindest einer Abtriebswelle verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, eine Größe und/oder eine Richtung einer Drehbewegung umzuformen, wobei eine Kraftübertragung zwischen der zumindest einen Antriebswelle und der zumindest einen Abtriebswelle insbesondere zumindest teilweise berührungslos mittels zumindest eines Magnetfelds erfolgt. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter einer „Getriebeeinheit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit eines Getriebes, insbesondere des Magnetgetriebes, verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Beitrag zu einer Einleitung einer Drehbewegung und/oder eines Drehmoments in das Getriebe und/oder zu einer Ausleitung der Drehbewegung und/oder des Drehmoments aus dem Getriebe und/oder zu einer Übertragung der Drehbewegung und/oder des Drehmoments innerhalb des Getriebes zu leisten. Darunter, dass die Getriebeeinheit zumindest eine weitere Getriebeeinheit „umgreift“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Getriebeeinheit in einem in der Magnetgetriebevorrichtung montierten Zustand eine oder mehrere weitere Getriebeeinheiten zumindest zu einem Großteil insbesondere koaxial umschließt. Unter dem Ausdruck „zumindest zu einem Großteil“ soll dabei zumindest zu 80 %, vorteilhaft zumindest zu 85 %, vorzugsweise zumindest zu 90 % und besonders bevorzugt zumindest zu 95 % verstanden werden. A "magnetic gear device" is to be understood in particular as meaning at least one part, in particular a subassembly, of a magnetic gear. In particular, the magnetic transmission device may also comprise the entire magnetic transmission. In this context, a "magnetic transmission" should be understood as meaning, in particular, a single-stage or multistage transmission having at least one drive shaft and at least one output shaft, which is intended to reshape a magnitude and / or a direction of a rotational movement, wherein a force transmission between the at least a drive shaft and the at least one output shaft, in particular at least partially contactless by means of at least one magnetic field. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. A "gear unit" is to be understood in this context, in particular a unit of a transmission, in particular of the magnetic transmission, which is intended to at least contribute to the initiation of rotational movement and / or torque in the transmission and / or to a discharge of Rotary movement and / or torque from the transmission and / or to transmit the rotational movement and / or torque within the transmission to make. Including that the gear unit "surrounds" at least one further gear unit is to be understood in this context in particular that the gear unit in one mounted in the magnetic gear device state, at least to a large extent coaxially surrounds one or more further gear units. The term "at least to a large extent" should be understood to mean at least 80%, advantageously at least 85%, preferably at least 90% and particularly preferably at least 95%.
Unter einer „Struktureinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zumindest teilweise eine Bauform und/oder eine Baugröße der Getriebeeinheit bestimmende Basiseinheit der Getriebeeinheit verstanden werden. Insbesondere kann die Struktureinheit dazu vorgesehen sein, weitere Einheiten und/oder Elemente der Getriebeeinheit aufzunehmen. Die Struktureinheit kann insbesondere zumindest teilweise aus einem unmagnetischen oder weichmagnetischen Werkstoff oder Werkstoffgemisch bestehen. Unter einem „kammartig ausgebildeten Strukturelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches eine insbesondere kreisringförmige Basis und eine Vielzahl von zumindest im Wesentlichen senkrecht an der Basis angeformten Vorsprüngen aufweist. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vo rteilhaft kleiner als 2° aufweist. Insbesondere sind die Vorsprünge in Umfangsrichtung äquidistant zueinander beabstandet angeordnet. Darunter, dass die zumindest zwei Strukturelemente zueinander „korrespondierend“ ausgebildet sind, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Vorsprünge jeweils derart an den Strukturelementen angeordnet sind, dass diese in einem montierten Zustand jeweils in Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen des jeweils anderen Strukturelements eingreifen. In this context, a "structural unit" is to be understood as meaning, in particular, a base unit of the transmission unit that at least partially determines a construction form and / or a size of the transmission unit. In particular, the structural unit may be provided to receive further units and / or elements of the transmission unit. The structural unit may in particular at least partially consist of a nonmagnetic or soft magnetic material or material mixture. In this context, a "comb-like structural element" is to be understood in particular to mean an element which has a particularly annular base and a multiplicity of projections which are integrally formed at least substantially perpendicular to the base. The term "substantially perpendicular" is intended here to define, in particular, an orientation of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, in particular in one plane, including an angle of 90 ° and the angle a maximum deviation of, in particular, less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly vo tary smaller than 2 °. In particular, the projections are arranged equidistant from one another in the circumferential direction. The fact that the at least two structural elements are "mutually corresponding" to one another should be understood in this context to mean that the projections are respectively arranged on the structural elements in such a way that they engage in intermediate spaces between the protrusions of the respective other structural element in an assembled state ,
Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine gattungsgemäße Magnetgetriebevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines mechanischen Aufbaus bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft einfache und/oder kostengünstige und/oder flexible Herstellbarkeit einer Getriebeeinheit, insbesondere einer Struktureinheit einer Getriebeeinheit, erreicht werden. By such a configuration, a generic magnetic transmission device with improved mechanical properties are provided. In particular, an advantageously simple and / or cost-effective and / or flexible producibility of a gear unit, in particular a structural unit of a gear unit, can be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinheit eine Vielzahl von magnetischen Elementen aufweist, welche in Umfangsrichtung bezüglich einer Drehachse an der Struktureinheit, insbesondere an und/oder in den Strukturelementen, angeordnet sind. Unter einem „magnetischen Element“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches zumindest zu einem Großteil aus zumindest einem paramagnetischen und/oder zumindest einem diamagnetischen und/oder zumindest einem ferrimagnetischen und/oder vorzugsweise aus zumindest einem ferromagnetischen Werkstoff oder Werkstoffgemisch besteht. Die magnetischen Elemente können insbesondere aus einem hartmagnetischen, insbesondere permanentmagnetischen und/oder permanent magnetisierbaren, oder weichmagnetischen Werkstoff oder Werkstoffgemisch bestehen. Hierdurch kann die Getriebeeinheit vorteilhaft einfach und/oder kostengünstig als ein Rotor oder Ständer oder Modulator einer Magnetgetriebevorrichtung ausgebildet werden. Furthermore, it is proposed that the gear unit has a multiplicity of magnetic elements which are arranged in the circumferential direction with respect to an axis of rotation on the structural unit, in particular on and / or in the structural elements. In this context, a "magnetic element" is to be understood as meaning, in particular, an element which consists, at least in large part, of at least one paramagnetic and / or at least one diamagnetic and / or at least one ferrimagnetic material and / or preferably at least one ferromagnetic material or material mixture. The magnetic elements may consist in particular of a hard-magnetic, in particular permanent-magnetic and / or permanently magnetizable, or soft-magnetic material or material mixture. As a result, the transmission unit can advantageously be formed simply and / or cost-effectively as a rotor or stator or modulator of a magnetic transmission device.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinheit als eine hoch-polige Einheit ausgebildet ist. Unter einer „hoch-poligen“ Einheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche gegenüber weiteren Getriebeeinheiten, insbesondere gegenüber einer als niedrig-polige Einheit ausgeführten Getriebeeinheit, eine größere Anzahl magnetischer Pole aufweist. Insbesondere weist die hoch-polige Einheit eine Vielzahl magnetischer Elemente aus einem permanentmagnetischen Werkstoff oder Werkstoffgemisch auf. Die hoch-polige Einheit kann insbesondere als ein Ständer oder als ein relativ zu einer weiteren rotierenden Getriebeeinheit langsam drehender Rotor ausgebildet sein. Unter einer „niedrig-poligen Einheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche gegenüber weiteren Getriebeeinheiten, insbesondere gegenüber der hoch-poligen Einheit, eine geringere Anzahl magnetischer Pole aufweist. Insbesondere weist die niedrig-polige Einheit zumindest zwei permanentmagnetische Pole auf. Die niedrig-polige Einheit kann insbesondere als ein relativ zu einer weiteren rotierenden Getriebeeinheit schnell drehender Rotor ausgebildet sein. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und/oder kostengünstige Ausbildung der Getriebeeinheit als eine hoch-polige Einheit erreicht werden. Ferner kann eine Magnetisierung von an der Struktureinheit angeordneten magnetischen Elementen vereinfacht werden, insbesondere durch eine Vergrößerung eines Abstands zwischen einander benachbarten magnetischen Elementen. It is also proposed that the gear unit is designed as a high-pole unit. A "high-pole" unit is to be understood in this context, in particular, as a unit which has a larger number of magnetic poles compared with other gear units, in particular with respect to a gear unit designed as a low-pole unit. In particular, the high-pole unit has a plurality of magnetic elements made of a permanent magnetic material or mixture of materials. The high-pole unit may in particular be designed as a stator or as a rotor rotating slowly relative to another rotating gear unit. In this context, a "low-pole unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which has a smaller number of magnetic poles than other gear units, in particular in relation to the high-pole unit. In particular, the low-pole unit has at least two permanent-magnetic poles. The low-pole unit may in particular be designed as a rotor rotating rapidly relative to a further rotating gear unit. As a result, an advantageous simple and / or cost-effective design of the transmission unit can be achieved as a high-pole unit. Furthermore, magnetization of magnetic elements arranged on the structural unit can be simplified, in particular by increasing a distance between adjacent magnetic elements.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die magnetischen Elemente jeweils zumindest abschnittsweise vollständig in die Struktureinheit, insbesondere in eines der Strukturelemente, eingebettet sind. Darunter, dass die magnetischen Elemente „zumindest abschnittsweise vollständig in die Struktureinheit eingebettet sind“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die magnetischen Elemente in zumindest einem Querschnitt und vorzugsweise über zumindest einen Abschnitt ihrer Längserstreckung und vorzugsweise über ihre gesamte Längserstreckung hinweg in Umfangsrichtung vollständig von einem Material der Struktureinheit umgeben sind. Unter einer „Umfangsrichtung" einer Einheit soll insbesondere eine azimutale, senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung der Einheit angeordnete Richtung verstanden werden. Unter einer „Längserstreckungsrichtung" eines Objekts soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel ist zu einer längsten Kante eines kleinsten gedachten Quaders, welcher das Objekt gerade noch umgibt. Hierdurch kann eine Magnetgetriebevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines mechanischen Aufbaus erreicht werden. Insbesondere kann eine mechanische Stabilität vorteilhaft gesteigert werden, wobei die magnetischen Elemente vorteilhaft insbesondere mechanisch stabil und/oder dauerhaft an der Struktureinheit angeordnet werden können. Insbesondere kann durch ein Einbetten der magnetischen Elemente ein Ablösen der magnetischen Elemente von der Struktureinheit, insbesondere bei hohen Drehzahlen, vorteilhaft verhindert werden. In a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the magnetic elements are at least partially completely embedded in the structural unit, in particular in one of the structural elements. The fact that the magnetic elements are "at least partially embedded completely in the structural unit" is to be understood in this context as meaning that the magnetic elements in at least one cross section and preferably over at least a portion of its longitudinal extent and preferably over its entire longitudinal extent in the circumferential direction completely are surrounded by a material of the structural unit. A "circumferential direction" of a unit is to be understood as meaning, in particular, an azimuthal direction which is perpendicular to a direction of longitudinal extension of the unit. "A longitudinal direction" of an object should be understood to mean, in particular, a direction parallel to a longest edge of a smallest imaginary cuboid the object just surrounds. This can achieve a magnetic transmission device having improved mechanical structure characteristics. In particular, a mechanical stability can advantageously be increased, wherein the magnetic elements can advantageously be arranged in particular mechanically stable and / or permanently on the structural unit. In particular, by embedding the magnetic elements, a detachment of the magnetic elements from the structural unit, in particular at high rotational speeds, can be advantageously prevented.
Sind die magnetischen Elemente in Vorsprüngen der kammartigen Strukturelemente angeordnet, so kann eine vorteilhaft einfache gerichtete Anordnung und/oder Magnetisierung der magnetischen Elemente erfolgen. If the magnetic elements are arranged in projections of the comb-like structural elements, an advantageously simple directional arrangement and / or magnetization of the magnetic elements can take place.
Insbesondere können die magnetischen Elemente eines Strukturelements ohne eine insbesondere magnetische Beeinflussung der magnetischen Elemente einer weiteren Struktureinheit erfolgen. In particular, the magnetic elements of a structural element can take place without a particular magnetic influencing of the magnetic elements of a further structural unit.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Struktureinheit zumindest teilweise aus einem duroplastischen Material besteht. Unter einem „duroplastischen Material“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein hochpolymerer Kunststoff verstanden werden, welcher räumlich engmaschig kovalent verknüpfte Makromoleküle aufweist. Insbesondere ist das duroplastische Material zumindest weitgehend thermisch unverformbar und/oder unschmelzbar. Das duroplastische Material kann insbesondere zumindest teilweise von einem Polyesterharz und/oder einem Phenolharz und/oder einem Epoxidharz und/oder einem Acrylatharz und/oder einem Silikonharz und/oder einem Polyurethan gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Struktureinheit insbesondere zumindest teilweise aus einem thermoplastischen Material bestehen. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und/oder kostengünstige Herstellung erreicht werden. Ferner kann eine vorteilhafte Formstabilität der Struktureinheit, insbesondere auch im Fall einer Erwärmung, erreicht werden. Furthermore, it is proposed that the structural unit at least partially consists of a thermosetting material. In this context, a "thermoset material" is to be understood as meaning, in particular, a high-polymer plastic which has spatially close covalently linked macromolecules. In particular, the thermoset material is at least largely thermally undeformable and / or infusible. The thermoset material may in particular at least partially of a polyester resin and / or a phenolic resin and / or an epoxy resin and / or an acrylate resin and / or a silicone resin and / or a polyurethane. Alternatively or additionally, the structural unit can in particular at least partially consist of a thermoplastic material. This allows an advantageously simple and / or cost-effective production can be achieved. Furthermore, an advantageous dimensional stability of the structural unit, in particular in the case of heating, can be achieved.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Strukturelemente zumindest teilweise aus einem weichmagnetischen Werkstoff oder Werkstoffgemisch bestehen, wobei die magnetischen Elemente insbesondere durch Vorsprünge der kammartigen Strukturelemente gebildet sind. Unter einem „weichmagnetischen Werkstoff oder Werkstoffgemisch“ soll in diesem Zusammenhang ein insbesondere ferromagnetischer Werkstoff oder ein ferromagnetisches Werkstoffgemisch verstanden werden, welcher oder welches insbesondere eine Koerzitivfeldstärke von weniger als 1000 A/m, vorteilhaft von weniger als 500 A/m und vorzugsweise von weniger als 250 A/m aufweist. Der weichmagnetische Werkstoff oder das weichmagnetische Werkstoffgemisch ist insbesondere dazu vorgesehen, einen magnetischen Fluss zu führen und/oder zu bündeln. Hierdurch kann vorteilhaft einfach eine insbesondere temporäre Magnetisierbarkeit der Strukturelemente erreicht werden. In a further preferred embodiment of the invention it is proposed that the structural elements consist at least partially of a soft magnetic material or material mixture, wherein the magnetic elements are formed in particular by projections of the comb-like structural elements. In this context, a "soft magnetic material or material mixture" is to be understood as meaning, in particular, a ferromagnetic material or a ferromagnetic material mixture which, in particular, has a coercive force of less than 1000 A / m, advantageously less than 500 A / m and preferably less than 250 A / m. The soft magnetic material or the soft magnetic material mixture is in particular intended to guide and / or to concentrate a magnetic flux. As a result, it is advantageously possible to achieve simply a particularly temporary magnetizability of the structural elements.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebeeinheit zumindest eine Magneteinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Strukturelemente zu magnetisieren. Unter einer „Magneteinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer dauerhaften oder temporären Erzeugung eines magnetischen Flusses vorgesehen ist. Die Magneteinheit ist bezüglich einer Erzeugung eines magnetischen Flusses vorzugsweise schaltbar ausgebildet. Hierdurch kann vorteilhaft einfach eine Magnetisierung der Struktureinheit erfolgen. It is also proposed that the gear unit has at least one magnet unit which is provided to magnetize the structural elements. In this context, a "magnet unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which is provided for a permanent or temporary generation of a magnetic flux. The magnet unit is preferably switchable with respect to a generation of a magnetic flux. This can advantageously be done simply a magnetization of the structural unit.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit zumindest zwei Magnetelemente umfasst, von denen zumindest eines zu einer zumindest weitgehenden Eliminierung eines äußeren magnetischen Felds der Getriebeeinheit ummagnetisierbar ist. Unter einem „äußeren Magnetfeld der Getriebeeinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein die Getriebeeinheit umgebendes und insbesondere von der Getriebeeinheit ausgehendes magnetisches Feld verstanden werden. Unter einer „weitgehenden Eliminierung des äußeren magnetischen Felds“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine magnetische Feldstärke des äußeren Magnetfelds der Getriebeeinheit um zumindest 85 %, vorzugsweise um zumindest 90 %, vorteilhaft um zumindest 95 % und besonders vorteilhaft um zumindest 98 % reduziert wird. Unter einem „Magnetelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein permanentmagnetisches und/oder insbesondere schaltbares elektromagnetisches Element verstanden werden. Darunter, dass ein Magnetelement „ummagnetisierbar“ ist, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine magnetische Polarisierung des Magnetelements ganz oder zumindest teilweise aufhebbar und/oder zumindest teilweise oder vollständig umkehrbar ist. Insbesondere ist zumindest eines der Magnetelemente derart ummagnetisierbar, dass sich die Magnetfelder der zumindest zwei Magnetelemente zumindest weitestgehend gegenseitig aufheben. Hierdurch kann vorteilhaft einfach ein äußeres Magnetfeld der Getriebeeinheit zumindest weitestgehend eliminiert werden, wodurch insbesondere eine Abschaltbarkeit der Magnetgetriebevorrichtung ermöglicht werden kann. Furthermore, it is proposed that the magnet unit comprises at least two magnet elements, of which at least one can be re-magnetized to an at least substantial elimination of an external magnetic field of the gear unit. In this context, an "external magnetic field of the gear unit" should be understood as meaning, in particular, a magnetic field surrounding the gear unit and, in particular, emanating from the gear unit. In this context, a "substantial elimination of the external magnetic field" is to be understood in particular as meaning that a magnetic field strength of the external magnetic field of the transmission unit is at least 85%, preferably at least 90%, advantageously at least 95%, and particularly advantageously at least 98%. is reduced. In this context, a "magnetic element" is to be understood as meaning, in particular, a permanent-magnetic and / or, in particular, switchable electromagnetic element. In this context, the term "magnetizable element" is to be understood as meaning that a magnetic polarization of the magnetic element can be wholly or at least partially canceled and / or at least partially or completely reversed. In particular, at least one of the magnetic elements can be re-magnetized such that the magnetic fields of the at least two magnetic elements cancel each other at least as far as possible. As a result, an external magnetic field of the gear unit can advantageously be eliminated, at least for the most part, as a result of which, in particular, a disconnectability of the magnetic gear device can be made possible.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetgetriebevorrichtung vorgeschlagen, welche zumindest eine Getriebeeinheit umfasst, die in einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, zumindest eine weitere Getriebeeinheit zu umgreifen, und welche zumindest eine Struktureinheit aufweist, wobei die Struktureinheit aus zumindest zwei kammartig ausgebildeten und zueinander korrespondierenden Strukturelementen hergestellt wird. Hierdurch kann eine gattungsgemäße Magnetgetriebevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines mechanischen Aufbaus bereitgestellt werden. Furthermore, a method for producing a magnetic gear device is proposed, which comprises at least one gear unit, which is provided in an operating state to surround at least one further gear unit, and which has at least one structural unit, wherein the structural unit of at least two comb-like and mutually corresponding structural elements will be produced. As a result, a generic magnetic transmission device having improved properties with respect to a mechanical structure can be provided.
Vorteilhaft werden die magnetischen Elemente jeweils zumindest abschnittsweise vollständig in die Struktureinheit, insbesondere in die Strukturelemente, eingebettet. Hierdurch kann eine gattungsgemäße Magnetgetriebevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines mechanischen Aufbaus bereitgestellt werden. Ferner kann eine mechanische Stabilität vorteilhaft gesteigert werden, wobei die magnetischen Elemente vorteilhaft insbesondere mechanisch stabil und/oder dauerhaft an der Struktureinheit angeordnet werden können. Advantageously, the magnetic elements are at least partially embedded completely in the structural unit, in particular in the structural elements. As a result, a generic magnetic transmission device having improved properties with respect to a mechanical structure can be provided. Furthermore, a mechanical stability can advantageously be increased, wherein the magnetic elements can advantageously be arranged in particular mechanically stable and / or permanently on the structural unit.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die magnetischen Elemente zumindest teilweise mittels Umspritzen und/oder Überspritzen in die Struktureinheit eingebettet werden. Insbesondere können die magnetischen Elemente ein einem ersten Verfahrensschritt in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines Kunststoff- oder Metallspritzgussverfahrens mit einem Material der Struktureinheit umspritzt werden. Alternativ können die magnetischen Elemente in einem ersten Verfahrensschritt an einem Halbfabrikat der Struktureinheit angeordnet werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Halbfabrikat mit angeordneten magnetischen Elementen in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und die magnetischen Elemente werden mittels eines Kunststoff- oder Metallspritzgussverfahrens mit einem Material der Struktureinheit überspritzt. Ferner ist denkbar, dass die magnetischen Elemente selbst in einem Spritzverfahren hergestellt werden. Hierdurch können die magnetischen Elemente vorteilhaft einfach und/oder zuverlässig und/oder schnell in die Struktureinheit eingebettet werden. Furthermore, it is proposed that the magnetic elements be at least partially embedded in the structural unit by means of extrusion coating and / or overmolding. In particular, the magnetic elements can be inserted into a first method step in an injection molding tool and encapsulated in a further method step by means of a plastic or metal injection molding process with a material of the structural unit. Alternatively, in a first method step, the magnetic elements can be arranged on a semifinished product of the structural unit. In a further method step, the semi-finished product with arranged magnetic elements in a Injection molding tool inserted and the magnetic elements are over-molded by means of a plastic or metal injection molding process with a material of the structural unit. Furthermore, it is conceivable that the magnetic elements themselves are produced in a spraying process. As a result, the magnetic elements can advantageously be easily and / or reliably and / or quickly embedded in the structural unit.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die magnetischen Elemente zumindest teilweise mittels eines 3D-Druckverfahrens in die Struktureinheit eingebettet werden. Insbesondere können die magnetischen Elemente mittels eines Kunststoff- oder Metall-3D-Druckverfahrens mit einem Material der Struktureinheit umdruckt werden. Ferner ist denkbar, dass die magnetischen Elemente selbst mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt werden, insbesondere gleichzeitig mit der Struktureinheit. Hierdurch können die magnetischen Elemente vorteilhaft einfach und/oder schnell in die Struktureinheit eingebettet werden. Insbesondere kann eine Rüstzeit bei einer Umstellung zwischen verschiedenen Struktureinheiten vorteilhaft gering gehalten werden. In addition, it is proposed that the magnetic elements are at least partially embedded in the structural unit by means of a 3D printing process. In particular, the magnetic elements can be reprinted by means of a plastic or metal 3D printing process with a material of the structural unit. Furthermore, it is conceivable that the magnetic elements themselves are produced by means of a 3D printing method, in particular simultaneously with the structural unit. As a result, the magnetic elements can advantageously be easily and / or quickly embedded in the structural unit. In particular, set-up time can advantageously be kept low during a changeover between different structural units.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die magnetischen Elemente zumindest teilweise mittels eines Mehrkomponentenspritzgussverfahrens in die Struktureinheit eingebettet werden. Hierzu wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Halbfabrikat einer Struktureinheit aus einem ersten Material in einem Spritzgusswerkzeug gefertigt. In einem zweiten Verfahrensschritt werden in dem Spritzgusswerkzeug die magnetischen Elemente aus einem zweiten Material, beispielsweise einer Sintermasse, an das Halbfabrikat angespritzt. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die magnetischen Elemente mit dem ersten Material überspritzt. Hiermit können die magnetischen Elemente vorteilhaft in einem Arbeitsprozess und insbesondere ohne einen Maschinenwechsel in die Struktureinheit eingebettet werden. It is also proposed that the magnetic elements be at least partially embedded in the structural unit by means of a multi-component injection molding process. For this purpose, in a first method step, a semifinished product of a structural unit is manufactured from a first material in an injection molding tool. In a second method step, the magnetic elements made of a second material, for example a sintered mass, are injection-molded onto the semifinished product in the injection molding tool. In a further method step, the magnetic elements are over-injected with the first material. Hereby, the magnetic elements can advantageously be embedded in the structural unit in a working process and in particular without a machine change.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die magnetischen Elemente nach einem Einbetten in die Struktureinheit, insbesondere zu einer Erzeugung permanentmagnetischer Elemente, magnetisiert werden. Hierzu werden die insbesondere aus einem unmagnetisierten Werkstoffs oder Werkstoffgemischs gefertigten oder während einer Einbettung zumindest teilweise oder ganz demagnetisierten magnetischen Elemente nach einem Einbetten in die Struktureinheit mittels eines geeigneten Magnetisierungsverfahrens magnetisiert. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache Erzeugung von insbesondere permanentmagnetischen Elementen in einem bereits eingebetteten Zustand erfolgen. It is also proposed that the magnetic elements are magnetized after being embedded in the structural unit, in particular for producing permanent-magnetic elements. For this purpose, the magnetic elements, in particular made of an unmagnetized material or material mixture or at least partially or completely demagnetized during embedding, are magnetized by embedding in the structural unit by means of a suitable magnetization process. This allows an advantageously simple generation of particular permanent magnetic elements in an already embedded state.
Die erfindungsgemäße Magnetgetriebevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Magnetgetriebevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. The magnetic gear device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, in order to fulfill a mode of operation described herein, the inventive magnetic transmission device may have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, two embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen: Show it:
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Die Getriebeeinheit
Die Struktureinheit
Dieser Aufbau der Getriebeeinheit
In
Um ein äußeres magnetisches Feld der Getriebeeinheit
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- 2015-01-21 DE DE102015100828.9A patent/DE102015100828A1/en active Pending
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