DE102016015731B4

DE102016015731B4 - magnetic clutch rotor

Info

Publication number: DE102016015731B4
Application number: DE102016015731.3A
Authority: DE
Inventors: Norbert BOLTZ; Alfred Landmann; Felix Müller-Spanka
Original assignee: Valeo Thermal Commercial Vehicles Germany GmbH
Current assignee: Valeo Thermal Commercial Vehicles Germany GmbH
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2036-01-12
Also published as: DE102016015731A1

Abstract

Magnetkupplungsrotor (2), der folgende Bestandteile umfasst:- eine Halterung (4) aus einem nicht oder nur schwach magnetisierbaren, spritzgussfähigen Material, die als bezüglich der Drehachse des Magnetkupplungsrotors (2) drehsymmetrischer Körper ausgebildet ist und zur radialen Innenseite hin offene Nischen (19) aufweist, in die eine gerade Anzahl von Permanentmagneten (5) so einsetzbar ist, dass sie um die Drehachse des Magnetkupplungsrotors (2) in gleichen Winkelabständen verteilt angeordnet sind, wobei sie mit jeweils einer ihrer Polflächen radial nach innen und mit der anderen radial nach außen weisen und die Polungen einander unmittelbar benachbarter Permanentmagnete (5) zueinander entgegengesetzt sind,- einen Rückschlusskörper (18) aus ferromagnetischem Material, der als zylindrischer Ring mit glatten inneren und äußeren Mantelflächen ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der Halterung (4) so abgestimmt ist, dass er durch eine in axialer Richtung erfolgende Relativbewegung mit der Halterung (4) passgenau so zusammengesteckt werden kann, dass sie ihn von außen her koaxial umschließt und er die offenen radialen Innenseiten der Nischen (19) zur Bildung einer geraden Anzahl von Einsteckfächern zumindest teilweise überdeckt, in die jeweils nach Bedarf in axialer Richtung ein Permanentmagnet (5) für eine zumindest in Umfangsrichtung passgenaue Halterung so einschiebbar ist, dass er mit einer seiner Polflächen am Rückschlusskörper (18) anliegt, dadurch gekennzeichnet,dass die Halterung (4) an ihrer Innenwand radial nach innen vorstehende, parallel zur Rotationsachse verlaufende Rippen (12) aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und von denen jeweils zwei benachbarte eine Nische (19) begrenzen,dass die Halterung (4) im Bereich eines ihrer axialen Enden einen kreisringförmigen Steg (16) aufweist, unddass der Rückschlusskörper (18) von dem axialen Ende der Halterung (4) her, das dem kreisringförmigen Steg (16) gegenüber liegt, in den von der Halterung (4) umschlossenen Hohlraum (17) so einführbar ist, dass er im zusammengebauten Zustand an diesem Steg (16) zur Anlage kommt, durch den in die Einsteckfächer eingesteckte Permanentmagnete (5) in einer axialen Richtung gegen eine Axialverschiebung bezüglich der Halterung (4) gesichert sind.Magnetic coupling rotor (2), which comprises the following components: - a holder (4) made of a non-magnetic or only weakly magnetizable, injection-mouldable material, which is designed as a body that is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the magnetic coupling rotor (2) and has niches (19 ) into which an even number of permanent magnets (5) can be inserted in such a way that they are distributed around the axis of rotation of the magnetic coupling rotor (2) at equal angular intervals, with one of their pole faces pointing radially inwards and the other one pointing radially inwards point outwards and the poles of directly adjacent permanent magnets (5) are opposite to one another, - a return body (18) made of ferromagnetic material, which is designed as a cylindrical ring with smooth inner and outer lateral surfaces, the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the holder (4). is coordinated so that it can be plugged together with a precise fit by means of a relative movement in the axial direction with the holder (4) so that it coaxially encloses it from the outside and it uses the open radial inner sides of the niches (19) to form an even number of plug-in compartments at least partially covered, into which a permanent magnet (5) can be inserted in the axial direction as required for a mounting that fits at least in the circumferential direction in such a way that it rests with one of its pole faces on the yoke body (18), characterized in that the mounting (4) has on its inner wall radially inwardly projecting ribs (12) running parallel to the axis of rotation, which are distributed in the circumferential direction and of which two adjacent ones delimit a niche (19) that the holder (4) in the region of one of its axial ends has a annular web (16), and that the return body (18) can be inserted from the axial end of the holder (4) which is opposite the annular web (16) into the cavity (17) enclosed by the holder (4). that in the assembled state it comes to rest on this web (16), by means of which permanent magnets (5) inserted into the plug-in compartments are secured in an axial direction against axial displacement with respect to the holder (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkupplungsrotor der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art, sowie eine mit wenigstens einem derartigen Rotor aufgebaute Magnetkupplung gemäß Anspruch 4.The invention relates to a magnetic coupling rotor of the type mentioned in the preamble of claim 1, and to a magnetic coupling constructed with at least one such rotor according to claim 4.

In vielen Fällen, in denen ein Körper, der sich in einem abzudichtenden Gehäuse befindet, für eine Drehung angetrieben werden soll, ist es ungünstig, diesen Körper direkt mit der Welle des antreibenden Motors zu verbinden, weil in diesem Fall die für den Durchtritt der Welle erforderliche Öffnung des Gehäuses durch eine sogenannte dynamische Dichtung abgedichtet werden muss, die keine absolute Dichtigkeit gewährleisten kann und einem hohen Verschleiß unterliegt.In many cases where a body located in a housing to be sealed is to be driven for rotation, it is inconvenient to connect this body directly to the shaft of the driving motor, because in this case the passage of the shaft required opening of the housing must be sealed by a so-called dynamic seal, which cannot guarantee absolute tightness and is subject to high wear.

Aus der EP 1 346 458 B1 ist zur Vermeidung dieses Problems eine Magnetkupplung bekannt, die zwei Rotoren umfasst, von denen der eine den anderen koaxial umschließt, und von denen beide mit einer geraden Anzahl von Permanentmagneten bestückt sind, die zur Drehmomentübertragung dienen. Der eine der beiden Rotoren, der die Antriebsseite der Kupplung bildet, ist mit der Welle eines Motors verbunden, während der andere, die angetriebene Seite der Kupplung bildende Rotor vermittels einer Welle mit dem für eine Drehung anzutreibenden Körper verbunden ist. Zwar muss auch hier das abzudichtende Gehäuse eine Durchtrittsöffnung für die letztgenannte Welle aufweisen, doch ist für diese keine Abdichtung erforderlich, weil zwischen den beiden Rotoren ein sogenannter Spalttopf angeordnet ist, der als hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist und den mit dem anzutreibenden Körper verbundenen Rotor konzentrisch umschließt. An einem seiner axialen Enden ist der Spalttopf durch einen Boden dicht verschlossen und an seinem anderen axialen Ende mit dem Gehäuse beispielsweise durch eine Verschraubung mit einer dazwischen liegenden, verschleißfreien statischen Dichtung oder durch eine absolut dichte Schweißnaht verbunden bzw. mit dem Gehäuse einstückig ausgebildet.From the EP 1 346 458 B1 to avoid this problem, a magnetic coupling is known which comprises two rotors, one coaxially enclosing the other, and both of which are fitted with an even number of permanent magnets which serve to transmit torque. One of the two rotors, which forms the driving side of the clutch, is connected to the shaft of a motor, while the other rotor, which forms the driven side of the clutch, is connected to the body to be driven for rotation by means of a shaft. Although the housing to be sealed must also have a passage opening for the latter shaft, no seal is required for this because a so-called containment shell is arranged between the two rotors, which is designed as a hollow cylindrical body and concentrically encloses the rotor connected to the body to be driven . At one of its axial ends, the containment shell is tightly closed by a bottom and at its other axial end it is connected to the housing, for example by a screw connection with an intermediate, wear-free static seal or by an absolutely tight weld seam, or is formed in one piece with the housing.

Die EP 1 346 458 B1 zeigt als Anwendungsbeispiel eine Fluidpumpe, in deren Gehäuse ein Flügelrad angeordnet ist, das von einem Motor, insbesondere Elektromotor vermittels einer Magnetkupplungs-Anordnung der oben beschriebenen Art angetrieben wird. Das Fluid, welches das Pumpengehäuse durchströmt, kann ohne weiteres durch die Durchtrittsöffnung der Flügelrad/Rotor-Welle in den Spalttopf übertreten, weil dieser mit dem Pumpengehäuse dicht verbunden ist, sodass eine vollständige Kapselung des von der Pumpe zu fördernden Mediums gegen die Umgebung erzielt wird, ohne dass hierfür eine dynamische Dichtung erforderlich wäre. The EP 1 346 458 B1 shows a fluid pump as an application example, in whose housing an impeller is arranged, which is driven by a motor, in particular an electric motor, by means of a magnetic coupling arrangement of the type described above. The fluid that flows through the pump housing can easily pass through the passage opening of the impeller/rotor shaft into the containment can, because this is tightly connected to the pump housing, so that the medium to be conveyed by the pump is completely encapsulated from the environment without the need for a dynamic seal.

Aus der EP 2 056 432 A1 ist es bekannt, die für einen Magnetkupplungsrotor erforderlichen Permanentmagnete unmittelbar an einem Rückschlusskörper aus ferromagnetischem Material zu montieren. Zu diesem Zweck sind in diesem Vertiefungen ausgebildet, in welche die Permanentmagnete eingesetzt und durch eine glatte äußere Gehäusewand angepresst werden, um sie sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung zu fixieren.From the EP 2 056 432 A1 it is known to mount the permanent magnets required for a magnetic coupling rotor directly on a yoke body made of ferromagnetic material. For this purpose, depressions are formed in this, into which the permanent magnets are inserted and pressed by a smooth outer housing wall in order to fix them both in the axial and in the circumferential direction.

Auch in der US 2006 / 0 290 218 A1 wird eine Magnetkupplung mit einem Rückschlusskörper aus ferromagnetischem Material beschrieben, der beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung ausgebildete Führungen zur Aufnahme und Halterung der Permanentmagnete aufweist. Gegen diesen Rückschlusskörper werden die Permanentmagnete mithilfe einer in axialer Richtung aufgeschobenen Hülse angepresst, die zu diesem Zweck mit radial nach innen vorspringenden, im zusammengebauten Zustand gegen die radialen Außenseiten der Permanentmagnete drückenden Ausbauchungen versehen ist.US 2006/0 290 218 A1 also describes a magnetic coupling with a return body made of ferromagnetic material, which has guides formed, for example, by machining, for receiving and holding the permanent magnets. The permanent magnets are pressed against this return body by means of a sleeve which is pushed on in the axial direction and which for this purpose is provided with radially inwardly projecting bulges which, in the assembled state, press against the radial outer sides of the permanent magnets.

Alternativ hierzu ist es bekannt, den Rückschlusskörper mit einer entsprechenden Formgebung zu sintern.As an alternative to this, it is known to sinter the return body with a corresponding shape.

Diese im Stand der Technik verwendeten Fertigungsverfahren sind sehr aufwendig und führen zu hohen Herstellungskosten.These manufacturing processes used in the prior art are very complex and result in high manufacturing costs.

In den Rückschlusskörper eingeklebte Permanentmagnete sind meist ungeschützt und es können sich Probleme mit der Dauerfestigkeit der Kleber ergeben.Permanent magnets glued into the return body are usually unprotected and problems can arise with the permanent strength of the glue.

Eine einfache Halterung der Permanentmagnete am Rückschlusskörper allein aufgrund der gegenseitigen magnetischen Anziehung ist nicht ausreichend, weil durch sie die zur Drehmomentübertragung erforderlichen Kräfte nicht in ausreichendem Maße aufgenommen werden können.A simple mounting of the permanent magnets on the yoke body solely due to the mutual magnetic attraction is not sufficient because the forces required for torque transmission cannot be absorbed to a sufficient extent.

Statt der Verklebung der Permanentmagnete oder zusätzlich hierzu kann auch ein Umspritzen mit Kunststoff erfolgen. Dies führt zwar zu einem besseren Schutz der Permanentmagnete, doch werden sie dabei der hohen Kunststoff-Verarbeitungstemperatur ausgesetzt, wodurch das Risiko einer Entmagnetisierung besteht.Instead of gluing the permanent magnets or in addition to this, they can also be overmoulded with plastic. Although this leads to better protection of the permanent magnets, they are exposed to the high plastic processing temperature, which means there is a risk of demagnetization.

Eine Alternative hierzu besteht darin, die Permanentmagnete mit Kunststoffkäfigen am Rückschlusskörper zu befestigen, wobei die endgültige Form des Rotors inklusive der für seine Lagerung erforderlichen Nabe in einem Spritzgussvorgang entsteht. Auch hier ergibt sich das Problem einer hohen Temperaturbelastung der Permanentmagnete bei der Fertigung. Außerdem entstehen unnötig große Wandstärken, sodass ein entsprechend weiter Spalt zwischen den beiden Rotoren der Magnetkupplung erforderlich ist, wodurch sich die zur Drehmomentübertragung erforderliche Magnetkraft verringert.An alternative to this is to attach the permanent magnets to the return body with plastic cages, with the final shape of the rotor, including the hub required for its bearing, being created in an injection molding process. Here, too, there is the problem of high temperature stress on the permanent magnets during manufacture. In addition, unnecessarily large ones arise Wall thicknesses, so that a correspondingly wide gap is required between the two rotors of the magnetic coupling, which reduces the magnetic force required for torque transmission.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine grundlegende Struktur für einen Magnetkupplungsrotor anzugeben, die es ermöglicht, diesen sowohl als antreibenden als auch als angetriebenen Rotor auszubilden und die in beiden Fällen eine einfache und kostengünstige Montage der gesamten Anordnung insbesondere ohne Temperaturbelastung der Permanentmagnete erlaubt.In contrast, the invention is based on the object of specifying a basic structure for a magnetic coupling rotor that allows this to be designed both as a driving and as a driven rotor and in both cases allows simple and inexpensive assembly of the entire arrangement, in particular without thermal stress on the permanent magnets.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 niedergelegten Merkmale vor.To solve this problem, the invention provides the features laid down in claim 1.

Dadurch, dass abweichend von dem oben genannten Stand der Technik der Rückschlusskörper als zylindrischer Ring mit glatten Mantelflächen ausgebildet ist, können die Permanentmagnete an ihm nicht mehr fest gelagert werden. Da dies für eine Drehmomentübertragung aber unbedingt erforderlich ist, sieht die Erfindung eine Halterung aus einem nicht oder nur schwach magnetisierbaren, spritzgußfähigen Material vor, die bezüglich der Rotationsachse drehsymmetrisch ausgebildet ist und Nischen aufweist, welche die Permanentmagnete im zusammengebauten Zustand in Umfangsrichtung fixieren. Die Nischen können in radialer Richtung offene Seiten aufweisen, von denen eine dann, wenn die Halterung durch eine einfache, in axialer Richtung erfolgende, translatorische Bewegung mit dem ringförmigen Rückschlusskörper zusammengesteckt wird, durch diesen zumindest teilweise überdeckt wird. Auf diese Weise werden in axialer Richtung offene Einsteckfächer gebildet, in welche die Permanentmagnete in axialer Richtung einfach eingeschoben werden können. Die Abmessungen der Einsteckfächer sind etwas größer als die der Permanentmagnete, so dass diese in sie problemlos eingeschoben werden können, aber zumindest in Umfangsrichtung nur ein minimales Spiel vorhanden ist; dies wird im vorliegenden Zusammenhang durch den Ausdruck „passgenau“ charakterisiert.Due to the fact that, in contrast to the prior art mentioned above, the yoke body is designed as a cylindrical ring with smooth lateral surfaces, the permanent magnets can no longer be firmly mounted on it. However, since this is absolutely necessary for torque transmission, the invention provides a holder made of a non-magnetizable or only weakly magnetizable, injection-mouldable material, which is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation and has niches which fix the permanent magnets in the circumferential direction when assembled. The niches can have open sides in the radial direction, one of which is at least partially covered by the ring-shaped yoke body when the holder is plugged together by a simple translational movement in the axial direction. In this way, open insertion compartments are formed in the axial direction, into which the permanent magnets can be easily inserted in the axial direction. The dimensions of the push-in compartments are slightly larger than those of the permanent magnets, so that they can be pushed into them without any problems, but there is only minimal play, at least in the circumferential direction; this is characterized in the present context by the term "perfect fit".

Die für die Halterung verwendete Bezeichnung „drehsymmetrisch“ soll im Gegensatz zu der Bezeichnung „rotationssymmetrisch“ zum Ausdruck bringen, dass die Geometrie der Halterung nur durch Drehungen um bestimmte, nicht aber um beliebige Winkel in sich selbst übergeführt werden kann.The term "rotationally symmetrical" used for the mount is intended to express, in contrast to the term "rotationally symmetrical", that the geometry of the mount can only be converted into itself by rotations through specific angles, but not through arbitrary angles.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, dass der Rückschlusskörper als glatter Ring ausgebildet ist und keinerlei Strukturen für eine Fixierung der Permanentmagnete in Umfangsrichtung aufweisen muss, wodurch sich seine Herstellungskosten erheblich verringern.A particular advantage of the arrangement according to the invention can be seen in the fact that the return body is designed as a smooth ring and does not have to have any structures for fixing the permanent magnets in the circumferential direction, which significantly reduces its production costs.

Die für eine Drehmomentübertragung erforderliche Fixierung der Permanentmagnete in Umfangsrichtung erfolgt ausschließlich durch die Halterung, die aus einem spritzgussfähigen Material, beispielsweise Kunststoff oder einem nicht oder nur schwach ferromagnetischen Metall besteht.The fixation of the permanent magnets in the circumferential direction, which is required for torque transmission, is carried out exclusively by the holder, which consists of an injection-moldable material, for example plastic or a non-ferromagnetic or only weakly ferromagnetic metal.

Dadurch, dass die Halterung in Spritzgusstechnik hergestellt wird, sind ihre Fertigungskosten von der Anzahl Y der vorgesehenen Nischen unabhängig. Somit stellt es kein Problem dar, ein und dieselbe Halterung für Magnetkupplungsrotoren zu verwenden, die für unterschiedliche Drehmomentanforderungen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Permanentmagnet-Paaren bestückt werden sollen. Due to the fact that the holder is produced using injection molding technology, its production costs are independent of the number Y of niches provided. It is therefore not a problem to use one and the same holder for magnetic coupling rotors that are to be equipped with a different number of pairs of permanent magnets for different torque requirements.

Abgesehen davon, dass Y eine gerade Zahl sein muss, ist der Wert dieser Größe nur durch die Dimension der verwendeten Permanentmagnete in Umfangsrichtung und den Umfang der Halterung begrenzt. Vorteilhafterweise werden die Nischen in gleichen Winkelabständen um den Umfang der Halterung herum verteilt angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn Y gleich 2ⁿ mit n > 1 (4, 8, 16 usw.) ist, weil dann die Anzahl der Möglichkeiten, die aus den Nischen gebildeten Einsteckfächer dem Bedarf entsprechend mit unterschiedlich vielen Permanentmagneten zu bestücken, maximal ist. Es ist aber auch möglich, beispielsweise 12 Nischen bzw. Einsteckfächer zu verwenden, in die dann je nach Drehmomentanforderung 2, 4, 6 oder 12 Permanentmagnete mit gleichen Winkelabständen eingesetzt werden können.Apart from the fact that Y must be an even number, the value of this variable is only limited by the dimension of the permanent magnets used in the circumferential direction and the circumference of the holder. Advantageously, the niches are equiangularly spaced around the perimeter of the support. It is particularly advantageous if Y is equal to ²ⁿ with n>1 (4, 8, 16, etc.), because then the number of options for equipping the pockets formed from the niches with a different number of permanent magnets as required is at a maximum . However, it is also possible to use, for example, 12 niches or plug-in compartments, in which 2, 4, 6 or 12 permanent magnets can then be used with the same angular distances, depending on the torque requirement.

Durch die Möglichkeit, ohne Mehrkosten die Anzahl der in die Einsteckfächer eingesetzten Permanentmagnete zu variieren, können mit ein und derselben Halterung Magnetkupplungsrotoren für verschiedene, sich hinsichtlich des zu übertragenden Drehmoments unterscheidende Magnetkupplungen aufgebaut werden. Bei der Bereitstellung einer unterschiedliche Drehmomentanforderungen abdeckenden Magnetkupplungs-Serie führt dies zu einer erheblich verminderten Komponentenzahl und somit zu geringeren Herstellungskosten.Due to the possibility of varying the number of permanent magnets used in the plug-in compartments without additional costs, magnetic coupling rotors for different magnetic couplings that differ in terms of the torque to be transmitted can be set up with one and the same holder. When providing a magnetic coupling series that covers different torque requirements, this leads to a significantly reduced number of components and thus to lower production costs.

Vorteilhafterweise ist die Halterung mit einem Ringflansch versehen, an dem der Rückschlusskörper im zusammengebauten Zustand zur Anlage kommt. Dadurch sind die zwischen der Halterung und dem Rückschlusskörper gebildeten Einsteckfächer auf der einen ihrer beiden axialen Seiten verschlossen, während die gegenüberliegende Seite zunächst offen ist, um ein Einführen der Permanentmagnete zu ermöglichen.Advantageously, the holder is provided with an annular flange on which the return body comes to rest in the assembled state. As a result, the plug-in compartments formed between the holder and the yoke body are closed on one of their two axial sides, while the opposite side is initially open to allow the permanent magnets to be inserted.

Vorzugsweise ist eine Vorrichtung vorgesehen, die dazu dient, nach erfolgter Montage von Halterung, Rückschlusskörper und Permanentmagneten die Einsteckfächer auch auf der dem Ringflansch in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite zu verschließen. Gleichzeitig kann diese Vorrichtung dazu dienen, den Rückschlusskörper gegen eine Axialverschiebung bezüglich der Halterung zu sichern.A device is preferably provided which serves to also close the plug-in compartments on the side opposite the annular flange in the axial direction after the mounting of the holder, yoke body and permanent magnet has been completed. At the same time, this device can be used to secure the return body against axial displacement with respect to the holder.

Wesentlich ist, dass ein Magnetkupplungsrotor gemäß der Erfindung durch einfache mechanische Montagevorgänge aus seinen Komponenten zusammengesteckt werden kann, ohne dass Klebstoffe verwendet werden oder ein Umspritzen irgendwelcher Komponenten mit Kunststoff erfolgt. Somit werden die Permanentmagnete keiner Temperaturbelastung ausgesetzt und eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften wird verhindert. Auch lassen sich dünnwandige Strukturen erzielen, die eine optimale Kraftübertragung der Permanentmagnete ermöglichen.It is essential that a magnetic coupling rotor according to the invention can be assembled from its components by simple mechanical assembly processes without using adhesives or overmoulding any components with plastic. Thus, the permanent magnets are not exposed to any temperature stress and deterioration of the magnetic properties is prevented. Thin-walled structures can also be achieved, which enable an optimal power transmission of the permanent magnets.

Die in den Ansprüchen 1 bis 3 niedergelegten Merkmale können sowohl beim Au-ßenrotor als auch beim Innenrotor einer Magnetkupplung zum Einsatz kommen.The features laid down in claims 1 to 3 can be used both in the outer rotor and in the inner rotor of a magnetic coupling.

Eine erfindungsgemäße Magnetkupplung kann einen nicht unter die Erfindung fallenden Außenrotor umfassen, wie er in den 4 bis 6 dargestellt ist, sowie einen Innenrotor gemäß den Ansprüchen 1 bis 3.A magnetic coupling according to the invention can include an external rotor not falling under the invention, as in the 4 until 6 is shown, and an inner rotor according to claims 1 to 3.

Ein besonders bevorzugter Anwendungsfall einer erfindungsgemäßen Magnetkupplung ist eine Fluidpumpe, bei der das Flügelrad der Pumpe mit dem angetriebenen Magnetkupplungsrotor verbunden und dieser in einem Spalttopf untergebracht ist.A particularly preferred application of a magnetic coupling according to the invention is a fluid pump in which the impeller of the pump is connected to the driven magnetic coupling rotor and this is housed in a containment shell.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Magnetkupplungsrotors gemäß der Erfindung, der als angetriebener Rotor einer Magnetkupplung für eine Fluidpumpe vorgesehen ist, deren Flügelrad er antreibt,
2 einen Schnitt durch den Magnetkupplungsrotor aus 1 längs der Linie II-II,
3 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Anordnung aus 1,
4 eine schematische Seitenansicht eines nicht unter den Anspruch 1 fallenden Magnetkupplungsrotors, der als Antriebsrotor einer einen angetriebenen Rotor gemäß 1 umfassenden Magnetkupplung vorgesehen ist und seinerseits von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben werden kann,
5 einen Schnitt durch den nicht unter den Anspruch 1 fallenden Magnetkupplungsrotor aus 4 längs der Linie V-V, und
6 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung des nicht unter den Anspruch 1 fallenden Magnetkupplungsrotors aus 4.

The invention is described below using exemplary embodiments with reference to the drawing; in this show:

1 a side view of a magnetic coupling rotor according to the invention, which is intended as a driven rotor of a magnetic coupling for a fluid pump, the impeller of which it drives,
2 cut out a section through the magnetic coupling rotor 1 along line II-II,
3 Figure 1 shows a perspective, exploded view of the arrangement 1 ,
4 a schematic side view of a not falling under the claim 1 magnetic coupling rotor, which as a drive rotor according to a driven rotor 1 comprehensive magnetic coupling is provided and in turn can be driven by a motor (not shown),
5 a section through the not falling under claim 1 magnetic coupling rotor 4 along the line VV, and
6 Figure 12 shows a perspective exploded view of the magnetic coupling rotor not falling under claim 1 4 .

Alle in den Figuren wiedergegebenen Körper und Baueinheiten sind der Deutlichkeit halber stark vereinfacht wiedergegeben. Wenn in der folgenden Figurenbeschreibung Begriffe wie „oben“ und „unten“ verwendet werden, so bezieht sich dies ausschließlich auf die jeweilige Figur und schränkt die räumliche Lage der entsprechenden Teile der Anordnung weder beim Zusammenbau noch im Betrieb ein.All bodies and structural units shown in the figures are shown greatly simplified for the sake of clarity. If terms such as "top" and "bottom" are used in the following description of the figures, this refers exclusively to the respective figure and does not restrict the spatial position of the corresponding parts of the arrangement either during assembly or during operation.

In den 1 und 3 ist das Flügelrad 1 einer Fluidpumpe dargestellt, das mit einem als antreibbarer Innenrotor ausgebildeten Magnetkupplungsrotor 2 drehfest verbunden ist.In the 1 and 3 the impeller 1 of a fluid pump is shown, which is non-rotatably connected to a magnetic coupling rotor 2 designed as a drivable inner rotor.

Der Magnetkupplungsrotor 2 umfasst eine aus einem nicht oder nur schwach ferromagnetischen Material bestehende kreiszylindrische Halterung 4 für eine Gruppe von Permanentmagneten 5, die dazu bestimmt sind, ein von einem im Folgenden unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 noch genauer beschriebenen, antreibenden Magnetkupplungsrotor 20 abgebbares Drehmoment auf das Flügelrad 1 zu übertragen.The magnetic coupling rotor 2 comprises a non-ferrous or weakly ferromagnetic material existing circular-cylindrical support 4 for a group of permanent magnets 5, which are intended to be one of a below with reference to the 4 until 6 described in more detail, driving magnetic coupling rotor 20 to transmit torque that can be emitted to the impeller 1 .

Die kreiszylindrische Halterung 4 des Magnetkupplungsrotors 2 weist an ihrem dem Flügelrad 1 zugewandten, zunächst offenen axialen Ende einen radial nach außen vorstehenden kreisförmigen Ringflansch 7 auf, mit dessen Hilfe sie beispielsweise durch Kleben, Verschweißen oder Verschrauben an der einen Seite einer Kreisscheibe 9 konzentrisch befestigt werden kann, die einen Teil des Flügelrades 1 bildet und auf ihrer gegenüberliegenden Seite dessen Flügel 10 trägt, die im Betrieb das zu fördernde Fluid vorwärts bewegen. Im montierten Zustand verschließt die Kreisscheibe 9 das offene Ende der Halterung 4. An der Unterseite der Kreisscheibe 9 ragt in axialer Richtung ein konzentrischer, zylindrischer Ansatz 11 vor, der im zusammengebauten Zustand von oben her in den Innenhohlraum der Halterung 4 eingreift.The circular-cylindrical holder 4 of the magnetic coupling rotor 2 has at its axial end facing the impeller 1, which is initially open, a circular annular flange 7 protruding radially outwards, with the help of which they are attached concentrically to one side of a circular disk 9, for example by gluing, welding or screwing can, which forms part of the impeller 1 and carries on its opposite side the wings 10, which move the fluid to be pumped forward during operation. In the assembled state, the circular disc 9 closes the open end of the holder 4. On the underside of the circular disc 9, a concentric, cylindrical extension 11 protrudes in the axial direction, which engages in the assembled state from above into the inner cavity of the holder 4.

An der zylindrischen Innenwand der Halterung 4 sind parallel zur Drehachse verlaufende Rippen 12 um den Umfang herum in gleichen Winkelabständen verteilt angeordnet, die sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Höhe der Halterung 4 erstrecken. Vorzugsweise sind die Rippen 12, die zwischen sich jeweils eine Nische 19 bilden, mit der Halterung 4 einstückig ausgebildet.Ribs 12 running parallel to the axis of rotation are distributed around the circumference at equal angular intervals on the cylindrical inner wall of the holder 4 and extend essentially over the entire axial height of the holder 4 . Preferably the ribs 12, each forming a niche 19 between them, integrally formed with the holder 4.

Somit werden zwischen den Rippen 12 an der Innenwand der Halterung 4 gleich große Nischen gebildet, die zur Aufnahme der Permanentmagnete 5 dienen.Thus, niches of the same size are formed between the ribs 12 on the inner wall of the holder 4 and serve to accommodate the permanent magnets 5 .

Wegen der perspektivischen Darstellung sind in 3 nur neun von insgesamt zwölf Rippen 12 zu sehen. Die übrigen drei werden von der vom Betrachter abgewandten Seite des vorderen Teils der Zylinderwand der Halterung 4 verdeckt.Because of the perspective representation, 3 only nine of a total of twelve ribs 12 can be seen. The remaining three are covered by the side of the front part of the cylinder wall of the holder 4 which faces away from the viewer.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umgibt die kreiszylindrische Halterung 4 einen zu ihr koaxial angeordneten Hohlzylinder 14 mit kreisförmigem Querschnitt, der in etwa die gleiche axiale Höhe wie die Halterung 4 besitzt und an seinen beiden axialen Enden offen ist. An seinem unteren Ende ist der Hohlzylinder 14 durch einen kreisringförmigen Steg 16 (der in der Draufsicht der 2 sichtbar ist) mit der kreiszylindrischen Halterung 4 einstückig verbunden.In the exemplary embodiment shown, the circular-cylindrical holder 4 surrounds a hollow cylinder 14 which is arranged coaxially thereto and has a circular cross-section, which has approximately the same axial height as the holder 4 and is open at both of its axial ends. At its lower end, the hollow cylinder 14 is connected by an annular web 16 (which is shown in the top view of FIG 2 is visible) integrally connected to the circular-cylindrical holder 4 .

Der Steg 16 verschließt den zwischen der Halterung 4 und dem Hohlzylinder 14 vorhandenen kreiszylindrischen Hohlraum 17, in den die Rippen 12 hineinragen, an seinem unteren Ende.The web 16 closes the existing between the holder 4 and the hollow cylinder 14 circular-cylindrical cavity 17, into which the ribs 12 protrude, at its lower end.

Weiterhin umfasst der Magnetkupplungsrotor 2 einen kreisringförmigen Rückschlusskörper 18 aus einem ferromagnetischen Material, der in axialer Richtung von oben her in den kreiszylindrischen Hohlraum 17 bis zur Anlage am Steg 16 eingeführt werden kann. Seine innere und seine äußere Mantelfläche sind erfindungsgemäß völlig glatt. Der Außendurchmesser des Rückschlusskörpers 18 ist so bemessen, dass er dann, wenn er in den kreiszylindrischen Hohlraum 17 eingeführt ist, mit seiner inneren Mantelfläche passgenau an der dem Hohlraum 17 zugewandten Zylinderfläche des Hohlzylinders 14 anliegt, wie man dies insbesondere der 2 entnehmen kann.Furthermore, the magnetic coupling rotor 2 includes an annular return body 18 made of a ferromagnetic material, which can be inserted in the axial direction from above into the circular-cylindrical cavity 17 until it rests on the web 16 . According to the invention, its inner and outer lateral surface are completely smooth. The outer diameter of the return body 18 is dimensioned such that when it is inserted into the circular-cylindrical cavity 17, its inner lateral surface fits snugly against the cylinder surface of the hollow cylinder 14 facing the cavity 17, as can be seen in particular in the 2 can take.

In diesem Zustand überdeckt der Rückschlusskörpers 18 die vorher offenen radialen Innenseiten der Nischen 19, sodass zwischen seiner Außenwand und der Innenwand der Halterung 4 sowie den Rippen 12 Einsteckfächer gebildet (siehe insbesondere 2) werden, in die in axialer Richtung von oben her jeweils ein Permanentmagnet 5 so eingesteckt werden kann, dass er mit seinen radial nach innen bzw. außen weisenden Polflächen einerseits am Rückschlusskörper 18 und andererseits an der Innenwand der Halterung 4 passgenau anliegt, während seine Seitenkanten von jeweils zwei benachbarten Rippen 12 in Umfangsrichtung für die erforderliche Drehmomentübertragung gehalten werden. Im vorliegenden Fall sind zwölf Nischen 19 und somit auch zwölf Einsteckfächer vorhanden, sodass die Halterung 4 maximal zwölf Permanentmagnete 5 aufnehmen kann.In this state, the return body 18 covers the previously open radial inner sides of the niches 19, so that insertion compartments are formed between its outer wall and the inner wall of the holder 4 and the ribs 12 (see in particular 2 ) into which a permanent magnet 5 can be inserted in the axial direction from above in such a way that its pole faces pointing radially inwards or outwards fit precisely on the return body 18 on the one hand and on the inner wall of the holder 4 on the other hand, while its side edges are held by two adjacent ribs 12 in the circumferential direction for the required torque transmission. In the present case there are twelve niches 19 and thus also twelve insertion compartments, so that the holder 4 can hold a maximum of twelve permanent magnets 5 .

Je nach Bedarf, d.h. entsprechend der Größe des zu übertragenden Drehmoments können aber auch weniger Permanentmagnete 5, im gezeichneten Fall beispielsweise nur sechs oder alternativ hierzu auch vier oder zwei Permanentmagnete 5 in die Einsteckfächer der Halterung 4 eingesteckt sein.Depending on requirements, i.e. according to the size of the torque to be transmitted, fewer permanent magnets 5, for example only six in the illustrated case, or alternatively four or two permanent magnets 5 can be inserted into the slots of the holder 4.

Wesentlich ist dabei, dass die Anzahl der eingesteckten Permanentmagnete 5 geradzahlig ist, und sie mit alternierender Polung in gleichen Winkelabständen um den Umfang der Halterung 4 herum verteilt angeordnet sind.It is essential that the number of inserted permanent magnets 5 is an even number and that they are distributed with alternating polarity at equal angular intervals around the circumference of the holder 4 .

Der an der Unterseite der Kreisscheibe 9 des Flügelrades 1 vorgesehene konzentrische Ansatz 11 dient gleichzeitig als Einrichtung zum Verschließen der Einsteckfächer an ihrem dem Steg 16 gegenüberliegenden, oberen axialen Ende.The provided on the underside of the circular disk 9 of the impeller 1 concentric extension 11 serves as a device for closing the plug-in compartments at their web 16 opposite, upper axial end.

Prinzipiell ist es auch möglich, den Hohlzylinder 14 wegzulassen und die Halterung 4 an ihrem vom Flügelrad 1 entfernt liegenden axialen Ende durch einen durchgehenden Boden zu verschließen, der dann auch die oben geschilderten Funktionen des Steges 16 übernimmt.In principle, it is also possible to omit the hollow cylinder 14 and to close the holder 4 at its axial end remote from the impeller 1 by a continuous base, which then also takes over the functions of the web 16 described above.

Die Montage der in 3 gezeigten Anordnung erfolgt in der Weise, dass als erstes der Rückschlusskörper 18 in den kreisringförmigen Hohlraum 17 der Halterung 4 von oben her eingeführt wird, bis er am Steg 16 bzw. am Boden anliegt. In die so gebildeten Einsteckfächer kann dann die gewünschte gerade Anzahl von Permanentmagneten 5 von oben her so eingesteckt werden, dass einander benachbarte Permanentmagnete 5 eine entgegengesetzte Ausrichtung ihrer Pole aufweisen.The assembly of the 3 The arrangement shown takes place in such a way that first the return body 18 is inserted into the annular cavity 17 of the holder 4 from above until it rests against the web 16 or the ground. The desired even number of permanent magnets 5 can then be inserted from above into the plug-in compartments formed in this way in such a way that adjacent permanent magnets 5 have an opposite orientation of their poles.

Durch den Zusammenbau mit dem Flügelrad 1 wird dann die oben offene Halterung 4 verschlossen, wobei der nach unten ragende, zylindrische Ansatz 11 des Flügelrades 1 auch dazu dient, die Einsteckfächer an ihren axial oben liegenden Seiten zu verschließen, sodass die eingesetzten Permanentmagnete 5 sowohl in den beiden Umfangsrichtungen als auch den beiden axialen Richtungen in ihren passgenauen Einsteckfächern festgehalten werden. Hierdurch ist einerseits eine gute Drehmomentübertragung möglich und wird andererseits ein Verrutschen in axialer Richtung ausgeschlossen.By assembling it with the impeller 1, the holder 4, which is open at the top, is then closed, with the cylindrical extension 11 of the impeller 1 protruding downwards also serving to close the insertion compartments on their axially upper sides, so that the permanent magnets 5 used can be inserted both in are held in the two circumferential directions and the two axial directions in their precisely fitting pockets. As a result, on the one hand good torque transmission is possible and on the other hand slippage in the axial direction is ruled out.

Der obere Teil des Flügelrades 1 enthält eine eingespritzte Lagerbuchse, von der nur die obere Stirnfläche 3 sichtbar ist, die gleichzeitig als Axiallager dient. Auf der Gegenseite ist keine Lagerfunktion gegeben. Das Flügelrad 1 und die zunächst oben offene Halterung 4 werden durch ein geeignetes Fügeverfahren, beispielsweise Kleben, Clipsen oder Schweißen miteinander verbunden.The upper part of the impeller 1 contains an injected bearing bush, of which only the upper face 3 is visible, which also serves as an axial bearing. There is no storage function on the opposite side. The impeller 1 and the initially open top bracket 4 are by a suitable Joining methods, such as gluing, clipping or welding together.

Die so gebildete Einheit wird in einem (nicht dargestellten) Spalttopf montiert, in dem ein geeignetes Gegenlager zur Bohrung der Lagerbuchse vorgesehen ist. Der so komplettierte Spalttopf und ein (nicht dargestellter) Pumpendeckel werden durch geeignete Verfahren (Kleben, Schweißen) miteinander verbunden. Prinzipiell können auch hier Verfahren wie Verclipsen oder Verschrauben verwendet werden, wobei dann allerdings eine zusätzliche Dichtung erforderlich ist, bei der es sich jedoch um eine statische Dichtung handelt, die nicht die eingangs erwähnten Nachteile einer dynamischen Dichtung aufweist.The unit formed in this way is mounted in a containment shell (not shown), in which a suitable counter bearing is provided for drilling the bearing bush. The containment shell completed in this way and a pump cover (not shown) are connected to one another by suitable methods (gluing, welding). In principle, methods such as clipping or screwing can also be used here, although an additional seal is then required, but this is a static seal that does not have the disadvantages of a dynamic seal mentioned at the outset.

Der in den 4 bis 6 gezeigte, nicht unter den Anspruch 1 fallende Magnetkupplungsrotor 20 ist als antreibender Außenrotor der beschriebenen Magnetkupplung vorgesehen und umfasst als Halterung 22 für die Permanentmagnete 5 eine aus einem nicht oder nur schwach ferromagnetischen Material bestehende Korbstruktur, die einen kreisförmigen Boden 23 aufweist, in dessen Zentrum eine Lagerbuchse 24 zur Verbindung mit der Welle eines (nicht dargestellten) Elektromotors vorgesehen ist. Vom Boden 23 ausgehend erstrecken sich symmetrisch angeordnete Arme 25 radial nach außen, die an ihren Enden in senkrecht zum Boden 23 verlaufende, zueinander parallele Verbindungsrippen 26 übergehen, die in Umfangsrichtung die gleiche Erstreckung aufweisen und an ihren vom Boden 23 entfernt liegenden Enden mit einem sich über den gesamten Umfang des Magnetkupplungsrotor 20 erstreckenden, radial nach außen vorspringenden, kreisförmigen Ringflansch 27 verbunden sind.The in the 4 until 6 The magnetic coupling rotor 20 shown, which does not fall under claim 1, is provided as the driving outer rotor of the described magnetic coupling and, as a holder 22 for the permanent magnets 5, comprises a basket structure made of a non-ferromagnetic or only weakly ferromagnetic material, which has a circular base 23, in the center of which a Bearing bush 24 is provided for connection to the shaft of an electric motor (not shown). Starting from the base 23, symmetrically arranged arms 25 extend radially outwards, which merge at their ends into parallel connecting ribs 26 running perpendicular to the base 23, which have the same extent in the circumferential direction and at their ends remote from the base 23 with a are connected over the entire circumference of the magnetic coupling rotor 20 extending radially outwardly projecting, circular annular flange 27.

Die Winkelabstände der Verbindungsrippen 26 sind so gewählt, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Verbindungsrippen 26 ein Permanentmagnet 5 passgenau positioniert werden kann. Jede der Verbindungsrippen 26 weist an ihren beiden radial innen liegenden, parallel zur Rotationsachse verlaufenden Kanten Vorsprünge 29 auf, die sich ausgehend vom Ringflansch 27 in Richtung des Bodens 23 erstrecken und die in radialer Richtung eine geringere Dicke als die Verbindungsrippen 26 besitzen.The angular distances between the connecting ribs 26 are selected in such a way that a permanent magnet 5 can be positioned with a precise fit between two adjacent connecting ribs 26 in each case. Each of the connecting ribs 26 has projections 29 on its two radially inner edges running parallel to the axis of rotation.

Dadurch werden an der radialen Außenseite der von der Korbstruktur gebildeten Halterung 22 Nischen 34 gebildet, die zur Aufnahme von Permanentmagneten 5 dienen. Diese Nischen 34 sind radial nach innen durch die nasenartigen Vorsprünge 29 und in einer axialen Richtung durch den Ringflansch 27 begrenzt, in der entgegengesetzten axialen Richtung und radial nach außen hin offen.As a result, niches 34 are formed on the radial outside of the holder 22 formed by the basket structure, which serve to accommodate permanent magnets 5 . These niches 34 are delimited radially inwards by the nose-like projections 29 and in one axial direction by the annular flange 27, in the opposite axial direction and open radially outwards.

Auch für diesen Magnetkupplungsrotor 20 ist ein kreisringförmiger Rückschlusskörper 32 aus einem ferromagnetischen Material vorgesehen, der in axialer Richtung von unten her auf die die Halterung 22 bildende Korbstruktur so weit aufgeschoben werden kann, dass er am Ringflansch 27 zur Anlage kommt. Auch bei diesem Rückschlusskörper 32 sind die äußere und die innere Mantelfläche völlig glatt. Sein Innendurchmesser ist so bemessen, dass er im aufgeschobenen Zustand passgenau an den Außenseiten der Verbindungsrippen 26 anliegt.Also for this magnetic coupling rotor 20 an annular return body 32 made of a ferromagnetic material is provided, which can be pushed in the axial direction from below onto the basket structure forming the holder 22 so far that it comes to rest on the annular flange 27 . In this return body 32, too, the outer and inner lateral surfaces are completely smooth. Its inner diameter is dimensioned such that it fits precisely against the outer sides of the connecting ribs 26 when it is pushed on.

In dieser Position verschließt er die zur Aufnahme der Permanentmagnete 5 vorgesehenen Nischen 34 auf ihrer radialen Außenseite, sodass Einsteckfächer gebildet werden, die nur noch an ihrem unteren axialen Ende offen sind. Von dieser Seite her können die Permanentmagnete 5 in axialer Richtung in die Einsteckfächer bis zum Anschlag am Ringflansch 27 eingeschoben werden. In 5 sind der Deutlichkeit halber nur diejenigen Einsteckfächer bildenden Nischen 34 mit einem Bezugszeichen versehen, in welche kein Permanentmagnet 5 eingesetzt ist.In this position, it closes the niches 34 provided for receiving the permanent magnets 5 on their radial outside, so that plug-in compartments are formed which are only open at their lower axial end. From this side, the permanent magnets 5 can be inserted in the axial direction into the insertion compartments up to the stop on the annular flange 27 . In 5 For the sake of clarity, only those niches 34 forming plug-in compartments are provided with a reference number, in which no permanent magnet 5 is inserted.

Um die Einsteckfächer auch an ihren axial unteren offenen Enden zu verschließen, ist eine Verschlusseinrichtung 36 aus einem nicht oder nur schwach ferromagnetischen Material vorgesehen, die einen Kreisring 38 umfasst, dessen Innendurchmesser so an den Außendurchmesser der die Halterung 22 bildenden Korbstruktur angepasst ist, dass er auf sie von unten her in axialer Richtung aufgeschoben werden kann, um sie passgenau zu umschließen.In order to also close the push-in compartments at their axially lower open ends, a closing device 36 made of a non-ferromagnetic or only weakly ferromagnetic material is provided, which comprises a circular ring 38 whose inner diameter is adapted to the outer diameter of the basket structure forming the holder 22 in such a way that it can be pushed onto them from below in the axial direction in order to enclose them with a precise fit.

Der Kreisring 38 weist an seiner axialen Oberseite zwei Gruppen von über den Umfang verteilten Vorsprüngen 40, 41 auf, die sich in axialer Richtung parallel zur Drehachse erstrecken und so angeordnet sind, dass jeder Vorsprung 40 der einen Gruppe zwischen zwei Vorsprüngen 41 der anderen Gruppe positioniert ist und umgekehrt. Die Vorsprünge 40 der einen Gruppe weisen in Umfangsrichtung jeweils die gleiche Erstreckung und gleiche Winkelabstände auf. Gleiches gilt auch für die Vorsprünge 41 der anderen Gruppe, die aufgrund einer Verzerrung durch die in 3 gewählte perspektivische Darstellung nur scheinbar unterschiedliche Erstreckungen in Umfangsrichtung besitzen.The circular ring 38 has on its axial upper side two groups of projections 40, 41 distributed over the circumference, which extend in the axial direction parallel to the axis of rotation and are arranged such that each projection 40 of one group is positioned between two projections 41 of the other group is and vice versa. The projections 40 of one group each have the same extension and the same angular distances in the circumferential direction. The same also applies to the projections 41 of the other group, which due to distortion by the in 3 selected perspective view only apparently have different extensions in the circumferential direction.

Die Vorsprünge 40 der einen Gruppe haben eine etwas geringere axiale Länge als die Vorsprünge 41 der anderen Gruppe und sind so um den Umfang des Kreisrings 38 herum verteilt angeordnet, dass jeder von ihnen zum Aufschieben des Kreisringes 38 auf die Halterung 22 an der Außenseite einer der Verbindungsrippen 26 positioniert werden kann. An ihren freien Enden weisen die Vorsprünge 40 radial nach innen vorspringende Rastnasen 44 auf, mit denen sie dann, wenn der Kreisring 38 in axialer Richtung auf die Halterung 22 aufgeschoben wird, zunächst an der Außenseite einer Verbindungsrippe 26 axial nach oben gleiten, wobei sie in radialer Richtung elastisch geringfügig nach außen gedrückt werden, bis sie dann in eine an der Außenseite einer jeden Verbindungsrippe 26 in Umfangsrichtung, d.h. parallel zum Ringflansch 27 verlaufende Nut 45 einrasten, um so die Verschlusseinrichtung 36 an der Halterung 22 zu befestigen.The projections 40 of one group have a slightly shorter axial length than the projections 41 of the other group and are distributed around the circumference of the circular ring 38 so that each of them can be pushed onto the holder 22 on the outside of one of the Connecting ribs 26 can be positioned. At their free ends, the projections 40 have detents projecting radially inward sen 44, with which they then, when the circular ring 38 is pushed in the axial direction onto the holder 22, first on the outside of a connecting rib 26 slide axially upwards, where they are slightly elastically pressed outwards in the radial direction, until they then into a groove 45 running in the circumferential direction, ie parallel to the annular flange 27 , on the outside of each connecting rib 26 , in order in this way to fasten the closure device 36 to the holder 22 .

Die in axialer Richtung etwas längeren Vorsprünge 41 der anderen Gruppe weisen an ihren freien Enden eine kleine, sich radial nach innen erstreckende Platte 47 auf, deren Größe so bemessen ist, dass sie sich beim Aufschieben des Kreisrings 38 auf die Halterung 22 zwischen den Verbindungsrippen 26 der Halterung 22 nach oben, das heißt in Richtung des Ringflansches 27 bewegen und in der Position, in der die Rastnasen 44 der anderen Gruppe von Vorsprüngen 40 in die Nuten 45 der Verbindungsrippen 26 einrasten, die bis dahin offene Unterseite der zwischen der Halterung 22 und dem Rückschlusskörper 32 gebildeten Einsteckfächer verschließen.The projections 41 of the other group, which are somewhat longer in the axial direction, have at their free ends a small, radially inwardly extending plate 47, the size of which is dimensioned such that when the circular ring 38 is pushed onto the holder 22, it moves between the connecting ribs 26 of the bracket 22 upwards, i.e. in the direction of the annular flange 27, and in the position in which the latching lugs 44 of the other group of projections 40 engage in the grooves 45 of the connecting ribs 26, the underside of the previously open underside of the bracket 22 and close the plug-in compartments formed in the return body 32 .

Die Montage der in 6 gezeigten Anordnung erfolgt in der Weise, dass zunächst der Rückschlusskörper 32 von unten her auf die Halterung 22 so weit aufgeschoben wird, dass er an der Unterseite des Ringflansches 27 zur Anlage kommt. In die dadurch gebildeten, an ihrem unteren axialen Ende noch offenen Einsteckfächer kann dann von unten her eine gerade Anzahl von Permanentmagneten 5 eingesteckt werden, wobei einander benachbarte Permanentmagnete 5 entgegengesetzte Polungen aufweisen.The assembly of the 6 Arrangement shown takes place in such a way that first the return body 32 is pushed from below onto the holder 22 so far that it comes to rest on the underside of the annular flange 27 . An even number of permanent magnets 5 can then be inserted from below into the plug-in compartments formed as a result, which are still open at their lower axial end, with adjacent permanent magnets 5 having opposite polarities.

Durch den Zusammenbau mit der Verschlusseinrichtung 36 werden dann die nach unten noch offenen Enden der Einsteckfächer so verschlossen, dass jeder der eingesetzten Permanentmagnete 5 sowohl in beiden Umfangsrichtungen als auch in beiden axialen Richtungen passgenau gehalten wird, um eine Drehmoment-Übertragung zu ermöglichen und ein Herausrutschen der Permanentmagnete 5 aus den Einsteckfächern zu verhindern.By assembling with the closure device 36, the ends of the insertion compartments, which are still open at the bottom, are then closed in such a way that each of the permanent magnets 5 used is held with a precise fit in both circumferential directions and in both axial directions, in order to enable torque transmission and slipping out to prevent the permanent magnets 5 from the plug-in compartments.

Die im Boden 23 der die Halterung 22 bildenden Korbstruktur vorgesehene Lagerbuchse 24 besteht in jedem Fall aus Metall, sodass der antreibende Magnetkupplungsrotor 20 im Preßsitz auf der Ausgangswelle eines Antriebsmotors (nicht dargestellt) befestigt werden kann. Eine zusätzliche Bearbeitung der Welle ist nicht erforderlich und es ergibt sich kein negativer Einfluss auf den Rundlauf des Magnetkupplungsrotors 20.The bearing bushing 24 provided in the bottom 23 of the basket structure forming the bracket 22 is made of metal in any case, so that the driving magnetic coupling rotor 20 can be press-fitted onto the output shaft of a drive motor (not shown). Additional machining of the shaft is not required and there is no negative impact on the concentricity of the magnetic coupling rotor 20.

Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber bekannten Anordnungen dar, bei denen der antreibende Magnetkupplungsrotor beispielsweise mit einer zu einer exzentrischen Masseverteilung führenden und damit den Rundlauf beeinträchtigenden Madenschraube auf einer Abflachung der Motorwelle festgeklemmt wird, was die zusätzlichen Arbeitsgänge des Schneidens eines Gewindes und des Abfräsens der Motorwelle beinhaltet.This represents a significant advantage over known arrangements in which the driving magnetic coupling rotor is clamped, for example, with a grub screw that leads to an eccentric mass distribution and thus impairs concentricity, on a flattened area of the motor shaft, which eliminates the additional work steps of cutting a thread and milling the motor shaft contains.

Der Innendurchmesser der die Halterung 22 bildenden Korbstruktur ist so bemessen, dass beim Zusammenbau einer Magnetkupplung in dem von ihr gebildeten kreiszylindrischen Innenhohlraum der angetriebene Magnetkupplungsrotor 2 der 1 bis 3 mit einem ihn umgebenden, in den Figuren nicht dargestellten Spalttopf koaxial positioniert werden kann, der fluid-dicht mit dem Pumpengehäuse verbunden ist und sicherstellt, dass aus letzterem im Bereich des angetriebenen Magnetkupplungsrotors 2 kein Fluid austritt.The inner diameter of the holder 22 forming basket structure is dimensioned so that when assembling a magnetic coupling in the circular-cylindrical inner cavity formed by it, the driven magnetic coupling rotor 2 of the 1 until 3 can be positioned coaxially with a containment pot surrounding it, not shown in the figures, which is fluid-tightly connected to the pump housing and ensures that no fluid escapes from the latter in the region of the driven magnetic coupling rotor 2 .

Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Welle der aus dem angetriebenen Magnetkupplungsrotor 2 und dem Flügelrad 1 gebildeten Baueinheit am Pumpengehäuse gelagert werden kann, ohne dass die für den Durchtritt dieser Welle im Pumpengehäuse vorgesehene Öffnung abgedichtet werden muss. Im Betrieb kann also das Innere des von der Halterung 4 gebildeten Gehäuses des angetriebenen Magnetkupplungsrotors 2 mit dem durch die Pumpe zu fördernden Fluid gefüllt sein.This arrangement offers the advantage that the shaft of the unit formed by the driven magnetic coupling rotor 2 and the impeller 1 can be mounted on the pump housing without the opening provided for the passage of this shaft in the pump housing having to be sealed. During operation, the interior of the housing, formed by the holder 4, of the driven magnetic coupling rotor 2 can be filled with the fluid to be pumped through the pump.

Bei den vorausgehend beschriebenen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass der in den 4 bis 6 dargestellte Außenrotor der antreibende Magnetkupplungsrotor ist, der seinerseits von einem Motor angetrieben wird, während der in den 1 bis 3 gezeigte Innenrotor der angetriebene Magnetkupplungsrotor ist, der seinerseits das Flügelrad 1 antreibt.In the examples described above, it was assumed that in the 4 until 6 shown outer rotor is the driving magnetic coupling rotor, which in turn is driven by a motor, while in the 1 until 3 shown inner rotor is the driven magnetic coupling rotor, which in turn drives the impeller 1.

Es sei aber darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Magnetkupplungsrotoren auch mit einer entgegengesetzten Funktionszuweisung verwendet werden können, gemäß derer der Innenrotor der antreibende Magnetkupplungsrotor und der Außenrotor der angetriebene Magnetkupplungsrotor ist.However, it should be pointed out that the magnetic coupling rotors described can also be used with an opposite functional assignment, according to which the inner rotor is the driving magnetic coupling rotor and the outer rotor is the driven magnetic coupling rotor.

Darüber hinaus kann eine mit einem erfindungsgemäßen Magnetkupplungsrotor aufgebaute Magnetkupplung nicht nur für eine Fluidpumpe, sondern auch bei beliebigen anderen Anwendungsfällen zum Einsatz kommen, bei denen die Verwendung einer solchen Magnetkupplung günstig ist.In addition, a magnetic coupling constructed with a magnetic coupling rotor according to the invention can be used not only for a fluid pump, but also for any other application in which the use of such a magnetic coupling is advantageous.

Claims

Magnetic coupling rotor (2), which comprises the following components: - A holder (4) from a non or only Weakly magnetizable, injection-mouldable material, which is designed as a body that is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the magnetic coupling rotor (2) and has niches (19) open to the radial inside, into which an even number of permanent magnets (5) can be inserted in such a way that they Axis of rotation of the magnetic coupling rotor (2) are distributed at equal angular intervals, with one of their pole faces pointing radially inwards and the other one pointing radially outwards and the poles of directly adjacent permanent magnets (5) are opposite to one another, - a return body (18 ) made of ferromagnetic material, which is designed as a cylindrical ring with smooth inner and outer lateral surfaces, the outer diameter of which is matched to the inner diameter of the holder (4) in such a way that it fits together with the holder (4) with a precise fit by means of a relative movement in the axial direction can be that it coaxially encloses it from the outside and it at least partially covers the open radial inner sides of the niches (19) to form an even number of push-in compartments, in each of which a permanent magnet (5) can be inserted in the axial direction as required for at least one in The holder (4) has on its inner wall radially inwardly projecting ribs (12) running parallel to the axis of rotation, which in the circumferential direction are distributed and of which two adjacent delimit a niche (19), that the holder (4) has a circular web (16) in the area of one of its axial ends, and that the yoke body (18) from the axial end of the holder ( 4) ago, which is opposite to the annular web (16), can be inserted into the cavity (17) enclosed by the holder (4) in such a way that it comes to rest on this web (16) in the assembled state, through which into the Permanent magnets (5) inserted into plug-in compartments are secured in an axial direction against axial displacement with respect to the holder (4).

Magnetic clutch rotor (2) after claim 1 , characterized in that a device is provided which serves to at least partially cover the push-in compartments formed by the niches (19) on the side opposite the annular web (16) in the axial direction and both permanent magnets (5) inserted into the push-in compartments and also to secure the return body (18) against axial displacement relative to the holder (4).

Magnetic clutch rotor (2) after claim 2 , characterized in that the holder (4) comprises a hollow cylinder (14) with a circular cross-section which is arranged coaxially to it and which has approximately the same axial length as the holder (4) and is connected to the holder (4) at one of its axial ends is connected by the annular web (16), which forms a base of the circular-cylindrical cavity (17) between the holder (4) and the hollow cylinder (14) and is open at the other axial end, and that the outer diameter of the inner hollow cylinder (14) is adapted to the inner diameter of the return body (18) in such a way that it can be pushed into the circular-cylindrical cavity (17) between the holder (4) and the hollow cylinder (14) in the axial direction in such a way that its radial inner surface is in contact with the radial outer surface of the Hollow cylinder (14) fits snugly.

Magnetic coupling, which comprises an inner rotor and an outer rotor, characterized in that its inner rotor according to one of Claims 1 until 3 is constructed.

magnetic clutch after claim 4 , characterized in that an even number of permanent magnets (5) is inserted into the plug-in compartments (19) of the inner rotor (2) which, depending on the respective torque requirement, is equal to or smaller than the number Y of the plug-in compartments (19) present.

magnetic clutch after claim 4 or 5 , characterized in that the inner rotor is the driving rotor of the magnetic coupling.

magnetic clutch after claim 4 or 5 , characterized in that the inner rotor is the driven rotor of the magnetic coupling.