DE202006019857U1

DE202006019857U1 - Centrifugal pump, has passive axial bearing which receives axial forces between radially inside and radially outside members

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Publication number: DE202006019857U1
Application number: DE202006019857U
Authority: DE
Original assignee: H Wernert and Co OHG
Current assignee: H Wernert and Co OHG
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2016-12-23

Abstract

A rotary joint is provided for axially supporting a rotor-magnetic rotor unit (19). Axially adjacent magnets (5,6) have radially opposing north poles on a radially inside member (2) and a radially outside member (3). Pole changing in the axial direction forms a passive axial bearing which acts contactlessly and receives axial forces between the members (2,3).

Description

Die Erfindung betrifft eine permanentmagnetische berührungsfreie Radialdrehkupplung sowie eine Magnetpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.The The invention relates to a permanent magnet non-contacting radial rotary coupling and a magnetic pump according to the preamble of claim 1 or 12th

Zur Übertragung von Drehmomenten durch geschlossene Wandungen hindurch sind z.B. aus Lehmann, "Eigenschaften und Auslegung von Magnetantrieben", in: "Leckagefreie Pumpen und Verdichter", Herausgeber G. Vetter, Vulkan-Verlag Essen, 2. Auflage, 1992, magnetische Radialdrehkupplungen bekannt. Diese umfassen ein antreibendes Organ, beispielsweise eine Welle, die entlang ihres Umfangs gleichverteilt Magnete mit abwechselnd radial einwärts und radial auswärts gerichtetem Nordpol trägt. Die Welle ist von einem abtreibenden Organ, beispielsweise einem Hohlzylinder, umgeben, der an seinem Innenumfang die selbe Anzahl von ebenfalls radial abwechselnd magnetisierten Magneten trägt. Das antreibende und das abtreibende Organ können in ihrer Funktion auch vertauscht werden. Die Magnete der Welle und des Hohlzylinders sind paarweise durch anziehende Magnetkräfte gekoppelt, so dass bei Drehung des antreibenden Organs über die Magnetkopplung das angetriebene Organ mitgedreht wird. Hierbei können aus produktionstechnischen Gründen in Axialrichtung mehrere kleinere Magnete mit gleicher radialer magnetischer Ausrichtung benachbart zueinander angeordnet sein. Bei der permanentmagnetischen Radialkupplung stehen also die Magnete im Inneren eines hohlzylinderartigen Körpers (Außenring) den Magneten auf der Außenfläche eines radial kleineren zylinderartigen Körpers (Innenring) gegenüber und zwar in der Weise, dass die Wirklinien der Magnete, also ihre Magnetisierungsrichtung, ebenfalls radial verläuft.For transmission of torques through closed walls are e.g. from Lehmann, "properties and Design of Magnetic Drives ", in:" Leakage-free Pumps and Compressors ", publisher G. Vetter, Vulkan-Verlag Essen, 2nd edition, 1992, magnetic radial couplings known. These include a driving organ, such as a Wave, with equally distributed magnets along its circumference radially inward and radially outward directed north pole carries. The wave is from an abortive organ, such as a Hollow cylinder, surrounded, on its inner circumference the same number also carries radially alternately magnetized magnet. The driving and the abortive organ may also function in their function be reversed. The magnets of the shaft and the hollow cylinder are Coupled in pairs by attractive magnetic forces, so that at Rotation of the driving organ via the magnetic coupling the driven member is rotated. in this connection can for production reasons in the axial direction, several smaller magnets with the same radial magnetic alignment adjacent to each other. at the permanent magnetic radial coupling are therefore the magnets inside a hollow cylindrical body (outer ring) the magnet on the Outer surface of a radially smaller cylindrical body (inner ring) opposite and indeed in such a way that the lines of action of the magnets, that is to say their direction of magnetization, also runs radially.

Bei der bekannten Radialdrehkupplung entstehen bei einer relativen radialen Auslenkung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen, d.h. abtreibenden Organ die Auslenkung verstärkende radial wirkende Kräfte, da die einander gegenüberliegenden Magnete einander anziehen. Bei der bekannten magnetischen Radialdrehkupplung ist daher eine radiale Lagerung zur Aufnahme radialer Auslenkungskräfte unabdingbar.at The known radial rotary coupling arise at a relative radial Deflection between the driving and the driven, i. abortive organ the deflection amplifying radially acting forces, since the opposite ones Magnets attract each other. In the known radial magnetic rotary joint Therefore, a radial bearing for receiving radial deflection forces is indispensable.

Üblicherweise werden deshalb mechanische oder, wie in der DE 32 07 166 A1 beschrieben, hydrodynamische Lager verwendet. Derartige Lager sind jedoch einem Verschleiß unterworfen. Zwar sind aus der EP 0 034 992 A1 auch berührungslos wirkende permanentmagnetische Lager bekannt. Allerdings wirken dort radial magnetisierte mit axial magnetisierten Magneten zusammen, wodurch das übertragbare Drehmoment verringert wird. Zudem ist der dort beschriebene Aufbau mit ringförmigen Magneten teuer. Ferner ist aus der DE 103 38 222 A1 eine axial und radial berührungsfreie Lagerung eines antreibenden Statorrads in einer Umfassung eines angetriebenen Rotorrads bekannt. Allerdings betrifft die DE 103 38 222 A1 eine Stirndrehkupplung und keine Radialdrehkupplung, bei der eine derartige Umfassung nicht möglich ist. Ferner ist aus der DE 1 202 392 OS eine Stirndrehkupplung bekannt, bei der eine radiale Lagerung durch Magnetisierung eines Ringabschnitts eines Rotors durch eine entlang des Außenumfangs verlaufende Ringspule im Stator erzeugt wird. Die hierfür erforderlichen zusätzlichen Komponenten sind jedoch kostenaufwendig. Schließlich ist aus der DE 197 33 239 A1 eine permanentmagnetische Lagerung für eine Welle bekannt, die von einem Motor angetrieben wird, der einen konventionellen Innenstator und einen konventionellen Außenstator zum Übertragen eines Drehmoments auf die Welle aufweist. Die permanentmagnetische Lagerung ist in der DE 197 33 239 A1 jedoch eine zusätzliche Komponente, die zudem nicht der Drehmomentübertragung dient.Usually therefore mechanical or, as in the DE 32 07 166 A1 described hydrodynamic bearings used. However, such bearings are subject to wear. Although are from the EP 0 034 992 A1 Non-contact permanent magnetic bearing known. However, there radially magnetized interact with axially magnetized magnets, whereby the transmittable torque is reduced. In addition, the structure described there with annular magnets is expensive. Furthermore, from the DE 103 38 222 A1 an axially and radially non-contact storage of a driving stator in an enclosure of a driven rotor wheel known. However, the concerns DE 103 38 222 A1 a face rotary coupling and no radial rotary coupling in which such enclosure is not possible. Furthermore, from the DE 1 202 392 OS a face rotary coupling is known in which a radial bearing is produced by magnetizing a ring portion of a rotor by a ring coil extending along the outer circumference in the stator. The additional components required for this, however, are expensive. Finally, out of the DE 197 33 239 A1 a permanent magnetic bearing for a shaft, which is driven by a motor having a conventional inner stator and a conventional outer stator for transmitting a torque to the shaft. The permanent magnetic bearing is in the DE 197 33 239 A1 but an additional component, which also does not serve for torque transmission.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine permanent magnetische berührungsfreie Radialdrehkupplung sowie eine Magnetpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12 zu schaffen, die bei größtmöglicher magnetischer Kopplung zwischen angetriebenem und antreibendem Organ eine verschleißfreie sowie einfach und kostengünstig herstellbare radiale Lagerung ohne zusätzliche Komponenten aufweist.Of the Invention is therefore based on the object, a permanent magnetic noncontact Radial rotary coupling and a magnetic pump according to the preamble of Claim 1 or 12 to create, with the greatest possible magnetic coupling between powered and driving organ a wear-free as well easy and inexpensive producible radial bearing without additional components.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 12 gelöst.These The object is according to the features of claim 1 or 12th solved.

Hierdurch wird eine Radialdrehkupplung mit einem antreibenden und einem angetriebenen Organ, die koaxial angeordnet sind und einander axial überlappen, geschaffen, bei der Magnete am angetriebenen Organ und Magnete am antreibenden Organ einander mit gleichnamigen Polen radial zugewandt sind. Durch die magnetische Abstoßung werden sowohl ein Drehmoment übertragen als auch radiale Rückstellkräfte für eines der Organe sichergestellt, die eine stabile relative radiale Lagerung dieses Organs gewährleisten. Es wird so eine passive, d.h. regelungslose, magnetische und damit verschleißfreie radiale Lagerung für dieses Organ geschaffen, die ohne Komponenten, die nur der Lagerung dienen, auskommen kann. Die Magnete tragen sowohl zur Übertragung des Drehmoments als auch zur radialen Lagerung bei. Das andere Organ der Kupplung wird auf andere Weise, insbesondere mechanisch, radial gelagert, um dort die radialen Kräfte weiterzugeben.hereby is a radial rotary joint with a driving and a driven Organ which are arranged coaxially and overlap each other axially, created at the magnets on the driven organ and magnets on driving organ facing each other with the same poles radially are. Magnetic repulsion both transmits torque as well as radial restoring forces for a the organs ensured a stable relative radial bearing ensure this organ. It becomes a passive, i. unregulated, magnetic and so on wear-free radial bearing for This organ created without components, only for storage serve, can get along. The magnets carry both for transmission the torque as well as for radial storage. The other organ the coupling is mounted in a different manner, in particular mechanically, radially, around there the radial forces pass.

Eine besonders günstige Ausführungsform unterteilt darüber hinaus die Magnete in axialer Richtung, um abwechselnde radiale Polungen vornehmen zu können. Dieser Wechsel der Polung über die axiale Länge beeinflusst günstig den magnetischen Fluss, so dass ein Drehmoment von über 50% des mit der herkömmlichen Anordnung maximal möglichen übertragen werden kann.In addition, a particularly favorable embodiment subdivides the magnets in the axial direction in order to be able to carry out alternating radial polarity. This change in the polarity over the axial length favorably influences the magnetic Flow, so that a torque of over 50% of the maximum possible with the conventional arrangement can be transmitted.

Zweckmäßigerweise sind die von den Organen getragenen Magnete axial voneinander beabstandet. Hierdurch können Befestigungsstege für eine einfache Montage verwendet werden.Conveniently, the magnets carried by the organs are axially spaced apart. This allows Fastening webs for one easy assembly can be used.

Vorzugsweise ist eine Trennwand zwischen den Organen vorgesehen. Hierdurch können zwei Raumbereiche einer Pumpe oder dgl. hermetisch ohne verschleißbe haftete Wellendichtung oder dgl. dauerhaft und einfach voneinander getrennt werden. Ein Austritt gefahrbringender Substanzen in die Umwelt wird damit sicher unterbunden.Preferably a partition is provided between the organs. This allows two areas of space a pump or the like. Hermetically without verschleißbe liable shaft seal or Like. Permanently and easily separated from each other. An exit hazardous substances into the environment is thus safely prevented.

Es ist sinnvoll, dass alle Magnete eines Organs dieselbe Geometrie haben. Hierdurch entfallen Produktions- und Vorhaltekosten für verschieden große Magnete. Zudem wird die Montage vereinfacht, da nicht zwischen verschiedenen Magneten unterschieden werden muss. Insgesamt ist die Radialdrehkupplung damit kostengünstiger herstellbar.It makes sense that all magnets of an organ have the same geometry to have. This eliminates production and storage costs for different sized magnets. In addition, the assembly is simplified because not between different Magnet must be distinguished. Overall, the radial rotary joint thus cheaper produced.

Zweckmäßigerweise ist mindestens ein Organ aus magnetisierbarem Material gebildet, wodurch die magnetische Wirkung der Magnete verstärkbar ist.Conveniently, at least one organ of magnetizable material is formed, whereby the magnetic effect of the magnets can be amplified.

Gegebenenfalls ist an einem Organ eine Schutz- und/oder Haltevorrichtung insbesondere in Form einer die jeweiligen Magnete überdeckenden Hülse vorgesehen. Hierdurch kann ein Kontakt mit beispielsweise korrodierender Flüssigkeit unterbunden werden, wodurch die Magnete und deren Befestigung keiner Abnutzung unterliegen. Zudem ist ein sicherer Halt der Magnete am Organ gewährleistet und ein Ablösen eines Magnets, das zur Blockade der Radialdrehkupplung führen kann, wird verhindert.Possibly is on a body a protective and / or holding device in particular provided in the form of a sleeve covering the respective magnets. As a result, contact with, for example, corrosive liquid be prevented, whereby the magnets and their attachment none Subject to wear. In addition, a secure hold of the magnets on Organ guaranteed and a detachment a magnet, which can lead to the blockage of the radial rotary coupling, will be prevented.

Die Schutz- und/oder Haltevorrichtung kann aus gegossener oder gepresster Formmasse, insbesondere aus Kunststoff, gebildet sein. Eine derartige Schutz- und/oder Haltevorrichtung ist einfach und kostengünstig mit üblichen Mitteln herstellbar.The Protective and / or holding device can be cast or pressed Molding material, in particular made of plastic, be formed. Such a protection and / or holding device is simple and inexpensive with conventional Means to produce.

Die Radialdrehkupplung ist zweckmäßigerweise zur Übertragung einer Drehbewegung in einen hermetisch abgedichteten Raumbereich ausgestaltet, der beispielsweise Teil eines Rührwerks, einer Turbomaschine, einer Pumpe, eines Verdichters oder eines Gebläses ist.The Radial rotary coupling is expediently for transmission a rotational movement in a hermetically sealed space area configured, for example, part of a stirrer, a turbomachine, a pump, a compressor or a blower.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Magnetpumpe mit einem antreibenden Organ, welches mit einem Motor koppelbar ist, und einem hermetisch davon getrennten abtreibenden Organ, welches mit einer Fördervorrichtung zum Fördern eines Fluids oder dergleichen koppelbar ist, wobei die Organe einander axial überlappen und über Magnete zum Übertragen eines Drehmoments berührungslos gekoppelt sind, geschaffen, bei der die Magnete der Organe in Umfangsrichtung der Organe jeweils gleich gepolt und einander radial mit gleichnamigen Magnetpolen zugewandt sind und eine berührungslos wirkende passive radiale Lagerung zur Aufnahme von Radialkräften zwischen den Organen bilden. Die erfindungsgemäße Magnetpumpe kommt ohne separate Elemente für eine radiale Lagerung des abtreibenden Organs aus und ist damit in hohem Maße verschleiß- und wartungsfrei.According to the invention is further a magnetic pump with a driving organ, which with a Motor is coupled, and a hermetically separate abortive Organ, which with a conveyor to promote a fluid or the like is coupled, wherein the organs each other overlap axially and over Magnets for transferring a torque contactless are coupled, created in which the magnets of the organs in the circumferential direction The organs are each the same polarity and each other radially with the same name Magnetic poles are facing and a non-contact passive Form radial bearing for receiving radial forces between the organs. The magnetic pump according to the invention comes without separate elements for a radial bearing of the abortive organ from and is thus to a great extent wear and tear maintenance-free.

Die Magnetpumpe, die eine Vertikal- oder Horizontalpumpe sein kann, benötigt für das abtreibende Organ und ein damit gegebenenfalls verbundenes Laufrad bei geeigneter Konstruktion kein weiteres Radiallager. Damit ist die Magnetpumpe einfach und kostengünstig herstellbar.The Magnetic pump, which can be a vertical or horizontal pump, needed for the abortive organ and an optionally associated impeller with suitable construction no further radial bearing. This is the magnetic pump easy and inexpensive to produce.

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The the aforementioned and the claimed and in the embodiments described to be used according to the invention Components are subject in size, shape design, Material selection and technical conception no special exceptions, so that the selection criteria known in the field of application apply without restriction can find.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung.Further Details, features and advantages of the subject invention emerge from the dependent claims as well as from the description below.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen schematisiert dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention is described below with reference to the accompanying drawings schematically illustrated embodiments explained in more detail.

1 zeigt eine passiv magnetisch radial gelagerte magnetische Radialdrehkupplung im Längsschnitt. 1 shows a passive magnetic radially mounted magnetic radial rotary coupling in longitudinal section.

2 zeigt die Radialdrehkupplung der 1 im Querschnitt entlang der Linie A-A. 2 shows the radial rotation of the 1 in cross section along the line AA.

3 illustriert den Feldlinienverlauf bei dynamischer Auslenkung in radialer Richtung der Radialdrehkupplung nach 2. 3 illustrates the field line course with dynamic deflection in the radial direction of the radial rotational coupling 2 ,

4 zeigt eine weitere passiv magnetisch radial gelagerte magnetische Radialdrehkupplung im Längsschnitt. 4 shows a further passive magnetic radially mounted magnetic radial rotary coupling in longitudinal section.

5, 6 und 7 zeigen jeweils weitere passiv magnetisch gelagerte magnetische Radialdrehkupplungen im Längsschnitt. 5 . 6 and 7 In each case further passively magnetically mounted magnetic radial rotary joints in longitudinal section.

8 zeigt eine Vertikalpumpe mit einer passiv magnetisch radial gelagerten magnetischen Radialdrehkupplung im Längsschnitt. 8th shows a vertical pump with a passive magnetic radially mounted magnetic radial rotary coupling in longitudinal section.

9 zeigt ein vergrößertes Detail der 8. 9 shows an enlarged detail of 8th ,

10 zeigt eine Horizontalpumpe mit einer passiv magnetisch radial gelagerten magnetischen Radialdrehkupplung im Längsschnitt. 10 shows a horizontal pump with a passive magnetic radially mounted magnetic radial rotary coupling in longitudinal section.

Die in 1, 2 dargestellte Radialdrehkupplung 1 für Rührwerke, Turbomaschinen, Pumpen, Verdichter, Gebläse oder dgl. umfasst ein antreibendes (oder – wahlweise – angetriebenes) Organ 2, hier eine stirnseitig an einen Motor od. dgl. koppelbare Hohlwelle, und ein angetriebenes (oder – wahlweise – antreibendes) Organ 3, hier ein Hohlzylinder mit einem stirnseitigen Anschluss für ein Schaufelrad einer Pumpe oder dgl. Die koaxial angeordneten Organe 2, 3 überlappen einander axial. Im Bereich der axialen Überlappung 4 trägt jedes Organ 3, 2 Magnete 5 bzw. 6. Die Magnete 5 sind dabei entlang des inneren Umfangs 7 des Organs 3 angeordnet, während die Magnete 6 entlang des äußeren Umfangs 8 des Organs 2 angeordnet sind. Zwischen den Magneten 5, 6 ist ein Spalt 9 vorgesehen.In the 1 . 2 Radial rotary coupling shown 1 for agitators, turbomachinery, pumps, compressors, blowers or the like comprises a driving (or optionally driven) member 2 , here a front side of a motor od. Like. Coupled hollow shaft, and a driven (or - optional - driving) organ 3 , Here is a hollow cylinder with an end-side connection for a paddle wheel of a pump or the like. The coaxially arranged organs 2 . 3 overlap each other axially. In the area of axial overlap 4 carries every organ 3 . 2 magnets 5 respectively. 6 , The magnets 5 are along the inner circumference 7 of the organ 3 arranged while the magnets 6 along the outer circumference 8th of the organ 2 are arranged. Between the magnets 5 . 6 is a gap 9 intended.

Die Magnete 5, 6 bilden dabei eine berührungslos wirkende passive, d.h. regelungslose, magnetische radiale Lagerung, die gleichzeitig ein Drehmoment überträgt.The magnets 5 . 6 form a non-contact passive, ie unregulated, magnetic radial bearing, which transmits a torque at the same time.

Hierzu sind die Magnete 5, 6 einander radial mit gleichnamigen Polen zugewandt, z.B. mit den in der Fig. kreuzschraffierten Nordpolen, und die einander abstoßenden Magnetfelder sind in der Fig. durch Pfeile 10 illustriert. Durch die resultierende magnetische Abstoßung der Magnete 5 am Organ 3 von den Magneten 6 am Organ 2 ergibt sich die in 2 dargestellte unbelastete Ruhestellung, in der die Magnete 5 gegenüber den Magneten 6 in Umfangsrichtung um eine halbe Teilung versetzt sind.These are the magnets 5 . 6 facing each other radially with poles of the same name, for example, with the cross-hatched in the Fig. North poles, and the repulsive magnetic fields are in the figure by arrows 10 illustrated. Due to the resulting magnetic repulsion of the magnets 5 on the organ 3 from the magnets 6 on the organ 2 results in the 2 illustrated unloaded rest position in which the magnets 5 opposite the magnets 6 offset in the circumferential direction by half a pitch.

Eine radiale Rückstellkraft wirkt infolge der magnetischen Abstoßung einer relativen radialen Auslenkung der Organe 2, 3 entgegen. 3 illustriert den Feldlinienverlauf bei einer derartigen radialen Auslenkung. Die radiale Rückstellkraft ist um so größer, je stärker die relative radiale Auslenkung ist. Das Organ 2 ist dadurch relativ zum Organ 3 radial gelagert, und zwar in einem stabilen Gleichgewicht. Radialkräfte können so aufgenommen werden. Die dargestellte Anordnung stellt damit eine berührungslose radiale Lagerung dar.A radial restoring force acts as a result of the magnetic repulsion of a relative radial deflection of the organs 2 . 3 opposite. 3 illustrates the field line course in such a radial deflection. The radial restoring force is greater, the stronger the relative radial deflection. The organ 2 is thereby relative to the organ 3 stored radially, in a stable equilibrium. Radial forces can be absorbed. The arrangement shown thus represents a non-contact radial bearing.

Durch die magnetische Abstoßung ist zudem eine magnetische Kopplung zwischen den Organen 2, 3 gegeben, mit der ein Drehmoment von einem Organ 2, 3 auf das jeweils andere Organ 3, 2 übertragbar ist. Wird beispielsweise das Organ 2 mit einem Motor in eine Drehbewegung um seine Längsachse versetzt, drehen sich die daran befestigten Magnete 6 und stoßen die Magnete 5 in Drehrichtung weg, so dass das Organ 3 ebenfalls in eine Drehbewegung um die Längsachse versetzt wird. Gleichfalls wird das Organ 2 durch die Kopplung der Magnete 5, 6 mitgedreht, wenn das Organ 3 drehangetrieben wird.Due to the magnetic repulsion is also a magnetic coupling between the organs 2 . 3 given with a torque from an organ 2 . 3 to the other organ 3 . 2 is transferable. For example, the organ 2 With a motor in a rotational movement about its longitudinal axis, the attached magnets rotate 6 and push the magnets 5 in the direction of rotation away, leaving the organ 3 is also placed in a rotational movement about the longitudinal axis. Likewise, the organ becomes 2 through the coupling of the magnets 5 . 6 Turned when the organ 3 is rotated.

Die Magnete 5, 6 sind zweckmäßigerweise Permanentmagnete, können antriebsseitig ggf. aber auch Elektromagnete sein. Aus Kostengründen sind die Magnete 5 bzw. 6 wie in 1, 2 dargestellt vorzugsweise jeweils von gleicher Geometrie. Zweckmäßigerweise tragen die Organe 2, 3 die selbe Anzahl insbesondere gleichbeabstandeter Magnete 5, 6.The magnets 5 . 6 are expediently permanent magnets, but may also be electromagnets on the drive side. For cost reasons, the magnets 5 respectively. 6 as in 1 . 2 preferably each represented by the same geometry. Appropriately, the organs carry 2 . 3 the same number, in particular equidistant magnets 5 . 6 ,

Die Magnete 5, 6 können aneinander angrenzen und mit den jeweiligen Organen 2, 3, die zur Verstärkung der magnetischen Wirkung ganz oder teilweise aus magnetisierbarem Material gebildet sein können, verklebt, in diese insbesondere klemmend eingesetzt und/oder anderweitig fest mit diesen verbunden sein. Insbesondere können sie von einer Halte- und Schutzvorrichtung, beispielsweise einer die Magnete 5 und/oder 6 übergreifenden Hülse gehalten und vor Flüssigkeiten, Gasen oder dgl. geschützt werden. Die Schutzvorrichtung kann aus gegossener oder gepresster Formmasse wie etwa Kunststoff gebildet sein.The magnets 5 . 6 can adjoin one another and with the respective organs 2 . 3 , which may be wholly or partly formed of magnetizable material to reinforce the magnetic effect, glued, inserted into this particular clamping and / or otherwise be firmly connected to these. In particular, they can from a holding and protective device, such as one of the magnets 5 and or 6 held over sleeve and protected from liquids, gases or the like .. The protective device may be formed from molded or pressed molding compound, such as plastic.

Die radiale Dimension der Magnete 5, 6 wird in Abhängigkeit des Innendurchmessers des Organs 3 und des Außendurchmessers des Organs 2 so gewählt, dass der Spalt 9 zwischen den einander radial gegenüberliegenden Magneten 5, 6 in radialer Richtung möglichst klein ist. Durch den Spalt 9 und entlang des Bodens des hier hohlzylinderförmigen Organs 3 kann sich eine der vereinfachten Darstellung nur in 1 gestrichelt angedeutete Trennwand 11 topfzylinderförmig erstrecken. Die Trennwand 11 kann einen mit Flüssigkeit oder dgl. in Berührung kommenden, das angetriebene Organ 3 umfassenden Raumbereich gegenüber einem trockenen und das antreibende Organ 2 umfassenden Raumbereich abtrennen, beispielsweise in einer Flüssigkeitspumpe.The radial dimension of the magnets 5 . 6 becomes dependent on the inner diameter of the organ 3 and the outer diameter of the organ 2 so chosen that the gap 9 between the radially opposite magnets 5 . 6 in the radial direction is as small as possible. Through the gap 9 and along the bottom of the here hollow cylindrical organ 3 may be one of the simplified representation only in 1 Dashed line indicated partition 11 extend pot cylindrical. The partition 11 may be a liquid or the like. In coming, the driven organ 3 comprehensive space area towards a dry and the driving organ 2 separate the entire room area, for example in a liquid pump.

In einer weiteren Ausführungsform können axial benachbarte, gegebenenfalls axial aneinander angrenzende Sätze von Magneten vorgesehen sein. Um den Grad der magnetischen Kopplung und damit das übertragbare Drehmoment zu erhöhen, können derart axial benachbarte Magnete 5a, 5b; 5b, 5c; 6a, 6b; 6b, 6c jeweils radial entgegengesetzt ausgerichtete Nordpole aufweisen, vgl. 4. Allerdings sind die Magnete 5a, 6a; 5b, 6b und 5c, 6c jedes Satzes einander stets mit gleichem Pol zugewandt.In a further embodiment, axially adjacent, optionally axially adjacent sets of magnets may be provided. In order to increase the degree of magnetic coupling and thus the transmittable torque, such axially adjacent magnets 5a . 5b ; 5b . 5c ; 6a . 6b ; 6b . 6c each have radially opposite aligned north poles, cf. 4 , However, the magnets are 5a . 6a ; 5b . 6b and 5c . 6c each sentence always facing each other with the same pole.

Die Funktion der Organe 2, 3 kann auch vertauscht sein, so dass das Organ 3 antreibt und das Organ 2 angetrieben wird. Zudem ist die geometrische Form nicht auf einen Hohlzylinder mit darin befindlicher Hohlwelle beschränkt. Beispielsweise können die Organe 2, 3 auch kegelig ausgebildet sein, vgl. 5. Es kann auch vorgesehen sein, dass sich die Organe 2, 3 zwischen zwei zylindrischen Abschnitten mit verschiedenen Durchmessern konisch verjüngen, vgl. 6. Gegebenenfalls kann ein sich stufig verjüngender Abschnitt 12 vorgesehen sein, vgl. 7. Konische, zylindrische, stufige und/oder gegebenenfalls weitere Abschnitte können beliebig kombiniert werden, um beispielsweise geometrische Vorgaben durch die Pumpe oder an die Organe 2, 3 anschließbare Komponenten der Pumpe zu erfüllen. Hierbei ist darauf zu achten, dass die axiale Lagersteifigkeit ausreichend hoch ist, damit die Organe 2, 3 bzw. deren Magnete 5, 6 im Bereich einer Verjüngung nicht aneinanderstoßen.The function of the organs 2 . 3 can also be reversed, so the organ 3 drives and the organ 2 is driven. In addition, the geometric shape is not on a hollow cylinder with it be sensitive hollow shaft limited. For example, the organs 2 . 3 be formed conical, see. 5 , It can also be provided that the organs 2 . 3 taper conically between two cylindrical sections of different diameters, cf. 6 , Optionally, a stepped tapered section 12 be provided, cf. 7 , Conical, cylindrical, stepped and / or optionally further sections can be combined as desired, for example, geometric specifications by the pump or to the organs 2 . 3 connectable components of the pump. It is important to ensure that the axial bearing stiffness is sufficiently high, so that the organs 2 . 3 or their magnets 5 . 6 in the area of a rejuvenation do not collide.

8 zeigt eine Vertikalpumpe 13 für ein Fluid oder eine Flüssigkeit. 8th shows a vertical pump 13 for a fluid or a liquid.

Die Vertikalpumpe 13 umfasst einen Motor 14, der an einem Gehäuse 15 beispielsweise mittels einer Verschraubung 16 befestigt ist. Eine Antriebswelle 17 des Motors 14 ist fest mit einem antreibenden, hier inneren Organ 2 verbunden, das wie vorstehend ausgeführt ausgestaltet ist und hier mehrere Magnete 6 aufweist. Zum hermetischen Abtrennen des Motors 14 und des antreibenden Organs 2 gegenüber mit in Fluid in Kontakt kommenden Abschnitten der Vertikalpumpe 13 ist eine Trennwand 11 vorgesehen, vgl. 9, die einen Abschnitt 18 der 8 vergrößert zeigt.The vertical pump 13 includes a motor 14 which is attached to a housing 15 for example by means of a screw 16 is attached. A drive shaft 17 of the motor 14 is solid with a driving, here internal organ 2 connected, which is designed as stated above and here several magnets 6 having. To hermetically disconnect the engine 14 and the driving organ 2 opposite with fluid contacting portions of the vertical pump 13 is a partition 11 provided, cf. 9 that a section 18 of the 8th shows enlarged.

Auf der anderen Seite der Trennwand 11 ist ein abtreibendes, hier äußeres Organ 3 koaxial zum antreibenden Organ 2 und mit axialer Überlappung dazu angeordnet. Da abtreibende Organ 3 weist den Magneten 5 des antreibenden Organs 2 zugewandte Magnete 6 auf. Die Magnete 5, 6 sind einander radial mit gleichnamigen Polen paarweise zugewandt, was durch die die Trennwand durchquerenden Linien 19 illustriert ist, und bilden die zuvor beschriebene berührungslos wirkende passive radiale Lagerung, die neben der Wirkung als Lager auch ein Drehmoment vom antreibenden Organ 2 auf das abtreibende Organ 3 überträgt. Das abtreibende Organ 3 ist mit einer Fördervorrichtung 20, z.B. einem Schaufelrad, verbunden.On the other side of the partition 11 is an abortive, here external organ 3 coaxial to the driving organ 2 and arranged with axial overlap thereto. As abortive organ 3 points the magnet 5 of the driving organ 2 facing magnets 6 on. The magnets 5 . 6 are facing each other radially in pairs with the same name poles, which is through the lines passing through the partition 19 is illustrated, and form the previously described non-contact passive radial bearing, in addition to the action as a bearing and a torque from the driving organ 2 on the abortive organ 3 transfers. The abortive organ 3 is with a conveyor 20 , Eg a paddle wheel connected.

Bei Betrieb des Motors 14 wird das antreibende Organ 2 direkt in eine Rotation um die Motorwellenachse versetzt. Durch die magnetische Kopplung der Magnete 5, 6 wird das abtreibende Organ 3 ebenfalls in eine Rotation um die Motorwellenachse versetzt und treibt die Fördervorrichtung 20 an, um ein Fluid oder dergleichen durch einen Kanal 21 zu fördern.During operation of the engine 14 becomes the driving organ 2 directly offset in a rotation about the motor shaft axis. By the magnetic coupling of the magnets 5 . 6 becomes the abortive organ 3 also placed in a rotation about the motor shaft axis and drives the conveyor 20 to a fluid or the like through a channel 21 to promote.

Die mit dem Fluid in Berührung kommenden Teile der Vertikalpumpe 13 sind dabei durch die Trennwand 11 hermetisch vom Motor 14 getrennt. Die radiale Lagerung und die Drehmomentübertragung erfolgen berührungslos und damit wartungs- und verschleißfrei. Auf ein separates Element zur radialen Lagerung des abtreibenden Organs 3 kann erfindungsgemäß in den meisten Fällen verzichtet werden, da die erforderliche radiale Lagerung bereits durch die Magnete 5, 6, die auch die Übertragung des Drehmoments bewirken, erfolgt. Lediglich eine axiale Lagerung 22 ist zweckmäßigerweise vorgesehen. Im dargestellten Beispiel mit einer kurzen Welle zwischen abtreibendem Organ 3 und Fördervorrichtung 20 kann das Radiallager sogar ein Kippmoment aufnehmen. Allerdings können weitere Radiallager, insbesondere passive magnetische Radiallager, z.B. bei langer Welle zwischen abtreibendem Organ 3 und Fördervorrichtung 20 zweckmäßig sein, um die am Laufrad angreifenden Radialkräfte in ausreichendem Maße aufzunehmenThe parts of the vertical pump which come into contact with the fluid 13 are doing through the partition 11 hermetically from the engine 14 separated. The radial bearing and the torque transmission are non-contact and thus maintenance and wear-free. On a separate element for radial storage of the abortive organ 3 can be omitted according to the invention in most cases, since the required radial bearing already by the magnets 5 . 6 , which also cause the transmission of torque takes place. Only an axial storage 22 is suitably provided. In the example shown with a short wave between abortive organ 3 and conveyor 20 the radial bearing can even absorb a tilting moment. However, other radial bearings, in particular passive magnetic radial bearings, eg in the case of a long wave between the abortive organ 3 and conveyor 20 be appropriate to absorb the radial forces acting on the impeller sufficiently

10 zeigt eine Horizontalpumpe 23 für ein Fluid oder eine Flüssigkeit. 10 shows a horizontal pump 23 for a fluid or a liquid.

Bei der dargestellten Horizontalpumpe 23 ist ein antreibendes, hier äußeres Organ 3 über eine Antriebswelle 24 mit einem nicht dargestellten Motor verbunden und durch diesen um die Antriebswellenachse rotierbar. Der horizontalen Anordnung wegen ist die Antriebswelle 24 über beispielsweise mechanische Radiallager 25 radial gegenüber einem Gehäuse 26 gelagert. Das antreibende äußere Organ 3 ist wie oben beschrieben ausgeführt ausgestaltet und kann mehrere Magnete 5 umfassen. Zum hermetischen Abtrennen des antreibenden Organs 3 nebst Antriebswelle 24 und Motor gegenüber mit in Fluid in Kontakt kommenden Abschnitten der Horizontalpumpe 23 ist eine Trennwand 11 vorgesehen.In the illustrated horizontal pump 23 is a driving, here external organ 3 via a drive shaft 24 connected to a motor, not shown, and rotatable by this about the drive shaft axis. The horizontal arrangement because of the drive shaft 24 via, for example, mechanical radial bearings 25 radially opposite a housing 26 stored. The driving external organ 3 is configured as described above and can be multiple magnets 5 include. To hermetically separate the driving organ 3 together with drive shaft 24 and motor with fluid contacting portions of the horizontal pump 23 is a partition 11 intended.

Auf der anderen Seite der Trennwand 11 ist ein abtreibendes, hier inneres Organ 2 koaxial zum antreibenden Organ 3 und mit axialer Überlappung dazu angeordnet. Das abtreibende Organ 2 weist den Magneten 5 des antreibenden Organs 3 zugewandte Magnete 6 auf. Die Magnete 5, 6 sind einander radial mit gleichnamigen Polen paarweise zugewandt, was durch die die Trennwand 11 durchquerenden Linien 19 illustriert ist, und bilden die zuvor beschriebene berührungslos wirkende passive radiale Lagerung, die neben der Wirkung als Lager auch ein Drehmoment vom antreibenden Organ 3 auf das abtreibende Organ 2 überträgt. Das abtreibende Organ 2 ist mit einer Fördervorrichtung 20, z.B. einem Schaufelrad, verbunden.On the other side of the partition 11 is an abortive, here internal organ 2 coaxial to the driving organ 3 and arranged with axial overlap thereto. The abortive organ 2 points the magnet 5 of the driving organ 3 facing magnets 6 on. The magnets 5 . 6 are facing each other radially with the same poles in pairs, resulting in the partition 11 traversing lines 19 is illustrated, and form the previously described non-contact passive radial bearing, in addition to the action as a bearing and a torque from the driving organ 3 on the abortive organ 2 transfers. The abortive organ 2 is with a conveyor 20 , Eg a paddle wheel connected.

Bei Rotation der Antriebswelle 24 wird das antreibende Organ 3 direkt in eine Rotation um die Antriebswellenachse versetzt. Durch die magnetische Kopplung der Magnete 5, 6 wird das abtreibende Organ 2 ebenfalls in eine Rotation um die Antriebswellenachse versetzt und treibt die Fördervorrichtung 20 an, um ein Fluid oder dergleichen durch einen Kanal 21 zu fördern.Upon rotation of the drive shaft 24 becomes the driving organ 3 directly offset in a rotation about the drive shaft axis. By the magnetic coupling of the magnets 5 . 6 becomes the abortive organ 2 also placed in a rotation about the drive shaft axis and drives the Fördervor direction 20 to a fluid or the like through a channel 21 to promote.

Die mit dem Fluid in Berührung kommenden Teile der Horizontalpumpe 23 sind dabei durch die Trennwand 11 hermetisch abgetrennt. Die radiale Lagerung und die Drehmomentübertragung des abtreibenden Organs 2 erfolgen berührungslos und damit wartungs- und verschleißfrei. Auf ein separates Element zur radialen Lagerung des abtreibenden Organs 2 kann erfindungsgemäß verzichtet werden, da die erforderliche radiale Lagerung bereits durch die Magnete 5, 6, die auch die Übertragung des Drehmoments bewirken, erfolgt. Lediglich eine axiale Lagerung 22 ist zweckmäßigerweise vorgesehen.The parts of the horizontal pump coming into contact with the fluid 23 are doing through the partition 11 hermetically separated. The radial bearing and the torque transmission of the abortive organ 2 are non-contact and thus maintenance and wear-free. On a separate element for radial storage of the abortive organ 2 can be omitted according to the invention, since the required radial bearing already by the magnets 5 . 6 , which also cause the transmission of torque takes place. Only an axial storage 22 is suitably provided.

Claims

Permanent magnetic non-contacting radial rotary coupling ( 10 ) with a radially inner and a radially outer member ( 2 . 3 ), which are arranged coaxially, axially overlap each other and in the region of the axial overlap ( 4 ) each a set of magnets ( 5 . 6 ), which with radially oriented magnetic poles along the respective circumference ( 7 . 8th ) are distributed, wherein the magnets ( 6 ) of the radially inner organ ( 2 ) (abortive or driving organ) with the magnets ( 5 ) of the driven organ ( 3 ) (Outer or inner ring) are magnetically coupled therebetween for transmitting a torque, characterized in that the magnets ( 6 ) of the radially inner organ ( 2 ) and the magnets ( 5 ) of the radially outer organ ( 3 ) are in the circumferential direction in each case the same polarity and radially facing each other with the same magnetic poles and a non-contact passive radial bearing for receiving radial forces between the organs ( 2 . 3 ) form.

Radial rotary coupling according to claim 1, characterized in that axially adjacent to the magnets ( 5a . 6a ) at least one other set of magnets ( 5b . 6b ) to the institutions ( 2 . 3 ) is provided and axially adjacent magnets ( 5a . 5b ; 6a . 6b ) on the driving and on the driven member ( 2 . 3 ) each have radially opposite aligned north poles.

Radial rotary coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the magnets are axially adjacent rows of magnets axially spaced from each other.

Radial rotary coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that a partition wall ( 11 ) between the institutions ( 2 . 3 ) is provided.

Radial rotary coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the magnets ( 5 . 6 ) each have identical geometries.

Radial rotary coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that an organ ( 2 . 3 ) is formed of magnetizable material.

Radial rotary coupling according to one of claims 1 to 6, characterized in that on an organ ( 2 . 3 ) a protective and / or holding device for the respective magnets ( 5 ; 6 ) is provided.

Radial rotary coupling according to claim 7, characterized in that the protective and / or holding device a the respective magnets ( 5 ; 6 ) Covering sleeve is.

Radial rotary coupling according to claim 7, characterized in that that the protective and / or holding device is made of cast or pressed molding compound, in particular made of plastic.

Radial rotary coupling according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is for transmitting a rotational movement is designed in a hermetically sealed room area.

Radial rotary coupling according to claim 10, characterized in that that the hermetically sealed room area is part of an agitator, a turbomachine, a pump, a compressor or a blower.

Magnetic pump with a driving element ( 2 . 3 ), which with a motor ( 14 ) and a hermetically separate abortive organ ( 3 . 2 ), which with a conveyor device ( 20 ) for conveying a fluid or the like can be coupled, wherein the organs ( 2 . 3 ) overlap each other axially and via magnets ( 5 . 6 ) are coupled without contact for transmitting a torque, characterized in that the magnets ( 5 . 6 ) of the organs ( 2 . 3 ) in the circumferential direction of the institutions ( 2 . 3 ) are in each case the same polarity and radially facing each other with the same magnetic poles and a non-contact passive radial bearing for receiving radial forces between the organs ( 2 . 3 ) form.

Magnetic pump according to claim 12, characterized in that it comprises a vertical pump ( 13 ).

Magnetic pump according to claim 12, characterized in that it comprises a horizontal pump ( 23 ).

Magnetic pump according to one of claims 12 to 14, characterized in that as a separate storage for the abortive organ ( 2 . 3 ) one out finally axial bearing ( 22 ) is provided.