DE3814455A1 - Einrichtung zur leistungsuebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bisher bekannte Zahnräder- oder Reibrädergetriebe sind im Wege unmittelbarer gegenseitiger Radkontaktierung realisierbar, um eine drehmomentübertragende Verbindung zu gewährleisten. Die dabei unmittelbar kraftschlüssig kommunizierenden Zahn- oder Radflanken sind einem ständigen Bauteilverschleiß ausgesetzt. Je nach Höhe der zu beherrschenden Drehzahlen und Drehmomente sind bekannte Getriebekonfigurationen vielfach nur im Wege einer geeigneten Schmiermittelversorgung (Öl-Schmierung) realisierbar, um unzulässige Temperaturerhöhungen und örtli­ chen Bauteilverschleiß über vorgegebene zeitliche Distanzen einigermaßen zufriedenstellend zu beherrschen. Trotz ge­ zeilter Schmiermittelversorgung und Kühlung sind die genannten Getriebe häufig ständiger Kontrolle und Wartung ausgesetzt. Die unmittelbare Zahn- bzw. Radkontaktierung bekannter Ge­ triebearten führt ferner zu Reibungsverlusten und damit wiederum zu Leistungseinbußen die über ein vergleichsweise erhöhtes Antriebsdrehmoment (Maschine) kompensiert werden müssen.

Um genannte Verschleißerscheinungen, insbesondere bei Zahnräder­ getrieben, in Grenzen zu halten, werden oftmals temperatur- und verschleißbeständige und damit teuere Zahnradwerkstoffe notwendig, die auch mit Rücksicht auf die geforderte Maßge­ nauigkeit einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand er­ fordern.

Ferner ist es z.B. bei Kraftfahrzeugen, Schiffen allgemein bekannt, motorisch angetriebene Hilfsaggregate, z.B. Kühlge­ bläse, elektrische Generatoren, Pumpen oder dergleichen von einer motorisch angetriebenen Ausgleichs- oder Hilfswelle aus mittels Riemen, Zahnriemen oder Ketten anzutreiben. Auch in derartigen Fällen stellen Kette oder Riemen einen steten Rei­ bungsverlust- und Verschleißfaktor dar; dies gilt auch in Verbindung mit ketten- oder riemengetriebenen Getrieben, wobei Kettengetriebe praktisch kaum ohne geeignete Schmiermittel­ versorgung realisierbar sind. Kette, Riemen oder dergleichen stellen ein häufig nachzukorrigierendes Verschleißteil dar.

Aus der DE-OS 24 35 316 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende bzw. transla­ torische Bewegung bekannt; dabei soll zwischen zwei zweipoli­ gen, drehbar gelagerten Magnetkörpern, deren gleichsinnige Pole sich gegenüberliegen, ein entlang einer geradlinigen Führungsbahn in beiden Richtungen beweglicher zweipoliger Magnetkörper so angeordnet werden, daß es sich bei synchroner Rotation der drehbar gelagerten Magnetkörper hin- und her­ bewegt. Die genannte Vorrichtung ist nicht in der Lage, eine rein rotatorisch arbeitende, getriebeartige, mit einer herkömmlichen Zahnradübertragung vergleichbare Leistungs- bzw. Drehmomentübertragung bereitzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, die eine getriebeartige und verschleißlose, rein rotatorisch arbeitende Leistungsübertragung auf äußerst einfache Weise ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe ist mit den Merkmalen des Kennzeich­ nungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Auf diese Weise wird ein magnetisches Getriebe geschaffen, bei dem das Drehmoment im Wege ineinandergreifender Magnet­ felder - ähnlich einer Zahnradübertragung - übertragbar ist. Mit anderen Worten "kämmen" die jeweils betroffenen scheiben­ förmigen Sektionen magnetisch berührungslos miteinander unter der allgemein bekannten Tatsache, daß gleichnamige Pole sich abstoßen und ungleichnamige Magnetpole sich anziehen.

Ein wesentlicher Vorteil ist es, daß das Magnetgetriebe für die Leistungsübertragung keine Schmiermittelversorgung benö­ tigt. Reibungsverluste, die sich durch Wärme äußern, treten nicht auf. Außerdem ist der Fertigungsaufwand, insbesondere in der Ausbildung als Permanentmagnetgetriebe, äußerst ge­ ring, z.B. durch Einlegen der Magnete in ein Kunststoffspritz­ gußrad. Wird das Magnetgetriebe nicht mit Permanentmagneten ausgeführt, sondern mit Magnetspulen und das Magnetgetriebe­ rad in viele Einzelmagnetfelder unterteilt, dann kann durch Variieren der eingreifenden Feldbereiche durch Vor- und Nacheilen der Magnetfelder das Übersetzungsverhältnis geregelt werden. Das bedeutet, daß ein bestimmtes Übersetzungsverhält­ nis noch in einem bestimmten Regelbereich geändert werden kann. Es entsteht dann ein bestimmter Schlupf, der aber nicht wie beim Keilriemen mechanische Energie verbraucht. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, daß bei Überschreiten des zulässigen Übertragungsdrehmomentes das Magnetgetriebe durch­ rutschen kann und dabei kein Schaden entsteht.

Aber auch unter Anwendung eines reinen Permanentmagnetsystems können pro Radpaarung vorgegebene Übersetzungsverhältnisse bzw. geeignete Getriebeuntersetzungen bereitgestellt werden. Entgegen der erwähnten Magnetspulensysteme scheidet dabei aber eine Regelbarkeit des Übersetzungsverhältnisses aus.

Gegebenenfalls benötigt die Einrichtung bei der Übertragung vergleichsweise hoher Drehmomente größere Radbreiten als konventionelle Zahnräder. In der Ausbildung als z.B. regel­ bares Magnetspulengetriebe wird Spulenstrom benötigt. Hierbei kann man aber Strom sparen, indem nur die Spulen mit Strom versorgt werden, die gerade im magnetischen Eingriff sind.

Das kann durch einen Kollektor oder ein elektronisches Regel­ system, ähnlich der Transistorzündung bei Verbrennungsmotoren, geschehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 20.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten, motorisch angetriebenen und als Permanentmagnetge­ triebe ausgebildeten Radpaarung,

Fig. 2 die Vorderansicht der Radpaarung nach Fig. 1,

Fig. 3 die Vorderansicht einer z.B. permanentmagnetisch arbeitenden Radpaarung, hier gleiche Raddurchmesser, abtriebsseitiges oberes Rad stets voreilend,

Fig. 4 die Vorderansicht einer z.B. permanentmagnetisch arbeitenden Radpaarung, hier gleiche Raddurchmesser, abtriebsseitiges oberes Rad stets nacheilend,

Fig. 5 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten, z.B. permanent- oder spulenstrom-magnetischen Schei­ ben-Wellen-Kombination,

Fig. 6 die teilweise vorn aufgeschnittene Ansicht einer gleichförmig über dem Umfang in sektorförmigen Aus­ nehmungen angeordnete, mit fortlaufendem Polwechsel (N/S) ausgebildete Permanent- oder Spulenelemente enthaltenden Scheibe,

Fig. 7 eine von mehreren gleichförmig über dem Umfang einer Scheibe angeordneten Magnetspulen zwecks Ausbildung elektromagnetischer Polwechselfelder (N/S) gemäß Fig. 6,

Fig. 8 eine von mehreren hier polschuhartig angeordneten und ausgebildeten Magnetspulen in Zuordnung eines als Vorderansicht verkörperten Halbkreissektors einer Scheibe,

Fig. 9 eine die elektrische Stromversorgung im Wege einer Kollektorsteuerung verdeutlichende Vorderansicht einer umrißartig wiedergegebenen und sektorförmig zerglie­ derten Scheibe,

Fig. 10 die Seitenansicht einer weiteren motorisch angetrie­ benen Magnetgetriebevariante unter Verdeutlichung eines gabelförmig stirnseitigen Magnetfeldeingriffes eines angetriebenen Rades in den Axialspalt zwischen zwei auf gemeinsamer Welle angeordneten und ange­ triebenen Rädern,

Fig. 11 die seitliche Ansicht eines schematisch dargestellten kegelartigen Magnetgetriebes mit unter einem rechten Winkel zueinander versetzten Wellenachsen,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines an- und abtriebs­ seitig unter Verwendung von Kollektoren hinsichtlich der Spulenstromversorgung geregelten Magnetgetriebes,

Fig. 13 ein schematisch dargestelltes, hinsichtlich dreier verschiedener Radpaare und Getriebestufen unter Ver­ wendung von Spulenmagneten automatisch elektrisch steuerbares Getriebe und

Fig. 14 die schematische Darstellung eines Spulenradpaars (unten motorisch angetrieben, oben elektromagne­ tisch getrieben) unter Zuordnung einer elektri­ schen Schaltung im Hinblick auf ein veränderbares Übersetzungsverhältnis.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine Grundform der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung, hier im Wege eines von einem Motor M über die Welle W 1 angetriebenen Scheibe 1 und einer mit letzterer permanentmagnetisch in Eingriff befindlichen, über eine weitere Welle W 2 in Umfangsrichtung abtriebsseitig verdrehbar gelagerten Scheibe 2. Dabei sind Permanentmagnete symbolisch durch N (Nordpol) und S (Südpol) verkörpert und jeweils sektorförmig gleichförmig abwechselnd (N/S) über dem betreffenden Umfang der Scheiben 1,2 verteilt angeordnet.

Unter Zugrundelegung jeweils gleicher Breite der beiden Scheiben 1,2 ergeben sich also bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 jeweils im wesentlichen gleich große über die Scheiben 1,2 aufeinander einwirkende, d.h. im Bewegungsablauf (Pfei­ le F, F′) fortlaufend abstoßende und sich anziehende Magnet­ kräfte. Es läuft also Scheibe 2 (abtriebsseitig mit etwa um die Hälfte reduzierter Drehzahl gegenüber Scheibe 1 (antriebs­ seitig)) um. In Kombination mit der beschriebenen Anordnung der Permanentmagnete N/S wird also ein ins "Langsame" untersetzes Getriebe im Wege der veranschaulichten Durchmesserdifferenz (Scheibe 1: klein/Scheibe 2: groß) in die Wege geleitet.

Bei der Getriebeanordnung nach Fig. 3 liegen gleiche Durch­ messer der antriebsseitigen Scheibe 1 und der abtriebsseiti­ gen Scheibe 2 vor. Bei dieser Anordnung ergibt sich ein "Voreilen" der Scheibe 2 zur Scheibe 1; mit anderen Worten dreht sich Scheibe 2 doppelt so schnell wie Scheibe 1 (Über­ setzungsverhältnis I=1:2). Dies wird bei gleichen Durch­ messern der beiden Scheiben 1, 2 und etwa gleicher Scheiben­ breite durch eine gegenüber Scheibe 2 flächenmäßig permanent­ magnetische Halbierung und Verdoppelung der Anzahl der in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Permanentmagnete N/S bei Scheibe 1 erreicht.

Fig. 4 verkörpert den gegenüber Fig. 3 umgekehrten Fall mit pro vorgebener gleicher Kreissektorfläche permanentmagneti­ scher Halbierung und damit Verdoppelung der Anzahl an über den Umfang verteilten Permanentmagneten N/S an abtriebs­ seitigen Scheibe 2 zu antriebsseitiger Scheibel; es ergibt sich dabei ein sogenanntes "Nacheilen" der Scheibe 2 (Ab­ trieb) zur Scheibe 1 (Antrieb), woraus ein Übersetzungs­ verhältnis I=2:1 resultiert.

Vorteilhaft können im Rahmen sämtlicher zuvor genannten Kon­ figurationen die Permanentmagnete durch Spulenmagnete - wie noch später erläutert - ersetzt werden, indem durch Variierung der miteinander im Eingriff befindlichen Magnetfeldbereiche das Übersetzungsverhältnis gesteuert bzw. geregelt werden kann.

Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für im wesentlichen unveränderte Bauteile und Funktionen ist Fig. 5 eine weitere Magnetgetriebevariante, bei der die Rotationsbauteile an Hohl­ wellen 3,4 drehfest verankerte Scheiben 1 (Antrieb) , 2 (Abtrieb) sind. Die Scheiben 1,2 können wiederum z.B. mit Permanent­ magneten N/S bzw. Spulenmagneten im Sinne der Ausführungs­ formen z.B. nach Fig. 3 oder 4 ausgestattet werden. Die Wellen (motorisch, Antrieb) bzw. am Abtrieb (Scheibe 2) sind wieder mit W 1 bzw. W 2 bezeichnet.

Gemäß Fig. 6 können Permanentmagnete N/S bzw. Spulenmagnete gleichförmig über dem Umfang verteilt in voneinander getrenn­ ten bzw. gegeneinander abgeschirmten V-förmigen Kammern 4,4′ oder Ausnehmungen an der hier z.B. antriebsseitigen Scheibe 1 angeordnet sein; es kann sich dabei z.B. um eine im Spritz­ gußverfahren hergestellte Kunststoffscheibe handeln.

Fig. 7 verkörpert die Anordnung und Ausbildung einer von mehreren elektrisch betätigten Magnetspulen SN (N=Nordpol) in Kombination mit zeichnerisch nicht dargestellten weiteren Magnetspulen SS (S=Südpol).

Gemäß Fig. 8 kann eine komplette Scheibe 1 z.B. antriebsseitig und hier nur zur Hälfte dargestellt, aus die Magnetspulen SN bzw. SS enthaltenden, V-förmigen Scheibensektoren 5,5′, die hier im äußeren Umfangsbereich polschuhartig ausgebildet sind, zusammengesetzt sein.

Am Beispiel eines schematisch wiedergegebenen Umrisses einer Scheibe 1 (Antrieb) verkörpert Fig. 9 eine an (bzw. über) eine Spannungsquelle (+/-) kollektorgesteuert anschließbare bzw. stormbeaufschlagbare Magnetspule SN; dabei ist die Magnet­ spule SN auf der einen Seite (-) stets über einen sich schei­ benseitig mitdrehenden Schleifring 6 an das Netz angeschlossen sowie andererseits (+) nur dann strombeaufschlagt, wenn ein in Umfangsrichtung pro Spule, z.B. SN, sektionsweise isoliert unterbrochener Schleifring-Kollektor 7 die betreffende Bürste 8 kontaktiert. Die betreffende andere Bürste (-) ist mit 9 bezeichnet. Man erkennt hieraus, daß die betreffenden Magnet­ spulen, z.B. SN, in einem vorgegebenen oder gewählten Zeit­ takt strombeaufschlagbar sind. Mit anderen Worten kann die Stromversorgung auf die für den momentanen Drehkraftübertra­ gungszustand zwischen beiden Scheiben 1,2 verantwortlichen Elektromagnete SN bzw. SS beschränkt werden.

Fig. 10 bezeichnet eine Anordnung, bei der die betreffenden Magnetfelder, hier z.B. durch Permanentmagnete S,N verkörpert, in axialer Richtung ineinandergreifen; dabei greift also die über die Welle W 1 vom Motor M angetriebene Scheibe 1 be­ rührungslos in den von gabelförmig auslaufenden Enden belas­ senen Axialspalt von abtriebsseitig auf der Welle W 2 befind­ lichen Scheiben 2, 2′ (Abtrieb) ein. Es könnte z.B. aber auch umgekehrte verfahren werden, indem die Antriebsseite mit zwei Scheiben, also doppelspurig gabelförmig, eine abtriebsseitige Scheibe elektromagnetisch kraftübertragend überlappt.

Fig. 11 erläutert die Ausbildung der Einrichtung als Kegelrad­ getriebe, bei dem zwei unter einem rechten Winkel zueinander versetzte Wellen W 1, W 2 über mittels an deren einen äußeren Enden befindliche kegelradartige Scheiben 10, 20 magnetisch und drehkraftübertragend miteinander gekoppelt sind.

Fig. 12 erläutert die Erfindung für ein automatisch betätigtes Magnetgetriebe; die motorisch angetriebene Scheibe ist wieder mit 1, die getriebene Scheibe mit 2 bezeichnet; die motorisch angetriebene Welle ist mit W 1, die getriebene Welle wieder mit W 2 bezeichnet. In Abstimmung auf Fig. 7, 8 und 9 sind in Fig. 12 ferner die zur Darstellung der elektromagne­ tischen Polwechselfelder vorgesehenen Elektromagnetspulen, die in die betreffenden Scheiben 1, 2 integriert sind, fortlaufend bzw. abwechselnd mit SN und SS bezeichnet. Dabei sind mit den betreffenden Wellen W 1, W 2 mitrotierend gekoppelte Kollektor­ stäbe 11, 12 vorgesehen. Schematisch angedeutet, sind ferner die Kollektorstäbe 11, 12 mit über dem Umfang jeweils als Funktion des Verdrehwinkels eine Stromversorgung (+) der ein­ zelnen Spulen SS bzw. SN gewährleistenden Schleifring-Kollek­ toren K 1 bzw. K 2 ausgerüstet; die letzteren sind hier z.B. fortlaufend pro zuständiger Spule SS bzw. SN hintereinander aufgereiht angeordnet; die ständige Null-Leiter-Abtastung (-) ist durch die Kollektoren K 1′ bzw. K 2′ verdeutlicht.

Wie schon erwähnt wurde, liegt der Vorteil des elektrischen Magnetgetriebes darin, daß die Breiten der eingreifenden Magnetfelder variabel verstellt werden können. Dies geschieht durch veränderliche Stromversorgung der Magnetspulen SN bzw. SS. Jede Magnetspule SN bzw. SS wird also separat über einen zuständigen Kollektor K 1 bzw. K 2 gespeist. Die Stromversor­ gungsregelung übernimmt ein elektronischer Regler oder Rechner 13 mit einer intelligenten Schaltung, die es erlaubt, daß bei einer bestimmten Übersetzungsverhältnisvorwahl, die gewünschte bzw. korrekte Stromspeisung (Signalfluß +/- aus 13) der Spulen SS bzw. SN und daraus folglich die richtige Magnetfeldbreite der Magnetgetrieberäder 1, 2 zu erreichen ist.

Es ist gemäß Fig. 12 also ein elektronischer Rechner 13 vor­ gesehen, mit dem aus den empfangenen Informationen über ein vorgewähltes Getriebeübersetzungsverhältnis ("Vorwahlstufe /Eingang") eine im erforderlichen Zeittakt benötigte Stromver­ sorgung der an- und abtriebsseitig an den Rotationsbauteilen, z.B. Scheiben 1, 2, befindlichen Spulenmagnete SN, SS geregelt wird.

Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für im wesentlichen unveränderte Bauweise und Funktionen erläutert Fig. 13 ein in Kombination mit den Grundgedanken nach Fig. 12 realisier­ bares mehrstufiges (St 1, St 2, St 3,) automatisches Getriebe. Während z.B. die Getriebestufen St 1 und St 3 elektrisch abgeschaltet sind, also funktionslos leer durchlaufen, erfolgt die elektrisch eingeschaltete elektromagnetische Kraftüber­ tragung (Feldlinieneingriff F) über Stufe 2 (St 2) zwischen motorisch angetriebener Scheibe 1 auf die getriebene Scheibe 2. In Fig. 12 sind die Radialspalte R 1, R 2, R 3 zwischen Scheiben der einzelnen Stufen schematisch und, größer als notwendig, dargestellt.

Durch mechanisches oder computer-gesteuertes Einschalten des pro Stufe St 1, St 2 oder St 3 zuständigen Stromzufuhr kann also einfachst die gerade benötigte Getriebestufe, z.B. hier also St 2 betätigt werden, wobei wiederum pro eingeschalteter Stufe, z.B. St 2, das Übersetzungsverhältnis im Sinne des eingangs schon dargelegten "Voreilens" oder "Nacheilens" regelbar wäre.

Fig. 14 veranschaulicht eine ellektromagnetisch steuerbare Getrieberadpaarung im Wege einer motorisch angegetriebenen Scheibe 1 und einer von letzterer getriebenen Scheibe 2.

Gemäß der aufgezeigten elektrischen Schaltung ist die Strom­ speisung (+/-) durch einen Hauptschalter S 3 betätigbar. Gemäß Doppelpfeil P ist ferner ein z.B. mechanisch betätigbarer Schiebeschalter aus den mit ausgezogenen Linien dargestellten Positionen (Schaltpositionen S 2, S 2′) in die gestrichelt dargestellten Schaltpositionen S 1, S 1′ verschiebbar. Die ge­ steuerte Scheibe 2 weist einen Nulleiter (-)-Schleifring 14 (Anschluß an Leitung 15), einen Spulenkollektorring 16 sowie einen als "Bürste" fungierenden Kohleschleifringsektor 17 auf, der in geschlosserer Stellung des Hauptbehälters S 3 über Lei­ tung 18 mit Strom (+) versorgt ist. Die Spulenmagnete SN bzw. SS der Scheibe 2 sind einerseits jeweils an in Umfangsrichtung untereinander elektrisch isolierte Abschnitte der Spulenkollek­ torringes 16 angeschlossen; andererseits sind sie an den Schleifring 14 angeschlossen. Die genannten Anschlüsse der Spulenmagneten SN bzw. SS sind im Sinne einer stets wechseln­ den Polarität durchgeführt, die durch den wechselnden Spulen­ wicklungsdrehsinn vorgegeben ist.

In ähnlichem Sinne ist Scheibe 1 aufgebaut, enthaltend - von außen nach innen gesehen - einen Nulleiterschleifring der gemäß äußerem dicken Pfeil nur in Position S 1′ des Schiebeschalters über Leitung 19 ans Netz angeschlossen ist. Nur in Position S 2′ des Schiebeschalters ist ferner gemäß radial innen liegen­ dem weiteren dicken Pfeil ein weiterer Nulleiterschleifring über Leitung 21 ans Netz angeschlossen. Ferner befindet sich zwischen äußerem und innerem dicken Pfeil ein stets mitro­ tierender Spulenkollektorring 22 in vergleichbarem Aufbau und Anschluß an Spulen gemäß Scheibe 2. Ferner ist ein zweiter radial innen liegender Spulenkollektorring 23 vorgesehen, der mit einem radial innerhalb derselben befindlichen als "Bürste" fungierenden Kohleschleifringsektor 24 in Verbin­ dung steht und an den Leitung 25 in Position S 2 des Schiebe­ schalters angeschlossen ist. Leitung 26 läuft am linken von Schaltposition S 1 abgekehrten Ende (dicker Punkt) in eine radial äußere Schleifringsektion aus, die mit einem betreffen­ den Gegenabschnitt des schon erwähnten Spulenkollektorringes 22 korrespondiert.

In Kombination mit dem zu Scheibe 1 beschriebenen doppelten Null-Leiter-Schleifring- sowie doppelten Spulenkollektorring­ konzept nebst zugehörigen Schleifringsektorabtastungen wird also bei eingeschalteter Stromversorgung (Hauptschalter S 3) und in Schaltschieberpositionen S 1, S 1′ (gestrichelte Position) erreicht, daß für den Leitungsübertragungseingriff zwischen Scheibe 1 und 2 örtlich gleiche Magnetfeldbogenlängen BN, BS (hier nur zu Scheibe 2 vermerkt) vorliegen. Es herrscht also Gleichlauf zwischen beiden Scheiben 1, 2 bzw. Spulenrädern (Übersetzungsverhältnis I=1).

Bei eingeschalteter Hauptstromversorgung über S 3 in Kombination mit Schiebeschalterstellung S 2, S 2′ ergibt dies eine geänderte Spulenstromverteilung durch Kollektor­ umschaltung in der Weise, daß immer zwei benachbarte Magnet­ spulen der Scheibe 1 die gleiche Magnetfeldpolarität SSS bzw. NNN besitzen; damit ergibt sich an Scheibe 1 gegenüber Scheibe 2 eine für den örtlichen Drehkrafteingriff verant­ wortliche Verdoppelung der Bogenlängen, z.B. gemäß BS′, an Scheibe 1. Scheibe 1 enthält so also sechs wechselnde Polari­ täten, denen zwölf wechselnde Polaritäten an Scheibe 1 gegen­ überstehen; hierdurch entsteht ein Nacheilen von Scheibe 2 zu Scheibe 1; es ergibt sich dabei ein Ubersetzungsverhältnis von 2:1; d.h., I=2.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beispielhaft dargestellten und gezeichneten Varianten beschränkt. Variable Ausgestaltungen und Anwendungsmöglichkeiten sind möglich.

Eine weitere vorteilhafte Variante der Einrichtung bzw. des Magnetgetriebes wäre z.B. in einer kostensparenden nachträg­ lichen Umrüstung zweier Wellen auf eine Getriebeübersetzung, durch Aufkleben von Magneten oder Magnetspulen, zu sehen.

Außerdem könnte z.B. im Fahrzeugbau der Antrieb der Hilfs­ aggregate (Lichtmaschine, Kühlwasserpumpe, Kühlventilator, usw.) ohne Reibungsverluste mit verhältnismäßig geringem Auf­ wand erfolgen.

Es besteht auch die Möglichkeit, ein sehr preiswertes und einfaches Automatikgetriebe für Fahrzeuge herzustellen (siehe hierzu die Fig. 13).

Weiterhin könnte die Einrichtung für Haushaltsgeräte (Rührwerke, Mixer, usw.) vorteilhaft eingesetzt werden.

Besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten der Einrichtung werden auf dem Gebiete der Raumfahrt (Vakuumbetrieb!) oder im Rahmen von Unterwasseraufgaben gesehen.

Antrieb und Abtrieb gemäß der Erfindung können in ver­ schiedenen Medien durch eine Abschirmung hindurch (z.B. Glasscheibe, Bleiplatte, usw.) Leistung übertragen, was z.B. für Primär- und Sekundärkreise in Atomkraftwerken von großer Bedeutung sein könnte.

Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, z.B. bei Fahrzeugen, Eisenbahnwagen oder dergleichen aus der Bewegung anfallende Rotationsenergien zum Antrieb von Hilfsgeräten oder zur Um­ wandlung in elektrische Energie vorzusehen; es könnte dabei also ein Eisenbahnrad oder ein Fahrzeugrad mit einer stets mitlaufenden Scheibe 1 (Fig. 1) koaxial gekoppelt sein, die wiederum eine Scheibe 2 berührungslos antreibt, welche drehfest mit der Welle eines elektrischen Stromerzeugers bzw. Dynamos gekoppelt ist.

Claims (20)

1. Einrichtung zur Leistungsübertragung zwischen im Abstand zueinander auf verschiedenen Drehachsen rotierbar ange­ ordneten Rotationsbauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rotationsbauteile (1, 2) mittels über dem gegenseitigen Bauteilumfang jeweils gleichförmig ver­ teilt wechselnder Magnetpolfelder berührungslos kraft­ schlüssig gekoppelt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Polwechselfeld von Permanentmagneten gebil­ det ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Polwechselfeld von elektromagnetischen Stromspulen (SN, SS) gebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie als Getriebe ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbauteile an Wellen (W 1, W 2) drehfest verankerte Scheiben (1, 2) sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbauteile im wesentlichen hohlzylindrische Rotoren (3, 4) oder Ma­ schinenwellen sind.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (S, N) oder Magnetspulen (SS, NN) auf jeweils gleichförmig über den Umfang verteilt angeordneten Ring- oder Kreissekto­ ren angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (1, 2) aus die Permanentmagnete oder Magnet­ spulen ausbildenden oder enthaltenden Sektoren (5, 5′) zu­ sammengesetzt sind.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete oder Magnetspulen in V-förmigen, gegeneinander abgeschirmten Kammern (4, 4′) angeordnet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Getriebeüber- oder untersetzungen durch unterschiedliche Durchmesser der magnetisch kämmenden Rotationsbauteile, Räder oder Scheiben (1, 2) vorgegeben sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Getriebeüber- oder Untersetzungen durch eine unterschied­ liche Anzahl über dem gegenseitigen Rotationsbauteilum­ fang, bzw. Rad-, Scheiben- oder Wellenumfang sektions­ weise angeordneter Magnetspulen (SN, SS) oder Permanent­ magnete (N, S) gebildet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Durchmesser der magnetisch kämmenden Rota­ tionsbauteile, wie Scheiben (1, 2), Räder, Wellen oder deren Abschnitte, vorgesehen sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Polwechselfeld ausbildenden Magnetspulen (SN, SS) an in Umfangsrichtung abschnittsweise elektrisch iso­ lierten metallischen Polschuhen eines Rotationsbauteils bzw. einer Scheibe (1; 2) angeordnet sind.

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 sowie 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine an- und abtriebsseitig kollektor-gesteuerte Strombeaufschla­ gung der Spulenmagnete (SN, SS) vorgesehen ist.

15. Einrichtung nach 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Rechner (13) vorgesehen ist, mit dem aus den empfangenen Informationen über ein vorgewähltes Ge­ triebeübersetzungsverhältnis eine im erforderlichen Zeittakt benötigte Stromversorgung der an- und abtriebs­ seitig an den Rotationsbauteilen, z.B. Scheiben (1, 2), befindlichen Spulenmagnete (SN, SS) geregelt wird.

16. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus einem keramischen Werkstoff gefertigt sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus einem Kunststoff vorzugsweise mittels Spritzgußverfahrens, hergestellt sind.

18. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanent- oder Spulenmagnete auf die Rotations­ bauteile, z.B. Scheiben, Hohlwellen, aufgeklebt sind.

19. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scheiben (1, 2, 2′) entlang äußerer gegenseitiger Wandabschnitte mit axial angeordneten Magnetfeldern ineinandergreifen (Fig. 10).

20. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 sowie 3 bis 4 sowie 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie als mehrstufiges elektromagnetisches Getriebe ausgebildet ist mit mehreren auf einer Antriebswelle (W 1) und einer parallel dazu verlaufenden Abtriebswel­ le (W 2) unter Belassung gegenseitiger, den elektomagne­ tischen Krafteingriff (F) gewährleisten der Radialspalte (R 1, R 2, R 3) angeordneten Scheibenpaaren der Getriebestufen (St 1, St 2, St 3), von denen bei eingeschalteter Stromver­ sorgung der Magnetspulen (SN, SS) an den Scheiben (1, 2) einer Getriebstufe (St 2) die übrigen Scheiben oder Radpaare gegenseitig berührungslos durchlaufen (Fig. 13).