DE4316199A1

DE4316199A1 - Drive for motor vehicle using magnetic system for torque transmission - has driving shaft fitted with first magnetic torsionally rigid torque transmitting unit, and driven shaft on which is fitted second magnetic torsionally rigid torque transmission unit

Info

Publication number: DE4316199A1
Application number: DE19934316199
Authority: DE
Inventors: Alfred Ziegenberg; Edmund Prof Dipl Phy Schiessle
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-01-05

Abstract

The drive shaft (2) and the driven shaft work together. The magnetic torque transmission system consists of non-contact magnetic units (3, 5) working in conjunction with each other. Also a number of magnetic poles (N, S) arranged in the circumferential direction of the shafts (2, 4) carrying them. The surrounding (6) of the drive shaft (2) is separated from the surrounding (16) of the driven shaft (4) by a sealed housing (7). Several driven shafts (4, 9) with respectively same type magnetic system (5, 8) are arranged displaced parallel to the drive shaft (2), and at the same angular distance from each other around this. ADVANTAGE - Drive with low friction losses. Also possibility exists for compensating mechanical friction losses e.g. due to meshing of gears. Existing drives can be re-equipped.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1. Derartige Getriebe sind in voll mechanischer Ausführung wohl bekannt, wobei die drehmomentüber tragenden, zusammenwirkenden Mittel aus miteinander kämmenden Zahnrädern bestehen. Derartige gebräuchliche mechanische sowie ebenfalls bekannte hydraulische Getriebe weisen merkliche Rei bungsverluste bei der Bewegungsübertragung auf.The invention relates to a transmission according to the Oberbe handle of claim 1. Such gears are in full mechanical design well known, the torque over load-bearing, interacting means of intermeshing Gears exist. Such common mechanical as well hydraulic transmissions, which are also known, have noticeable tiers loss of exercise during motion transmission.

Aus der DE 40 29 182 C1 ist eine Magnetkupplung bekannt, bei der eine erste und eine in deren Längsachse liegende zweite Welle über Magnetanordnungen miteinander gekuppelt sind. Die Magnetanordnungen bestehen jeweils aus vier in Drehrichtung der Wellen äquidistant angeordneten Magneten, die um eine eigene Rotationsachse drehbar sind und bei Rotation der Wellen auf einem Spaltblechmantel abrollen, wobei die den jeweiligen Wellen zugeordneten Magnete sich am Spaltblechmantel gegen überliegen. Die Rotationsachse der Magnete ist mit deren Dipol achse identisch. Die Kupplung erfolgt dergestalt, daß die Mag nete der angetriebenen Welle denjenigen der angetriebenen Welle aufgrund der jeweiligen Anziehungskraft zwischen einem Nordpol auf der Außen- bzw. Innenseite des Spaltblechmantels und dem Südpol eines angrenzenden Magneten auf der Innen- bzw. Außen seite des Spaltblechmantels in der Abroll- und Drehbewegung nachfolgen.A magnetic coupling is known from DE 40 29 182 C1, at the first and a second lying in the longitudinal axis Shaft are coupled together via magnet assemblies. The Magnet arrangements each consist of four in the direction of rotation Shafts equidistantly arranged magnets that have their own Rotation axis are rotatable and on rotation of the shafts roll a split sheet jacket, the each Magnets associated with shafts counteract against each other on the split metal jacket overlap. The axis of rotation of the magnets is with their dipole axis identical. The coupling takes place in such a way that the mag nete of the driven shaft that of the driven shaft due to the attraction between a north pole on the outside or inside of the split sheet jacket and the South pole of an adjacent magnet on the inside or outside side of the sheet metal shell in the rolling and rotating movement follow.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Ge triebe mit geringen Reibungsverlusten sowie der Möglichkeit eines Ausgleichs von Reibungswiderständen eventuell vorhande ner, vor- oder nachgeschalteter, ineinandergreifender Zahn räder, gegebenenfalls durch in einfacher Weise mögliche Nach rüstung bestehender voll mechanischer Getriebe, bereitzu stellen.The invention is based on the technical problem, a Ge gears with low friction losses and the possibility compensation of frictional resistance may exist ner, upstream or downstream, interlocking tooth wheels, if necessary by possible in a simple manner armor of existing fully mechanical gearboxes, ready put.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 gelöst. Die Kraftübertragung mittels der zu sammenwirkenden Magnetanordnungen auf der antreibenden und der angetriebenen Welle erfolgt vollkommen berührungsfrei und gleicht Reibungswiderstände im Fall vor- oder nachgeschalteter Zahnradanordnungen elastisch aus. Das Getriebe läßt sich ver gleichsweise klein bauen. Die erfindungsgemäße Lösung ermög licht es außerdem, daß mit einer Antriebswelle berührungsfrei nahezu beliebig viele Abtriebswellen, die weitgehend beliebig angeordnet sein können, antreibbar sind, daß unterschiedlichste Übersetzungen möglich sind und daß nicht nur fortlaufende Dreh bewegungen, sondern auch Schrittschaltungen realisierbar sind.This task is carried out by a gearbox with the characteristics of Pa claim 1 solved. The power transmission by means of the interacting magnet arrangements on the driving and the driven shaft is completely non-contact and equals frictional resistance in the case of upstream or downstream Gear arrangements made of elastic. The gear can be ver build equally small. The solution according to the invention enables it also illuminates that with a drive shaft without contact almost any number of output shafts, which are largely arbitrary can be arranged, can be driven that most different Translations are possible and that not only continuous rotation movements, but also step switching can be realized.

In konstruktiv einfacher Ausgestaltung der Erfindung dient je weils eine permanentmagnetisches Platte als Magnetanordnung, deren gegenüberliegende Seiten den magnetischen Nord- bzw. Südpol derselben bilden.In a structurally simple embodiment of the invention is used because a permanent magnetic plate as a magnet arrangement, the opposite sides of the magnetic north or Form the south pole of the same.

Die Berührungsfreiheit der Kraftübertragung macht es möglich, in einer Weiterbildung der Erfindung die Umgebung der Antriebs welle durch ein dichtes Gehäuse von derjenigen der wenigstens einen angetriebenen Welle zu trennen, wodurch sich unterschied liche Umgebungsmedien oder Umgebungsdrücke zwischen Antriebs- und Abtriebsseite aufrechterhalten lassen.The contactlessness of the power transmission makes it possible in a development of the invention, the environment of the drive wave through a tight housing from that of at least to separate a driven shaft, which differed ambient media or ambient pressures between drive and maintain output side.

Das Vorsehen mehrerer angetriebener Wellen in gleichem Winkel abstand voneinander um die Antriebswelle herum und zu dieser parallel versetzt hat den Vorteil, daß sich die von den Magnet feldern erzeugten Translationskräfte der angetriebenen Magnet anordnungen auf die antreibende Magnetanordnung gegenseitig in hohem Maße kompensieren, so daß sich die antreibende Magnetan ordnung verhältnismäßig rückwirkungsfrei und rundlaufend in Bewegung halten läßt.The provision of several driven shafts at the same angle distance from and around the drive shaft offset in parallel has the advantage that the magnet fields generated translational forces of the driven magnet arrangements on the driving magnet arrangement in each other compensate to a high degree, so that the driving magnet order relatively non-retroactive and concentric in Lets keep moving.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist dem magneti schen Getriebeteil ein aus Zahnrädern bestehender mechanischer Getriebeteil nachgeschaltet, mit dem sich beispielsweise ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis einstellen läßt. Eine Wei terbildung in Form einer planetengetriebeartigen Anordnung der auf den von einer jeweiligen Magnetanordnung angetriebenen Wellen festgelegten Zahnräder in gleichem Winkelabstand um ein auf einer Abtriebswelle festgelegtes Zahnrad herum ergibt eine sehr gleichmäßige Abtriebswellenbelastung unter Schonung von deren Lagern, da sich die zu möglichen Unrundheiten Anlaß gebenden translatorischen Belastungen weitgehend kompensieren.In a further embodiment of the invention, the magneti a mechanical part consisting of gears Downstream transmission part with which, for example, a the desired gear ratio can be set. A white terbildung in the form of a planetary gear-like arrangement of on the one driven by a respective magnet arrangement Shafts fixed gears at the same angular distance around one A gear wheel fixed on an output shaft results in a very even output shaft load while protecting their bearings, as the cause for possible out-of-roundness largely compensate for translational loads.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich nungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.Preferred embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described below.

Fig. 1 zeigt ein Getriebe mit magnetischer Kraftübertragung auf zwei angetriebene Wellen und nachgeschalteter Zahnradanordnung in einer schematischen Seitenan sicht, Fig. 1 shows a transmission having a magnetic force transmission on two driven shafts and downstream gear arrangement in a schematic view Seitenan,

Fig. 2 ein Getriebe mit magnetischer Kraftübertragung auf vier angetriebene Wellen und nachgeschalteter Zahn radanordnung in einer schematischen Stirnansicht, Fig. 2 is a transmission having a magnetic force transmission on four driven shafts and downstream toothed wheel assembly in a schematic end view,

Fig. 3 ein Getriebe mit magnetischer Kraftübertragung auf zwei angetriebene Wellen mit mehreren Magneten pro Welle und einer Untersetzung in einer schematischen Stirnansicht und Fig. 3 shows a transmission with magnetic power transmission to two driven shafts with several magnets per shaft and a reduction in a schematic front view and

Fig. 4 ein Getriebe mit magnetischer Kraftübertragung auf mehrere seriell angeordnete angetriebene Wellen mit mehreren Magneten pro angetriebener Welle und ver schiedenen Untersetzungen in einer schematischen Stirnansicht. Fig. 4 shows a transmission with magnetic power transmission to several serially arranged driven shafts with several magnets per driven shaft and different ratios in a schematic front view.

Das in Fig. 1 gezeigte Getriebe (1) enthält eine Antriebswelle (2), auf der eine dipolartige Magnetanordnung in Form einer rechteckförmigen, permanentmagnetischen Platte (3) drehfest an gebracht ist, wobei die Längsachse (10) der Antriebswelle (2) in etwa in der Quermittelebene des Dipols liegt. Parallel zur Antriebswelle (2) und in deren Drehrichtung um 180° versetzt sind zwei angetriebene Hilfswellen (4, 9) angeordnet, auf denen jeweils eine zu der Platte (3) der Antriebswelle (2) gleich artige permanentmagnetische Platte (5, 8) drehfest angebracht ist. Sämtliche Platten (3, 5, 8) befinden sich bezüglich der Axialrichtung der Wellen (2, 4, 9) auf gleicher Höhe und wirken daher mit ihren dipolartigen Magnetfeldern zusammen, wobei die Wechselwirkung zwischen den angetriebenen Platten (5, 8) schon wegen deren größerem Abstand gering ist im Vergleich zur Wechselwirkung der antreibenden Platte (3) mit jeder der ange triebenen Platten (5, 8).The transmission ( 1 ) shown in Fig. 1 contains a drive shaft ( 2 ) on which a dipole-like magnet arrangement in the form of a rectangular, permanent magnetic plate ( 3 ) is rotatably attached, the longitudinal axis ( 10 ) of the drive shaft ( 2 ) approximately lies in the transverse center plane of the dipole. Two driven auxiliary shafts ( 4 , 9 ) are arranged parallel to the drive shaft ( 2 ) and offset by 180 ° in the direction of rotation, on each of which a non-rotatable permanent magnetic plate ( 5 , 8 ) similar to the plate ( 3 ) of the drive shaft ( 2 ) is appropriate. All plates ( 3 , 5 , 8 ) are at the same height with respect to the axial direction of the shafts ( 2 , 4 , 9 ) and therefore interact with their dipole-like magnetic fields, the interaction between the driven plates ( 5 , 8 ) because of them alone larger distance is small compared to the interaction of the driving plate ( 3 ) with each of the driven plates ( 5 , 8 ).

An einem stirnende dieser Hilfswellen (4, 9) ist jeweils ein Zahnrad (13, 14) drehfest aufgebracht. Diese kämmen an umfangs seitig gegenüberliegenden Seiten eines Zahnrades (15) mit die sem, wobei das Zahnrad (15) drehfest auf einer Abtriebswelle (11) sitzt, deren Längsachse (12) in der Linie der Längsachse (10) der Antriebswelle (2) liegt. Die beiden auf den Hilfs wellen (4, 9) sitzenden Zahnräder (13, 14) sind identisch und mit geringerer Zähnezahl ausgebildet als das Zahnrad (15) der Abtriebswelle (11). Der von diesen drei Zahnrädern (13, 14, 15) gebildete mechanische Getriebeteil bestimmt mit dem Verhältnis der Zähnezahl des Zahnrads (15) der Abtriebswelle (11) zu der jenigen der Zahnräder (13, 14) der Hilfswellen (4, 9) das Übersetzungsverhältnis des Getriebes (1), während dasjenige des magnetischen Kraftübertragungsteils den Wert Eins hat, da als Magnetanordnungen jeweils gleichartige Platten (3, 5, 8) mit einem magnetischen Südpol (S) auf der einen und einem magne tischen Nordpol (N) auf der anderen Breitseite verwendet werden.At each end of these auxiliary shafts ( 4 , 9 ), a gear ( 13 , 14 ) is attached in a rotationally fixed manner. These mesh on the circumferentially opposite sides of a gearwheel ( 15 ) with the sem, the gearwheel ( 15 ) non-rotatably seated on an output shaft ( 11 ) whose longitudinal axis ( 12 ) lies in the line of the longitudinal axis ( 10 ) of the drive shaft ( 2 ) . The two on the auxiliary shafts ( 4 , 9 ) seated gears ( 13 , 14 ) are identical and designed with fewer teeth than the gear ( 15 ) of the output shaft ( 11 ). The mechanical transmission part formed by these three gears ( 13 , 14 , 15 ) determines the transmission ratio with the ratio of the number of teeth of the gear ( 15 ) of the output shaft ( 11 ) to that of the gears ( 13 , 14 ) of the auxiliary shafts ( 4 , 9 ) of the transmission ( 1 ), while that of the magnetic force transmission part has the value one, since as magnetic arrangements, in each case identical plates ( 3 , 5 , 8 ) with a magnetic south pole (S) on one and a magnetic north pole (N) on the other Broadside can be used.

Die relative Lage der permanentmagnetischen Platten (3, 5, 8) zueinander resultiert aus dem freien Kräfte spiel zwischen den wellenfixierten Platten (3, 5, 8), wobei die Hilfswellen (4, 9) zunächst nicht über die Zahnräder (13, 14, 15) in ihrer rela tiven Drehstellung zueinander fixiert sind. Es ergibt sich dann aufgrund der Tatsache, daß die zu den Platten (3, 5, 8) gehö rigen magnetischen Dipolachsen senkrecht zu den Wellen (2, 4, 9) stehen, eine relative Lage, bei der die äußeren Platten (5, 8) der Hilfswellen (4, 9) eine gleiche und zu der mittleren Platte (3) der Antriebswelle (2) um in deren Drehrichtung 180° versetzte räumliche Lage einnehmen.The relative position of the permanent magnetic plates ( 3 , 5 , 8 ) to one another results from the free play between the shaft-fixed plates ( 3 , 5 , 8 ), the auxiliary shafts ( 4 , 9 ) initially not via the gears ( 13 , 14 , 15 ) are fixed to each other in their relative rotational position. It is then due to the fact that the magnetic dipole axes belonging to the plates ( 3 , 5 , 8 ) are perpendicular to the waves ( 2 , 4 , 9 ), a relative position in which the outer plates ( 5 , 8 ) of the auxiliary shafts ( 4 , 9 ) have the same spatial position with respect to the central plate ( 3 ) of the drive shaft ( 2 ), which is offset by 180 ° in the direction of rotation.

Das Verhalten des Getriebes (1) bei in Bewegung versetzter An triebswelle (2) ist durch die jeweiligen Drehrichtungspfeile an den Wellen (2, 4, 9, 11) verdeutlicht. Eine Drehung der An triebswelle (2) und der auf ihr drehfest angebrachten Magnet platte (3) bewirkt eine magnetfeldinduzierte Drehbewegung der Platten (5, 8) der Hilfswellen (4, 9), wodurch die Antriebs bewegung auf letztere übertragen wird. Hierbei drehen sich die angetriebenen Hilfswellen (4, 9) gegensinnig zur Antriebswelle (2). Die Drehbewegung wird weiter über die Zahnräder (13, 14) und das mit diesen kämmende Zahnrad (15) auf die Abtriebswelle (11) übertragen, die daraufhin eine zur Drehbewegung der An triebswelle (2) gleichsinnige, untersetzte Drehbewegung aus führt. Durch das Kämmen der Zahnräder (13, 14) mit dem Zahnrad (15) verursachte Reibungswiderstände werden im magnetischen Getriebeteil durch puffernde Speicherung magnetischer Energie elastisch abgefangen. Die symmetrische Anordnung der Hilfs wellenzahnräder (13, 14) zum mittigen Abtriebswellenzahnrad (15) ermöglicht eine gleichmäßig Drehmomentübertragung auf die Abtriebswelle (11) weitgehend frei von einseitigen, wellenla gerbelastenden Querkräften. The behavior of the transmission ( 1 ) when the drive shaft is set in motion ( 2 ) is illustrated by the respective direction arrows on the shafts ( 2 , 4 , 9 , 11 ). A rotation of the drive shaft ( 2 ) and the non-rotatably mounted magnetic plate ( 3 ) causes a magnetic field-induced rotary movement of the plates ( 5 , 8 ) of the auxiliary shafts ( 4 , 9 ), whereby the drive movement is transmitted to the latter. The driven auxiliary shafts ( 4 , 9 ) rotate in the opposite direction to the drive shaft ( 2 ). The rotational movement is further transmitted via the gears ( 13 , 14 ) and the meshing gear ( 15 ) to the output shaft ( 11 ), which then leads to a rotational movement of the drive shaft ( 2 ) in the same direction, reduced rotation. The meshing of the gears ( 13 , 14 ) with the gear ( 15 ) causes frictional resistances in the magnetic gear part to be absorbed by buffering storage of magnetic energy. The symmetrical arrangement of the auxiliary shaft gearwheels ( 13 , 14 ) to the central output shaft gearwheel ( 15 ) enables a uniform torque transmission to the output shaft ( 11 ) largely free of one-sided, shaft-loading transverse forces.

Die Umgebung (6) der antreibenden permanentmagnetischen Platte (3) ist mittels eines dichten Gehäuses (7) hermetisch von der Umgebung der angetriebenen permanentmagnetischen Platten (5, 8) und der sie tragenden Hilfswellen (4, 9) abgeschlossen. Damit läßt sich das Getriebe (1) auch in Fällen verwenden, in denen eine solche Isolierung erforderlich ist, z. B. wenn in den beiden Räumen unterschiedliche Drücke aufrechterhalten werden sollen oder wenn unterschiedliche Umgebungsmedien vorliegen. Aufgrund der Anordnung des Gehäuses (7) ist es außerdem mög lich, die antriebsseitigen und die abtriebsseitigen Getriebe komponenten unabhängig voneinander auszutauschen. Insbesondere können Antriebs- und Abtriebskomponenten insgesamt in einfacher Weise gegeneinander ausgetauscht und so z. B. das Getriebeüber setzungsverhältnis geändert oder ein zuvor voll mechanisches Getriebe mit einem magnetischen Getriebeteil nachgerüstet wer den.The surroundings ( 6 ) of the driving permanent magnetic plate ( 3 ) are hermetically sealed off from the surroundings of the driven permanent magnetic plates ( 5 , 8 ) and the auxiliary shafts ( 4 , 9 ) carrying them by means of a sealed housing ( 7 ). So that the gear ( 1 ) can also be used in cases where such insulation is required, for. B. if different pressures are to be maintained in the two rooms or if different ambient media are present. Due to the arrangement of the housing ( 7 ), it is also possible to replace the drive-side and the drive-side gear components independently of one another. In particular, drive and output components can be exchanged for each other in a simple manner and so z. B. changed the transmission ratio or upgraded a previously fully mechanical transmission with a magnetic gear part who the.

Je nach Anwendungsfall sind naheliegende Modifikationen des in Fig. 1 gezeigten Getriebes möglich. So kann, wenn nur eine 1/1- Übersetzung gefordert ist, der magnetische Getriebeteil allein als Getriebe verwendet werden, gegebenenfalls mit nur einer der gezeigten Hilfswellen, die dann gleichzeitig die Abtriebswelle darstellt. Ebenso ist es möglich, statt der magnetischen Platten ringförmige Magnete zu verwenden, die aus aneinandergrenzenden Segmenten unterschiedlicher Polarität zusammengesetzt sind. Hierbei lassen sich bei Bedarf für die Antriebswelle einerseits und die eine oder mehreren angetriebenen Wellen andererseits Magnetanordnungen mit einer unterschiedlichen Polanzahl entlang ihres Umfangs verwenden, wodurch ein reines Magnetgetriebe ohne mechanische Teile mit einem vom Wert Eins abweichenden Überset zungsverhältnis realisiert wird. Die Anordnung von mehr als zwei umfangsseitigen Polen pro Magnetanordnung verbessert zudem den Gleichlauf des Getriebes.Depending on the application, obvious modifications of the transmission shown in FIG. 1 are possible. Thus, if only a 1/1 ratio is required, the magnetic gear part can be used alone as a gear, possibly with only one of the auxiliary shafts shown, which then simultaneously represents the output shaft. It is also possible to use ring-shaped magnets instead of the magnetic plates, which are composed of adjacent segments of different polarity. Here, if necessary for the drive shaft on the one hand and the one or more driven shafts on the other hand, magnet arrangements with a different number of poles can be used along their circumference, as a result of which a pure magnetic transmission without mechanical parts with a transmission ratio deviating from one is realized. The arrangement of more than two peripheral poles per magnet arrangement also improves the synchronism of the transmission.

Das in Fig. 2 in einer schematischen Stirnansicht gezeigte Ge triebe (7) weist ebenfalls einen magnetischen und einen mecha nischen Getriebeteil auf. Auf einer Antriebswelle (18) sitzt drehfest wiederum eine permanentmagnetische Platte (19) als di polartige Magnetanordnung, deren eine Seite einen magnetischen Südpol (S) und deren gegenüberliegende Seite einen magnetischen Nordpol (N) bilden, wobei die zugehörige Welle (18) in der ge strichelt angedeuteten Quermittelebene (34) der Dipolanordnung liegt. Um die Antriebswelle (18) herum sind in jeweiligem Winkelabstand von 90° vier angetriebene Hilfswellen (21, 24, 27, 30) parallel zur Antriebswelle (18) versetzt angeordnet, deren Querschnittsmittelpunkte sämtlich auf einer gemeinsamen Kreis linie (33) um die Längsachse der Antriebswelle (18) liegen. Auf jeder Hilfswelle (21, 24, 27, 30) ist eine permanentmagnetische, mit derjenigen (19) der Antriebswelle (18) gleichartige Platte (22, 25, 28, 31) drehfest fixiert, deren eine Breitseite einen magnetischen Südpol (S) und deren andere Breitseite einen mag netischen Nordpol (N) bildet. Diese Hilfswellenplatten (22, 25, 28, 31) wirken wiederum nach Art drehbar gelagerter magnetischer Dipole mit der mittigen Antriebswellenplatte (19) zusammen, wobei die magnetischen Kopplungen der Hilfswellenplatten (22, 25, 28, 31) untereinander schon wegen deren größerem Abstand voneinander im Vergleich zur jeweiligen Kopplung zur mittigen Platte (19) wesentlich schwächer ist. Diese schwache Kopplung läßt sich im Bedarfsfall durch entsprechend stärkere Auslegung der mittigen Magnetplatte (19) weiter unterdrücken.The gear shown in Fig. 2 in a schematic front view Ge ( 7 ) also has a magnetic and a mechanical African gear part. On a drive shaft ( 18 ), in turn, a permanent magnetic plate ( 19 ) sits as a di-pole-like magnet arrangement, one side of which forms a magnetic south pole (S) and the opposite side of which forms a magnetic north pole (N), the associated shaft ( 18 ) in the ge dashed indicated transverse center plane ( 34 ) of the dipole arrangement. Around the drive shaft ( 18 ) four driven auxiliary shafts ( 21 , 24 , 27 , 30 ) are arranged parallel to the drive shaft ( 18 ) at a respective angular distance of 90 °, the cross-sectional centers of which are all on a common circular line ( 33 ) around the longitudinal axis of the Drive shaft ( 18 ) are. On each auxiliary shaft ( 21 , 24 , 27 , 30 ) a permanent magnetic plate ( 22 , 25 , 28 , 31 ) of the same type as that (19) of the drive shaft ( 18 ) is fixed in a rotationally fixed manner, one broad side of which has a magnetic south pole (S) and the other broad side of which forms a magnetic north pole (N). These auxiliary shaft plates ( 22 , 25 , 28 , 31 ) in turn interact in the manner of rotatably mounted magnetic dipoles with the central drive shaft plate ( 19 ), the magnetic couplings of the auxiliary shaft plates ( 22 , 25 , 28 , 31 ) among themselves because of their greater distance from one another compared to the respective coupling to the central plate ( 19 ) is much weaker. If necessary, this weak coupling can be suppressed further by a correspondingly stronger design of the central magnetic plate ( 19 ).

Die relative Lage der magnetischen Platten (19, 22, 25, 28, 31) ergibt sich wiederum daraus, daß deren Dipolachsen senkrecht zu den Wellen (18, 21, 24, 27, 30) stehen und sich anziehende, ungleichnamige Magnetpole benachbarter Platten eine nahestmög liche relative Lage zueinander einzunehmen versuchen. Eine Momentanstellung ist in Fig. 2 gezeigt. Der Drehbewegungsablauf ist wiederum durch Drehrichtungspfeile angedeutet. Die Hilfs wellenplatten (22, 25, 28, 31) und damit die sie tragenden Hilfswellen (21, 24, 27, 30) drehen sich sämtlich gleichsinnig und entgegengesetzt zur Antriebswelle (18), dadurch getrieben, daß sie jeweils die magnetfeldenergetisch günstigste Lage bezüglich der sich drehenden mittleren Antriebswellenplatte (19) einzunehmen versuchen und so deren Drehbewegung gegensinnig fol gen.The relative position of the magnetic plates ( 19 , 22 , 25 , 28 , 31 ) in turn results from the fact that their dipole axes are perpendicular to the waves ( 18 , 21 , 24 , 27 , 30 ) and attractive, unlike magnetic poles of adjacent plates Try to take the closest possible relative position to each other. An instantaneous position is shown in FIG. 2. The sequence of rotary movements is again indicated by arrows indicating the direction of rotation. The auxiliary shaft plates ( 22 , 25 , 28 , 31 ) and thus the auxiliary shafts carrying them ( 21 , 24 , 27 , 30 ) all rotate in the same direction and opposite to the drive shaft ( 18 ), driven by the fact that they each have the most favorable magnetic field position try to take the rotating middle drive shaft plate ( 19 ) and thus follow their rotational movement in opposite directions.

An einem in Fig. 2 hinteren Stirnende der angetriebenen Hilfs wellen (21, 24, 27, 30) ist jeweils ein Zahnrad (23, 26, 29, 32) drehfest angeordnet. Diese vier gleichartigen und sich gleichsinnig bewegenden Zahnräder (23, 26, 29, 32) kämmen mit einem Abtriebszahnrad (20), welches drehfest auf einer in Fig. 2 nicht sichtbaren, da mit der Antriebswelle (18) fluchtenden Abtriebswelle sitzt. Die fünf Zahnräder (20, 23, 26, 29, 32) bilden einen planetengetriebeartigen mechanischen Teil des Ge triebes (17). Hierbei ist die Zähnezahl der Hilfswellenzahn räder (23, 26, 29, 32) geringer als diejenige des Abtriebs zahnrades (20), so daß ein Untersetzungsgetriebe vorliegt.At a rear end in Fig. 2 of the driven auxiliary shafts ( 21 , 24 , 27 , 30 ), a gear ( 23 , 26 , 29 , 32 ) is rotatably arranged. These four identical and moving gears ( 23 , 26 , 29 , 32 ) mesh with an output gear ( 20 ), which is non-rotatably on an output shaft that is not visible in FIG. 2 because the output shaft is aligned with the drive shaft ( 18 ). The five gears ( 20 , 23 , 26 , 29 , 32 ) form a planetary gear-like mechanical part of the Ge gear ( 17 ). Here, the number of teeth of the auxiliary shaft toothed wheels ( 23 , 26 , 29 , 32 ) is less than that of the driven gear ( 20 ), so that a reduction gear is present.

Auch bei diesem, in Fig. 2 gezeigten magnetomechanischen Ge triebe (17) sind naheliegende Modifikationen möglich, wie sie zu dem in Fig. 1 beschriebenen Getriebe ausführlich erläutert wurden. So kann der mechanische Getriebeteil entfallen, worauf hin die Hilfswellen (21, 24, 27, 30) vier Abtriebswellen bilden. Außerdem ist es möglich, andersartige Magnete, z. B. mit mehr als zwei umfangsseitigen Magnetpolen, vorzusehen, um den Getriebe gleichlauf zu verbessern und - bei Verwendung unterschiedlicher Polzahl für die antreibende Magnetanordnung gegenüber der ange triebenen Magnetanordnung - ein gewünschtes Übersetzungsverhält nis mit dem magnetischen Getriebeteil zu erzielen.Also in this, shown in Fig. 2 magnetomechanical Ge gear ( 17 ) obvious modifications are possible, as they have been explained in detail for the transmission described in Fig. 1. The mechanical gear part can thus be omitted, whereupon the auxiliary shafts ( 21 , 24 , 27 , 30 ) form four output shafts. It is also possible to use different types of magnets, e.g. B. with more than two circumferential magnetic poles, in order to improve the gearing and - when using different number of poles for the driving magnet arrangement compared to the driven magnet arrangement - to achieve a desired transmission ratio with the magnetic transmission part.

Magnetische Getriebe mit einer echten Untersetzung sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt.Magnetic gears with a real reduction are shown in FIGS. 3 and 4.

Das Getriebe (35) in Fig. 3 besitzt eine mittige Antriebswelle (36) sowie bezüglich dieser diametral sich gegenüberliegend zwei angetriebene Abtriebswellen (37, 38). Auf jeder Welle (36, 37, 38) sitzt jeweils ein scheibenförmiges Trägerelement (39, 40, 41). The gear ( 35 ) in Fig. 3 has a central drive shaft ( 36 ) and diametrically opposite two driven output shafts ( 37 , 38 ). A disc-shaped support element ( 39 , 40 , 41 ) is seated on each shaft ( 36 , 37 , 38 ).

Am Außenumfang dieser Trägerelemente (39, 40, 41) sind je weils in äquidistanten Winkelabständen radial verlaufende Boh rungen eingebracht, in die als Magnetanordnung permanentmagne tische Stifte (42, 43, 44) eingesetzt sind. Auf der Antriebs welle (36) sowie der einen Abtriebswelle (38) sind jeweils 16 Magnetstifte (42, 43) im Winkelabstand von jeweils 22,5° und auf der anderen Abtriebswelle (37) 8 Magnetstifte (44) im Winkel abstand von jeweils 450 angeordnet. Die radial verlaufenden permanentmagnetischen Stifte (42, 43, 44) bilden jeweils einen magnetischen Dipol, wobei die jeweils 16 Stifte (42, 43) auf der Antriebswelle (36) und der einen Abtriebswelle (38) an ihren radial nach außen weisenden Enden in Drehrichtung der zugehöri gen Wellen (36, 38) alternierend magnetische Nordpole (N) und magnetische Südpole (S) aufweisen. Im Gegensatz dazu sind die 8 Magnetstifte (44) der anderen Abtriebswelle (37) dergestalt in die Bohrungen eingesetzt, daß ihre radial nach außen weisenden Enden alle einen magnetischen Südpol (S) bilden.On the outer circumference of these carrier elements ( 39 , 40 , 41 ) are each introduced radially extending holes at equidistant angular intervals, in which permanent magnet pins ( 42 , 43 , 44 ) are used as a magnet arrangement. On the drive shaft ( 36 ) and one output shaft ( 38 ) are 16 magnetic pins ( 42 , 43 ) at an angular distance of 22.5 ° and on the other output shaft ( 37 ) 8 magnetic pins ( 44 ) at an angular distance of 450 arranged. The radially extending permanent magnetic pins ( 42 , 43 , 44 ) each form a magnetic dipole, the 16 pins ( 42 , 43 ) on the drive shaft ( 36 ) and the one output shaft ( 38 ) at their radially outward ends in the direction of rotation the associated waves ( 36 , 38 ) have alternating magnetic north poles (N) and magnetic south poles (S). In contrast, the 8 magnetic pins ( 44 ) of the other output shaft ( 37 ) are inserted into the bores in such a way that their radially outward ends all form a magnetic south pole (S).

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wirken bei diesem Getriebe (35) je weils die radial nach außen weisenden Enden der Magnetstifte (43, 44) der Abtriebswellen (38, 37) mit den radial außenliegen den Enden der Magnetstifte (42) der Antriebswelle (36) zusammen. Die geschilderte Anordnung der permanentmagnetischen Stifte (42, 43, 44) führt dazu, daß bei Drehung der Antriebswelle (36) sich die mit derselben Anzahl von Magnetstiften wie die Antriebswelle (36) versehene Abtriebswelle (38) gegensinnig und mit einer 1/1- Übersetzung dreht, während sich die andere angetriebene Ab triebswelle (37) gegensinnig und mit einer 1/2-Untersetzung ver langsamt zur Antriebswelle (36) dreht, so daß also auf den bei den, zur Antriebswelle (36) parallel versetzt angeordneten Ab triebswellen (37, 38) unterschiedliche Getriebeübersetzungen realisiert sind.As can be seen from Fig. 3, act in this gear ( 35 ) each because the radially outward ends of the magnetic pins ( 43 , 44 ) of the output shafts ( 38 , 37 ) with the radially outer ends of the magnetic pins ( 42 ) of the drive shaft ( 36 ) together. The described arrangement of the permanent magnet pins (42, 43, 44) causes during rotation of the drive shaft (36) which is provided with the same number of magnet pins such as the drive shaft (36) driven shaft (38) and with opposite directions of a 1 / 1- Gear ratio rotates while the other driven drive shaft ( 37 ) rotates in the opposite direction and with a 1/2 reduction ver slowly to the drive shaft ( 36 ), so that on the drive shafts ( 36 ) arranged in parallel offset from the drive shaft ( 36 ) 37 , 38 ) different gear ratios are realized.

Es versteht sich, daß die Welle (36) in diesem Beispiel ledig lich exemplarisch als Antriebswelle gewählt ist. Es ist alter nativ genauso möglich, eine der beiden anderen Wellen (37, 38) als Antriebswelle und die beiden übrigen Wellen als Abtriebs wellen zu verwenden, wobei dann diese Abtriebswellen sequentiell der Antriebswelle nachgeordnet sind.It goes without saying that the shaft ( 36 ) in this example is only selected as an exemplary drive shaft. It is alternatively equally possible to use one of the other two shafts ( 37 , 38 ) as the drive shaft and the other two shafts as output shafts, with these output shafts then being arranged sequentially after the drive shaft.

Ein Beispiel dreier sequentiell einer Antriebswelle (45) nachge ordneter, zu dieser parallel liegender Abtriebswellen (46, 47, 48) ist durch das magnetische Getriebe (60) nach Fig. 4 verwirk licht. Auf der Antriebswelle (45) sitzt hierbei drehfest ein plattenförmiger Träger (49), auf dessen beiden Seiten jeweils ein kreis- oder rechteckförmiger Permanentmagnet (50, 51) ange ordnet ist. Die Magnete (50, 51) sind mit ungleichnamigen Polen gegeneinanderliegend angeordnet, so daß sie bereits aufgrund der resultierenden magnetischen Anziehungskräfte an der Platte (49) haften. Die beiden Magnete (50, 51) bilden folglich insgesamt eine dipolförmige Magnetanordnung auf der Antriebswelle (45) mit einem magnetischen Südpol (S) auf der einen und einem magneti schen Nordpol (N) auf der anderen Seite der Trägerplatte (49).An example of three sequentially arranged a drive shaft ( 45 ), parallel to this output shafts ( 46 , 47 , 48 ) is realized by the magnetic gear ( 60 ) according to FIG. 4 light. On the drive shaft ( 45 ) sits a plate-shaped carrier ( 49 ) in a rotationally fixed manner, on both sides of which a circular or rectangular permanent magnet ( 50 , 51 ) is arranged. The magnets ( 50 , 51 ) are arranged opposite one another with poles of the same name so that they already adhere to the plate ( 49 ) due to the resulting magnetic attraction forces. The two magnets ( 50 , 51 ) consequently form an overall dipole-shaped magnet arrangement on the drive shaft ( 45 ) with a magnetic south pole (S) on one side and a magnetic north pole (N) on the other side of the carrier plate ( 49 ).

Mit dieser antreibenden Magnetanordnung (50, 51) zusammenwirkend ist benachbart eine Magnetanordnung auf einer ersten Abtriebs welle (46) angeordnet. Diese ist dadurch realisiert, daß auf einer drehfest auf die Abtriebswelle (46) aufgesetzten Träger scheibe (53) acht quaderförmige Permanentmagnete (52) angeordnet sind. Die Magnete (52) sind hierbei durch paßgenaue rechteck förmige Öffnungen in der Trägerscheibe (53) dergestalt hin durchgesteckt, daß sich ihre magnetischen Nordpole (N) bzw. Süd pole (S) auf der radial nach außen weisenden Seite der in Dreh richtung der Welle (46) in äquidistanten Winkelabständen von 450 abwechseln. Deren Zusammenwirken mit dem dipolartigen Magnet (50, 51) auf der Antriebswelle (45) ergibt eine gegensinnige Drehung mit einer 1/4-Untersetzung der ersten Abtriebswelle (46) gegenüber der Antriebswelle (45).With this driving magnet arrangement ( 50 , 51 ) cooperating, a magnet arrangement is arranged on a first output shaft ( 46 ). This is achieved in that eight parallelepiped-shaped permanent magnets ( 52 ) are arranged on a carrier disc ( 53 ) mounted on the output shaft ( 46 ) in a manner fixed against relative rotation. The magnets ( 52 ) are inserted through precisely fitting rectangular openings in the carrier disc ( 53 ) in such a way that their magnetic north poles (N) or south poles (S) on the radially outward-facing side of the shaft in the direction of rotation ( 46 ) alternate at equidistant angular intervals of 450. Their interaction with the dipole-like magnet ( 50 , 51 ) on the drive shaft ( 45 ) results in an opposite rotation with a 1/4 reduction of the first output shaft ( 46 ) relative to the drive shaft ( 45 ).

Der Antriebswelle (45) gegenüberliegend ist der ersten Abtriebs welle (46) eine parallele zweite Abtriebswelle (47) seriell nachgeordnet. Diese Abtriebswelle (47) weist eine drehfest auf gesetzte Trägerscheibe (45) auf, an deren Außenumfang im Winkel abstand von 90° zueinander vier U-förmige Aussparungen einge bracht sind, in denen ringförmige Permanentmagnete (55) festge legt sind, welche an ihren planen Außenflächen einen magneti schen Südpol (S) bzw. Nordpol (N) besitzen. Die Ringmagnete (55) sind wiederum mit alternierender Polung auf der Trägerscheibe (54) befestigt, so daß sich die magnetischen Südpole (S) und Nordpole (N) auf den radial nach außenweisenden planen Außen flächen der Magnete (55) in Drehrichtung der Welle (47), d. h. in Umfangsrichtung der Trägerscheibe (54), abwechseln. Die gegen über der Magnetanordnung (52) auf der ersten Abtriebswelle (46) halbierte Anzahl dipolförmiger Permanentmagnete (55) auf der zweiten Abtriebswelle (47) erzeugt eine 2/1-Übersetzung der zweiten (47) gegenüber der ersten Abtriebswelle (46) und damit insgesamt eine 1/2-Untersetzung der zweiten Abtriebswelle (47) gegenüber der Antriebswelle (45) bei zu letzterer gleichsinniger Drehung.The drive shaft ( 45 ) opposite the first output shaft ( 46 ) is a parallel second output shaft ( 47 ) downstream. This output shaft ( 47 ) has a rotatably mounted carrier plate ( 45 ), on the outer circumference at an angle of 90 ° to each other four U-shaped recesses are introduced, in which annular permanent magnets ( 55 ) are fixed, which plan on their Outer surfaces have a magnetic south pole (S) or north pole (N). The ring magnets ( 55 ) are in turn fixed with alternating polarity on the carrier disc ( 54 ), so that the magnetic south poles (S) and north poles (N) on the radially outward-facing planar outer surfaces of the magnets ( 55 ) in the direction of rotation of the shaft ( 47 ), ie alternate in the circumferential direction of the carrier disc ( 54 ). The dipolförmiger opposite the magnet arrangement (52) on the first output shaft (46) halved number of permanent magnets (55) on the second output shaft (47) produces a 2/1 translation of the second (47) opposite to the first output shaft (46) and thus overall a 1/2 reduction of the second output shaft ( 47 ) with respect to the drive shaft ( 45 ) when the latter rotates in the same direction.

Der ersten Abtriebswelle (46) gegenüberliegend ist parallel zur zweiten Abtriebswelle (47) eine dritte Abtriebswelle (48) se riell der zweiten Abtriebswelle (47) nachgeschaltet. Auf dieser dritten Abtriebswelle (48) ist drehfest eine Trägerscheibe (57) angeordnet, die im Winkelabstand von jeweils 90° vier radial verlaufende schlitzförmige Ausnehmungen am Außenumfang aufweist, in die vier quaderförmige Permanentmagnete (57) eingefügt sind. Die Permanentmagnete (57) sind wiederum so eingesetzt, daß ihre radial nach außenweisenden Flächen magnetische Pole bilden, deren Polarität (N, S) sich in Drehrichtung der dritten Ab triebswelle (48) entlang des Außenumfangs der Trägerscheibe (56) abwechselt. Aus dem Zusammenwirken mit der Magnetanordnung (55) auf der zweiten Abtriebswelle (47) ergibt sich eine 1/1-Über setzung der dritten (48) zur zweiten Abtriebswelle (47). Ins gesamt ist damit neben der zweiten (47) auch die dritte Ab triebswelle (48) um den Faktor 1/2 zur Antriebswelle (45) unter setzt und dreht sich gegenüber letzterer gegensinnig. The first output shaft (46) is a third driven shaft (48) se Riell the second output shaft (47) connected downstream parallel to the second output shaft (47) opposite each other. On this third output shaft ( 48 ), a carrier disk ( 57 ) is arranged in a rotationally fixed manner and has four radially extending slot-shaped recesses on the outer circumference at an angular distance of 90 °, into which four rectangular permanent magnets ( 57 ) are inserted. The permanent magnets ( 57 ) are in turn used so that their radially outward-facing surfaces form magnetic poles, the polarity (N, S) of which in the direction of rotation of the third drive shaft ( 48 ) alternates along the outer circumference of the carrier disk ( 56 ). The interaction with the magnet arrangement ( 55 ) on the second output shaft ( 47 ) results in a 1/1 ratio of the third (48) to the second output shaft ( 47 ). All in all, in addition to the second (47), the third drive shaft ( 48 ) is reduced by a factor of 1/2 to the drive shaft ( 45 ) and rotates in opposite directions with respect to the latter.

Das Getriebe (60) zeigt eine Realisierung mit unterschiedlicher Anzahl von Permanentmagneten pro Welle und unterschiedlichen Übersetzungen der verschiedenen Abtriebswellen (46, 47, 48) ge genüber der Antriebswelle (45). Ein derartiges Getriebe ist ins besondere vorteilhaft für Schrittschaltungen bei Stellglieder- oder Potentiometerverstellungen verwendbar. Es versteht sich wiederum, daß naheliegende Modifikationen des Getriebes (60) möglich sind. Beispielsweise können statt der Welle (45) eine andere der vier Wellen (45 bis 48) die Funktion der Antriebs welle und die übrigen drei Wellen die Funktion der Abtriebs wellen übernehmen.The transmission ( 60 ) shows a realization with a different number of permanent magnets per shaft and different ratios of the different output shafts ( 46 , 47 , 48 ) ge compared to the drive shaft ( 45 ). Such a transmission can be used particularly advantageously for stepping circuits in actuator or potentiometer adjustments. Again, it goes without saying that obvious modifications of the transmission ( 60 ) are possible. For example, instead of the shaft ( 45 ), another of the four shafts ( 45 to 48 ) can take over the function of the drive shaft and the other three shafts can take over the function of the output shafts.

Hervorzuheben ist noch, daß die beschriebenen magnetomechani schen oder rein magnetischen Getriebe aufgrund ihrer Kraft übertragung durch Magnetfeldkopplung eine systemeigene Über lastsicherung aufweisen.It should also be emphasized that the magnetomechani described or purely magnetic gearboxes due to their power transmission by magnetic field coupling a native transmission have load securing.

Claims

1. Transmission, especially for a motor vehicle, with

- A drive shaft ( 2 ) on the first torque-transmitting means are rotatably attached, and
- A driven shaft ( 4 ) on which are rotatably mounted with the first to cooperate second torque transmitting means, characterized in that
- The torque-transmitting means of contact-free to cooperate magnet assemblies ( 3 , 5 ) which have a greater number of magnetic poles (N, S) in the circumferential direction of the shafts ( 2 , 4 ) carrying them.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the environment ( 6 ) of the drive shaft ( 2 ) from the environment ( 16 ) of the driven shaft ( 4 ) is separated by a sealed housing ( 7 ).

3. Gearbox according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of driven shafts ( 4 , 9 ) each with a similar magnet arrangement ( 5 , 8 ) to the drive shaft ( 2 ) sets parallel ver and are arranged at the same angular distance from one another around them.

4. Transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that a gear ( 13 ) on the driven shaft ( 4 ) and a meshing with this gear ( 15 ) on a downstream drive shaft ( 11 ) are rotatably attached.

5. A transmission according to claim 4, characterized in that on each of a plurality of driven shafts ( 4 , 9 ) each with one ( 15 ) of the downstream output shaft ( 11 ) meshing gear ( 13 , 14 ) is arranged in a rotationally fixed manner, the gears under have the same number of teeth.

6. Transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one magnet arrangement consists of a dipole-like arrangement ( 19 ), one end of which forms the magnetic north pole (N) and the opposite end of which forms the magnetic south pole (S), wherein the associated shaft ( 18 ) lies in the transverse center plane ( 34 ) of the dipole-like arrangement.

7. Transmission according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one magnet arrangement includes a plurality of dipole magnets ( 42 ), which are each arranged with a substantially radially extending dipole axis.

8. Transmission according to claim 7, characterized in that the radially outwardly facing ends of the dipole magnets ( 42 ) in the circumferential direction of the associated shaft ( 36 ) alternately form magnetic south poles (S) and magnetic north poles (N).

9. Transmission according to claim 7, characterized in that the radially outwardly facing ends of the dipole magnets ( 44 ) in the circumferential direction of the associated shaft ( 37 ) all form magnetic poles of the same name.