Beschreibung

Die Erfindung geht von einer Magnetkupplung zur kontaktlosen Drehmo- mentübertagung und einem Verfahren zur Herstellung einer Magnet- kupplung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.

Eine passive Drehkupplung führt unter Verwendung von Permanentmag- neten eine Drehmomentübertragung durch, wobei grundsätzlich, in Ab- hängigkeit der Ausrichtung der Magnete, axiale Kupplungen und radiale Kupplungen unterschieden werden. Beide Anordnungen sind unter der Druckschrift DE 2624058 A1 offenbart. Die permanentmagnetischen Kupplungen bieten die Möglichkeit, eine berührungslose Drehmomen- tübertragung zu realisieren. Diese Funktion erfordert auch eine gewisse Lagerunterstützung. In neueren Ansätzen wird die Kupplung durch Hin- zufügen einer Radiallagerfunktion verbessert. Bei dieser Konstruktion wird das Drehmoment durch ein Paar gegenüberliegender Magnete übertragen, die hierbei einen radialen Induktionsfluss hersteilen.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Magnetkupplungen und Verfahren zu de- ren Herstellung weiter zu verbessern und eine möglichst dauerhaft effizi ente Drehmomentübertragung zu erreichen.

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Magnetkupplung zur kontaktlosen Drehmomentübertragung entlang ei- ner Drehachse, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetkupp- lung, gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft eine Magnetkupplung zur kontaktlo- sen Drehmomentübertragung entlang einer Drehachse, wobei die Mag- netkupplung zumindest folgende Merkmale aufweist: einen äußeren Rotor, der auf einer Innenseite einen Dauermagneten mit Abschnitten unterschiedlicher Polarität aufweist; einen inneren Rotor, der innerhalb des äußeren Rotors angeordnet ist und auf einer Außenseite einen Dauermagneten mit Abschnitten unter- schiedlicher Polarität aufweist; und eine Entmagnetisierungsschutzschicht zur Reduzierung einer Entmag- netisierung der Magnetkupplung, wobei die Entmagnetisierungsschutz- schicht zwischen dem inneren und dem äußeren Rotor angeordnet ist.

Bei einer Magnetkupplung kann es sich um ein Kupplungselement für eine spezifische Kupplungsart handeln, deren Funktion auf der Wirkung eines Magnetfeldes beruht. Bei einer Drehmomentübertragung kann es sich um eine Übertragung eines Drehmoments handeln, wobei das Dreh- moment angibt, wie stark eine Kraft auf einen drehbar gelagerten Körper, beispielsweise auf eine Magnetkupplung, wirkt. Bei einem äußeren Rotor kann es sich um einen sich drehenden, koaxialen Hohlzylinder handeln. Bei einem inneren Rotor kann es sich ebenfalls um einen sich drehen- den, Hohlzylinder handeln, wobei der innere Rotor koaxial in dem äuße- ren Rotor angeordnet sein kann. Bei einem Dauermagneten kann es sich um einen Permanentmagneten handeln, der aus einem Stück eines hart- magnetischen Materials hergestellt ist und mit einem inneren und/oder äußeren Rotor verbunden ist. Bei der Entmagnetisierungsschutzschicht kann es sich um eine Schicht handeln, die ausgebildet ist, um magnetische Feldlinien aufzunehmen und abzuleiten oder abzuschwä- chen, um eine Entmagnetisierung eines Dauermagneten zu verhindern oder zumindest zu verringern.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Entmagnetisierungsschutz- schicht aus einem Material gefertigt sein, dass eine hohe relative Perme- abilität aufweist. Die Entmagnetisierungsschutzschicht kann beispiels- weise aus einem weichmagnetischen Werkstoff gefertigt sein, beispiels weise Stahl oder Eisen. Auch kann ein solches Material beispielsweise eine sehr große Permeabilitätszahl von m _G > 300 bis zu 300.000 aufwei- sen. Hierbei ist für einen Dauermagneten des inneren und/oder des äu- ßeren Rotors ein Permanentmagnettyp mit höherer Koerzitivkraft und hö- herer Remanenz und für die Entmagnetisierungsschicht ein weichmag- netisches Material mit höherer relativen Permeabilität bevorzugt, wobei eine hohe magnetische Remanenz die Basis für alle Speicherverfahren auf Magnetismusbasis bildet und in vielen Anwendungsbereichen des Alltags von essentieller Bedeutung ist.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Entmagnetisierungsschutz- schicht zumindest einen Teilabschnitt der Innenseite des Dauermagne- ten des äußeren Rotors abdecken. Hierbei ist die Entmagnetisierungs- schutzschicht so angeordnet, dass sie in direktem Kontakt mit einer In- nenseite eines Dauermagneten des äußeren Rotors steht. Da die Ent- magnetisierung der Dauermagneten des äußeren Rotors aufgrund des Streu-Induktionsflusses in der axialen Achse nicht so stark ausgeprägt ist wie im Bereich des inneren Rotors, braucht die Entmagnetisierungs- schutzschicht nicht die gesamte Länge der Dauermagneten des äußeren Rotors abzudecken.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Entmagnetisierungsschutz- schicht die Innenseite des Dauermagneten des äußeren Rotors in einem Winkel a, gemessen von einer Querschnittsebene einer Drehachse, zwischen 0° und 90° abdecken, insbesondere wobei der Winkel a kleiner als 90°, beispielsweise a= 60° beträgt. Sollte der Winkel a=90° betragen, wird die Entmagnetisierungsschicht in einen Kreis eingeschlossen, wodurch die Gefahr eines Kurzschlusses des Magnetflusses zwischen zwei Polen an den Dauermagneten des äußeren Rotors zunehmen kann, wobei die Drehmomentübertragungsfähigkeit hierbei entsprechend redu- ziert wird.

Gemäß einer Ausführungsform können der innere und der äußere Rotor als koaxial angeordnete Hohlzylinder ausgeformt sein. Eine derartige Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil einer sicheren und stabilen Aufnahme und Fixierung des inneren Rotors in dem äußeren Rotor, insbesondere wenn der innere Rotor innerhalb des äußeren Rotors angeordnet ist. Auch eine effiziente Drehmomentüber- tragung lässt sich auf diese Weise erreichen.

Gemäß einer Ausführungsform kann der äußere Rotor in einer tragenden Hülle angeordnet sein, insbesondere wobei die tragende Hülle als koaxi- aler Hohlzylinder ausgeformt ist. Eine derartige Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil einer sicheren und stabilen Aufnahme und Fixierung des äußeren Rotors in der tragenden Hülle.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Magnetkupplung als eine 4-po- lige radiale Magnetkupplung mit einander zugeordneten Winkelabschnit- ten zwischen dem inneren und äußeren Dauermagneten ausgeformt sein. Hierbei wird durch je ein Paar sich gegenüberliegender Dauermag- nete das Drehmoment verbessert übertragen, wobei ein radialer Indukti- onsfluss entsteht.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Entmagnetisierungsschutz- schicht als eine Schicht mit Vorsprüngen ausgeformt sein. Vorteilhafter- weise ist die Entmagnetisierungsschicht als eine Schicht mit zumindest einem inneren und einem äußeren Kreisbogen ausgeformt, deren Ra- dien sich unterschieden. Eine solche Ausführungsform des hier vorge- stellten Ansatzes bietet den Vorteil, durch die Vorsprünge ein Leiten der Magnetfeldlinien in gewünschte Positionen oder Wege zu ermöglichen, um hierdurch eine möglichst geringe Gefahr einer Entmagnetisierung der Dauermagneten zu erreichen.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetkupplung vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen eines inneren und eines äußeren Rotors;

Einbringen einer Entmagnetisierungsschicht zur Reduzierung einer Ent- magnetisierung der Magnetkupplung, wobei die Entmagnetisierungs- schutzschicht auf der Innenseite des Dauermagneten des äußeren Ro- tors angeordnet wird; und

Montieren des inneren Rotors, des äußeren Rotors und der Entmagneti- sierungsschutzschicht, um die Magnetkupplung herzustellen.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.

Auch durch eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansat- zes können die Vorteile der vorliegenden Erfindung effizient und tech- nisch einfach umgesetzt werden.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeich- nungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu- tert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetkupp- lung zur kontaktlosen Drehmomentübertragung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetkupp- lung zur kontaktlosen Drehmomentübertragung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetkupp- lung zur kontaktlosen Drehmomentübertragung mit einer Ent- magnetisierungsschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine isometrische Ansicht einer Magnetkupplung zur kontakt- losen Drehmomentübertragung mit einer Entmagnetisierungs- schutzschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine isometrische Ansicht einer simulierten Entmagnetisie- rung eines Dauermagneten eines inneren Rotors einer Mag- netkupplung (ohne Entmagnetisierungsschicht) bei einer Temperatur von 20°C gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine isometrische Ansicht einer simulierten Entmagnetisie- rung eines Dauermagneten eines äußeren Rotors einer Mag- netkupplung (ohne Entmagnetisierungsschutzschicht) bei ei- ner Temperatur von 20°C gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 eine isometrische Ansicht einer simulierten Entmagnetisie- rung eines Dauermagneten eines äußeren Rotors einer Mag- netkupplung bei einer Temperatur von 20° gemäß einem Aus- führungsbeispiel; und Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Ver- fahrens zur Herstellung einer Magnetkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dar- gestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Be- zugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetkupp- lung 100 zur kontaktlosen Drehmomentübertragung gemäß einem Aus- führungsbeispiel. Hierbei handelt es sich bei der Magnetkupplung 100 um eine 4-polige radiale Magnetkupplung 100, die korrespondierende Winkelabschnitte zwischen dem inneren 125 und äußeren 1 15 Dauer- magneten aufweist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel befindet sich die hier gezeigte Magnetkupplung 100 in einer Ausgangsposition, bei der der Rotationswinkel 0° beträgt.

Die Magnetkupplung 100 weist zunächst eine Drehachse 105 auf. Ferner weist die Magnetkupplung 100 einen äußeren Rotor 1 10 auf, der auf ei- ner Innenseite einen Dauermagneten 1 15 mit Abschnitten unterschiedli- cher Polarität aufweist. Weiterhin weist die Magnetkupplung 100 einen inneren Rotor 120 auf, der auf einer Außenseite Dauermagneten 125 un- terschiedlicher Polarität aufweist und innerhalb des äußeren Rotors 1 10 angeordnet ist. Die Dauermagneten 125 und 1 15 des inneren 120 und des äußeren 1 10 Rotors bestehen aus je 2 Magnetpaaren. Schließlich weist die Magnetkupplung 100 eine tragende Hülse 130 auf, wobei der äußere Rotor 1 10 in der tragenden Hülse 130 angeordnet ist. Die tra- gende Hülse 130, der äußere Rotor 1 10 und der innere 120 Rotor sind allesamt als koaxial angeordnete Hohlzylinder ausgeformt. Die Pfeil- paare 135 geben die Richtung des Induktionsflusses in den Dauermagneten 1 15 und 125 an. Im Betrieb wird das erforderliche Dreh- moment durch einen geeigneten Drehwinkel zwischen dem inneren 120 und dem äußeren Rotor 1 10 in Übereinstimmung mit dem entsprechen- den Lastmoment erzeugt.

Ein Problem, das in Betracht gezogen werden sollte, ist die Entmagneti- sierung der Dauermagneten 1 15 und 125, da der Entmagnetisierungsef- fekt eine Drehmomentreduzierung verursacht. Dadurch kann die Mag- netkupplung 100 den Arbeitszustand ändern oder sogar die Fähigkeit verlieren, ein Drehmoment zu übertragen. Insbesondere in dem Fall, in dem die benachbarten Dauermagneten 1 15 und 125 des inneren 120 und/oder des äußeren 1 10 Rotors mit entgegengesetzter Magnetisierung einander ohne einen Luftspalt physisch kontaktieren, findet die Entmag- netisierung in dem Übergangsbereich statt, wo ein Kurzschluss des Mag- netflusses auftritt. Bei der radialen Kupplung erfolgt die Entmagnetisie- rung hauptsächlich in dem Bereich, in dem zwei Dauermagnete 1 15 und/oder 125 mit entgegengesetzten Magnetisierungen in Kontakt ste- hen. Die radiale Kupplung hat eine kritischere Situation, da die Dauer- magnete 1 15 und 125 des inneren 120 und/oder des äußeren 1 10 Rotors in zwei koaxiale Hohlzylinder geformt sind und der Dauermagnet 1 15 des äußeren Rotors 1 10 mit einer höheren Möglichkeit der Entmagnetisie- rung konfrontiert ist.

Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetkupp- lung 100 zur kontaktlosen Drehmomentübertragung gemäß einem Aus- führungsbeispiel. Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Magnetkupplung 100 um die in Fig. 1 gezeigte Magnetkupplung 100. Gemäß einem Ausführungsbeispiel befindet sich die hier gezeigte Mag- netkupplung 100 in einer ungünstigen Position, bei der der Rotationswin- kel 90° beträgt. Die Magnetkupplung 100 weist zunächst eine Drehachse 105 auf. Ferner weist die Magnetkupplung 100 einen äußeren Rotor 1 10 auf, der auf ei- ner Innenseite Dauermagneten 1 15 mit Abschnitten unterschiedlicher Polarität aufweist. Weiterhin weist die Magnetkupplung 100 einen inne- ren Rotor 120 auf, der auf einer Außenseite Dauermagneten 125 unter- schiedlicher Polarität aufweist und innerhalb des äußeren Rotors 1 10 an- geordnet ist. Die Dauermagneten 125 und 1 15 des inneren 120 und des äußeren 1 10 Rotors bestehen aus je 2 Magnetpaaren. Schließlich weist die Magnetkupplung 100 eine tragende Hülse 130 auf, wobei der äußere Rotor 1 10 in der tragenden Hülse 130 angeordnet ist. Die tragende Hülse 130, der äußere Rotor 1 10 und der innere 120 Rotor sind allesamt als koaxial angeordnete Hohlzylinder ausgeformt. Die Pfeilpaare 135 geben die Richtung des Induktionsflusses in den Dauermagneten 1 15 und 125 an.

Ein Extremfall, der auftreten kann, ist, wenn sich der Rotationsteil um einen Winkel von einem Pol rotiert. Dies bedeutet in diesem Moment, dass jeder Dauermagnet 125 vom inneren Rotor 120 einem Dauermag- neten 1 15 vom äußeren Rotor 1 10 mit dem entgegengesetzten Magnet- feld gegenübersteht. Die Dauermagnete 1 15 des äußeren Rotors 1 10 können hierbei eine schwerwiegende Entmagnetisierung erfahren. Wenn die mechanische Toleranz nicht berücksichtigt wird, kann dies als schlimmstmögliches Szenario für die Entmagnetisierung bezeichnet wer- den. Durch Erhöhen des Abstands zwischen den Dauermagneten 125 des inneren Rotors 120 und den Dauermagneten 1 15 des äußeren Ro- tors 1 10, kann die Entmagnetisierung verbessert werden, aber die Dreh- momentübertragungsfähigkeit wird hierbei entsprechend reduziert. Ein zusätzlicher Faktor, den es zu beachten gilt, ist die Magnettemperatur während einer Evaluierung der Entmagnetisierung, da eine Erhöhung der Temperatur der Dauermagneten 1 15 und 125 die Entmagnetisierung kri tischer macht. Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Magnetkupp- lung 100 zur kontaktlosen Drehmomentübertragung mit einer Entmagne- tisierungsschicht 305 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei han- delt es sich bei der Magnetkupplung 100 um eine 4-polige radiale Mag- netkupplung 100, die Winkelabschnitte zwischen dem inneren 125 und äußeren Dauermagneten 1 15 aufweist. Im Vergleich zu der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten klassischen radialen Magnetkupplung 100 bewirkt der hier vorgestellte Ansatz einer Magnetkupplung 100 mit der Entmagneti- sierungsschutzschicht 305 eine Reduzierung eines Entmagnetisierungs- niveaus der Magnetkupplung 100 bei verschiedenen Temperaturen. Die Polpaarzahl von Magneten, auch als Pz‘ bezeichnet, kann nach der Drehmomentanforderung, Fertigungsmöglichkeit und Materialverfügbar- keit ausgewählt werden. Eine Entmagnetisierungsschutzschicht 305 kann die Innenseite des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 in einem Winkel a, gemessen von einer Querschnittsebene einer Dreh- achse 105, zwischen 0° und 180°/Pz abdecken.

Die Magnetkupplung 100 weist zunächst eine Drehachse 105 auf. Ferner weist die Magnetkupplung 100 einen äußeren Rotor 1 10 auf, der auf ei- ner Innenseite Dauermagneten 1 15 mit Abschnitten unterschiedlicher Polarität aufweist. Weiterhin weist die Magnetkupplung 100 einen inne- ren Rotor 120 auf, der auf einer Außenseite Dauermagneten 125 unter- schiedlicher Polarität aufweist und innerhalb des äußeren Rotors 1 10 an- geordnet ist. Die Dauermagneten 125 und 1 15 des inneren 120 und des äußeren 1 10 Rotors bestehen aus je 2 Magnetpaaren. Schließlich weist die Magnetkupplung 100 eine tragende Hülse 130 auf, wobei der äußere Rotor 1 10 in der tragenden Hülse 130 angeordnet ist. Die tragende Hülse 130, der äußere Rotor 1 10 und der innere 120 Rotor sind allesamt als koaxial angeordnete Hohlzylinder ausgeformt. Zusätzlich weist die Mag- netkupplung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel vier Entmagnetisie- rungsschutzschichten 305 zur Reduzierung einer Entmagnetisierung der Magnetkupplung 100 auf, wobei die Entmagnetisierungsschutzschichten 305 zwischen dem inneren 120 und dem äußeren Rotor 1 10 angeordnet sind.

Jede Entmagnetisierungsschutzschicht 305 deckt gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel zumindest einen Teilabschnitt der Innenseite des Dauer- magneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 ab, wobei jede Entmagnetisie- rungsschutzschicht 305 zumindest auch einen Teilabschnitt der Außen- seite des Dauermagneten 125 des inneren Rotors 120 abdecken kann. Hierbei kann jede Entmagnetisierungsschicht 305 die Innenseite eines Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 in einem Winkel a zwi- schen 0° und 90° gemessen von einer Querschnittsebene der Drehachse 105 abdecken, wobei der Winkel a gemäß einem Ausführungsbeispiel idealerweise 60° beträgt. Sollte der Winkel a 90° betragen, wird jede der vier Entmagnetisierungsschichten 305 in einen Kreis eingeschlossen. In diesem Fall kann ein Kurzschluss des Magnetflusses zwischen zwei Po- len an den Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 zunehmen, wo- bei die Drehmomentübertragungsfähigkeit entsprechend reduziert wird.

Jede Entmagnetisierungsschutzschicht 305 ist gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel so angeordnet, dass sie in Kontakt mit der Innenseite der Dauermagnete 1 15 des äußeren Rotors 1 10 steht. Da die Entmagneti- sierung der Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 aufgrund des Streu-Induktionsflusses in der axialen Achse an den Seitenflächen nicht so gravierend ist, braucht die Entmagnetisierungsschutzschicht 305 nicht die gesamte Länge eines Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 abzudecken.

Jede Entmagnetisierungsschutzschicht 305 ist gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel aus einem Material mit hoher relativer Permeabilität, zum Beispiel, Stahl als Weichmagnetische Werkstoffe. Gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel wird in diesem Beispiel der weichmagnetische Stahl 1 .4104 als Material für die Entmagnetisierungsschutzschicht 305 verwendet. Die Dauermagneten 125 und 1 15 des inneren 120 und/oder des äußeren 1 10 Rotors sind hingegen aus hartmagnetischen Werkstof- fen gefertigt und besitzen demgemäß hohe Koerzitivfeldstärken. Gene- rell hängt die Materialpaarung der Magnetkupplung 100 von den prakti- schen Anforderungen an eine Drehmomentübertragung, Platz, Montage- zustand, Materialverfügbarkeit und von anderen Faktoren ab. Grundsätz- lich ist für die Dauermagneten 125 und 1 15 des inneren 120 und/oder des äußeren 1 10 Rotors ein Permanentmagnettyp mit höherer Koerzitiv- kraft und höherer Remanenz und für die Entmagnetisierungsschicht 305 ein weichmagnetisches Material mit höherer Permeabilität zu bevorzu- gen.

Eine Dicke jeder Entmagnetisierungsschutzschicht 305 steht gemäß ei- nem Ausführungsbeispiel in einem Verhältnis zwischen 25% bis 50% zu einer Dicke des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10. Die exakte Dicke der Entmagnetisierungsschicht 305 entlang der radialen Achse der Magnetkupplung 100 und eine Länge der Entmagnetisie- rungsschutzschicht 305 entlang der axialen Achse der Magnetkupplung 100 sind entsprechend der konkreten Kupplungsausführung auszulegen. Eine dickere Entmagnetisierungsschicht 305 hat hierbei eine bessere Funktion, um das Entmagnetisierungsniveau der Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 zu verringern, aber sie hat dafür einen höheren Platzbedarf. Die Dicke der Entmagnetisierungsschutzschicht 305 sollte diesbezüglich sorgfältig gewählt werden, um ein Gleichgewicht zwischen dem Verlustdrehmoment wegen geringeren Bauraums und der Verbes- serung der Entmagnetisierung zu erreichen. Die Vorteile einer solchen Anordnung bestehen insbesondere darin, dass der Montageaufwand verringert wird. So ist auch die Form der Entmagnetisierungsschutz- schicht 305 nicht festgelegt. Demnach kann die Entmagnetisierungs- schutzschicht 305 beispielsweise als eine Schicht mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen ausgeformt sein, wobei die Entmagnetisierungs- Schutzschicht 305 als eine Schicht mit zumindest einem inneren und ei- nem äußeren Kreisbogen ausgeformt ist, deren Radien sich unterschie- den. Fig. 4 zeigt eine isometrische Ansicht einer Magnetkupplung 100 zur kon- taktlosen Drehmomentübertragung mit einer Entmagnetisierungsschutz- schicht 305 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel handelt es sich bei der Magnetkupplung 100 um die in Fig. 3 gezeigte Magnetkupplung 100.

Die Magnetkupplung 100 weist zunächst eine Drehachse 105 auf. Ferner weist die Magnetkupplung 100 einen äußeren Rotor 110 auf, der auf ei- ner Innenseite Dauermagneten 115 mit Abschnitten unterschiedlicher Polarität aufweist. Weiterhin weist die Magnetkupplung 100 einen inne- ren Rotor 120 auf, der auf einer Außenseite Dauermagneten 125 unter- schiedlicher Polarität aufweist und innerhalb des äußeren Rotors 110 an- geordnet ist. Die Dauermagneten 125 und 115 des inneren 120 und des äußeren 110 Rotors bestehen aus je 2 Magnetpaaren. Schließlich weist die Magnetkupplung 100 eine tragende Hülse 130 auf, wobei der äußere Rotor 110 in der tragenden Hülse 130 angeordnet ist. Die tragende Hülse 130, der äußere Rotor 110 und der innere 120 Rotor sind allesamt als koaxial angeordnete Hohlzylinder ausgeformt. Zusätzlich weist die Mag- netkupplung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel vier Entmagnetisie- rungsschutzschichten 305 zur Reduzierung einer Entmagnetisierung der Magnetkupplung 100 auf, wobei die Entmagnetisierungsschutzschichten 305 zwischen dem inneren 120 und dem äußeren Rotor 110 angeordnet sind, insbesondere wobei jede Entmagnetisierungsschutzschicht 305 hierbei zumindest einen Teilabschnitt der Innenseite des Dauermagne- ten 115 des äußeren Rotors 110 abdeckt.

Ferner kann bezüglich der Abmessungen der hier vorgestellten Kompo- nenten der Magnetkupplung gemäß einem Ausführungsbeispiel offenbart werden, dass der äußere Rotor 1 10 eine Länge von 5 mm, eine Dicke von 0,8 mm und einen Durchmesser von 5,6 mm aufweist. Die Dauermagneten 1 15 auf der Innenseite des äußeren Rotors 1 10 können beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm aufweisen. Der innere Rotor 120 kann beispielsweise eine Länge von 5mm und einen Durchmesser von 3 mm aufweisen. Die Dauermagneten 125 auf der Außenseite des inneren Rotors 120 können beispielsweise eine Dicke von 1 mm aufweisen und auf einem Träger 105 eines Durchmessers von 1 mm angeordnet sein. Dabei kann zwischen dem äußeren Rotor 1 10 und dem inneren Rotor 120 ein Abstand von 0,5 mm bestehen. Die Dicke der Entmagnetisie- rungsschicht 305 kann beispielsweise 0,1 mm betragen und eine Breite von 2,1 mm aufweisen.

Fig. 5 zeigt eine isometrische Ansicht einer simulierten Entmagnetisie- rung eines Dauermagneten 125 des inneren Rotors 120 einer Magnet- kupplung 100 bei 20° gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei wurde lediglich ein Halbmodell entlang der Drehachse simuliert, da die Kupp- lung entlang der Drehachse symmetrisch ist. Hierbei wird ein Entmagne- tisierungsverhalten des inneren Rotors 120 bei einer Temperatur von 20°C gezeigt, ohne dass eine Entmagnetisierungsschicht eingebracht ist. Dabei zeigt sich bei den Dauermagneten 125 des inneren Rotors 120 ein Maximum 505 eines lokalen Entmagnetisierungsanteils von 72,32%. Hierbei kann ein Entmagnetisierungsverhältnis von beispielsweise (1 - Br‘/Br) ^* 100% angesetzt werden. Der Entmagnetisierungsanteil vom ge- samten Dauermagnetvolumen 125 des Rotors 120 beträgt beispiels- weise nur einen kleinen Anteil, sodass deshalb das Entmagnetisierungs- risiko nicht so gravierend ist.

Fig. 6 zeigt eine isometrische Ansicht einer simulierten Entmagnetisie- rung eines Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 einer Magnet- kupplung bei einer Temperatur von 20°C gemäß einem Ausführungsbei- spiel. Hierbei wird ein Entmagnetisierungsverhalten des äußeren Rotors 1 10 gezeigt, ohne dass eine Entmagnetisierungsschicht eingebracht ist. Dabei zeigt sich bei dem Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 ein Maximum 605 eines lokalen Entmagnetisierungsanteils von 16,83%. Hierbei wird deutlich, dass die Entmagnetisierung des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10, aufgrund des Streu-Induktionsflusses in der axialen Achse nicht so gravierend ist, wie die Entmagnetisierung des Dauermagneten des inneren Rotors. Der Entmagnetisierungsanteil vom gesamten Dauermagnetvolumen 1 15 des Rotors 1 10 beträgt einen gro- ßen Anteil, sodass deshalb das Entmagnetisierungsrisiko gravierend ist.

Fig. 7 zeigt eine isometrische Ansicht einer simulierten Entmagnetisie- rung eines Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 einer Magnet- kupplung bei einer Temperatur von 20° gemäß einem Ausführungsbei- spiel. Hierbei wird ein Entmagnetisierungsverhalten eines Dauermagne- ten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 mit einer eingebrachten Entmagnetisie- rungsschutzschicht gezeigt. Die Fig. 7 umfasst 3 Abbildungen a, b und c, die jeweils eine Entmagnetisierung eines Dauermagneten 1 15 des äuße- ren Rotors 1 10 bei einer Temperatur von 20° zeigen. Es wird jeweils eine bestimmte Dicke der Entmagnetisierungsschutzschicht verwendet, um zu testen, wie stark das Entmagnetisierungsverhalten des Dauermagne- ten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 sein kann und wie viel Drehmomentver- lust nach der Entmagnetisierung dies bedeuten kann.

In Abbildung a beträgt hierbei die Dicke der Entmagnetisierungsschutz- schicht 10% der Dicke des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10, wobei ein maximal erreichter lokaler Entmagnetisierungswert 6.99% ent- spricht. In Abbildung b beträgt die Dicke der Entmagnetisierungsschutz- schicht 20% der Dicke des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10, wobei ein maximal erreichter lokaler Entmagnetisierungswert 4,70% ent- spricht. In Abbildung c beträgt die Dicke der Entmagnetisierungsschutz- schicht 30% der Dicke des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10, wobei ein maximal erreichter lokaler Entmagnetisierungswert 1 1 ,01 % entspricht. Je dicker die Entmagnetisierungsschutzschicht also konzi- piert ist, desto geringer ist die pauschale Entmagnetisierung der Dauer- magneten 115 des äußeren Rotors 110. Die Abbildung c zeigt zwar ein höheres lokales Entmagnetisierungsverhalten an der Grenzfläche 705 des Dauermagneten 115, aber die pauschale Entmagnetisierung in der Innenseite des Dauermagneten 115 des äußeren Rotors 110 ist jedoch reduziert. Zusätzlich hat die Entmagnetisierung an der Grenzfläche 705 des Dauermagneten 115 weniger Einfluss auf die Drehmomenterzeu- gung aufgrund wirkender Randkräfte, ein Umstand, der in der folgenden Tabelle 1 verdeutlicht ist:

Tabelle 1

Die Tabelle 1 zeigt einen Drehmomentvergleich des Dauermagneten 115 des äußeren Rotors 110 bei einer Temperatur von 20°C. Hierbei werden in den Spalten ein Drehmoment vor der Entmagnetisierung des Dauer- magneten 115 und ein Drehmoment nach der Entmagnetisierung des Dauermagneten 115 vergleichen, wobei dieser Vergleich nochmals in 4 Szenarien unterteilt wird, wobei in der ersten Zeile zunächst ein Vergleich der Drehmomente ohne Entmagnetisierungsschutzschicht gezeigt ist, in der zweiten Zeile ein Vergleich der Drehmomente gezeigt ist, bei dem die Dicke der Entmagnetisierungsschutzschicht 10% der Dicke des Dau- ermagneten 115 des äußeren Rotors 110 beträgt, in der dritten Zeile ein Vergleich der Drehmomente gezeigt ist, bei dem die Dicke der Entmag- netisierungsschutzschicht 20% der Dicke des Dauermagneten 115 des äußeren Rotors 110 beträgt und in der vierten Zeile schließlich ein Ver- gleich der Drehmomente gezeigt ist, bei dem die Dicke der Entmagneti- sierungsschutzschicht 30% der Dicke des Dauermagneten 115 des äu- ßeren Rotors 110 beträgt. Aus der Tabelle 1 geht deutlich hervor, dass bereits ein pures Vorhandensein einer Entmagnetisierungsschutzschicht das Drehmoment des Dauermagneten 115 verstärkt. Zudem wird aus der Tabelle 1 ersichtlich, dass, je dicker die Entmagnetisierungsschutz- Schicht konzipiert ist, je höher das Drehmoment ist. Die Stärke des Mag- netfeldes ist hierbei proportional zum Drehmoment.

Dasselbe Entmagnetisierungsverhalten des Dauermagneten 115 des äußeren Rotors 110 wird abermals simuliert, diesmal allerdings bei einer Temperatur von 60°:

Tabelle 2

Die Tabelle 2 zeigt einen Drehmomentvergleich des Dauermagneten 115 des äußeren Rotors 110 bei einer Temperatur von 60°C. Hierbei werden in den Spalten ein Drehmoment vor der Entmagnetisierung des Dauer- magneten 115 und ein Drehmoment nach der Entmagnetisierung des Dauermagneten 115 vergleichen, wobei dieser Vergleich nochmals in 4 Szenarien unterteilt wird, wobei in der ersten Zeile zunächst ein Vergleich der Drehmomente ohne Entmagnetisierungsschutzschicht gezeigt ist, in der zweiten Zeile ein Vergleich der Drehmomente gezeigt ist, bei dem die Dicke der Entmagnetisierungsschutzschicht 10% der Dicke des Dau- ermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 beträgt, in der dritten Zeile ein Vergleich der Drehmomente gezeigt ist, bei dem die Dicke der Entmag- netisierungsschutzschicht 20% der Dicke des Dauermagneten 1 15 des äußeren Rotors 1 10 beträgt und in der vierten Zeile schließlich ein Ver- gleich der Drehmomente gezeigt ist, bei dem die Dicke der Entmagneti- sierungsschutzschicht 30% der Dicke des Dauermagneten 1 15 des äu- ßeren Rotors 1 10 beträgt. Aus der Tabelle 2 geht abermals deutlich her- vor, dass bereits ein pures Vorhandensein einer Entmagnetisierungs- schutzschicht das Drehmoment des Dauermagneten 1 15 verstärkt. Zu- dem wird aus der Tabelle 2 erneut ersichtlich, dass, je dicker die Entmag- netisierungsschutzschicht konzipiert ist, je höher das Drehmoment ist. Die Stärke des Magnetfeldes ist hierbei proportional zum Drehmoment.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Ver- fahrens 800 zur Herstellung einer Magnetkupplung gemäß einem Aus- führungsbeispiel.

Das Verfahren 800 weist zunächst einen Schritt 805 auf, bei dem der innere und der äußere Rotor bereitgestellt werden. In einem Schritt 810 des Verfahrens 800

wird eine Entmagnetisierungsschutzschicht zur Reduzierung einer Ent- magnetisierung der Magnetkupplung eingebracht, wobei die Entmagne- tisierungsschutzschicht auf der Innenseite des Dauermagneten des äu- ßeren Rotors angeordnet wird. Schließlich weist das Verfahren 800 einen Schritt 815 auf, bei dem der innere Rotor, der äußere Rotor und die Ent- magnetisierungsschutzschicht montiert werden, um die Magnetkupplung herzustellen. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu le- sen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform so- wohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.