Die vorliegende Erfindung betrifft eine permanentmagnetische Radial- drehkupplung.

Im Stand der Technik sind Magnetkupplungen bekannt, bei denen kon- zentrisch ineinander angeordnete Magnete bzw. Magnetpaare genutzt werden, um Drehmomente berührungslos zu übertragen. Diese soge- nannten Radialdrehkupplungen oder Zentraldrehkupplungen weisen ein oder mehrere Polpaare auf, haben bevorzugt einen magnetischen Rück- schluss und weisen vorzugsweise eine radiale, parallele, diametrale Magnetisierung oder eine Halbach-Anordnung auf.

Bei Radialdrehkupplungen ist bei Festlegung des zu übertragenden Drehmoments und gegebenen Maßen eine freie Einstellung der Axial- kraft nicht möglich, was für die Bestimmung der Lagerfunktion von Nach- teil ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Drehkupplungen insbesondere im Sinne einer Optimierung der Lagerfunktion bzw. Axialkraft weiter zu verbes- sern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in den unabhängigen Patentansprü- chen angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die permanentmagnetische Radialdrehkupplung dient der berührungslo- sen Übertragung von Drehmomenten. Hierzu werden konzentrisch ineinander angeordnete Magnete verwendet. Die Radialdrehkupplung kann alternativ auch Zentraldrehkupplung genannt werden.

Solche Kupplungen sind radial instabil, weisen aber in axialer Richtung eine Lagerfunktion auf. Durch axialen Versatz aus einer konzentrischen Lage entsteht eine Axialkraft, die für die Lagerfunktionalität genutzt wer- den kann.

Die permanentmagnetische Radialdrehkupplung weist einen ersten zy- linderförmigen Permanentmagneten und einen zweiten hohlzylinderför- migen Permanentmagneten auf. Hierbei ist der Innendurchmesser des zweiten Permanentmagneten größer als der Außendurchmesser des ersten Permanentmagneten.

Ferner sind der erste Permanentmagnet und der zweite Permanentmag- net koaxial angeordnet und um die gemeinsame Achse drehbar gelagert.

Sowohl der erste Permanentmagnet als auch der zweite Permanentmag- net weist jeweils mindestens ein Polpaar auf.

Die permanentmagnetische Radialdrehkupplung ist dadurch gekenn- zeichnet, dass sowohl der erste Permanentmagnet als auch der zweite Permanentmagnet jeweils mindestens zwei axiale Segmente aufweist. Hierbei bezieht sich der Begriff „axial“ auf die gemeinsame Achse des ersten und zweiten Permanentmagneten. Die mindestens zwei axialen Segmente des ersten oder zweiten Permanentmagneten sind somit ent- lang der Richtung der gemeinsamen Achse des ersten und zweiten Per- manentmagneten segmentiert bzw. hintereinander angeordnet.

Durch eine Teilung der Radialkupplung in zwei oder mehr Segmente in axialer Richtung kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Axial- kraft erhöht wird. Bei vergleichbaren Maßen, Gesamtlänge und Außendurchmesser, nimmt dadurch das übertragbare Drehmoment ab, was jedoch durch eine axiale Verlängerung der Radialkupplung oder Er- höhung der Polpaarzahl kompensiert werden kann. Somit kann durch die Polpaarzahl, die äußeren Maße und die Unterteilung mit Abständen zwi- schen den Segmenten sowohl das Drehmoment als auch die Axialkraft eingestellt werden. Die Anzahl der Segmente und der Abstand zwischen den Segmenten bestimmt hierbei das Maß der Axial kraft.

Bevorzugt ist die Segmentanzahl des ersten Permanentmagneten genau so groß wie die Segmentanzahl des zweiten Permanentmagneten.

Bevorzugt weist der erste Permanentmagnet dieselbe axiale Gesamt- länge wie der zweite Permanentmagnet auf. Hierbei wird unter der axia- len Gesamtlänge die Summe aller Segmente und aller Distanzstücke verstanden. Hierbei wird angenommen, dass zwischen einem Segment und einem Distanzstück oder einem anderen Segment keine Lücke vor- handen ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Radialkupplung eine Kupplung eines Herzunterstützungssystems, insbesondere einer Pumpe eines solchen Systems, sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Permanent- magnet gegenüber dem zweiten Permanentmagneten axial versetzt an- geordnet.

Unter dem Ausdruck, dass der erste Permanentmagnet gegenüber dem zweiten Permanentmagneten axial versetzt angeordnet ist, wird verstan- den, dass ein axialer Mittelpunkt des ersten Permanentmagneten gegen- über einem axialen Mittelpunkt des zweiten Permanentmagneten axial versetzt angeordnet ist. Hierbei berechnet sich der axiale Mittelpunkt eines Permanentmagneten als Punkt zwischen dem einen axialen Ende des Permanentmagneten und dem entgegengesetzten anderen axialen Ende des Permanentmag- neten. Hierbei liegt ein axiales Ende auf einer axialen Längsachse des Permanentmagneten.

Durch dieses Merkmal kann insbesondere in Kombination mit der Teilung der Radialkupplung in zwei oder mehr Segmente in axialer Richtung vor- teilhafterweise erreichet werden, dass die Axialkraft weiter erhöht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen benachbarten Segmenten des ersten Permanentmagnets und/oder des zweiten Per- manentmagnets jeweils ein Distanzstück angeordnet. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die beiden benachbarten Seg- mente eines Permanentmagneten einen vorgegebenen axialen Abstand zueinander haben. Ferner kann dadurch eine axiale Vorspannung reali- siert werden, z. B. um eine definierte Axialkraft für eine Lagerfunktion hersteilen zu können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens ein Dis- tanzstück Kunststoff, Aluminium, Titan oder ein anderes nichtmagneti- sches Material auf oder besteht daraus. Dies hat den Vorteil, dass das Material des Distanzstücks das Magnetfeld nicht oder nur sehr wenig be- einflusst, da das genannte Material nicht ferromagnetisch ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Permanent- magnet hohlzylinderförmig. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass im Inneren des ersten Permanentmagneten eine Welle, zum Beispiel eine antreibende Welle, angeordnet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist sowohl der erste Per- manentmagnet als auch der zweite Permanentmagnet mehr als zwei Polpaare auf, wobei der erste Permanentmagnet dieselbe Polpaarzahl wie der zweite Permanentmagnet aufweist. Hierdurch kann vorteilhafter- weise erreicht werden, dass das übertragbare Drehmoment erhöht wer- den kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist durch Variation von min- destens einem Wert aus der nachfolgenden Liste eine Axialkraft der per- manentmagnetischen Radialdrehkupplung frei einstellbar. Die Liste weist unter anderem folgende Werte auf: eine Polpaarzahl des ersten und zweiten Permanentmagneten, die Maße der Segmente des ersten Per- manentmagneten und des zweiten Permanentmagneten, Abstände zwi- schen benachbarten Segmenten des ersten Permanentmagneten und des zweiten Permanentmagneten, axiale Längen von Distanzstücken zwischen Segmenten des ersten Permanentmagneten und des zweiten Permanentmagneten und einen Versatz des ersten Permanentmagneten gegenüber dem zweiten Permanentmagneten aufweist. Der Fachmann versteht, dass die in der Liste genannten Variablen die Axialkraft beein- flussen. Durch Variation mindestens eines der Werte der Liste, bevorzugt mehrerer Werte der Liste, kann die Axialkraft innerhalb vorgegebener Grenzen frei eingestellt werden. Hierdurch kann vorteilhafterweise er- reicht werden, dass die Axialkraft an die gegebenen Umstände des Ein- zelfalls geeignet angepasst werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Permanent- magnet und/oder der zweite Permanentmagnet eine radiale, parallele o- der diametrale Magnetisierung auf. Dies sind übliche Magnetisierungsar- ten, welche der Fachmann an die gegebenen Umstände des Einzelfalls anpassen kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Permanent- magnet und/oder der zweite Permanentmagnet einen Permanentmagne- ten auf, welcher eine Halbach-Anordnung aufweist oder ist. Bevorzugt ist oder sind der erste Permanentmagnet und/oder der zweite Permanent- magnet ein Permanentmagnet, welcher eine Halbach-Anordnung auf- weist oder ist. Durch dieses Merkmal wird vorteilhafterweise erreicht, dass der magnetische Fluss auf einer Seite der Halbach-Anordnung kon- zentriert werden kann (starke Seite). Dies ist besonders bei dem zweiten Permanentmagneten, welcher außenliegend angeordnet ist, vorteilhaft, wobei die starke Seite der Halbach-Anordnung des zweiten Pannenmag- neten zum ersten Permanentmagneten gerichtet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Perma- nentmagnet eine Vorrichtung zum magnetischen Rückschluss auf. Hier- bei ist diese Vorrichtung bevorzugt auf der Außenseite des zweiten Per- manentmagneten angeordnet. Neben fertigungstechnischen Vorteilen wird dadurch vorteilhafterweise erreicht, dass das Drehmoment der Kupplung erhöht wird, da weniger Streufelder verloren gehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine permanentmagnetische Radialdrehkupplung ge- mäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine permanentmagnetische Radialdrehkupplung 100, wel- che einen ersten zylinderförmigen Permanentmagneten 102 und einen zweiten hohlzylinderförmigen Permanentmagneten 104 aufweist. Der erste Permanentmagnet 102 und der zweite Permanentmagnet 104 sind koaxial angeordnet, wobei die Achse 105 die gemeinsame Achse dar- stellt. Sowohl der erste Permanentmagnet 102 als auch der zweite Per- manentmagnet 104 sind um die gemeinsame Achse 105 drehbar gela- gert. Eine antreibende Welle 106 ist im Inneren des ersten Permanent- magneten 102 angeordnet, wobei die Welle 106 an einen Anschlag 125, welcher in Fig. 1 links dargestellt ist, anliegt und sich nach rechts bis au- ßerhalb des dargestellten Bereichs erstreckt.

Sowohl der erste Permanentmagnet 102 als auch der zweite Permanent- magnet 104 weist jeweils zwei Polpaare auf, was jedoch in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

Der erste Permanentmagnet 102 weist zwei axiale Segmente 120 auf. Der zweite Permanentmagnet 104 weist zwei axiale Segmente 122 auf. Sowohl die Segmente 120 als auch die Segmente 122 sind hohlzylinder- förmig. Hierbei haben beiden Segmente 120 jeweils dieselbe Form. Die beiden Segmente 122 haben ebenfalls jeweils dieselbe Form.

Segmente 120 des ersten Permanentmagneten 102 sind durch Distanz- stücke 130 voneinander separiert. Segmente 122 des zweiten Perma- nentmagneten 102 sind ebenfalls durch Distanzstücke 130 voneinander separiert.

Der erste Permanentmagnet 102 ist gegenüber dem zweiten Permanent- magneten 104 axial versetzt angeordnet. Die Mitten des ersten Perma- nentmagneten 102 und des zweiten Permanentmagneten 104 sind durch vertikale gestrichelte Linien markiert, wobei der axiale Versatz 150 zwi- schen diesen beiden vertikale gestrichelte Linien eingezeichnet ist.

Aufgrund des axialen Versatzes 150 erfährt der erste Permanentmagnet 102 eine nach links gerichtete Kraft, so dass die Welle 106, welche mit dem ersten Permanentmagneten 102 verbunden ist, nach links an den Anschlag 125 gedrückt wird, wodurch eine sichere Lagerung erzielt wird. Ferner kann bei der permanentmagnetischen Radialdrehkupplung 100 die Axialkraft frei eingestellt werden, wodurch die angreifenden Kräfte optimal eingestellt werden können.