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Getriebe Permanent-magnetisches Umlaufgetriebe auslegen und konstruieren

Von Norbert Babel und Richard Götz

Permanent-magnetische Umlaufgetriebe weisen einige Vorteile gegenüber mechanischen Getrieben auf – zumindest in bestimmten Anwendungen. Wie sie funktionieren und wie sie sich mithilfe von Simulationsmodellen optimieren lassen, zeigt dieser Beitrag.

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Der Prototyp zeigt, dass ein funktionsfähiges, permanentmagnetisches Umlaufgetriebe mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, unter Anwendung des von Atallah und Howe [7] entwickelten Formelapparats, entwickelt und konstruiert werden kann.
Der Prototyp zeigt, dass ein funktionsfähiges, permanentmagnetisches Umlaufgetriebe mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, unter Anwendung des von Atallah und Howe [7] entwickelten Formelapparats, entwickelt und konstruiert werden kann.
(Bild: Hochschule für Angewandte Wissenschaften Landshut)

Magnetische Getriebe übertragen Drehmomente kontaktlos, und damit reibungsfrei mittels des magnetischen Flusses in den Luftspalten. Diese Getriebe eignen sich daher sowohl für mikromechanische Systeme [1; 2], als auch für Großgetriebe wie z. B. bei Windkraftanlagen [2], da sie hohe Drehzahlen schwingungsarm übertragen, eine reduzierte, schmierungsfreie Wartung bei großer Zuverlässigkeit aufweisen und bei Überlast durchrutschen können [3].

Um den magnetischen Fluss, das Übersetzungsverhältnis und das übertragbare Drehmoment eines solchen Getriebes zu bestimmen, wurden Simulationsmodelle mit verschiedenen Magnetanordnungen (regelmäßige und Halbach-Array-Ausrichtung) erstellt und mit vergleichbar einfachen Mitteln ein funktionsfähiger Getriebeprototyp konstruiert, gefertigt und gebaut.