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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für einen Turbolader oder für eine Wasserpumpe oder für einen Spiralverdichter oder für eine Radialkolbenpumpe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Elektromotoren sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und setzen elektrische Leistung in mechanische Arbeit um. Man unterscheidet zwischen Gleichstrom-Elektromotoren und Wechselstrom-Elektromotoren, die entsprechend mit einem Gleichstrom oder mit einem Wechselstrom gespeist werden. Ein Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, der um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Dabei kann in einem innenlaufenden Elektromotor der drehende Rotor koaxial in dem Stator oder in einem außenlaufenden Elektromotor der Stator koaxial in dem drehenden Rotor angeordnet sein. Um den Rotor anzutreiben, werden in dem Stator ein drehendes Magnetfeld und in dem Rotor ein permanentes Magnetfeld erzeugt. In dem permanent erregten Rotor erzeugt das drehende Magnetfeld des Stators ein Drehmoment und der Rotor wird in eine Drehung um die Rotationsachse versetzt. Alternativ können das permanente Magnetfeld in dem Stator und das drehende Magnetfeld in dem Rotor erzeugt werden.
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In einem Gleichstrom-Elektromotor wird zum Erzeugen eines drehenden Magnetfelds und entsprechend zum Regeln des Rotors ein Kommutator verwendet. Der Kommutator erfasst die Position des Rotors relativ zu dem Stator und erzeugt ein entsprechend gerichtetes Magnetfeld. Durch die Bestimmung der Position des Rotors relativ zu dem Stator ermöglicht der Kommutator eine Rückkopplung in dem Gleichstrom-Elektromotor, wodurch beispielsweise die Drehzahl des Rotors geregelt werden kann.
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In einem kontaktlos kommutierten Gleichstrom-Elektromotor ist der Kommutator durch eine elektrische Steuerungsschaltung realisiert. Die Position des Rotors wird üblicherweise mittels eines oder mehreren Hall-Sensoren erfasst, die vergleichsweise teurer sind und die Gesamtkosten des Kommutators erhöhen. In einem kontaktkommutierten Gleichstrom-Elektromotor werden sogenannte „Bürsten“ beim Drehen des Rotors mit unterschiedlichen Leitungen elektrisch kontaktiert und dadurch das drehende elektrische Magnetfeld abhängig von der Position der „Bürste“ auf den Leitungen erzeugt. Derartige Gleichstrom-Elektromotoren sind beispielsweise in
WO 2014/032978 A2 und
DE 10 2014 201 379 A1 beschrieben. Die „Bürsten“ weisen jedoch einen hohen Verschleiß durch einen Abrieb auf und können auf dem Rotor eine Unwucht in dem Gleichstrom-Elektromotor erzeugen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Elektromotor der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Elektromotor, insbesondere für einen Turbolader oder für eine Wasserpumpe oder für einen Spiralverdichter oder für eine Radialkolbenpumpe, ein Reibungswiderstand beim mechanischen Kommutieren zu reduzieren. Der Elektromotor der gattungsgemäßen Art weist dabei einen Stator und einen um eine Rotationsachse drehbaren Rotor auf. Ferner weist der Elektromotor wenigstens eine Kommutatoranordnung auf, wobei die wenigstens eine Kommutatoranordnung wenigstens eine Kommutatorfläche und wenigstens eine Kontaktierungseinheit aufweist. Die Kommutatorfläche und die Kontaktierungseinheit sind dabei relativ zueinander drehbar. Die Kommutatorfläche weist mehrere kreisringförmige Kontaktzonen auf, die von der wenigstens einen Kontaktierungseinheit elektrisch kontaktierbar sind. Erfindungsgemäß weist die jeweilige Kontaktierungseinheit zur elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Kontaktzonen wenigstens ein an den jeweiligen Kontaktzonen abrollbar anliegendes Abrollelement auf.
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Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Kommutatoranordnung in einem sowohl kontaktlos als auch kontaktkommutierten Elektromotor verwendet werden. Durch die abrollbaren Abrollelemente kann in dem kontaktkommutieren Elektromotor der Reibungswiderstand zwischen der Kontaktierungseinheit und der Kommutatorfläche deutlich reduziert werden. Insbesondere kann dadurch der Verschleiß der Abrollelemente durch einen Abrieb reduziert und eine Unwucht in dem Gleichstrom-Elektromotor vermieden werden. Die Kontaktzonen der Kommutatorfläche sind durch die jeweiligen abrollbaren Abrollelemente elektrisch kontaktierbar, so dass ein drehendes Magnetfeld erzeugt und der Rotor in eine Drehung versetzt werden kann. Ferner kann auch die Position des Rotors relativ zu dem Stator bestimmt werden. In dem kontaktlos kommutierten Elektromotor kann also die Kommutatoranordnung die herkömmlich verwendeten teuren Sensoren ersetzen und dadurch die Gesamtkosten des kontaktlos kommutierten Elektromotors reduziert werden. Das drehende Magnetfeld kann dann positionsgesteuert durch eine Steuerungsschaltung - beispielsweise mit MOSFETs (MOSFET - Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) - erzeugt und der Rotor so angetrieben werden. Der Elektromotor kann sowohl ein innenlaufender Elektromotor als auch ein außenlaufender Elektromotor sein. Ferner können die Kommutierungsfläche drehfest und die Kontaktierungseinheit drehbar oder alternativ die Kommutatorfläche drehbar und die Kontaktierungseinheit drehfest in dem Elektromotor festgelegt sein.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Abrollelement ein Wälzelement ist. Das Wälzelement kann beispielsweise kugel-, zylinder-, kreiszylinder- oder auch tonnenförmig sein. Das Abrollelement in Form eines Wälzelements weist einen reduzierten Reibungswiderstand mit der Kommutatorfläche auf, wodurch in dem kontaktkommutierten Elektromotor im Vergleich zu einer herkömmlich verwendeten „Bürste“ vorteilhafterweise der Verschleiß der Abrollelemente durch einen Abrieb reduziert wird. In dem kontaktlos kommutierten Elektromotor wird die Reibung durch die Kommutatoranordnung nur unwesentlich erhöht, so dass die Kostenvorteile durch die Verwendung der Kommutatoranordnung anstatt der herkömmlich verwendeten Sensoren überwiegen.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektromotors ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kontaktierungseinheit wenigstens eine kreisringförmige Kontaktierungsfläche aufweist, wobei die jeweiligen Abrollelemente der wenigstens einen Kontaktierungseinheit an der Kontaktierungsfläche anliegen und dadurch miteinander elektrisch kontaktiert sind. Insbesondere können die kugelförmigen Abrollelemente und dadurch die jeweiligen Kontaktzonen auch sicher miteinander kontaktiert sein.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Kontaktzonen der Kommutatorfläche eine Minuspolkontaktzone und eine erste Spulenkontaktzone mit mehreren voneinander elektrisch isolierten Kontaktsegmenten sind, wobei die Minuspolkontaktzone und die erste Spulenkontaktzone durch die wenigstens eine Kontaktierungseinheit elektrisch kontaktierbar sind. Ferner ist vorgesehen, dass die Kontaktzonen der Kommutatorfläche eine Pluspolkontaktzone und eine zweite Spulenkontaktzone mit mehreren voneinander elektrisch isolierten Kontaktsegmenten sind, wobei die Pluspolkontaktzone und die zweite Spulenkontaktzone durch die wenigstens eine weitere Kontaktierungseinheit elektrisch kontaktierbar sind. Vorteilhafterweise kann bei einer derartig ausgestalteten Kommutatorfläche das drehende Magnetfeld durch eine Sternschaltung dreier Spulen erzeugt werden. Die jeweiligen Spulenkontaktzonen weisen dann zweckgemäß jeweils sechs Kontaktsegmenten auf, die nacheinander durch die jeweiligen Kontaktierungseinheiten kontaktiert und dadurch der Rotor in dem kontaktkommutierten Elektromotor angetrieben oder die Position des Rotors relativ zu dem Stator bestimmt wird.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Kontaktierungseinheit der jeweiligen Kommutatoranordnung an dem Rotor oder an einer Rotorwelle und die Kommutatorfläche der jeweiligen Kommutatoranordnung an dem Stator oder an einem Gehäuse des Elektromotors festgelegt sind. Alternativ kann die wenigstens eine Kontaktierungseinheit der jeweiligen Kommutatoranordnung an dem Stator oder an einem Gehäuse und die Kommutatorfläche der jeweiligen Kommutatoranordnung des Elektromotors an dem Rotor oder an der Rotorwelle festgelegt sein. Zum Ansteuern der Kommutatoranordnung kann der Elektromotor ferner eine Steuerungsvorrichtung aufweisen. Insbesondere bei einem kontaktlos kommutierten Elektromotor kann die Steuerungsvorrichtung die Steuerungsschaltung umfassen, durch die das drehende Magnetfeld erzeugt und der Rotor angesteuert werden kann.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors ist vorgesehen, dass die Kommutatorfläche an einer zu der Rotationsachse koaxial angeordneten und drehfesten Kommutatorscheibe festgelegt ist. Die Abrollelemente sind dabei in einer um die Rotationsachse drehbaren Rollkäfigscheibe an der Kommutatorscheibe anliegend angeordnet. Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Kommutatorscheibe an dem Stator oder an dem Gehäuse des Elektromotors und die Rollkäfigscheibe an der Rotorwelle festgelegt sind. Durch die Rollkäfigscheibe sind die Abrollelemente relativ zu der Kommutatorfläche ausgerichtet und können die jeweiligen Kontaktzonen der Kontaktierungsfläche beim Drehen des Rotors beziehungsweise der Rotorwelle elektrisch miteinander kontaktieren. Wird an die Kommutatorfläche ein Gleichstrom angelegt, so kann in dem kontaktkommutierten Elektromotor ein drehendes Magnetfeld erzeugt werden und die Rollkäfigscheibe rollt mittels der Abrollelemente auf der Kommutatorscheibe ab. Durch die Abrollelemente ist dabei die Reibung zwischen der Kommutatorscheibe und der Rollkäfigscheibe sehr gering, wodurch vorteilhafterweise auch die Wärmeentwicklung in dem Elektromotor reduziert wird. Ferner kann auch die Position des Rotors relativ zu dem Stator abhängig von den aktuell kontaktierten Segmenten der Kontaktzonen auf der Kommutatorfläche bestimmt werden und der Rotor dann durch eine Steuerungsschaltung - beispielsweise mit MOSTETs - angetrieben werden.
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Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Abrollelemente durch eine um die Rotationsachse frei drehbare Führungsanordnung zwischen der Kommutatorscheibe und der Führungsanordnung axial kraftschlüssig festgelegt sind. Die jeweiligen Abrollelemente liegen folglich kraftschlüssig an der Kommutatorfläche an und die jeweiligen Kontaktzonen der Kommutatorfläche sind sicher miteinander elektrisch kontaktiert. Auf diese Weise kann insbesondere bei Vibrationen oder anderen mechanischen Störungen ein Wackelkontakt zwischen den Abrollelementen und der Kommutatorfläche verhindert werden.
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Um die Abrollelemente kraftschlüssig an der Kommutatorscheibe festzulegen, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Führungsanordnung eine an den Abrollelementen in der Rollkäfigscheibe anliegende Verbindungsscheibe und eine Führungsscheibe aufweist, die mittels wenigstens einer Druckfeder axial miteinander verspannt sind. Zum Verspannen der Führungsanordnung mit den Abrollelementen ist ferner vorgesehen, dass die Führungsscheibe der Führungsanordnung durch wenigstens einen Stellring an der Rotorwelle axial und frei drehbar festgelegt ist. Die Verbindungsscheibe ist dagegen axial verschiebbar und frei drehbar an der Rotorwelle festgelegt. Um ein Verdrehen der durch die Druckfeder mit der Führungsscheibe verspannten Verbindungsscheibe und der Führungsscheibe relativ zueinander zu verhindern, können zudem die Verbindungsscheibe und die Führungsscheibe mittels wenigstens eines Führungsstifts drehfest aneinander festgelegt sein. Auf diese Weise presst die mit der axial festgelegten Führungsscheibe verspannte axial verschiebbare Verbindungsscheibe die Abrollelemente an die Kommutatorfläche der Kommutatorscheibe an. Zweckgemäß ist die Kontaktierungsfläche auf der Verbindungsscheibe der Rollkäfigscheibe zugewandt angeordnet, damit die in der Rollkäfigscheibe abrollbar festgelegte Abrollelemente miteinander elektrisch kontaktiert werden können.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Kommutatoranordnung ein axiales Kugellager für ein Verdichterrad des Turboladers oder für ein Pumpenrad der Wasserpumpe oder für ein Spiralrad des Spiralverdichters oder für ein Aufschlagrad der Radialkolbenpumpe bildet. Das Verdichterrad, das Pumpenrad, das Spiralrad und das Aufschlagrad weisen eine drehfeste Position zu dem Rotor auf und in dem kontaktlos kommutierten Elektromotor kann folglich diese Position zum Kommutieren des Elektromotors verwendet werden. Das drehende Magnetfeld kann dann durch eine Steuerungsschaltung - beispielsweise mit MOSFETs - erzeugt werden und der Rotor angetrieben werden. Dabei fließt durch die jeweiligen Abrollelemente nur ein zur Bestimmung der Position des Rotors notwendige Steuerstrom, der von der Steuerungsschaltung bereitgestellt wird. Das Verdichterrad, das Pumpenrad, das Spiralrad und das Aufschlagrad werden an der Kommutatoranordnung gelagert, wodurch vorteilhaft auch der Bauraumbedarf in dem kontaktlos kommutierten Elektromotor reduziert wird.
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Bei einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors ist vorgesehen, dass die Kommutatorfläche an einem zu dem Rotor koaxial angeordneten Kommutatorring festgelegt ist und dass die Abrollelemente in einem um die Rotationsachse drehbaren Rollkäfigring an dem Kommutatorring anliegend angeordnet sind. Eine derartig ausgestaltete Kommutatoranordnung kann vorteilhaft in dem kontaktkommutierten Elektromotor zum Erzeugen des drehenden Magnetfelds und zum Antreiben des Rotors verwendet werden. Eine Bestimmung der Position des Rotors in dem kontaktlos kommutierten Elektromotor ist ebenfalls möglich.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Kommutatoranordnung ein Radiallager für ein Verdichterrad des Turboladers oder für ein Pumpenrad der Wasserpumpe oder für ein Spiralrad des Spiralverdichters oder für ein Aufschlagrad der Radialkolbenpumpe bildet. Auch hier können das Verdichterrad, das Pumpenrad, das Spiralrad und das Aufschlagrad an der Kommutatoranordnung gelagert werden und der Bauraumbedarf in dem Elektromotor reduziert werden. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Abrollelemente kugelförmig sind und die jeweilige Kommutatoranordnung ein radiales Kugellager bildet. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Abrollelemente zylinderförmig sind und die jeweilige Kommutatoranordnung ein radiales Rollenlager oder ein radiales Nadellager bildet. Das Radiallager kann dabei alternativ oder zusätzlich zu dem oben beschriebenen Axiallager in dem Elektromotor eingesetzt werden. Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass ein Kühlungsfluid des Radiallagers ein Arbeitsfluid des Turboladers oder der Wasserpumpe oder des Spiralverdichters oder der Radialkolbenpumpe ist. Das Arbeitsfluid kann dabei beispielsweise ein Kühlmittel, ein Kältemitteln oder Verdichterluft sein. Auf diese Weise kann das Radiallager aufwandreduziert gekühlt werden.
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Insgesamt kann in dem erfindungsgemäßen Elektromotor durch die abrollbaren Abrollelemente der Reibungswiderstand zwischen der Kontaktierungseinheit und der Kommutatorfläche deutlich reduziert werden. Insbesondere kann dadurch der Verschleiß der Abrollelemente durch einen Abrieb reduziert und eine Unwucht in dem kontaktkommutierten Gleichstrom-Elektromotor vermieden werden. In dem kontaktlos kommutierten Elektromotor können die teuren Sensoren in der Kommutatoranordnung vermieden werden und die Gesamtkosten reduziert werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors mit einer Kommutatoranordnung;
- 2 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Elektromotors mit der Kommutatoranordnung;
- 3 eine Ansicht einer Kontaktierungsfläche der in 1 und in 2 gezeigten Kommutatoranordnung;
- 4 eine Ansicht einer Kommutatorscheibe der in 1 und in 2 gezeigten Kommutatoranordnung.
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1 zeigt eine Explosionsansicht und 2 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1 in einer bevorzugten Ausführung. Der Elektromotor 1 weist dabei einen Stator und einen Rotor auf, die hier in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Der Rotor ist auf einer Rotorwelle 4 festgelegt und um eine Rotationsachse 5 in dem den Stator umfassenden Gehäuse 2 drehbar gelagert. Ferner weist der Elektromotor 1 eine Kommutatoranordnung 6 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kommutatoranordnung 6 außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. Alternativ kann die Kommutatoranordnung 6 auch in dem Gehäuse 2 angeordnet sein, um die Kommutatoranordnung 6 von äußeren Einflüssen besser zu schützen. Die Kommutatoranordnung 6 weist eine Kommutatorfläche 7 auf, die an einer Kommutatorscheibe 8 festgelegt ist. Die Kommutatorscheibe 8 ist koaxial zu der Rotationsachse 5 an dem Gehäuse 2 oder an dem Stator festgelegt. Ferner weist die Kommutatoranordnung 6 vier Kontaktierungseinheiten 9 auf, die jeweils zwei kugelförmige Abrollelemente 10 aufweisen. Die jeweiligen Kontaktierungseinheiten 9 kontaktieren elektrisch Kontaktzonen 11 auf der Kommutatorfläche 7. Die Abrollelemente 10 sind in einer Rollkäfigscheibe 12 an der Kommutatorscheibe 8 anliegend angeordnet. Die Rollkäfigscheibe 12 ist an der Rotorwelle 4 durch einen ersten Stellring 13a axial und drehfest festgelegt. Die Rollkäfigscheibe 12 mit den Abrollelementen 10 rollt beim Drehen des Rotors beziehungsweise der Rotorwelle 4 an der Kommutatorscheibe 8 aufgrund der abrollbaren Abrollelemente 10 mit einem reduzierten Reibungswiderstand ab, wodurch der Verschleiß der Abrollelemente 10 durch einen Abrieb im Vergleich zu einer herkömmlichen „Bürste“ reduziert und eine Unwucht in dem Elektromotor 1 vermieden wird.
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Durch die Rollkäfigscheibe 12 sind die Abrollelemente 10 an der Kommutatorfläche 7 ausgerichtet und können die jeweiligen Kontaktzonen 11 der Kommutatorfläche 7 elektrisch miteinander kontaktieren. Zudem sind die Abrollelemente 10 durch eine Führungsanordnung 14 zwischen der Kommutatorscheibe 8 und der Führungsanordnung 14 axial kraftschlüssig festgelegt. Dazu weist die Führungsanordnung 14 eine an den Abrollelementen 10 in der Rollkäfigscheibe 12 anliegende Verbindungsscheibe 15 und eine Führungsscheibe 16 auf, die mittels Druckfeder 17 axial miteinander verspannt sind. Die Führungsscheibe 16 ist dabei zwischen dem ersten Stellring 13a und einem zweiten Stellring 13b an der Rotorwelle 4 frei drehbar und axial festgelegt. Die ebenfalls um die Rotorwelle 4 frei drehbare Verbindungsscheibe 15 ist dagegen axial verschiebbar an der Rotorwelle 4 gelagert, wodurch die Führungsanordnung 14 die Abrollelemente 10 an die Kommutatorscheibe 8 anpresst. Durch Führungsstifte 18 sind die Verbindungsscheibe 15 und die Führungsscheibe 16 drehfest aneinander festgelegt, wodurch die Verbindungsscheibe 15 sich zusammen mit der Führungsscheibe 16 um die Rotorwelle 4 drehen kann. Durch das kraftschlüssige Festlegen der Abrollelemente 10 an der Kommutatorfläche 7 kann insbesondere bei Vibrationen oder anderen mechanischen Störungen ein Wackelkontakt zwischen den Abrollelementen 10 und der Kommutatorfläche 7 verhindert werden.
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Vorteilhafterweise kann die Kommutatoranordnung 6 in einem sowohl kontaktlos als auch kontaktkommutierten Elektromotor 1 verwendet werden. Durch die abrollbaren Abrollelemente 10 werden in dem kontaktkommutieren Elektromotor 1 der Reibungswiderstand zwischen den Abrollelementen 10 und der Kommutatorfläche 7 und folglich auch der Verschleiß der Abrollelemente 10 durch einen Abrieb reduziert. Die Kontaktzonen 11 der Kommutatorfläche 7 sind durch die jeweiligen abrollbaren Abrollelemente 10 elektrisch kontaktierbar, so dass ein drehbares Magnetfeld erzeugt und der Rotor angetrieben werden kann. Durch die abrollbaren Abrollelemente 10 kann ferner die Position des Rotors relativ zu dem Stator bestimmt werden. In dem kontaktlos kommutierten Elektromotor 1 kann die Kommutatoranordnung 6 also die herkömmlich verwendeten teuren Sensoren ersetzen. Das drehende Magnetfeld kann dann positionsgesteuert durch eine Steuerungsschaltung - beispielsweise mit MOSFETs - erzeugt und der Rotor dadurch angetrieben werden. Die Kommutatoranordnung 6 kann dann ein axiales Kugellager für ein Verdichterrad des Turboladers oder für ein Pumpenrad der Wasserpumpe oder für ein Spiralrad des Spiralverdichters oder für ein Aufschlagrad der Radialkolbenpumpe bilden, wodurch der Platzbedarf in dem Turbolader, in der Wasserpumpe, in dem Spiralverdichter oder in der Radialkolbenpumpe vorteilhafterweise reduziert wird.
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3 zeigt eine Ansicht der Verbindungsscheibe 15 mit Kontaktierungsflächen 19. Durch die Kontaktierungsflächen 19 sind die Abrollelemente 10 und die Kontaktierungseinheiten 9 paarweise miteinander elektrisch kontaktiert, so dass die Kontaktzonen 11 der Kommutatorfläche 7 miteinander elektrisch kontaktiert sind. Zweckgemäß sind die Kontaktierungsflächen 19 auf der Verbindungsscheibe 15 der Rollkäfigscheibe 12 und den Abrollelementen 10 zugewandt angeordnet.
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4 zeigt eine Ansicht der Kommutatorfläche 7 der Kommutatorscheibe 8. Die Kontaktzonen 11 der Kommutatorfläche 7 sind eine Minuspolkontaktzone 20 und eine erste Spulenkontaktzone 21 mit mehreren voneinander elektrisch isolierten Kontaktsegmenten 21a. Ferner sind die Kontaktzonen 11 der Kommutatorfläche 7 eine Pluspolkontaktzone 22 und eine zweite Spulenkontaktzone 23 mit mehreren voneinander elektrisch isolierten Kontaktsegmenten 23a. Die Minuspolkontaktzone 20 und die Kontaktsegmente 21a der ersten Spulenkontaktzone 21 sind durch zwei Kontaktierungseinheiten 9 elektrisch kontaktiert. Die Pluspolkontaktzone 22 und die Kontaktsegmente 23a der zweiten Spulenkontaktzone 23 sind ebenfalls durch zwei weitere Kontaktierungseinheiten 9 elektrisch kontaktiert. Untereinander sind die jeweiligen Kontaktierungseinheiten 9 paarweise mittels der Kontaktierungsflächen 19 auf der Verbindungsscheibe 15 elektrisch kontaktiert. Das drehende Magnetfeld kann hier durch eine Sternschaltung dreier Spulen erzeugt werden und dadurch der Rotor angetrieben werden.
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Insgesamt kann in dem erfindungsgemäßen Elektromotor 1 durch die abrollbaren Abrollelemente 10 der Reibungswiderstand zwischen der jeweiligen Kontaktierungseinheit 9 und der Kommutatorfläche 7 deutlich reduziert werden. Insbesondere kann dadurch der Verschleiß der Abrollelemente 10 durch einen Abrieb reduziert und eine Unwucht in dem kontaktkommutierten Elektromotor 1 vermieden werden. In dem kontaktlos kommutierten Elektromotor 1 können die teuren Sensoren durch die Kommutatoranordnung 6 ersetzt und die Gesamtkosten des Elektromotors 1 reduziert werden. Zudem können in dem kontaktlos kommutierten Elektromotor ein Verdichterrad des Turboladers oder ein Pumpenrad der Wasserpumpe oder ein Spiralrad des Spiralverdichters oder ein Aufschlagrad der Radialkolbenpumpe an die Kommutatoranordnung gelagert und dadurch der Bauraumbedarf reduziert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/032978 A2 [0004]
- DE 102014201379 A1 [0004]
