DK1564866T3 - Sfærisk leje, elektromotor og cirkulationspumpe - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en elektromotor med en rotor, en stator og et kugleformet leje, omfattende et lejeelement med en konveks kugleformet overflade, en holder, på hvilken lejeelementet er anbragt, og en lejeskål med en konkav kugleformet overflade, hvor lejeskålen er lejret drejeligt på lejeelementet og er forbundet med rotoren.

Fra DE 102 45 015 A1 kendes en cirkulationspumpe med en elektromotor af denne art med trækkene i den indledende del af krav 1, omfattende en rotor og en stator, hvor rotoren er lejret sfærisk. Rotoren frembringer et magnetfelt og er, idet den vender mod statoren, udformet kugleformet. Rotor og stator er udformet tilpasset til hinanden på en sådan måde, at en aksial magnetisk holdekraft, som fastholder rotoren på et kugleformet leje, er større end en maksimal aksial modkraft. Mellem rotoren og statoren er anbragt en skillevæg af et elektrisk ikke ledende materiale.

Lejeelementet skal fikseres på holderen. Fra DE 36 36 941 A1 er det kendt at forsyne lejekuglen med en boring, som den ende af en lejesøjle, der vender mod kuglen, rager ind i som en holder.

Fra DE 37 44 101 A1 kendes en lejekuglefastgørelse, hvor kuglen består af keramisk hårdt materiale og har en boring, via hvilken en fastgørelse på lejesøjlen foregår ved en form- eller kraftsluttende forbindelse.

Lejeelementer og især lejekugler kan have en diameter, som er 6 mm eller mindre. Der skal da anbringes tilsvarende små boringer i sådanne lejeelementer. Dette er især i forbindelse med keramiske materialer forbundet med en stor udgift. En betydelig andel af omkostningerne ved en cirkulationspumpe med et sådant kugleformet leje skyldes fremstillingen af en boring i lejeelementet.

Opfindelsen tager udgangspunkt i den opgave at forbedre den indledningsvis nævnte elektromotor på en sådan måde, at fastgørelsen af lejeelementet på holderen kan gennemføres på en nem og billig måde.

Denne opgave løses ifølge det uafhængige krav 1 ved den indledningsvis nævnte elektromotor ifølge opfindelsen ved, at holderen er fremstillet af et kunststofmateriale, og lejeelementet er injiceret i holderen for at danne en fordrejningssikring, hvor fordrejningssikringen fastholder lejeelementet drejefast på lejeelementet.

Endvidere er der i det uafhængige krav 22 defineret en anvendelse af elektromotoren i en cirkulationspumpe.

Ved hjælp af anvendelsen af et kunststof materiale kan der fremstilles en holder på en nem måde. Især kan der fremstilles en holder integreret med vægge, som afgrænser en luftspalte. Afgrænsningsvæggene for en luftspalte kan igen i så fald fremstilles af et kunststofmateriale, hvis påvirkningen er reduceret og især en rotor frembringer et magnetfelt, dvs. kobles permanentmagnetisk til en stator, og der sørges for en elektronisk kommutering. Når der sørges for en fordrejningssikring, behøves der i princippet ikke længere nogen boring, således at de nødvendige bearbejdningstrin til tilvejebringelsen af en boring falder bort. I forbindelse med et kunststofmateriale kan der på en nem måde realiseres en fordrejningssikring.

Holderen er især fremstillet af et termoplastisk kunststofmateriale, såsom eksempelvis PPS. Ved hjælp af et sådant materiale kan der på en nem måde opnås en væsketætning af statoren mod luftspalten.

Ifølge opfindelsen er lejeskålen forbundet med rotoren, således at rotoren ved hjælp af et kugleformede leje kan rotere på lejeelementet.

Det er tilvejebragt, at holderen er forbundet med et lejehus af lejet. Således opnås der en drejefast fiksering af holderen.

Fordelagtigt er holderen forbundet integreret med en væg, som vender mod rotoren. Således kan der fremstilles en passende stor konstruktionsenhed af elektromotoren integreret med et kugleformet leje.

Lejeelementet er fortrinsvis fremstillet af et hårdt materiale og især et keramikmateriale. Lejeelementet har da en meget høj slidstyrke, hvorved levetiden for det kugleformede leje er øget.

Det kan være tilvejebragt, at holderen i sin udformning er tilpasset til lejeelementets udformning. Der tilvejebringes i så fald et lejringsleje, som optager lejeelementet og derved fastholder dette således, at der på en nem måde kan realiseres en fordrejningssikring.

Ifølge opfindelsen er lejeelementet injiceret i holderen. Således bliver for det første monteringen af lejet nemmere, da der ikke behøves at blive tilvejebragt noget ekstra trin med at fastgør lejeelementet. Via injiceringen kan der på en nem måde opnås en fordrejningssikring af lejeelementet på holderen, idet lejeelementet eksempelvis har udsparinger, som holderens materiale kan rage ind i.

Især har lejeelementet en eller flere udsparinger, som holdeelementer griber ind i. Via disse udsparinger med indgribende holdeelementer (af holderen) er der så sørget for en drejningsfast fiksering af lejekuglen på holderen.

Helt særligt fordelagtigt er det, hvis den mindst ene udsparing af lejeelementet og holdeelementet er udformet tilpasset til hinanden således, at holdeelementet ved en maksimal afstand mellem lejeelement og holder ikke kan smutte fuldstændigt ud af den tilknyttede udsparing. Når der via en udsparing-holde-element-kombination kun er tilvejebragt en fordrejningssikring, kan der så opstå det principielle problem, at lejeelementet løfter sig fra holderen i aksial retning. Dette kan eksempelvis være forårsaget af mekaniske rystelser eller af en pågældende placering af det kugleformede leje under transporten af dette. Ved den nævnte tilpassede udformning af holdeelement og udsparing er det garanteret, at lejeelementet ikke fuldstændigt kan "trække sig ud", dvs. ikke kan løsne sig fuldstændigt fra holderen. Den position af lejeelementet, ved hvilken denne er trykket ned på holderen, kan så til enhver tid opnås igen uden et yderligere betjeningsindgreb.

Helt særligt fordelagtigt er det, hvis den mindst ene udsparing er anbragt således, at den kan tilvejebringes på lejeelementet ved hjælp af bearbejdningsprocesser med lav vinkelhastighed. Især er udsparingen anbragt således, at den kan fremstilles ved slibning. Ved slibningen kan der anvendes relativt store slibeskifver, ved hvilke der med en relativt lav vinkelhastighed kan opnås en høj omkredshastighed for bearbejdningen. Fremstillingen af en udsparing er derved kraftigt forenklet i forhold til fremstillingen af en boring.

Især er den mindst ene udsparing anbragt og udformet således, at den kan fremstilles uden at bore.

Det kan være tilvejebragt, at lejeelementet har mindst et holdeelement, som rager ind i en tilknyttet holdeudsparing af holderen. Et sådant holdeelement kan eksempelvis fremstilles ved, at der på modstående sider af lejeelementet anbringes udsparinger, og holdeelementet så bliver til en slags midterribbe. Via indragningen i en udsparing af holderen er der så tilvejebragt en fordrejningssikring. Udsparingen på holderen kan også fremstilles integreret eksempelvis i en sprøjtestøbningsproces med positioneret lejeelement.

Det mindst ene holdeelement kan være udformet således, at der ved indragningen i den tilknyttede holdeudsparing foreligger en underskæring. Derved muliggøres en særlig sikker fastholdelse. Især forhindres det, at lejeelementet løfter sig fra holderen eksempelvis på grund af mekaniske rystelser.

Ved en yderligere udførelsesform har lejeelementet mindst en udsparing, der er skrå i forhold til en drejeakse. Udsparingen er i den forbindelse udformet fortrinsvis notformet. Således kan lejeelementet fastholdes på holderen på en formsluttende måde i lighed med et gevind, således at der igen her er tilvejebragt en fordrejningssikring. Der er her især tilvejebragt en flerhed af skrå udsparinger, som er anbragt i afstand fra hinanden for på denne måde at opnå en fiksering mellem holder og lejeelement over et større område.

Fordelagtigt er lejeelementet ikke fikseret klemmende på holderen, dvs. holderen udøver ingen klemmekraft på lejeelementet. Således kan der også anvendes "blødere" kunststofmaterialer til holderen.

Især omfatter overfladen af lejeelementet, som lejeskålen kan glide på, mindst en halvkugle. Således kan der tilvejebringes en glideflade, i det mindste indtil et ækvatorplan.

Lejeelementet kan være dannet ved hjælp af en kugle. Kuglen kan bearbejdes, idet der kan fremstilles passende udsparinger især ved hjælp af slibning.

Det er dog i princippet også muligt, at lejeelementet er dannet ved hjælp af en kuglesektion, som i det mindste er en halvkugle.

Især er holderen forbundet integreret med en væg, som afgrænser en luftspalte mellem rotor og stator.

Det kan i den forbindelse være tilvejebragt, at elektromotoren med hensyn til sin magnetiske placering er udformet på en sådan måde, at lejeskålen i hver drifts- og ikke-driftstilstand er trykket ned på lejeelementet. Så er der kun tilbage at sørge for en fordrejningssikring for lejeelementet. En tilsvarende lejekugle kan så fikseres på den tilknyttede holder på en fremstillingsteknisk nem måde.

Det er godt, hvis rotoren er udformet, så den frembringer et magnetfelt, og der derved foregår en elektronisk kommutering. Luftspaltens indflydelse på elektromotorens egenskaber er da reduceret.

Elektromotoren ifølge opfindelsen kan fordelagtigt anvendes i en cirkulationspumpe. Den transporterede væske og især vand kan i den forbindelse også anvendes til at smøre det kugleformede leje. Via luftspalten føres væsken gennem et indre område mellem lejeskålen og lejeelementet for at sørge for væskesmøringen.

Den nedenstående beskrivelse af foretrukne udførelsesformer tjener sammen med tegningen til nærmere uddybning af opfindelsen. Her viser:

Figur 1 en skematisk delgengivelse af et udførelseseksempel på en cirkulationspumpe ifølge opfindelsen;

Figur 2 en skematisk gengivelse af et første udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 3 en skematisk gengivelse af et andet udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 4 en skematisk gengivelse af et tredje udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 5 en skematisk gengivelse af et fjerde udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 6 en skematisk gengivelse af et femte udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 7(a) et billede af et adskilt lejeelement for det kugleformede leje ifølge figur 7(b);

Figur 7(b) en skematisk gengivelse af et sjette udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 8 en skematisk gengivelse af et syvende udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 9 en skematisk gengivelse af et ottende udførelseseksempel på et kugleformet leje;

Figur 10(a) et billede af et adskilt lejeelement for det kugleformede leje ifølge figur 10(b) og

Figur 10(b) en skematisk gengivelse af et niende udførelseseksempel på et kugleformet leje.

De i figur 2 til 10 viste kugleformede lejer til den i fig. 1 viste cirkulationspumpe er kun delvist i overensstemmelse med den elektromotor, der er defineret i det uafhængige krav 1.

Et udførelseseksempel på en cirkulationspumpe, som i figur 1 som helhed er betegnet med 10, omfatter en elektromotor, der som helhed er betegnet med 12. Denne elektromotor 12 omfatter et kugleformet leje, der som helhed er betegnet med 14, hvor en rotor 16 af elektromotoren 12 er lejret drejeligt omkring en drejeakse 18 ved hjælp af det kugleformede leje 14. Et løbehjul 20 af cirkulationspumpen 10 er forbundet drejefast med rotoren 16.

Det kugleformede leje 14 omfatter et lejeelement 22 med en konveks sfærisk overflade. Lejeelementet 22 kan være dannet ved hjælp af en kugle eller en kuglesektion, såsom eksempelvis en halvkugle. Lejeelementet 22 er fremstillet af et hårdt materiale og især et keramikmateriale.

Lejeelementet 22 sidder drejefast på en holder 24. Holderen 24 er især udformet som en del af en lejesøjle 26 hhv. som lejesøjle. Lejesøjlen 26 sidder drejefast i forhold til et hus 28 af cirkulationspumpen 10. Huset 28 er et lejehus til det kugleformede leje 14.

Holderen 24 er fremstillet af et kunststof materiale og især termoplastisk kunststofmateriale. Et eksempelmateriale er PPS. Lejesøjlen 26 er forbundet med en væg 30 og er især dannet integreret med denne væg 30, som afgrænser en stator 32 af elektromotoren ud mod en luftspalte 34. Væggen 30 sørger også for en væsketætning mod statoren 32. Væggen 30 har et område 36, i hvilket væggen, idet den er vendt mod rotoren 16, har en (konkav) sfærisk overflade. Det kan være tilvejebragt, at der op til dette område 36 hen mod lejesøjlen 26 grænser et område 38, i hvilket væggen 30 i det væsentlige er udformet plan med en fladenormal i det væsentlige parallel med drejeaksen 18. Luftspalten 34 er i området 36 udformet sfærisk, dvs. hårform som en kugleskålsektion.

Som modstykke til lejeelementet 22, som har en konveks sfærisk overflade, er der tilvejebragt en lejeskål 40, som, idet den er vendt mod lejeelementet 22, har en konkav sfærisk overflade. Lejeskålen 40 er eksempelvis fremstillet af kul. Den er lejret på lejeelementet 22 og glider på dette. Lejeskålen 40 er forbundet drejefast med rotoren 16.

Ved det viste udførelseseksempel frembringer rotoren 16 et magnetfelt. Den omfatter til det formål en flerhed af permanentmagneter 42. Vendt mod det sfæriske område 36 af vægen 30 er rotoren 16 ligeledes udformet sfærisk, således at der mellem rotor 16 og stator 32 er dannet en kugleskålsformet luftspalte 34. Rotoren 16 har en skillevæg, som sørger for en tætning ud mod luftspalten 34.

Et indre område 44 af lejeskålen 40, som lejeelementet 22 ligger i, er forbundet fluidvirksomt med luftspalten 34. (Også mindst en del af holderen 24 kan ligge i dette indre område 44.) Således kan væske strømme via luftspalten 34 ind i det indre område 44 og derved tilvejebringe en smøring af lejet. I lejeskålen 40 er der tilvejebragt en smøreåbning 46, via hvilken væsken så kan ledes ud af det indre område 44.

Smøreåbningen 46 er dannet i et centralt (i forhold til drejeaksen 18) materialefrit område af lejeskålen 40. Dette centrale materialefrie område er fortrinsvis udformet på en sådan måde, at en kraftvektor af den resulterende totale kraft rammer på det materialefrie område, hvis rotoren 16 er asymmetrisk i forhold til statoren 32. En sådan elektromotor er beskrevet i DE 102 45 016 A1.

Smøreåbningen 46 står i forbindelse med en sugeside 48 af cirkulationspumpen 10.

Lejeelementet 22 er ifølge opfindelsen fastholdt drejefast på holderen 24, hvor der er tilvejebragt en fordrejningssikring. Lejeelementet 22 er her fastholdt ikke-klemmende; på grund af holderens 24 udformning ved hjælp af et kunststofmateriale kan der i modsætning til eksempelvis en holder af et metallisk materiale kun udøves begrænsede klemmekræfter.

Ved et første udførelseseksempel ikke ifølge opfindelsen, som er vist i figur 2, sidder en lejekugle 50 som lejeelement på en holder 52, som har en kugleskålformet endeflade 54. Denne endeflade 54 kan være forsynet med en anti-glideindretning, såsom eksempelvis en antiglidebelægning. Antiglideindretnin-gen kan alternativt eller derudover være dannet ved hjælp af lejeelementet 50. Eksempelvis er den overflade, der vender mod holderens 52 endeflade 54, gjort i det mindste delvist ru. Antiglidebelægningen kan eksempelvis være dannet ved hjælp af en gummibelægning. Den ru overflade kan eksempelvis frembringes ved sandblæsning af lejeelementet 50. Ved hjælp af antiglideindret-ningen bliver friktionskoefficienten mellem lejekugle 50 og holderen 52 øget. Friktionskoefficienten indstilles således, at friktionskraften mellem lejeelement 50 og holder 52 er større end friktionskraften mellem lejeelement 50 og lejeskål 40.

Gennem en smøreåbning 56 i en lejeskål 58 er der ført et stempel 60, som ligger i det væsentlige koaksialt med drejeaksen 18 (for drejeaksen anvendes det samme henvisningstal som i figur 1). Stemplet 60 er forbundet med lejehuset 28. Stemplet 60 sidder drejefast i forhold til lejehuset 28. Det er til det formål eksempelvis forbundet med en husvæg, såsom husvæggen 62 (figur li-

Stemplet 60 indvirker på et overfladeområde 64 af lejekuglen 50, hvor dette overfladeområde 64 ligger koaksialt på drejeaksen 18. En ende 66 på endefladen af stemplet 60 er tilpasset svarende til den sfæriske overflade af lejekuglen 50. Ved hjælp af stemplet 60 trykkes lejekuglen 50 ind i endefladen 54 af holderen 52 som lejringsleje for lejekuglen 50, og normalkraften af lejekuglen 50 på holderen 52 bliver dermed øget. Dette øger friktionskraften mellem lejekugle 50 og holder 52. Således fastholdes lejekuglen 50 drejefast på holderen 52. Fastholdelsen af lejekuglen 50 på holderen 52 er her uafhængig af lejeskålens 40 aksiale stilling (i forhold til drejeaksen 18), dvs. også hvis rotoren, der er forbundet med lejeskålen 58, løfter sig, bliver lejekuglen 50 siddende i sin drejefaste position på holderen 52. Ved hjælp af stemplet 60 er der således dannet en fordrejningssikring for lejekuglen 50; lejekuglen 50 er fastholdt på holderen 52, uden at lejekuglen selv skal viderebearbejdes. Især behøves der ikke at blive indført nogen boring i lejekuglen 50. At indføre en sådan boring i et hårdt materiale og især keramisk materiale kræver forholdsvis store ressourcer og er derfor tilsvarende omkostningsintensivt. Eksempelvis skal der anvendes et diamantbor for at anbringe en sådan boring.

Det kan være tilvejebragt, at stemplet 60 er forbundet med lejehuset 28 via et elastisk element 68 og især en trykfjeder.

Det elastiske element 68 er her anbragt og udformet og især forspændt på en sådan måde, at det udøver en kraft på stemplet 60 i retning mod holderen 52 for på denne måde at trykke lejekuglen 50 ind i sin lejelejring 54.

Det elastiske element 68 er eksempelvis anbragt i et hus 70. Huset er udformet som et leje 72, på hvilket stemplet 60 er ført forskydeligt i aksial retning (koaksialt med drejeaksen 18). Stemplet 60 er således ikke fastholdt stift på lejehuset 28, men er netop fastholdt bevægeligt. Således er der muliggjort en var-meudvidelseskompensation. Hvis stemplet 60 er dannet af et metallisk materiale, har det en kraftigere varmeudvidelse end en keramisk lejekugle 50. Ved et stift indspændt stempel 60 ville dette betyde, at det udøver en større kraft på lejekuglen 50 og dermed på holderen 52. Som følge af en elastisk ophængning af stemplet 60 (via det elastiske element 68) kan stemplet 60 her undvige, idet det elastiske element 68 bliver lidt sammentrykket.

Ved et lignende udførelseseksempel ikke ifølge opfindelsen, som er antydet i figur 3, sidder et lejeelement 74 på en holder 76 af et kunststofmateriale. Lejeelementet 74 er dannet ved hjælp af en halvkugle af et keramisk materiale. Et lejringsleje 78 er udformet på holderen 76. Der er her tilvejebragt en tværholder 80, eksempelvis i form af en rundtgående kant, der forhindrer, at lejeelementet 74 kan glide sidelæns af holderen 76.

Stemplet 60 er i princippet udformet ligesom ovenfor, og der anvendes derfor også de samme henvisningstal.

Ved det i figur 2 viste udførelseseksempel rager lejeskålen 58 ud over et ækvatorplan 82 af lejekuglen 50. Ved det i figur 3 viste udførelseseksempel rækker den tilsvarende lejeskål 84 kun frem til ækvatorplanet.

Som nævnt ovenfor kan det pågældende lejeelement ved stempelløsningen ifølge figur 2 og 3 fastholdes drejefast på den tilknyttede holder, uden at der behøver at blive tilvejebragt en boring. Denne fastholdelse er også opnået, når lejeskålen ikke selv trykker på lejeelementet og dermed trykker lejeelementet ned i dets lejringsleje på holderen. Stemplet 60 sørger netop for, at det pågældende lejeelement hhv. 50 og 74 trykkes ind i dets lejelejring og her er fastholdt drejefast.

Det er også i princippet muligt, at lejekuglen 50 hhv. lejeelementet 74 ifølge opfindelsen er injiceret i deres tilsvarende lejringsleje i holderen hhv. 52 og 56.

Ved et tredje udførelseseksempel ikke ifølge opfindelsen, som er vist i figur 4, sidder en lejekugle 86 som lejeelement på en holder 88 med et sfærisk lejringsleje 90. Lejringslejet 90 er forsynet med en antiglidebelægning 92, såsom eksempelvis en gummibelægning. Denne antiglidebelægning tjener som anti-glideindretning til at fastholde lejekuglen 86 drejningsfast på holderen 88. An-tiglidebelægningen 92 danner således en fordrejningssikring for lejekuglen 86.

Ved dette udførelseseksempel er der ikke tilvejebragt noget stempel til at trykke lejekuglen 86 ind i lejringslejet 90. Til gengæld er elektromotoren her udformet således, at en rotor, der er forbundet med en lejeskål 94, ikke kan løfte sig. Især virker en sådan magnetisk kraft konstant, således at den pågældende rotor trykker lejeskålen 94 ned mod lejekuglen 86.

Lejekuglen 86 fastholdes drejningsfast på holderen 88, uden at der behøver at blive tilvejebragt en boring i lejekuglen 86.

Ved en alternativ udførelsesform ikke ifølge opfindelsen, som det er vist skematisk i figur 5, er lejekuglen på en overflade, som vender mod en endeflade 98 af holderen 96, gjort ru, eksempelvis ved hjælp af sandblæsning. Således er friktionskoefficienten for glidningen i lejringslejet 100 øget, hvorved der igen er dannet en antiglideindretning for lejekuglen 86. I øvrigt fungerer dette fjerde udførelseseksempel ifølge figur 5 ligesom det i forbindelse med figur 4 beskrevne udførelseseksempel.

Ved et femte udførelseseksempel, som er vist skematisk i figur 6 (uden lejeskål), er et lejeelement 102 dannet ved hjælp af en kugle, som har overfor liggende udsparinger 104,106. Udsparingerne kan være anbragt parallelt med hinanden (i figur 6 ikke vist) eller være anbragt således, at lejeelementet 102 har et trapezformet holdeelement 108. Når holdeelementet 108 stikker ind i en tilknyttet holdeudsparing 110 af en holder 112, kan der med denne trapezfor-mede udførelsesform opnås en underskæring, via hvilken der igen der er opnået en sikker fastholdelse af lejeelementet 102 på holderen 112. Lejeelementet 102 er ifølge opfindelsen injiceret i holderen 112 ved hjælp af et holdeelement, således at holdeudsparingen 110 opstår under processen med fremstillingen af holderen 112 med indsat lejeelement 102.

Udsparingerne 104, 106 er anbragt således, at de kan fremstilles i én bearbejdningsproces med lille vinkelhastighed og især ved hjælp af slibning. For at fremstille en boring i et lejeelement 102 af et hårdt materiale er det nødvendigt med et boreværktøj med en tilsvarende lille omkreds. Eksempelvis eksisterer der sfæriske lejer med lejeelement, som har en diameter på 6 mm. Diameteren af en tilsvarende boring burde så ligge i størrelsesordenen af 1 mm. For at boremaskinen ved boreprocessen kan have en tilstrækkelig omkredshastighed, skal denne drives med meget højt omdrejningstal (vinkelhastighed).

Udsparingerne 104, 106 kan fremstilles ved slibning. Her kan der anvendes tilsvarende store slibeskiver med henblik på ved en lille vinkelhastighed at opnå den påkrævede omkredshastighed. Udgiften til at fremstille udsparingerne 104, 106 er betydeligt mindre end udgiften til at tilvejebringe boringer ind igennem lejeelementet 102.

Ved et sjette udførelseseksempel, som er vist i figur 7(a) og 7(b), sidder en kugle 114 som lejeelement på en holder 116 med et lejringsleje 118. Kuglen 114 har en flerhed af udsparinger 120, som er udformet som noter og er fremstillet på tilsvarende måde. Udsparingerne 120 ligger skråt i forhold til drejeaksen 18. Udsparingerne 120 (i figur 7(a) er vist et udførelseseksempel med fire udsparinger 120) sidder fordelt omkring en kugleakse af kuglen 114. Via udsparingerne 120 kan kuglen 114 sættes ned på holderen 116 i lighed med et gevind hhv. fastholdes i denne. Der opnås således en god formsluttende forbindelse med henblik på således at tilvejebringe en fordrejningssikring.

Ifølge opfindelsen er kuglen 114 i det sjette udførelseseksempel med sine udsparinger 120 injiceret i holderen 112.

Ved et syvende udførelseseksempel, som er vist i figur 8, sidder et lejeelement 122 på en holder 124. I lejeelementet 122, som er kugleformet, er der ud fra overfladen dannet overfor hinanden liggende rendeformede udsparinger 126, 128, i hvilke materiale af holderen 124 rager ind i. Ifølge opfindelsen er lejeelementet 122 injiceret i holderen 124 og sidder således drejningssikkert på holderen 124.

Ved udførelseseksemplerne ifølge figur 6 til 8 er der opnået en drejningssikker fiksering af det pågældende lejeelement på den tilknyttede holder uafhængigt af rotorens position. Disse udførelsesformer er altså egnede til alle typer af elektromotorer, dvs. også til sådanne, ved hvilke rotoren kan løfte sig med de pågældende lejeskåle.

Det er i princippet også muligt, som det er vist i figur 9 ved hjælp af et ottende udførelseseksempel ikke ifølge opfindelsen, at et lejeelement 130 har en boring 132 og via et fikseringselement såsom en skrue 134 af lejeelementerne er forbundet med en lejesøjle 136 som holder med henblik på netop at fiksere lejeelementet 130 med lejesøjlen 136.

Derudover kan lejeelementet 130 have en eller flere (ikke viste) udsparinger, i hvilke der sidder materiale af lejesøjlen 136. Lejeelementet 130 er ifølge opfindelsen injiceret i lejesøjlen 136. I lejesøjlen 136 er der vendt mod lejeelementet 130 dannet en udsparing 140, gennem hvilken skruen 134 er ført. I udsparingen 140 sidder der omkring skruen 134 en tætning 142 eksempelvis i form af en O-ring. Denne tætning 142 forhindrer, at der kan strømme væske via boringen 132 gennem udsparingen for skruen 134 gennem lejesøjlen 136.

Ved et niende udførelseseksempel ikke ifølge opfindelsen, som er vist i figur 10(a) og 10(b), har et kugleformet lejeelement 144 en udsparing 146. Denne udsparing 146 er eksempelvis indført ved hjælp af en slibeskive.

Lejeelementet 144 sidder drejefast på en holder 148. Denne omfatter et holdeelement 150, der rager op i aksial retning (parallelt med drejeaksen 18), som rager ind i udsparingen 146 og således fastholder lejeelementet 144 drejefast på holderen 148. Ved hjælp af kombinationen mellem udsparing 146 og tilpasset holdeelement 150 er der således dannet en fordrejningssikring.

Udsparingen 146 har i aksial retning (parallelt med drejeaksen 18) en sådan dybde og holdeelementet 150 har i denne retning en sådan højde, at holdeelementet 150 ved en maksimal afstand mellem lejeelementet 144 og holderen 148 ikke kan smutte fuldstændigt ud af udsparingen 146, dvs. at i det mindste en del af holdeelementet 150 altid stikker ind i udsparingen 146. Dette betyder igen, at lejeelementet 144 ikke kan løsne sig fuldstændigt fra holderen 148 og dermed er fastholdt "tabssikkert" på holderen 148.

Lejeelementet 144 kan fastholdes "løst" på holderen 148, dvs. der er "kun" tilvejebragt en fordrejningssikring. Når lejeelementet 144 under transporten af det pågældende leje hhv. på grund af mekaniske rystelser løfter sig fra holderen 148, er det alligevel sikret, at dette ikke kan løfte sig og løsne sig fuldstændigt.

Ved hjælp af løsningen ifølge opfindelsen, ved hvilken lejeelementet 22 sidder på en holder 24 af et kunststofmateriale, kan det opnås, at fikseringen af lejeelementet 22 på dets holder 24 kan udføres på en nem og billig måde. Især kan det undgås, at lejeelementet af et hårdt materiale skal gennembores. Der kan i så fald også anvendes lejeelementer af særligt hårde materialer, såsom siliciumcarbid-keramikmaterialer.

Der kan altså undgås en dyr forarbejdning, hvor det kan være tilvejebragt, at lejeelementet via udsparinger (jf. figur 6 til 10) er fastholdt på den tilknyttede holder. Sådanne udsparinger kan dog fremstilles med lavere vinkelhastigheder i forhold til boringer.

Det er i så fald ikke længere nødvendigt at klemme lejeelementet, således at det netop heller ikke længere er nødvendigt med nogen metallisk holder.

Ved hjælp af løsningen ifølge opfindelsen opnås der en drejningsfast lejeele-mentfastgørelse, hvor lejeelementet kan benyttes i det mindste indtil ækvator. Løsningen ifølge opfindelsen kan fordelagtigt anvendes, hvis en rotor med en forbundet lejeskål frembringer et magnetfelt, dvs. er forbundet permanentmagnetisk med en stator. Ved statoren sørges derfor en elektronisk kommutering. Luftspalten 34 har i så fald en relativt lille indflydelse, således at det ikke længere er nødvendigt med metalliske skillevægge for luftspalten 34.

Claims (23)

1. Elektromotor (12) med en rotor (16), en stator (32) og et kugleformet leje (14) omfattende et lejeelement (22; 102; 114; 122; 130) med en konveks kugleformet overflade, en holder (24; 112; 116; 124; 136), på hvilken lejeelementet (22; 102; 114; 122; 130) er anbragt, og en lejeskål (40; 58; 84; 94) med en konkav kugleformet overflade, hvor lejeskålen (40; 58; 84; 94) er lejret drejeligt på lejeelementet (22; 102; 114; 122; 130) og lejeskålen (40; 58; 84; 94) er forbundet med rotoren (16), kendetegnet ved, at holderen (24; 112; 116; 124; 136) er fremstillet af et kunststofmateriale, og lejeelementet (22; 102; 114; 122; 133) er indstøbt i holderen (24; 112; 116; 124; 136) for at danne en fordrejningssikring (106; 120; 126, 128), hvor fordrejningssikringen (106; 120; 126, 128) fastholder lejeelementet (22; 102; 114; 122; 130) drejefast på holderen (24; 112; 116; 124; 136).

2. Elektromotor (12) ifølge krav 1, kendetegnet ved, at holderen (24; 112; 116; 124; 136) er fremstillet af et termoplastisk kunststofmateriale.

3. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at holderen (24) er forbundet med et lejehus (28) af lejet.

4. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at holderen (24) er forbundet integreret med en væg (30), som vender mod rotoren (16).

5. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet (22) er fremstillet af et hårdt materiale.

6. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at holderen (24) i sin udformning er tilpasset til lejeelementets (22) udformning.

7. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet (102; 114; 122; 130; 144) har en eller flere udsparinger (104, 106; 120; 126, 128; 146) som holdeelementer (108; 150) griber ind i.

8. Elektromotor (12) ifølge krav 12, kendetegnet ved, at den mindst ene udsparing (146) af lejeelementet (144) og holdeelementet (150) er udformet tilpasset til hinanden således, at holdeelementet (150) ved en maksimal afstand mellem lejeelement (144) og holder (148) ikke kan smutte fuldstændig ud af den tilknyttede udsparing (146).

9. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at den mindst ene udsparing (104,106; 120; 126,128) er anbragt således, at den kan fremstilles på lejeelementet (102; 114; 122; 130) ved hjælp af bearbejdningsprocesser med lav vinkelhastighed.

10. Elektromotor (12) ifølge krav 9, kendetegnet ved, at den mindst ene udsparing (104, 106; 120; 126, 128) kan fremstilles ved slibning.

11. Elektromotor (12) ifølge et af kravene 7 til 10, kendetegnet ved, at den mindst ene udsparing er anbragt og udformet på en sådan måde, at den kan fremstilles uden at bore.

12. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet (102) har mindst et holdeelement (108), som rager ind i en tilknyttet holdeudsparing (110) af holderen (112).

13. Elektromotor (12) ifølge krav 12, kendetegnet ved, at det mindst ene holdeelement (108) er udformet således, at der, når det rager ind i den tilknyttede holdeudsparing (110), foreligger en underskæring.

14. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet (114) har mindst en udsparing (120), der er skrå i forhold til en drejeakse (18).

15. Elektromotor (12) ifølge krav 14, kendetegnet ved, at lejeelementet (114) har en flerhed af skrå udsparinger (120), som er anbragt i afstand fra hinanden.

16. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet (22; 102; 114; 122; 130) er fastgjort ikke-klemmende på holderen (24; 112; 116; 124; 136).

17. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet (22; 102; 114; 122; 130) er dannet ved hjælp af en kugle.

18. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeelementet er dannet ved hjælp af en kuglesektion, som i det mindste er en halvkugle.

19. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at holderen (24) er forbundet integreret med en væg (30), som afgrænser en luftspalte (34) mellem rotor (16) og stator (32).

20. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at lejeskålen i hver drifts- og ikke-driftsmodus er trykket ned på lejeelementet.

21. Elektromotor (12) ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at rotoren (16) er udformet, så den frembringer et magnetfelt.

22. Anvendelse af elektromotoren (12) ifølge et af kravene 1 til 21 i en cirkulationspumpe (10).

23. Cirkulationspumpe (10), som er forsynet med en elektromotor (12) ifølge et af kravene 1 til 21.