AT506855B1 - Verfahren zur optimierung der anzahl von lagerstrukturen auf einer lageroberfläche eines fluiddynamischen gleitlagers - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Anzahl von Lagerstrukturen auf einer Lageroberfläche eines fluiddynamischen Gleitlagers.

[0002] Fluiddynamische Lager umfassen in der Regel mindestens zwei relativ zueinander drehbare Lagerbauteile, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid, z. B. Luft oder Lageröl, gefüllten Lagerspalt ausbilden. In bekannter Weise sind den Lagerflächen zugeordnete und auf das Lagerfluid wirkende Lagerrillen vorgesehen. In fluiddynamischen Lagern werden die Lagerrillen meist in Form von Vertiefungen üblicherweise auf einzelne oder beide Lagerflächen aufgebracht. Diese auf entsprechenden Lagerflächen der Lagerpartner angeordneten Lagerrillen dienen als Pumpstrukturen, die bei relativer Drehung der Lagerbauteile innerhalb des Lagerspalts einen hydrodynamischen Druck erzeugen. Bei Radiallagern werden beispielsweise parabelförmige, sinusförmige oder fischgrätartige Lagerrillen verwendet, die senkrecht zur Rotationsachse der Lagerbauteile über den Umfang von mindestens einem Lagerbauteil verteilt angeordnet sind. Bei Axiallagern werden spiralförmige oder entlang einer Kreislinie angeordnete fischgrätenartige (herringbone) Lagerrillen verwendet.

[0003] Sowohl die WO 2005/117 006 A2, die JP 2005/324 284 A als auch die JP 2004/230 500 A beschreiben die Herstellung von Rillen für die dynamische Schmierung von Gleitlagern.

[0004] Die Lagerrillen werden in Regel durch elektrochemische Bearbeitung (ECM: Electro Chemical machining) auf die Lagerflächen aufgebracht. ECM ist ein abtragendes Fertigungsverfahren für elektrisch leitfähige Werkstücke. Simulationen von fluiddynamischen Lagern haben ergeben, dass eine größere Anzahl von Lagerrillen auf der Lageroberfläche zu besseren Lagereigenschaften führt als eine geringere Anzahl von Lagerrillen. Untersuchungen haben nunmehr jedoch ergeben, dass dies nur für optimal geformte Lagerrillen zutrifft, die einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Man hat in Experimenten herausgefunden, dass es eine maximale Anzahl von Lagerrillen gibt, und dass sich die Lagereigenschaften erheblich verschlechtern, wenn die Anzahl der Lagerrillen größer ist als diese maximale Anzahl der Lagerrillen. Eine Verschlechterung der Lagereigenschaften bei einer zu großen Anzahl von Lagerrillen lässt sich erklären durch die Unzulänglichkeiten des ECM-Prozesses, insbesondere durch sogenanntes over-burning bzw. land-erosion, das heißt der Fall, bei dem zwei benachbarte Lagerrillen im Randbereich ineinander übergehen und sich zwischen deren Kanten ein unerwünschter Materialabtrag einstellt, so dass die eigentlich unstrukturierte Lageroberfläche, das sogenannte „Land", durch das ECM-Verfahren ebenfalls partiell abgetragen wird.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

[0005] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung der optimalen Anzahl von Lagerrillen auf einer zylindrischen bzw. kreisringförmigen Lageroberfläche eines fluiddynamischen Gleitlagers anzugeben.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Ein fluiddynamisches Gleitlager mit erfindungsgemäß ausgestalteten Lagerrillen ist ebenfalls angegeben. Derartige Gleitlager werden vorzugsweise in Spindelmotoren zum Antrieb von Festplattenlaufwerken (Hard Disk Drives, HDD) angewendet.

[0007] Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Landerosion der durch ECM Verfahren hergestellten Lagerrillen sehr klein sein sollte; erfindungsgemäß sollte die Landerosion für Radiallager lediglich weniger als 0,3 Mikrometer und für Axiallager weniger als 0,5 Mikrometer betragen und somit sogar kleiner sein als die Rauhigkeit der Lageroberfläche, die typischerweise zwischen 0,5 Mikrometer und 1,0 Mikrometer beträgt.

[0009] Erfindungsgemäß kann nun die optimale Anzahl von Lagerrillen auf der Lageroberfläche ermittelt werden. Hierzu werden einige Parameter als Ausgangswerte verwendet, die an sich 1/12 österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15 bekannt sind oder leicht ermittelt werden können. Zum einen ist dies der Durchmesser der mit den Lagerrillen versehenen zylindrischen Lageroberfläche, beispielsweise also der Innendurchmesser einer Lagerbüchse oder der Außendurchmesser einer Welle für ein Radiallager bzw. der Innendurchmesser einer kreisringförmigen Lagerfläche für ein Axiallager. Als weiterer Parameter wird die minimale Breite der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode benötigt, die für Radiallager und für Axiallager vorzugsweise zwischen 20 Mikrometer und 100 Mikrometer beträgt. Ein dritter Parameter ist die Tiefe der Lagerrille, gemessen von der Lageroberfläche. Ein weiterer Parameter ist der Winkel der Lagerrille relativ zur Bewegungsrichtung. Die Lagerrillen sind für Radiallager in gleichmäßigen Abständen im wesentlichen rotationssymmetrisch relativ zur Drehachse angeordnet, und beispielsweise sinusförmig, parabelförmig oder fischgrätenförmig ausgebildet. Der Winkel der Lagerstrukturen wird als weiterer Eingangsparameter für das Verfahren verwendet.

[0010] Bei Axiallagern sind die Lagerrillen rotationssymmetrisch um die Drehachse gleichmäßig verteilt angeordnet und etwa spiralförmig oder frischgrätartig ausgebildet. Der Winkel der Lagerstrukturen wird hierbei am Innenradius der strukturierten kreisringförmigen Axiallagerfläche gemessen.

[0011] Als letzter Parameter ist die sogenannte Fehltiefe der Lagerrille anzugeben. Als Fehltiefe wird die Höhendifferenz der Oberfläche zwischen zwei benachbarten Lagerrillen in Bezug auf die von Lagerrillen freie Lageroberfläche (dem „Land") bezeichnet. Diese Fehltiefe beträgt für Radiallager erfindungsgemäß weniger 0,3 Mikrometer und für Axiallager erfindungsgemäß weniger als 0,5 Mikrometer. Vorzugsweise ist die Fehltiefe für Radiallager kleiner als 0,2 Mikrometer und für Axiallager vorzugsweise weniger als 0,4 Mikrometer.

[0012] Ein weiterer Parameter ist der Abstand zwischen der ECM-Elektrode und der Lageroberfläche, in der Regel der Lagerbüchse, in welche die Lagerstrukturen eingearbeitet werden; dieser liegt sowohl für Axiallager als auch für Radiallager vorzugsweise in einem Bereich zwischen 20 Mikrometern und 100 Mikrometern.

[0013] Ausgehend von diesen Parametern kann die maximale Anzahl von Lagerrillen auf der Lagerfläche bestimmt werden, in dem einfach ausgedrückt zwei benachbarte Lagerrillen repräsentierende Kurven überlappend dargestellt werden, und die Kurven so gegeneinander verschoben werden, bis die Addition beider Kurven im halben Abstand zueinander der definierten Fehltiefe entspricht. Hierzu müssen benachbarte Lagerrillen in Form zweier Kurven mit entsprechenden Abmessungen abgebildet werden.

[0014] Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, wobei sich aus den Zeichnungen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0015] Figur 1a zeigt einen Schnitt durch ein fluiddynamisches Lager, wie es z. B. zur Drehlagerung von Spindelmotoren eingesetzt wird; [0016] die Figuren 1 b und 1 c zeigen jeweils eine Aufsicht auf ein Axiallager; [0017] Figur 2 zeigt ein Diagramm des Querschnitts einer Lagerrille im Vergleich zu einem Querschnitt einer idealisierten Lagerrille; [0018] Figur 3 zeigt ein Diagramm der Höhenkontur von zwei benachbarten Lagerrillen mit starker Überlappung; [0019] Figur 4 zeigt ein Diagramm der Höhenkontur von zwei benachbarten Lagerrillen mit geringer Überlappung.

BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER ERFINDUNG

[0020] Das Ausführungsbeispiel beschreibt die Erfindung anhand einer fluiddynamischen Lageranordnung, wie sie zum Beispiel zur Drehlagerung eines Spindelmotors eingesetzt werden kann. 2/12 österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15 [0021] Gemäß Figur 1 umfasst die Lageranordnung eine in einer Lagerbüchse 12 frei drehbar angeordnete Welle 10. Jeweils eine der einander zugewandten Oberflächen von Welle 10 und/oder Lagerbüchse 12, im dargestellten Fall ist es die Oberfläche der Lagerbüchse 12, weist zylindrische Zonen mit eingearbeiteten Radiallagerrillen 14a und 14b auf, welche Teil von jeweils einem Radiallager sind. Pro Radiallager sind mehrere Lagerrillen 14a bzw. 14b über den Umfang der Lagerbüchse 12 verteilt angeordnet. Die Lagerrillen 14a und 14b sind beispielsweise sinusförmig oder parabelförmig ausgebildet. Die Lagerbüchse 12 ist an ihrer unteren Stirnseite mit einer ringförmigen Aussparung zur Aufnahme einer Druckplatte 16 versehen. Ebenso wie die Welle 10 in der Lagerbüchse 12 rotiert die mit der Welle 10 fest verbundene Druckplatte 16 in der Aussparung. Die untere Öffnung der Lagerbüchse 12 ist durch eine Abdeckplatte 18 hermetisch verschlossen. In den Lagerspalt 20, der die sich gegenüberliegenden Oberflächen der Welle 10, der Druckplatte 16 und der Lagerbüchse 12 voneinander trennt, ist ein flüssiges Schmiermittel, wie z. B. Öl, eingebracht. Durch die beschriebenen Lagerrillen 14a und 14b kommt es bei Drehung der Welle 10 zu einer Pumpwirkung auf das Schmiermittel, was sowohl zu einem Druckaufbau als auch zu einer Verteilung des Schmiermittels im Lagerspalt 20 führt. Die Lagerrillen 14a und 14b können in sich symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet sein, so dass sich beispielsweise eine Pumpwirkung in eine definierte Richtung erzeugen lässt. Im dargestellten Beispiel ist das obere Radiallager 14a unsymmetrisch ausgebildet, indem die oberen, der Lageröffnung benachbarten Lagerrillen länger ausgebildet sind als die unteren Lagerrillen des oberen Radiallagers, wodurch sich eine in das Lagerinnere gerichtete Pumpwirkung auf das Lagerfluid und somit eine Druckerhöhung innerhalb des Lagers ergibt. Ferner befindet sich ein Axiallager 22 zwischen der Druckplatte 16 sowie der Lagerbüchse 12. Auch zwischen der Druckplatte 16 und der Abdeckplatte 18 kann sich ein weiteres Axiallager befinden.

[0022] Dargestellt sind ferner der Durchmesser D der Radiallagerfläche, der Winkel a, den der längste (hier: der obere) Ast der Lagerrillen mit der Umfangsrichtung der Lagerfläche einschließt sowie der minimale Abstand S der Lagerrillen.

[0023] Die Figur 1b zeigt die Aufsicht auf ein Axiallager 22 mit spiralförmigen Lagerstrukturen 22a. In der Figur 1c ist ein Axiallager 22 mit fischgrätenförmigen Lagerstrukturen 22b dargestellt. Bei Axiallagern wird der Winkel a, den die Lagerrillen mit der Umfangsrichtung einschließen, sowie auch der minimale Abstand S der Lagerrillen am Innenumfang der Lagerfläche bestimmt.

[0024] Figur 2 zeigt ein Diagramm des Querschnitts einer mittels des ECM-Verfahrens hergestellten Lagerrille bzw. die Tiefenkontur einer Lagerrille. Wenn man die Tiefenkontur einer Lagerrille vermisst, ergeben sich entsprechende Messwerte, die im Diagramm von Figur 2 als Messpunkte dargestellt sind. Diese Messpunkte decken sich ziemlich genau mit der weiter unten angegebenen normierten Funktion h(x), so dass der Querschnitt der Lagerrille als Funktion T*h(x) 26 angenommen werden kann, wobei T die maximale Lagerrillentiefe bezeichnet. Liegt die Mitte der Lagerrille bei x0=0, so ergibt sich die normierte Funktion h(x) zu:

h(x) = ÄW _2x + w 2w<fid2 + (2x + w)2 2 x-w 2w^4d2 +(2 x-wf [0025] Das Diagramm zeigt die Tiefenkontur der Lageroberfläche. Im gezeigten Beispiel beträgt die maximale Tiefe T der Lagerrille etwa T = 5,5 pm. Ein Querschnitt einer idealisierten Lagerrille 24 entspricht der Breite w der leitenden Strukturbereiche auf der ECM-Elektrode, durch welche die Lagerrillenstrukturen in die Lageroberfläche eingearbeitet werden. Diese ideale Lagerrille hat einen rechteckförmigen Querschnitt, mit definierten Kanten, wogegen der Querschnitt 26 der durch das ECM-Herstellungsverfahren hergestellten, tatsächlichen Lagerrille abgerundete Kanten aufweist, die von den Unzulänglichkeiten des ECM-Verfahrens herrühren. 3/12 > österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15 [0026] Die in Figur 1 gezeigten Lagerrillen, beispielsweise die Lagerrillen 14a, sind in einem minimalen Abstand S voneinander über den Umfang der Welle 12 angeordnet. Dieser Abstand S wird im Apex, das heißt an der Spitze der Lagerrillen gemessen. Man erkennt, dass sich der Abstand der Lagerrillen 14a zum Rand hin verkleinert. Wird der Abstand S zu gering, so können sich die Lagerrillen im Randbereich berühren bzw. überlappen, was zu einer partiellen Abtragung des Landbereiches führt und eine Verschlechterung der Lagereigenschaften zur Folge hat.

[0027] Figur 3 zeigt ein Diagramm einer Lagerrillentiefe von zwei benachbarten Lagerrillen 30a und 30b, die einen relativ geringen gegenseitigen Abstand S zueinander aufweisen, wodurch sich die Tiefenkonturen überlappen. Im Überlappungsbereich verringert sich die Tiefe der Lagerrillen nicht mehr bis in die Ebene der Lageroberfläche, sondern es bleibt eine bestimmte Fehltiefe TF, die umso größer wird, je geringer der Abstand S der Lagerrillen 30a und 30b voneinander ist. Um eine optimale Funktion der Lagerrillen sicherzustellen, darf die Fehltiefe TF einen vorgegeben Wert nicht überschreiten. Für Radiallager liegt dieser Wert erfindungsgemäß bei 0,3 Mikrometer und für Axiallager bei 0,5 Mikrometer, da Axiallagerspalte deutlich größer sind als Radiallagerspalte.

[0028] Figur 4 zeigt die Höhenkontur von benachbarten Lagerrillen 30a und 30b bei einem gegenüber Figur 3 vergrößerten Abstand S voneinander. Man erkennt, dass die Höhenkontur zwischen den Lagerrillen 30a und 30b nahezu wieder bis auf die Ebene der Lageroberfläche zurückkehrt und dass hier fast keine Fehltiefe TF vorhanden ist. Aber auch ein zu großer Abstand der Lagerrillen 30a und 30b ist für die Funktion des Lagers nicht optimal, wie eingangs erläutert wurde. Es ist daher gefordert, einen Kompromiss zwischen dem Abstand S der Lagerrillen und der zulässigen Fehltiefe TF zu finden, so dass die optimale Funktionsweise des Lagers sichergestellt ist. Abhängig von der Form benachbarter Lagerrillen kann sowohl für Radiallager als auch für Axiallager ein minimaler Abstand S ermittelt werden, bei dem die vorgegebene Fehltiefe TF nicht überschritten wird. Aus dem minimalen Abstand kann dann die maximale Anzahl der Lagerrillen auf der Lageroberfläche ermittelt werden. Der minimale Abstand S zwischen zwei benachbarten Lagerrillen ist im wesentlichen abhängig von dem (Innen-) Durchmesser D der Lageroberfläche, der Anzahl N der Lagerrillen auf der Lageroberfläche sowie dem Winkel a, den die Lagerrillen mit der Umfangrichtung der Lagerfläche einschließen. Für Axiallager wird dieser Winkel am Innenumfang der Axiallagerfläche gemessen. Der Abstand S errechnet sich dann aus Gleichung (1).

[0029] Die Überlappung bzw. Fehltiefe TF ist abhängig von der Tiefe T der Lagerrillen und deren Form, die annäherungsweise der Funktion T*h(x) entspricht, sowie dem minimalen Abstand S der Lagerrillen, der minimalen Breite w der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode sowie dem Abstand d zwischen der Elektrodenoberfläche und der zu bearbeitenden Lageroberfläche, in welche die Lagerstrukturen abgeformt werden.

[0030] Die durch den ECM-Prozess hergestellten Lagerrillen werden als gute Näherung durch die folgende Funktion approximiert: 2 x-w

(2) T-h(x) = Tj4d1 + w2 mit Abstand d zwischen der ECM-Elektrode und der zu bearbeitenden Lageroberfläche und 4/12 österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15 minimaler Strukturbreite w der leitenden Strukturen auf der ECM-Elektrode.

[0031] Der Wert der Fehltiefe TF im Übergangsbereich zweier benachbarter Lagerrillen kann anhand von Gleichungen (1) und (2) berechnet werden zu: (3) TF=2T-h fs) (nD . λ — = 2 T-h —sina V 2 J [in ) [0032] Erfindungsgemäß sei nun die Anzahl N der Lagerrillen derart gewählt, dass die Fehltiefe TF kleiner ist als 0,3 Mikrometer für Radiallager bzw. kleiner als 0,5 Mikrometer für Axiallager. Bevorzugt ist die Fehltiefe TF für Radiallager sogar kleiner als 0,2 Mikrometer und für Axiallager kleiner als 0,4 Mikrometer.

[0033] Feste Eingangsparameter sind der Durchmesser D der zylindrischen Lageroberfläche, die normierte Funktion h(x) als Annäherung des Querschnitts der Lagerrillen, die maximale Tiefe T der Lagerrillen sowie der Winkel α der Lagerrille in Bezug auf die Umfangsrichtung der Lagerfläche. Weitere Parameter sind die Spaltbreite d zwischen der ECM-Elektrode und der zu bearbeitenden Lageroberfläche, etwa der Lagerbüchse, sowie der minimalen Breite w der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode, welche die Lagerrillenstrukturen in die Lageroberfläche einarbeiten.

[0034] Als Beispiel soll nun eine erfindungsgemäße Anzahl N von Lagerrillen für ein fluiddynamisches Radiallager bestimmt werden, wie es in Miniaturspindelmotoren verwendet wird, die beispielsweise zum Antrieb von Festplattenlaufwerken eingesetzt werden.

[0035] Der Durchmesser der Lagerfläche, beispielsweise der Welle eines typischen fluiddynamischen Lagersystems für ein Festplattenlaufwerk beträgt 3 mm. Der Winkel α des längsten Astes der Lagerrille in Bezug auf die Umfangsfläche der Welle beträgt typischerweise 24°. Die minimale Spaltbreite w auf der ECM-Elektroden-Oberfläche betrage 50 Mikrometer und der Abstand d zwischen Elektrode und Lageroberfläche sei 80 Mikrometer. Die maximale Tiefe T einer Lagerrille betrage 6 pm = 0,006 mm und die maximal zulässige Fehltiefe TF ist erfindungsgemäß TF < 0,3 pm = 0,0003 mm. Diese Werte eingesetzt in Gleichung (3) ergeben N = 7 als maximal mögliche Anzahl von Lagerrillen auf der Umfangsfläche der Welle. Natürlich erfüllen auch kleinere Anzahlen von Lagerrillen als 7 die Gleichung (3). Jedoch sollte die Anzahl der Lagerrillen, wie oben erläutert, auch nicht zu klein sein, so dass in diesem Falle vorzugsweise eine Anzahl von N = 6 oder N = 7 Lagerrillen verwendet werden.

[0036] Liste der Bezugszeichen und Abkürzungen 10 Welle 12 Lagerbüchse 14a Lagerrillen 14b Lagerrillen 16 Druckplatte 18 Abdeckplatte 20 Lagerspalt 22 Axiallager 22a Axiallagerrillen 22b Axiallagerrillen 24 Querschnitt Lagerrille (idealisiert) 26 Querschnitt Lagerrille (tatsächlich) 30a Querschnitt Lagerrille 30b Querschnitt Lagerrille 5/12

Claims (15)

1. österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15 D = Durchmesser der Lagerfläche N = Anzahl der Lagerrillen N = Anzahl Lagerrillen S = minimaler Abstand der Lagerrillen TF = Fehltiefe der Lagerrillen T = maximale Tiefe der Lagerrillen α = Winkel des längsten Astes der Lagerrille in Bezug auf die Umfangsrichtung der Lagerfläche (für Radiallager) bzw. α = Winkel der Lagerrille in Bezug auf die Umfangsrichtung der Lagerfläche am Innenumfang der Lagerfläche gemessen (für Axiallager) w = minimale Breite der leitenden Strukturen auf der ECM-Elektrode d = Abstand zwischen ECM-Elektrode und der Lageroberfläche h(x) = normierte Funktion für das Tiefenprofil der einzelnen Lagerrillen x = Position entlang des Umfanges des Lagers Patentansprüche 1. Verfahren zur Optimierung der Anzahl N von Lagerrillen auf einer zylindrischen Lageroberfläche eines fluiddynamischen Radiallagers, wobei die Lagerrillen mittels eines Verfahrens der elektro-chemischen Abtragung (ECM) in die Lageroberfläche eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wird, dass gilt: 2T -h TtDü7 \ -sina £ 0,3/0« mit normierter Funktion h(x) für die Tiefe der einzelnen Lagerrillen h(x) = ^4d2 + w2 2 x + w 2wyj4d2 +(2 x + wf _2x-w 2w^4d2 +{2x-w)2 \ wobei T für die maximale Tiefe der Lagerrillen steht, d für den Abstand zwischen der ECM-Elektrode und der Lageroberfläche, w für die minimale Breite der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode, D für den Durchmesser der zylindrischen Lageroberfläche und α für den Winkel, den der längste Ast der Radiallagerstrukturen mit der Umfangsrichtung einschließt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wird, dass gilt: 2 T-h πϋ 2N[ -sina < 0,2μη
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anzahl M der Lagerrillen gilt: Μ = N-2 oder Μ = N-1 oder Μ = N, wobei N die größte natürliche Zahl ist, für welche die Bedingung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 erfüllt ist.
4. 4. Verfahren zur Optimierung der Anzahl N von Lagerrillen auf einer kreisringförmigen Lageroberfläche eines fluiddynamischen Axiallagers, wobei die Lagerrillen mittels eines Verfahrens der elektro-chemischen Abtragung (ECM) in die Lageroberfläche eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wird, dass gilt: 2 T-h nD w -sina < 0,5 μτη, mit normierter Funktion h(x) für die Tiefe der einzelnen Lagerrillen 6/12 österreichisches Patentamt h(x) = V 4c?1 +w1 AT506 855B1 2010-02-15 _2x + w 2w^4d1 +(2x + wf 2x-w 2w^4d1+(2x-wf ’ maximaler Tiefe T der Lagerrillen, Abstand d zwischen der ECM-Elektrode und der Lageroberfläche, minimaler Breite w der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode, Innen-Durchmesser D der kreisringförmigen Lageroberfläche und Winkel a, den Lagerrille am Innenumfang der Lagerfläche mit der Umfangsrichtung einschließt.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anzahl M der Lagerrillen gilt: Μ = N-2
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wird, dass gilt: 2 T-h rtD 2N sina <0,4μτη. oder Μ = N-1 oder Μ = N, wobei N die größte natürliche Zahl ist, für welche die Bedingung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5 erfüllt ist.
7. 7. Fluiddynamisches Radiallager mit einer zylindrischen Lageroberfläche, welche eine Anzahl N von Lagerrillen (14a, 14b) umfasst, welche mittels eines Verfahrens der elektrochemischen Abtragung (ECM) in die Lageroberfläche eingebracht wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wird, dass gilt: < 0,3μτη, 2T-h(— sina lIN J mit normierter Funktion h(x) für die Tiefe der einzelnen Lagerrillen h(x) = ÄW 2 x + w 2w^4d1 + (2x + w)1 2 x-w mit maximaler Tiefe T der Lagerrillen, Abstand d zwischen der ECM-Elektrode und der Lageroberfläche, minimaler Breite w der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode, Durchmesser D der zylindrischen Lageroberfläche und Winkel a, den der längste Ast der Radiallagerstrukturen mit der Umfangsrichtung einschließt.
8. 8. Fluiddynamisches Radiallager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wird, dass gilt: 2 T-h 7lD 2N' \ sina <O,2/0m.
9. 9. Fluiddynamisches Radiallager nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anzahl M der Lagerrillen gilt: Μ = N-2 oder Μ = N-1 oder Μ = N, wobei N die größte natürliche Zahl ist, für welche die Bedingung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 erfüllt ist.
10. 10. Fluiddynamisches Axiallager mit einer kreisringförmigen Lageroberfläche, welche eine Anzahl N von Lagerrillen (22a, 22b) umfasst, welche mittels eines Verfahrens der elektrochemischen Abtragung (ECM) in die Lageroberfläche eingebracht wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wurde, dass 7/12 1 WiJ 4 d1 + (2x - wf österreichisches Patentamt AT506 855B1 2010-02-15 2 T-h TtD . Λ 2 N -sina < 0,5μη beträgt, mit normierter Funktion h(x) für die Tiefe der einzelnen Lagerrillen h(x) = *j4d2 +w2 2x + w 2w^4d2 + (2x + w)2 _2x-m>_ 2wj4d2+(2x-wf ’ maximaler Tiefe T der Lagerrillen, Abstand d zwischen der ECM-Elektrode und der Lageroberfläche, minimaler Breite w der leitenden Strukturen auf der Oberfläche der ECM-Elektrode, Innen-Durchmesser D der kreisringförmigen Lageroberfläche und Winkel a, den Lagerrille am Innenumfang der Lagerfläche mit der Umfangsrichtung einschließt.
11. 11. Fluiddynamisches Axiallager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl N der Lagerrillen so gewählt wurde, dass 2 T-h tcD .2N[ \ sine; < 0,4/0« beträgt.
12. 12. Fluiddynamisches Axiallager nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anzahl M der Lagerrillen gilt: Μ = N-2 oder Μ = N-1 oder Μ = N, wobei N die größte natürliche Zahl ist, für welche die Bedingung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 erfüllt ist.
13. 13. Fluiddynamisches Gleitlager nach einem der vorangehenden Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrillen sinusförmig ausgebildet sind.
14. 14. Fluiddynamisches Gleitlager nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrillen parabelförmig ausgebildet sind.
15. 15. Fluiddynamisches Gleitlager nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, die Lagerrillen fischgrätenförmig ausgebildet sind. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 8/12