AT515840B1

AT515840B1 - Method for filling fluid dynamic bearings with bearing fluid

Info

Publication number: AT515840B1
Application number: ATA89/2014A
Authority: AT
Inventors: Thomas Fuss; Donato Damiano
Original assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2016-01-15
Also published as: AT515840A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines fluiddynamischen Lagers (6) mit Lagerfluid mittels einer Befüllvorrichtung mit einer Vakuumkammer (10, 110, 210), mit den Schritten: Setzen des Lagers (6) unter Vakuum, Befüllen des Lagers (6) unter Vakuum in der Vakuumkammer, Setzen des Lagers (6) unter Atmosphärendruck, erneutes Setzen des Lagers (6) unter Vakuum, Durchlaufen einer Ruhephase im Vakuum, Setzen des Lagers (6) unter Atmosphärendruck.The invention relates to a method for filling a fluid dynamic bearing (6) with bearing fluid by means of a filling device with a vacuum chamber (10, 110, 210), comprising the steps of: setting the bearing (6) under vacuum, filling the bearing (6) under vacuum in the vacuum chamber, setting the bearing (6) under atmospheric pressure, re-setting the bearing (6) under vacuum, passing through a rest phase in a vacuum, setting the bearing (6) under atmospheric pressure.

Description

Beschreibungdescription

VERFAHREN ZUM BEFÜLLEN VON FLUIDDYNAMISCHEN LAGERN MIT LAGERFLUIDGEBIET DER ERFINDUNGMETHOD OF FILLING FLUID DYNAMIC BEARINGS WITH BEARING FLUID FIELD OF THE INVENTION

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von fluiddynamischen Lagern mit La¬gerfluid in einer Befüllvorrichtung mit Vakuumkammer. Fluiddynamische Lager werden bei¬spielsweise zur Drehlagerung von Spindelmotoren eingesetzt, wie sie zum Antrieb von Festplat¬tenlaufwerken oder Lüftern verwendet werden.The invention relates to a method for filling fluid dynamic bearings with La¬gerfluid in a filling with vacuum chamber. Fluid dynamic bearings are spielsweise used for the rotary storage of spindle motors, as they are used to drive Festplat¬tenlaufwerken or fans.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Fluiddynamische Lager weisen in der Regel ein feststehendes Lagerbauteil und einrelativ zu diesem drehbares Lagerbauteil auf. Bei den Lagerbauteilen handelt es sich beispiels¬weise um eine Lagerbüchse, in welcher eine Welle drehbar gelagert ist. Zwischen der Welleund der Lagerbüchse ist ein enger Lagerspalt vorhanden, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist.Durch Drehung der Welle wird auf Grund entsprechend ausgebildeter Lagerflächen innerhalbdes Lagerspalts ein hydrodynamischer Druck aufgebaut, der das Lager tragfähig macht.Fluid dynamic bearings usually have a fixed bearing component and relative to this rotatable bearing component. The bearing components are, for example, a bearing bush in which a shaft is rotatably mounted. There is a narrow bearing gap between the shaft and the bearing bush, which is filled with a bearing fluid. By rotating the shaft, a hydrodynamic pressure is built up on the basis of correspondingly formed bearing surfaces within the bearing gap, which makes the bearing load-bearing.

[0003] Das Lagerfluid wird in der Regel erst nach der Montage des Lagers in den Lagerspaltzwischen Welle und Lagerbüchse eingefüllt. Das zu befüllende Lager wird dazu beispielsweisein eine Vakuumkammer einer Befüllvorrichtung eingebracht. Die Vakuumkammer wird evaku¬iert, wodurch die Luft aus dem Lagerspalt entfernt wird. Das Lagerfluid wird dann mittels einerBefüll- und Dosiervorrichtung im Bereich des Lagerspaltes zwischen Lagerbüchse und Welledosiert. Hierzu ist bevorzugt ein ringförmiger Freiraum am Ende des Lagerspaltes vorgesehen,in welchen das Lagerfluid eingebracht wird, so dass der Freiraum mit Lagerfluid gefüllt wird undeinen ununterbrochenen Ring am Lagerspalt bildet. Nachdem das Lagerfluid dosiert ist, wird dieVakuumkammer auf Normaldruck belüftet. Durch die plötzliche Druckerhöhung in der Vakuum¬kammer wird das Lagerfluid aus dem ringförmigen Freiraum in den Lagerspalt hineingedrückt.Die Menge des eingebrachten Lagerfluids ist so bemessen, dass der Lagerspalt vollständig mitLagerfluid ausgefüllt wird. Nun kann das befüllte Lager aus der Vakuumkammer entfernt wer¬den und ein neuer Befüllzyklus kann beginnen. Vorzugsweise werden mehrere Lager gleichzei¬tig in die Vakuumkammer eingebracht und befüllt. Ein solches Befüllverfahren ist beispielsweisein der DE 103 15 222 B3 beschrieben.The bearing fluid is usually filled only after the assembly of the bearing in the bearing gap between the shaft and bearing bush. For example, the bearing to be filled is introduced into a vacuum chamber of a filling device. The vacuum chamber is evacuated, whereby the air is removed from the bearing gap. The bearing fluid is then metered by means of a filling and metering device in the region of the bearing gap between bearing bush and shaft. For this purpose, an annular clearance is preferably provided at the end of the bearing gap, in which the bearing fluid is introduced, so that the free space is filled with bearing fluid and forms a continuous ring at the bearing gap. After the bearing fluid is metered, the vacuum chamber is vented to normal pressure. Due to the sudden increase in pressure in the vacuum chamber, the bearing fluid is forced from the annular clearance into the bearing gap. The amount of bearing fluid introduced is dimensioned so that the bearing gap is completely filled with bearing fluid. Now the filled bearing can be removed from the vacuum chamber and a new filling cycle can begin. Preferably, several bearings are simultane- ously introduced and filled into the vacuum chamber. Such a filling method is described, for example, in DE 103 15 222 B3.

[0004] Es ist auch bekannt, die Zeit nach dem Dosieren des Lagerfluids den Druck in der Vaku¬umkammer gemäß einer vorgegebenen Zeit-Druck-Funktion zu erhöhen, um auf diese Weisedas Eindringen des Lagerfluids in den Lagerspalt zu erleichtern und zu verbessern. Ein solchesVerfahren ist in der AT 505 381 A1 beschrieben.It is also known, the time after dosing of the bearing fluid to increase the pressure in the Vaku¬umkammer according to a predetermined time-pressure function to facilitate in this way the penetration of the bearing fluid in the bearing gap and improve. Such a method is described in AT 505 381 A1.

[0005] Insbesondere fluiddynamische Lager mit beidseitig offenem Lagerspalt werden im Va¬kuum mit Lagerfluid befüllt. Das Lagerfluid fließt jedoch aufgrund des bei bestimmten Baufor¬men relativ langen Lagerspalts während der Vakuum-Phase und dem anschließenden Belüften,d. h. Setzen der Vakuumkammer auf Umgebungsdruck, oftmals nicht vollständig in den Lager¬spalt. Nach dem Belüften kann es Vorkommen, dass Umgebungsluft zusammen mit dem Lager¬fluid in den Lagerspalt gelangt, insbesondere größere Luftbläschen. Sofern die im Lager einge¬schlossene Luft nicht von selbst entweicht kann sie die Lagereigenschaften wesentlich ver¬schlechtern. Oftmals ist es notwendig, im Lager eingeschlossene Luft durch eine längere Ein¬laufphase des Lagers bzw. des Motors aus dem Lager zu entfernen.In particular fluid dynamic bearings with both sides open bearing gap are filled in Va¬kuum with bearing fluid. However, the bearing fluid flows during the vacuum phase and the subsequent venting, due to the relatively long bearing gap in certain building structures. H. Setting the vacuum chamber to ambient pressure, often not completely in the Lager¬spalt. After venting, it may happen that ambient air enters the bearing gap together with the bearing fluid, in particular larger air bubbles. If the air enclosed in the bearing does not escape by itself, it can substantially worsen the bearing properties. Often it is necessary to remove trapped air in the camp by a longer run-in phase of the bearing or the engine from the camp.

[0006] In der US 2005183906 A1 wird eine Vakuumkammer, in der sich ein Lager mit einseitigoffenem Lagerspalt befindet, evakuiert, das Lager mit Fluid befüllt und die Kammer danachbelüftet, damit das Fluid in den Lagerspalt gelangt. Anschließend wird zur Überprüfung dasLager in eine andere Kammer gesetzt, der Fluidfüllstand gemessen, die Kammer evakuiert underneut der Fluidfüllstand gemessen.In US 2005183906 A1, a vacuum chamber in which a bearing with a unilaterally open bearing gap is evacuated, the bearing filled with fluid and then ventilated the chamber so that the fluid passes into the bearing gap. Subsequently, the bearing is placed in another chamber for checking, the fluid level is measured, the chamber is evacuated and the fluid level is measured again.

[0007] In der US 2004107577 A1 wird eine Vakuumkammer, in der sich ein Lager mit einseitig offenem Lagerpalt befindet, evakuiert, eine Ruhephase durchlaufen und dann ein TeilvolumenFluid in das Lager gefüllt. Anschließend wird der Druck in der Kammer etwas erhöht, der Füll¬stand gemessen, das restliche Fluid eingefüllt und die Kammer belüftet.In US 2004107577 A1, a vacuum chamber in which a bearing with bearing gap open on one side is evacuated, run through a rest phase and then filled a partial volume fluid in the camp. Subsequently, the pressure in the chamber is slightly increased, the Füll¬stand measured filled the remaining fluid and the chamber ventilated.

[0008] In der AT 506678 A1 wird ein zu befüllendes Lager in eine Vakuumkammer einge¬schleust, die Vakuumkammer evakuiert und danach durchläuft das Lager eine Ruhephase, umsicher zu stellen, dass das Lager evakuiert ist. Anschließend wird das Lager mit Lagerfluidbefüllt und aus der Vakuumkammer ausgeschleust.In AT 506678 A1, a bearing to be filled is introduced into a vacuum chamber, the vacuum chamber is evacuated, and then the bearing passes through a resting phase to make sure that the bearing is evacuated. Subsequently, the bearing is filled with bearing fluid and discharged from the vacuum chamber.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

[0009] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Befüllen von fluiddynamischenLagern mit Lagerfluid anzugeben, bei dem die Gefahr eines Eindringens von Luft in den Lager¬spalt während des Befüllvorgangs verringert wird.It is the object of the invention to provide a method for filling fluid dynamic bearings with bearing fluid, wherein the risk of ingress of air into the Lager¬spalt is reduced during the filling process.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis3 gelöst.This object is achieved by a method according to claims 1 to 3.

[0011] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere erfindungswesentliche Merkma¬le sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention and further features essential to the invention are specified in the dependent claims.

[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen eines fluiddynamischen Lagers mitLagerfluid mittels einer Befüllvorrichtung mit einer Vakuumkammer umfasst die Schritte: [0013] Setzen des Lagers unter Vakuum, Befüllen des Lagers unter Vakuum in der Vakuum¬kammer, Setzen des Lagers unter Atmosphärendruck, erneutes Setzen des Lagers unter Vaku¬um, Durchlaufen einer Ruhephase im Vakuum, und Setzen des Lagers unter Atmosphären¬druck.The inventive method for filling a fluid dynamic bearing with bearing fluid by means of a filling device with a vacuum chamber comprises the steps: Setting the bearing under vacuum, filling the bearing under vacuum in the vacuum chamber, setting the bearing under atmospheric pressure, set again of the bearing under vacuum, passing through a rest phase in a vacuum, and setting the bearing under atmospheric pressure.

[0014] Unter Vakuum wird im Rahmen dieser Erfindung ein Druck von 2,5 -10 Pa (25 -100pBar) oder weniger verstanden.Under vacuum is understood in the context of this invention, a pressure of 2.5 -10 Pa (25 -100pBar) or less.

[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich insbesondere von dem bisherbekannten Verfahren zum Befüllen von fluiddynamischen Lagern dadurch, dass nach demBefüllvorgang und dem Belüften, d. h. Setzen des Lagers unter Atmosphärendruck, ein zweitesMal ein Vakuum an das Lager angelegt wird. Dabei hat das eingebrachte Lagerfluid Zeit, voll¬ständig in den Lagerspalt einzudringen. Da dieser Prozess unter einem Vakuum stattfindet,kann keine Luft zusammen mit dem Lagerfluid in dem Lagerspalt eingeschlossen werden.The inventive method differs in particular from the previously known method for filling fluid dynamic bearings in that after the filling process and the aeration, d. H. Setting the bearing under atmospheric pressure, a second time a vacuum is applied to the bearing. The introduced bearing fluid has time to completely penetrate into the bearing gap. Since this process takes place under a vacuum, no air can be trapped in the bearing gap together with the bearing fluid.

[0016] Durch das erfindungsgemäße Befüllverfahren wird die Gefahr eines Eindringens von Luftin das Lager während des Befüllvorgangs deutlich verringert. Das Verfahren ist somit sicherergegen mögliche Ausfälle der befüllten Lager aufgrund von Lufteinschlüssen im Lagerspalt.The filling process according to the invention significantly reduces the risk of air entering the bearing during the filling process. The method is thus safer against possible failures of the filled bearings due to air pockets in the bearing gap.

[0017] In der Regel dauert es bei fluiddynamischen Lagern mit „langem“ Lagerspalt relativlange, d. h. einige Minuten, bis das in das Befüllreservoir eingebrachte Lagerfluid durch Kapil¬larwirkung in den Lagerspalt eingedrungen ist. Wenn diese Zeitspanne, die das Lagerfluid zumEindringen in den Lagerspalt braucht, im Vakuum stattfindet, ist die Gefahr eines Eindringensvon Luft zusammen mit dem Lagerfluid in den Lagerspalt wesentlich geringer.In general, it takes in fluid dynamic bearings with "long" bearing gap relatively long, d. H. a few minutes until the bearing fluid introduced into the filling reservoir has penetrated into the bearing gap by capillary action. When this period of time, which the bearing fluid needs to enter the bearing gap, occurs in a vacuum, the risk of air entering the bearing gap together with the bearing fluid is substantially less.

[0018] Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Befüllvorrich¬tung lediglich eine Vakuumkammer, die ein Tor zum Ein- und Ausschleusen der zu befüllendenLager aufweist. Vorzugsweise wird das Lager in der Vakuumkammer in einer ersten Positionunter Vakuum befüllt und dann in eine zweite Position verfahren, in welcher es ebenfalls unterVakuum die Ruhephase durchläuft, während ein weiteres Lager in die erste Position verfahrenund dort befüllt wird. In der Ruhephase kann das Lagerfluid vollständig in den Lagerspalt ein-dringen.According to a first preferred embodiment of the invention, the filling device comprises only a vacuum chamber, which has a gate for the infeed and outfeed of the bearing to be filled. Preferably, the bearing in the vacuum chamber is filled in a first position under vacuum and then moved to a second position in which it also passes under vacuum the rest phase, while another bearing is moved to the first position and filled there. In the resting phase, the bearing fluid can completely penetrate into the bearing gap.

[0019] In dieser Ausgestaltung wird lediglich eine Vakuumkammer zum Befüllen und zumDurchlaufen der Ruhephase benötigt, wobei die Vakuumkammer jeweils beim Ein- und Aus¬schleusen der Lager unter Atmosphärendruck gesetzt wird, während sie beim Befüllvorgangund der Ruhephase unter Vakuum gesetzt wird.In this embodiment, only a vacuum chamber for filling and to pass through the rest phase is required, wherein the vacuum chamber is placed respectively at the inlet and Ausschleusen the bearing under atmospheric pressure while being placed under vacuum during the filling and the rest phase.

[0020] In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Vakuumkammerpermanent unter Vakuum gehalten, und es ist eine Schleusenkammer vorhanden, die zum Ein-und Ausschleusen des Lagers in die Vakuumkammer dient. Hier besteht also der Vorteil, dassdie Vakuumkammer nicht ständig im Wechsel evakuiert und belüftet werden muss. Stattdessenwird die Schleusenkammer abwechselnd unter Vakuum und Atmosphärendruck gesetzt, umjeweils ein Lager ein- bzw. ausschleusen zu können.In another preferred embodiment of the invention, the vacuum chamber is permanently held under vacuum, and there is a lock chamber, which serves for feeding and discharging the bearing in the vacuum chamber. So here is the advantage that the vacuum chamber does not have to be continuously evacuated and ventilated alternately. Instead, the lock chamber is alternately placed under vacuum and atmospheric pressure, in order to be able to lock in and out of a warehouse.

[0021] Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung findet die Ruhephase für ein befülltesLager vorzugsweise in der Schleusenkammer statt, bevor das Lager dann aus der Schleusen¬kammer ausgeschleust wird.According to this embodiment of the invention, the resting phase for a filled storage preferably takes place in the lock chamber before the storage is then discharged from the lock chamber.

[0022] Vorzugsweise befindet sich während der Ruhephase des befüllten Lagers in der Schleu¬senkammer mindestens ein weiteres Lager zum Einschleusen in die Vakuumkammer und/oderes kann sich in der Schleusenkammer noch ein weiteres befülltes und die Ruhephase schondurchlaufenes Lager zum unmittelbaren Ausschleusen aus der Schleusenkammer befinden.Preferably, during the resting phase of the filled warehouse in the Schleu¬senkammer at least one other warehouse for insertion into the vacuum chamber and / ores may be in the lock chamber yet another filled and the rest phase schondurchlaufenes camp for immediate removal from the lock chamber ,

[0023] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Vakuumkammer permanentunter Vakuum gehalten, während zum Einschleusen des Lagers eine erste Schleusenkammerund zum Ausschleusen des Lagers aus der Vakuumkammer eine zweite Schleusenkammerverwendet wird. Sowohl die erste als auch die zweite Schleusenkammer werden abwechselndunter Vakuum oder Atmosphärendruck gesetzt, je nachdem, ob gerade ein Lager in die Schleu¬senkammer eingeführt wird oder ein Lager von der Schleusenkammer in die Vakuumkammereingeführt wird und umgekehrt.According to a further embodiment of the invention, the vacuum chamber is kept permanently under vacuum, while for the introduction of the bearing, a first lock chamber and for discharging the bearing from the vacuum chamber, a second lock chamber is used. Both the first and second lock chambers are placed alternately under vacuum or atmospheric pressure, depending on whether a bearing is being introduced into the lock chamber or a bearing is being introduced from the lock chamber into the vacuum chamber, and vice versa.

[0024] Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung durchläuft das befüllte Lager die Ruhephasevorzugsweise in der zweiten Schleusenkammer.According to this embodiment of the invention, the filled bearing passes through the rest phase, preferably in the second lock chamber.

[0025] Während das befüllte Lager in der zweiten Schleusenkammer seine Ruhephase durch¬läuft, kann sich erfindungsgemäß ein weiteres befülltes und die Ruhephase bereits durchlaufe¬nes Lager zur Ausschleusung aus der zweiten Schleusenkammer in dieser befinden.While the filled warehouse in the second lock chamber durch¬läuft its resting phase, according to the invention, another filled and the rest phase already durchlaufe¬nes camp for discharge from the second lock chamber located in this.

[0026] Erfindungsgemäß befinden sich mehrere Lager auf einem Träger und werden mit demTräger zusammen transportiert. Die auf einem jeweiligen Träger befindlichen Lager durchlaufendenselben Verfahrensschritt, sie werden beispielsweise gleichzeitig in die Vakuumkammereingeschleust, sie werden gleichzeitig oder zumindest im selben Arbeitsschritt befüllt, sie durch¬laufen gleichzeitig die Ruhephase und werden wiederum gleichzeitig aus der Befüllvorrichtungausgeschleust.According to the invention, a plurality of bearings are mounted on a carrier and are transported together with the carrier. The bearings located on a respective carrier pass through the same process step, for example, they are simultaneously introduced into the vacuum chamber, they are filled simultaneously or at least in the same work step, they simultaneously pass through the rest phase and are simultaneously discharged from the filling device.

[0027] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Aus denZeichnungen und ihrer Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfin¬dung.The invention will be described below with reference to the drawings. The drawings and their description provide further features and advantages of the invention.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0028] Figur 1 zeigt schematisch den Ablauf des Befüllvorgangs gemäß einer ersten Ausge¬ staltung der Erfindung.FIG. 1 shows schematically the course of the filling process according to a first embodiment of the invention.

[0029] Figur 2 zeigt schematisch den Ablauf des Befüllvorgangs gemäß einer zweiten Ausge¬ staltung der Erfindung.FIG. 2 shows schematically the sequence of the filling process according to a second embodiment of the invention.

[0030] Figur 3 zeigt schematisch den Ablauf des Befüllvorgangs gemäß einer dritten Ausge¬ staltung der Erfindung.FIG. 3 shows schematically the course of the filling process according to a third embodiment of the invention.

[0031] Figur 4 zeigt eine Ausführungsform eines Spindelmotors mit einem zu befüllenden fluiddynamischen Lager.FIG. 4 shows an embodiment of a spindle motor with a fluid-dynamic bearing to be filled.

[0032] Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Spindelmotors mit einem zu befüllen¬ den fluiddynamischen Lager.FIG. 5 shows a further embodiment of a spindle motor with a fluid dynamic bearing to be filled.

BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

[0033] Die Figuren 1 bis 3 zeigen schematisch verschiedene bevorzugte Möglichkeiten zurFigures 1 to 3 show schematically different preferred ways to

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befüllen eines fluiddynamischen Lagersmit Lagerfluid. Die Befüllvorrichtung zum Einfüllen des Lagerfluids und das Lager selbst sind inden Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellt. Es erfolgt eine Beschreibung des Befüllvorgangswährend einzelner Schritte des Befüllverfahrens. Erfindungsgemäß können gleichzeitig mehrereLager auf einem gemeinsamen Träger in die Befüllvorrichtung eingeschleust und dort gleichzei¬tig oder nacheinander befüllt werden. Zur Befüllung können eine oder mehrere Befüllvorrichtun-gen vorgesehen sein.Carrying out the method according to the invention for filling a fluid dynamic bearing with bearing fluid. The filling device for filling the bearing fluid and the bearing itself are shown schematically in Figures 1 to 3. A description will be given of the filling process during individual steps of the filling process. According to the invention, a plurality of bearings can be simultaneously introduced into the filling device on a common support and filled there simultaneously or successively. For filling one or more Befüllvorrichtun gene may be provided.

[0034] Figur 1 zeigt schematisch den Befüllvorgang gemäß einer ersten Ausgestaltung derErfindung.Figure 1 shows schematically the filling process according to a first embodiment of the invention.

[0035] Das Herz der Befüllvorrichtung ist eine Vakuumkammer 10, die ein Tor 16 zum Ein- undAusschleusen eines Lagers aufweist. Ferner ist eine Vakuumpumpe 18 mit der Vakuumkammer10 verbunden, mit welcher die Vakuumkammer bei geschlossenem Tor 16 auf einen Druck vonbeispielsweise 2,5 Pascal (25 pBar) oder weniger evakuiert werden kann. Mittels eines Ventils20 kann die evakuierte Vakuumkammer 10 wieder belüftet werden. Dieses Ventil 20 kann elekt¬ronisch gesteuert sein, um eine kontrollierte Belüftung vorzunehmen und den Belüftungsvor¬gang entsprechend einer Zeit-Druck-Funktion zu steuern, wie es beispielsweise in der AT 505381 A1 beschrieben ist.The heart of the filling device is a vacuum chamber 10, which has a gate 16 for feeding and discharging a bearing. Further, a vacuum pump 18 is connected to the vacuum chamber 10 with which the vacuum chamber can be evacuated with the door 16 closed to a pressure of, for example, 2.5 pascals (25 pBar) or less. By means of a valve 20, the evacuated vacuum chamber 10 can be re-aerated. This valve 20 may be electronically controlled to provide controlled ventilation and to control the venting operation in accordance with a time-pressure function, as described, for example, in AT 505381 A1.

[0036] Das erfindungsgemäße Befüllverfahren erfolgt nun folgendermaßen. Dabei werden dieTräger entlang eines Transportweges 12 bewegt.The filling process according to the invention now takes place as follows. The carriers are moved along a transport path 12.

[0037] Zunächst wird das Tor 16 geöffnet und ein Träger 1 in die Vakuumkammer 10 einge¬schleust. In der Vakuumkammer 10 herrscht Umgebungsdruck p0. Auf dem Träger 1 ist mindes¬tens ein zu befüllendes fluiddynamisches Lager 6 angeordnet.First, the door 16 is opened and a carrier 1 einge¬schleust in the vacuum chamber 10. In the vacuum chamber 10, ambient pressure p0 prevails. At least one fluid-dynamic bearing 6 to be filled is arranged on the carrier 1.

[0038] Der Träger 1 wird innerhalb der Kammer 10 in eine Position 1 verfahren und das Tor 16geschlossen. Daraufhin wird die Vakuumkammer 10 mittels der Vakuumpumpe 18 evakuiert bisauf einen Druck p. Nach der Evakuierung auf einen Druck p wird in das Lager 6 mittels einerDosiervorrichtung 14 eine bestimmte Menge an Lageröl eingefüllt. Insbesondere wird das La¬geröl in ein Einfüllreservoir eingefüllt und gelangt von dort durch Kapillarwirkung in den Lager¬spalt und in die zu schmierenden Bereiche des Lagers. Nach dem Einbringen des Lagerfluids indas Einfüllreservoir des Lagers 6 wird der Träger 1 in die Position 2 verfahren, wie es in Figur 1dargestellt ist. Danach wird die Vakuumkammer 10 mittels des Ventils 20 auf Atmosphären¬druck po gebracht. Währenddessen fängt das Lagerfluid an, in den Lagerspalt einzudringen,wobei dieser Eindringvorgang einige Minuten bis einige 10 Minuten dauern kann, je nach Längedes Lagerspalts. Um das Eindringen des Lagerfluids in den Lagerspalt zu erleichtern und ins¬besondere ein Eindringen von Luft zu verhindern, wird nun die Vakuumkammer 10 ein zweitesMal evakuiert. Zuvor wird jedoch das Tor 16 geöffnet und ein zweiter Träger 2 in Position 1gebracht und das Tor 16 wieder verschlossen. Daraufhin erfolgt das Evakuieren der Vakuum¬kammer 10 auf den Druck p. In der evakuierten Vakuumkammer 10 kann nun ein weiteresLager 6 auf dem Träger 2 mit der Dosiervorrichtung 14 befüllt werden, währenddessen dasLager 6 auf dem Träger 1 in Position 2 eine Ruhephase durchläuft, in welcher das Lagerfluidunter Vakuum in Ruhe in den Lagerspalt eindringen kann.The carrier 1 is moved within the chamber 10 in a position 1 and the gate 16 is closed. Thereafter, the vacuum chamber 10 is evacuated by the vacuum pump 18 to a pressure p. After evacuation to a pressure p, a certain amount of bearing oil is introduced into the bearing 6 by means of a metering device 14. In particular, the lager oil is filled into a filling reservoir and from there passes by capillary action into the bearing gap and into the areas of the bearing to be lubricated. After introducing the bearing fluid into the filling reservoir of the bearing 6, the carrier 1 is moved to position 2, as shown in FIG. Thereafter, the vacuum chamber 10 is brought by means of the valve 20 to atmospheric pressure po. Meanwhile, the bearing fluid begins to penetrate into the bearing gap, which penetration process can take several minutes to a few tens of minutes, depending on the length of the bearing gap. In order to facilitate the penetration of the bearing fluid into the bearing gap and in particular to prevent the ingress of air, the vacuum chamber 10 is now evacuated a second time. Previously, however, the gate 16 is opened and a second carrier 2 is brought into position 1 and the gate 16 is closed again. Thereafter, the evacuation of the vacuum chamber 10 to the pressure p. In the evacuated vacuum chamber 10, another bearing 6 on the support 2 can now be filled with the metering device 14, during which the bearing 6 on the support 1 in position 2 passes through a resting phase in which the bearing fluid can penetrate under vacuum into the bearing gap.

[0039] Nach einer vorgegebenen Zeit, die einer Ruhezeit von beispielsweise 30 bis 60 Sekun¬den entspricht, wird die Vakuumkammer 10 mittels des Ventils 20 wiederum belüftet und dasTor 16 geöffnet, wonach dann der Träger 1 mit dem befüllten Lager 6 aus der Vakuumkammer10 entfernt werden kann. Danach wird der Träger 2 von Position 1 in Position 2 verfahren undein weiterer Träger (nicht dargestellt) kann durch das Tor 16 in die Vakuumkammer 10 einge¬bracht werden, so dass sich ein kontinuierlicher Befüllprozess mit anschließendem Ruhepro¬zess ergibt. Das Tor 16 wird wiederum verschlossen und die Vakuumkammer 10 evakuiert,wobei nun der Träger 2 in Position 2 die Ruhephase durchläuft und so weiter.After a predetermined time, which corresponds to a rest period of for example 30 to 60 seconds, the vacuum chamber 10 is again ventilated by means of the valve 20 and the gate 16 is opened, after which the carrier 1 with the filled bearing 6 is removed from the vacuum chamber 10 can be. Thereafter, the carrier 2 is moved from position 1 to position 2, and another carrier (not shown) can be introduced through the gate 16 into the vacuum chamber 10, resulting in a continuous filling process with subsequent rest process. The gate 16 is closed again and the vacuum chamber 10 is evacuated, whereby now the carrier 2 in position 2 passes through the resting phase and so on.

[0040] Eine Übersicht über die einzelnen Funktionen und Verfahrenschritte gibt die nachfolgen¬de Tabelle 1.An overview of the individual functions and method steps is given in Table 1 below.

TABELLETABLE

[0041] Figur 2 zeigt eine andere bevorzugte Ausgestaltung einer Befüllvorrichtung zur Durch¬führung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Befüllvorrichtung umfasst einerseits eineVakuumkammer 110 und andererseits eine erste Schleusenkammer 124 zum Einschleusen undeine zweite Schleusenkammer 126 zum Ausschleusen von Lagern bzw. von Trägern 1, 2, 3, 4,5 aus und in die Vakuumkammer 110. In Figur 2 sind insgesamt fünf Träger mit zu befüllendenbzw. befüllten fluiddynamischen Lagern dargestellt, wobei der Träger 1 bereits befüllte Lagerumfasst und kurz vor dem Ausschleusen dargestellt ist, während Träger 5 noch nicht befüllteLager umfasst, die bereit zum Einschleusen bzw. Einbringen in die erste Schleusenkammer 124sind.FIG. 2 shows another preferred embodiment of a filling device for carrying out the method according to the invention. The filling device comprises on the one hand a vacuum chamber 110 and on the other hand a first lock chamber 124 for introduction and a second lock chamber 126 for discharging bearings or carriers 1, 2, 3, 4, 5 and into the vacuum chamber 110. In FIG to be filled or filled fluid dynamic bearings are shown, wherein the carrier 1 already comprises filled bearings and is shown shortly before the discharge, while the carrier 5 comprises unfilled storage ready for introduction into the first lock chamber 124.

[0042] Es wird nun der Verfahrensablauf beschrieben, wie er vom Träger 1 durchlaufen wurde,beginnend mit der Position des Einschleusens, die in der Figur 2 vom Träger 5 eingenommenwird. In der Position des Trägers 5 ist der Träger bereit zum Einschleusen in die erste Schleu¬senkammer 124, wobei ein Tor 116 zur ersten Schleusenkammer 124 geöffnet wird und derTräger in die erste Schleusenkammer 124 eingeführt wird, so dass er die Position des darge¬stellten Trägers 4 einnimmt. Die erste Schleusenkammer 124 steht dabei unter Atmosphären¬druck po und ein Tor 118 zur Vakuumkammer 110 ist geschlossen. Vorzugsweise umfasst jedeSchleusenkammer 124, 126 sowie die Vakuumkammer 110 jeweils eine Vakuumpumpe, wie siein Figur 1 dargestellt ist, zum Evakuieren der jeweiligen Kammer und ein Ventil 20, wie es eben¬falls in Figur 1 dargestellt ist, zum Belüften der jeweiligen Kammer. Es kann auch nur eineVakuumpumpe zum Evakuieren der Kammern 110, 124, 126 vorgesehen sein. Die benötigtenVakuumpumpen und Ventile sind in Figur 2 nicht dargestellt.It will now be described the process flow as it has been traversed by the carrier 1, starting with the position of the insertion, which is taken in the figure 2 from the carrier 5. In the position of the carrier 5, the carrier is ready to be introduced into the first Schleu¬senkammer 124, wherein a gate 116 is opened to the first lock chamber 124 and the carrier is inserted into the first lock chamber 124 so that it the position of the darge shown carrier 4 occupies. The first lock chamber 124 is under atmospheric pressure po and a gate 118 to the vacuum chamber 110 is closed. Each lock chamber 124, 126 and the vacuum chamber 110 preferably each comprise a vacuum pump, as shown in FIG. 1, for evacuating the respective chamber and a valve 20, as also shown in FIG. 1, for ventilating the respective chamber. Also, only one vacuum pump for evacuating the chambers 110, 124, 126 may be provided. The required vacuum pumps and valves are not shown in FIG.

[0043] Nach dem Einbringen des Trägers (dargestellter Träger 4) in die erste Schleusenkam¬mer 124 wird die erste Schleusenkammer 124 evakuiert, wonach dann das Tor 118 zur Vaku¬umkammer 110 geöffnet werden kann und der Träger mit den zu befüllenden Lagern in dieVakuumkammer 110 in eine Position verbracht werden kann, wie sie durch Träger 3 dargestelltist. Nachfolgend wird das Tor 118 zur ersten Schleusenkammer 124 wieder geschlossen. Da¬nach kann die erste Schleusenkammer 124 auf Atmosphärendruck belüftet werden und einweiterer Träger kann in die erste Schleusenkammer 124 eingebracht werden.After introducing the carrier (illustrated carrier 4) into the first lock chamber 124, the first lock chamber 124 is evacuated, after which the door 118 to the vacuum chamber 110 can be opened and the carrier with the bearings to be filled into the vacuum chamber 110 can be brought into a position as represented by carrier 3. Subsequently, the gate 118 to the first lock chamber 124 is closed again. Thereafter, the first lock chamber 124 can be vented to atmospheric pressure and another carrier can be introduced into the first lock chamber 124.

[0044] Zwischenzeitlich werden die auf dem Träger befindlichen Lager, welcher Träger in einerPosition ist wie durch Träger 3 dargestellt, durch eine Dosiervorrichtung 114 mit Lageröl befüllt.In the meantime, the supports on the carrier, which carrier is in a position as represented by carrier 3, are filled with bearing oil by a metering device 114.

Dips arfnlnt untar Vakuum Dia Vakuumkammar 11Γ) «taht stänrlin nntar Vakuum i inH wirrl in HarDips will work under vacuum Dia vacuum chamber 11Γ) Taht stänrlin nntar Vacuum i inH wirrl in Har

Regel nicht belüftet. Gleichzeitig wird die zweite Schleusenkammer 126 unter Vakuum gesetztund hernach kann ein Tor 120 zur Vakuumkammer 110 geöffnet werden. Der Träger mit denbefüllten Lagern kann nun in eine Position 1 in der zweiten Schleusenkammer 126 verfahrenwerden, wie sie durch den Träger 2 eingenommen ist. Hernach wird das Tor 120 wieder ge¬schlossen.Usually not ventilated. At the same time, the second lock chamber 126 is placed under vacuum, and thereafter, a door 120 to the vacuum chamber 110 can be opened. The carrier with the filled bearings can now be moved to a position 1 in the second lock chamber 126, as occupied by the carrier 2. Afterwards the gate 120 is closed again.

[0045] Aus der ersten Schleusenkammer 124 kann nun nach erneuter Evakuierung der erstenSchleusenkammer 124 ein weiterer Träger in die Vakuumkammer 110 befördert werden. Zwi¬schenzeitlich wird die zweite Schleusenkammer 126 bei geschlossenem Tor 120 belüftet undder Träger von Position 1 in Position 2 innerhalb der zweiten Schleusenkammer 126 verbracht.Die Position 2 wird in der Figur 2 durch den Träger 1 eingenommen. Anschließend wird diezweite Schleusenkammer 126 evakuiert, so dass die gefüllten Lager auf Träger 1 in der Positi¬on 2 nun eine Ruhephase im Vakuum durchlaufen. Nun kann ein weiterer Träger von der Vaku¬umkammer 110 durch das geöffnete Tor 120 in Position 1 der zweiten Schleusenkammer 126verbracht werden. Die Lager auf dem Träger 1 befinden sich immer noch in der Ruhephaseunter Vakuum. Das Tor 120 wird wiederum verschlossen und die zweite Schleusenkammer 126belüftet, wonach nun der Träger 1 in Position 2 über ein Tor 122 aus der Vorrichtung ausge¬schleust werden kann, während der Träger 2 von Position 1 in die Position 2 verfahren wird unddort im nächsten Zyklus seine Ruhephase durchläuft.After renewed evacuation of the first lock chamber 124, another support can now be conveyed out of the first lock chamber 124 into the vacuum chamber 110. In the meantime, the second lock chamber 126 is vented with the door 120 closed and the carrier is moved from position 1 to position 2 within the second lock chamber 126. Position 2 is assumed by the carrier 1 in FIG. Subsequently, the second lock chamber 126 is evacuated, so that the filled bearings on support 1 in the Positi¬on 2 now undergo a rest phase in a vacuum. Now a further carrier can be brought from the vacuum chamber 110 through the opened gate 120 into position 1 of the second lock chamber 126. The bearings on the carrier 1 are still in the idle phase under vacuum. The door 120 is in turn closed and the second lock chamber 126 aerated, after which the support 1 can now be discharged in position 2 via a gate 122 from the device, while the carrier 2 is moved from position 1 to position 2 and there in the next cycle goes through its rest phase.

[0046] Der entsprechende Verfahrensablauf und die Zustände des Drucks, der Tore und diePositionen der Träger sind in Tabelle 2 dargestellt. TABELLE 2 _The corresponding process sequence and the states of the pressure, the gates and the positions of the carriers are shown in Table 2. TABLE 2 _

[0047] Ein weiteres Beispiel einer Befüllvorrichtung ist in Figur 3 dargestellt. Die Befüllvorrich-tung umfasst eine Vakuumkammer 210 sowie eine einzige Schleusenkammer 224, die sowohlzum Einschleusen von Trägern in die Vakuumkammer 210 als auch zum Ausschleusen derTräger aus der Vakuumkammer 210 dient. Gleichzeitig dient die Schleusenkammer 224 auchzur Durchführung der Ruhephase für die befüllten Lager.Another example of a filling device is shown in FIG. The filling device comprises a vacuum chamber 210 and a single lock chamber 224, which serves both for introducing carriers into the vacuum chamber 210 and for discharging the carriers from the vacuum chamber 210. At the same time, the lock chamber 224 also serves to carry out the resting phase for the filled bearings.

[0048] Die Vakuumkammer 210 befindet sich in der Regel unter ständigem Vakuum. DieSchleusenkammer 224 befindet sich zunächst unter Atmosphärendruck, wobei ein Tor 218 zurVakuumkammer 210 geschlossen ist und ein Tor 216 geöffnet wird, so dass ein Träger in Posi¬tion 1 in die Schleusenkammer 224 eingebracht werden kann. Die Träger bewegen sich entlangeines Transportweges 212. Nachdem der Träger, hier dargestellt durch Träger 4 in Position 1ist, wird das Tor 216 geschlossen und die Schleusenkammer 224 evakuiert. Nach dem Evakuie¬ren kann das Tor 218 zur Vakuumkammer 210 geöffnet werden und der Träger von der Position 1 in die Vakuumkammer 210 verfahren werden, hier dargestellt durch Träger 3. Das Tor 218wird wiederum geschlossen und die Schleusenkammer 224 auf Atmosphärendruck belüftet. Inder Vakuumkammer 210 werden auf dem Träger befindliche Lager 6 durch eine Dosiereinrich¬tung 214 befüllt, während ein weiterer Träger, hier dargestellt durch Träger 5, in die Schleusen¬kammer 224 in Position 1 eingebracht wird. Die Schleusenkammer 224 wird wiederum evaku¬iert, wonach der Träger mit den befüllten Lagern 6 entlang des Transportweges 12 durch dasgeöffnete Tor 218 in Position 2 verfahren werden kann, während der Träger von Position 1 indie Vakuumkammer 210 befördert wird. Hernach wird das Tor 218 wiederum geschlossen unddie Schleusenkammer 224 belüftet. Dann kann das Tor 216 geöffnet werden und ein weitererTräger in Position 1 verfahren werden, während der Träger auf Position 2, hier dargestellt durchTräger 2, in Position 3 verfahren wird.The vacuum chamber 210 is usually under constant vacuum. The lock chamber 224 is initially under atmospheric pressure, wherein a gate 218 is closed to the vacuum chamber 210 and a gate 216 is opened, so that a support in position 1 can be introduced into the lock chamber 224. The carriers move along a transport path 212. After the carrier, shown here by carrier 4 in position 1, the gate 216 is closed and the lock chamber 224 is evacuated. After evacuation, gate 218 may be opened to vacuum chamber 210 and the carrier moved from position 1 into vacuum chamber 210, here represented by carrier 3. Gate 218 is closed again and vent chamber 224 is vented to atmospheric pressure. In the vacuum chamber 210, bearings 6 located on the carrier are filled by a metering device 214, while another carrier, represented here by carriers 5, is introduced into the lock chamber 224 in position 1. The lock chamber 224 is in turn evacuated, after which the carrier with the filled bearings 6 can be moved along the transport path 12 through the open door 218 in position 2, while the carrier is transported from position 1 into the vacuum chamber 210. Afterwards, the gate 218 is closed again and the lock chamber 224 is vented. Then the gate 216 can be opened and another carrier moved to position 1 while the carrier is moved to position 2, represented by carrier 2, in position 3.

[0049] Das Tor 216 wird verschlossen, wie auch das Tor 218 und die Schleusenkammer 224wird evakuiert. Währenddessen können in der Vakuumkammer 210 auf dem Träger befindlicheLager 6 mit Lagerfluid befüllt werden. Nach dem Evakuieren der Schleusenkammer 224 befin¬den sich nun die befüllten Lager in Position 3, hier dargestellt durch Träger 1, in einer Ruhe¬phase, während das Tor 218 geöffnet wird, der Träger aus der Vakuumkammer 210 in Position 2 verfahren wird und der Träger aus der Schleusenkammer 224 Position 1 in die Vakuumkam¬mer 210 verfahren wird. Das Tor 218 kann anschließend wiederum geschlossen werden unddie Schleusenkammer 224 belüftet auf Atmosphärendruck werden, wonach das Tor 216 geöff¬net werden kann und der erste Träger mit befüllten Lagern und durchlaufener Ruhephase ausder Befüllvorrichtung entnommen werden kann. Dieser Zyklus wiederholt sich wieder durchweiteres Einbringen eines Trägers in Position 1 der Schleusenkammer 224. Der Verfahrensab¬lauf ist in Tabelle 3 im Einzelnen dargestellt. TABELLE 3The gate 216 is closed, as well as the gate 218 and the lock chamber 224 is evacuated. Meanwhile, bearings 6 located in the vacuum chamber 210 can be filled with bearing fluid. After the evacuation of the lock chamber 224, the filled bearings are now in position 3, represented here by support 1, in a rest phase, while the door 218 is opened, the support is moved from the vacuum chamber 210 into position 2 and the Carrier from the lock chamber 224 position 1 in the Vakuumkam¬mer 210 is moved. The gate 218 can then be closed again and the lock chamber 224 vented to atmospheric pressure, after which the door 216 can be opened and the first carrier with filled bearings and continuous rest phase can be removed from the filling device. This cycle is repeated again by further insertion of a carrier in position 1 of the lock chamber 224. The Verfahrensab¬lauf is shown in Table 3 in detail. TABLE 3

_ [0050] Figur 4 zeigt einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lager, das mittels dererfindungsgemäßen Befüllvorrichtung mit Lagerfluid befüllt werden kann. Der Spindelmotorumfasst eine Basisplatte 310, die eine im Wesentlichen zentrale zylindrische Öffnung aufweist,in welcher ein topfförmiges Bauteil 312 aufgenommen ist. Das topfförmige Bauteil 312 umfassteine zentrale Öffnung, in welcher eine Welle 314 befestigt ist. An dem freien Ende der festste¬henden Welle 314 ist ein ringförmiges Bauteil 316 angeordnet, das vorzugsweise einteilig mitder Welle 314 ausgebildet ist. Die genannten Bauteile 310, 312, 314 und 316 bilden die festste¬hende Komponente des Lagersystems. Das Lager umfasst eine Lagerbüchse 322 an welchereine Nabe 342 befestigt ist. Die Lagerbüchse 322 ist in einem durch die Welle 314 und diebeiden Bauteile 312, 316 gebildeten Zwischenraum relativ zu diesen Bauteilen drehbar um eineDrehachse 350 angeordnet. Das obere Bauteil 316 wird auch als Stopperbauteil bezeichnet und ist in einer ringförmigen Aussparung der Lagerbüchse 322 angeordnet. Am radial außen gele¬genen Rand der ringförmigen Aussparung der Lagerbüchse 322 ist in der Lagerbüchse 322eine umlaufende Rille 323 angeordnet, die das Verhalten des fluiddynamischen Lagers unterSchock verbessert. Das Stopperbauteil 316 limitiert eine Bewegung des Rotorbauteils 322, 342in axialer Richtung und verhindert somit insbesondere eine Demontage des Lagers im Schock¬fall. Aneinander angrenzende Flächen der Welle 314, der Lagerbüchse 322 und der beidenBauteile 312, 316, die sich bei Stillstand, geringen Drehzahlen oder im Schockfall berührenkönnen, sind durch einen beidseitig offenen Lagerspalt 324 voneinander getrennt. Der Lager¬spalt 324 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Wenn der Spindelmotorzum Antrieb eines Festplattenlaufwerks eingesetzt wird, trägt die Nabe 342 eine oder mehrereSpeicherplatten (nicht dargestellt).FIG. 4 shows a spindle motor with a fluid-dynamic bearing which can be filled with bearing fluid by means of the filling device according to the invention. The spindle motor includes a base plate 310 having a substantially central cylindrical opening in which a cup-shaped member 312 is received. The cup-shaped member 312 includes a central opening in which a shaft 314 is fixed. Arranged at the free end of the stationary shaft 314 is an annular component 316, which is preferably formed integrally with the shaft 314. Said components 310, 312, 314 and 316 form the fixed component of the storage system. The bearing includes a bearing bushing 322 to which a hub 342 is attached. The bushing 322 is rotatably disposed about a rotational axis 350 in a space formed by the shaft 314 and the two components 312, 316 relative to these components. The upper component 316 is also referred to as a stopper component and is arranged in an annular recess of the bearing bush 322. At the radially outer edge of the annular recess of the bearing bush 322, a circumferential groove 323 is arranged in the bearing bush 322, which improves the behavior of the fluid dynamic bearing under shock. The stopper component 316 limits a movement of the rotor component 322, 342 in the axial direction and thus in particular prevents disassembly of the bearing in the event of a shock. Adjacent surfaces of the shaft 314, the bearing bush 322 and the two components 312, 316, which may contact each other at a standstill, at low rotational speeds or in the event of shock, are separated by a bearing gap 324 open on both sides. The Lager¬spalt 324 is filled with a bearing fluid, such as a bearing oil. When the spindle motor is used to drive a hard disk drive, the hub 342 carries one or more storage disks (not shown).

[0051] Die Lagerbüchse 322 hat eine zylindrische Lagerbohrung, an deren Innenumfang zweiin einem Abstand voneinander angeordnete zylindrische Radiallagerflächen ausbildet sind,welche durch einen dazwischen angeordneten Separatorspalt 340 voneinander getrennt sind.Die Radiallagerflächen umschließen die stehende Welle 314 in einem Abstand von wenigenMikrometern unter Bildung eines axial verlaufenden Abschnitts des Lagerspalts 324. Die Radial¬lagerflächen sind mit geeigneten Radiallagerrillen, die beispielsweise sinus- oder parabelförmigausgebildet sein können, versehen, so dass sie mit jeweils gegenüberliegenden Lagerflächender Welle 314 zwei fluiddynamische Radiallager 318, 320 ausbilden. Das obere Radiallager 318ist dabei weitgehend symmetrisch ausgebildet, was bedeutet, dass der Teil der Lagerrillenstruk¬turen, der oberhalb des Apex angeordnet ist, etwa genauso lang ausgebildet ist, wie der untereTeil der Lagerrillen. Es gibt aufgrund der symmetrischen Ausbildung der Radiallagerrillen keinegenerierte Netto-Pumprichtung, die auf das Lagerfluid wirkt. Demgegenüber ist das untereRadiallager 320 asymmetrisch ausgebildet insofern, als dass der Teil der Lagerrillenstrukturen,der unterhalb des Apex angeordnet ist, länger ausgebildet ist als der obere Teil der Radiallager¬rillen. Hierdurch wird eine Netto-Pumpwirkung auf das Lagerfluid ausgeübt, welche das Lager¬fluid axial nach oben in Richtung des oberen Radiallagers 318 befördert.The bearing bush 322 has a cylindrical bearing bore, on the inner circumference of which are formed two spaced-apart cylindrical radial bearing surfaces separated by a separator gap 340 therebetween. The radial bearing surfaces surround the standing shaft 314 at a distance of a few microns to form a axially extending portion of the bearing gap 324. The Radial¬ bearing surfaces are provided with suitable radial bearing grooves, which may be formed, for example, sinusoidal or parabolic, so that they form each with opposite bearing surfaces of the shaft 314 two fluid dynamic radial bearings 318, 320. The upper radial bearing 318 is designed to be substantially symmetrical, which means that the part of the Lagerrillenstruk¬ turen, which is arranged above the apex, is formed about the same length as the lower part of the bearing grooves. Due to the symmetrical design of the radial bearing grooves, there is no net generated pumping direction which acts on the bearing fluid. In contrast, the lower radial bearing 320 is formed asymmetrically in that the part of the bearing groove structures disposed below the apex is made longer than the upper part of the radial bearing grooves. As a result, a net pumping action is exerted on the bearing fluid, which conveys the bearing fluid axially upwards in the direction of the upper radial bearing 318.

[0052] An das untere Radiallager 320 schließt sich ein radial verlaufender Abschnitt des Lager¬spalts 324 an, der durch radial verlaufende Lagerflächen der Lagerbüchse 322 und entspre¬chend gegenüber liegende Lagerflächen des Bauteiles 312 gebildet wird. Diese Lagerflächenbilden das fluiddynamische Axiallager 334 in Form eines zur Rotationsachse 342 senkrechtenKreisringes. Das fluiddynamische Axiallager 334 ist beispielsweise durch spiralförmige Axialla¬gerrillen gekennzeichnet, die entweder auf der Stirnseite der Lagerbüchse 322, der Innenseitedes Bauteils 312 oder beiden Bauteilen angebracht sind. In einer anderen Ausgestaltung desAxiallagers kann dieses eine Fischgräten-artige (Herringbone) Lagerillenstruktur aufweisen. DieAxiallagerrillen des Axiallagers 334 sind so ausgebildet, dass sie auf das im radial verlaufendenAbschnitt des Lagerspalts 324 befindliche Lagerfluid eine Pumpwirkung radial nach innen inRichtung des Radiallagers 320 erzeugen. Dadurch nimmt der Fluiddruck von einer radial äuße¬ren zu einer radial inneren Position des Axiallagerspalts kontinuierlich zu.At the lower radial bearing 320 is followed by a radially extending portion of the Lager¬spalt 324, which is formed by radially extending bearing surfaces of the bearing bush 322 and corresponding opposite bearing surfaces of the component 312. These bearing surfaces form the fluid dynamic thrust bearing 334 in the form of a circular ring perpendicular to the rotation axis 342. The fluid-dynamic axial bearing 334 is characterized for example by spiral Axialla¬gerrillen, which are mounted either on the end face of the bearing bush 322, the inside of the component 312 or both components. In another embodiment of the axial bearing, it may have a herringbone bearing structure. The axial bearing grooves of the thrust bearing 334 are formed so as to generate a pumping action radially inward toward the radial bearing 320 on the bearing fluid located in the radially extending portion of the bearing gap 324. As a result, the fluid pressure continuously increases from a radially outer to a radially inner position of the axial bearing gap.

[0053] An den radialen Abschnitt des Lagerspalts 324 im Bereich des Axiallagers 334 schließtsich ein anteilig mit Lagerfluid gefüllter Dichtungsspalt 326 an, der durch einander gegenüber¬liegende Flächen der Lagerbüchse 322 und des topfförmigen Bauteils 312 gebildet wird. DerDichtungsspalt 326 dichtet den Lagerspalt 324 an diesem Ende ab. Der Dichtungsspalt 326umfasst einen gegenüber dem Lagerspalt 324 verbreiterten radial verlaufenden Abschnitt, derin einen sich konisch öffnenden, nahezu axial verlaufenden Abschnitt übergeht, der von eineräußeren Umfangsfläche der Lagerbüchse 322 und einer inneren Umfangsfläche des topfförmi¬gen Bauteils 312 begrenzt wird. Neben der Funktion als kapillare Dichtung dient der Dichtungs¬spalt 326 als Fluidreservoir und stellt die für die Lebensdauer des Lagersystems benötigteFluidmenge bereit. Ferner können Fülltoleranzen und eine eventuelle thermische Ausdehnungdes Lagerfluids ausgeglichen werden. Die beiden den konischen Abschnitt des Dichtungsspalts326 bildenden Flächen an der Lagerbüchse 322 und des topfförmigen Bauteils 312 könnenjeweils relativ zur Drehachse 350 nach innen geneigt sein. Der Neigungswinkel beträgt vor¬zugsweise zwischen 0 Grad und 5 Grad. Dabei ist der Neigungswinkel der äußeren Umfangs-fläche der Laaerhuchse 322 nrößer als der Neiaunaswinkel der inneren Umfanasfläohe des topfförmigen Bauteils 312, wodurch sich eine konische Erweiterung des Dichtungsspaltes 326ergibt. Dadurch wird das Lagerfluid bei einer Drehung des Lagers aufgrund der Fliehkraft nachinnen in Richtung des Lagerspalts 324 gedrückt.At the radial portion of the bearing gap 324 in the area of the axial bearing 334, a sealing gap 326 filled proportionately with bearing fluid closes, which is formed by opposing surfaces of the bearing bush 322 and of the cup-shaped component 312. The seal gap 326 seals the bearing gap 324 at this end. Seal gap 326 includes a radially extending portion widened with respect to bearing gap 324, which merges into a conically opening, almost axially extending portion delimited by an outer peripheral surface of bearing sleeve 322 and an inner circumferential surface of cup-shaped component 312. In addition to functioning as a capillary seal, the seal gap 326 serves as a fluid reservoir and provides the amount of fluid required for the life of the bearing system. Furthermore, filling tolerances and a possible thermal expansion of the bearing fluid can be compensated. The two surfaces forming the conical portion of the seal gap 326 on the bearing bush 322 and the cup-shaped member 312 may each be inclined inwardly relative to the rotation axis 350. The angle of inclination is preferably between 0 degrees and 5 degrees. The angle of inclination of the outer peripheral surface of the Laaerhuchse 322 is no greater than the Neiaunaswinkel the inner Umfanasfläohe the cup-shaped member 312, resulting in a conical widening of the sealing gap 326. As a result, the bearing fluid is pressed inwardly in the direction of the bearing gap 324 during a rotation of the bearing due to the centrifugal force.

[0054] Das Lagersystem weist einen Rezirkulationskanal 332, der als schräge Bohrung inner¬halb der Lagerbüchse 322 ausgebildet ist, auf. Der Rezirkulationskanal 332 verbindet einenAbschnitt des Lagerspalts 324 radial außerhalb des Axiallagers 334 direkt mit einem Abschnittdes Lagerspalts 324 unterhalb des Bauteils 316 miteinander. An seinem oberen Ende bricht derRezirkulationskanal 332 in die umlaufende Rille 323 durch. Dieser Rezirkulationskanal 332dient insbesondere dem Druckausgleich zwischen den voneinander entfernten Enden desLagerspalts 324 und ermöglicht eine Zirkulation des Lagerfluids im Lagerspalt 324.The storage system has a recirculation channel 332, which is formed as an oblique bore within the bearing bush 322, on. The recirculation passage 332 connects a portion of the bearing gap 324 radially outside the thrust bearing 334 directly to a portion of the bearing gap 324 below the member 316. At its upper end, the recirculation channel 332 breaks into the circumferential groove 323. In particular, this recirculation passage 332 serves to equalize the pressure between the mutually remote ends of the bearing gap 324 and allows circulation of the bearing fluid in the bearing gap 324.

[0055] Der entlang des Axiallagers 334 verlaufende Abschnitt des Lagerspaltes 324 weist radialaußerhalb des Axiallagers 330 im Bereich der Einmündung des Rezirkulationskanals 332 einewesentlich größere Spaltbreite im Vergleich zum Lagerspalt 324 auf. Dieser verbreitete Spaltkann durch eine ringförmige Aussparung oder Stufe am Bauteil 312 und/oder der Lagerbüchse322 gebildet werden. Durch diesen Abschnitt mit vergrößerter Spaltbreite wird die Gesamtrei¬bung des Lagers reduziert und eine bessere Ausleitung von im Lagerfluid gelösten Luftbläschenaus dem Lagerspalt 324 erreicht. Zwischen der Basisplatte 310 und der Lagerbüchse 322 istein enger Luftspalt 348 angeordnet, durch den ein Entweichen, beispielsweise durch Abdamp¬fen, von Lagerfluid aus dem Lager minimiert wird.The section of the bearing gap 324 running along the axial bearing 334 has a substantially greater gap width compared to the bearing gap 324 radially outside the axial bearing 330 in the region of the junction of the recirculation channel 332. This widespread gap may be formed by an annular recess or step on the component 312 and / or the bearing bush 322. By this section with increased gap width Gesamtrei¬bung the bearing is reduced and a better discharge of dissolved in the bearing fluid air bubbles reaches from the bearing gap 324. Between the base plate 310 and the bearing bush 322, a narrow air gap 348 is arranged, through which an escape, for example by evaporation, of bearing fluid from the bearing is minimized.

[0056] Auf der anderen Seite des Fluidlagersystems ist die Lagerbüchse 322 im Anschluss andas obere Radiallager 318 so gestaltet, dass es eine radial verlaufende Fläche ausbildet, diemit einer entsprechend gegenüberliegenden Fläche des ringförmigen Bauteils 316 einen radia¬len Spalt bildet. An den radialen Spalt schließt sich ein axial verlaufender Dichtungsspalt 330an, der das Fluidlagersystem an diesem Ende abdichtet. Der Dichtungsspalt 330 wird durcheinander gegenüberliegende Oberflächen der Lagerbüchse 322 und des ringförmigen Bauteils316 begrenzt und weitet sich am äußeren Ende mit vorzugsweise konischem Querschnitt auf.Dabei verläuft die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Bauteils 316 im Verlauf zum Lager¬äußeren zunächst parallel zur Drehachse 350, ist anschließend im Bereich der konischen Kapil¬lardichtung kegelförmig ausgebildet, wobei sie dabei einen Winkel von mehr als 45 Grad relativzur Drehachse 350 aufweist und verläuft anschließend an den kegelförmigen Abschnitt wiederparallel zur Drehachse 350. Die gegenüberliegende innere Umfangsfläche der Lagerbüchse322 verläuft dabei parallel zur Drehachse 350, so dass sich zunächst ein axial verlaufenderSpalt mit einer sich daran anschließenden konischen Kapillardichtung ergibt. Der Dichtungs¬spalt 330 umfasst vorzugsweise eine dynamische Pumpdichtung 328, die durch Pumprillen¬strukturen auf der Oberfläche des Stopperbauteils 316 und/oder der Lagerbüchse 322 gekenn¬zeichnet ist. Die dynamische Pumpdichtung 328 reicht im axialen Verlauf nicht bis in den radialverlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 324, da zwischen der Pumpdichtung 328 und demradial verlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 324 eine sogenannte Ruhezone benötigt wird,um zu vermeiden, dass Luft in das Lager gelangt. Während sich das Lager dreht, erzeugen dieRillenstrukturen der Pumpdichtung 328 eine Pumpwirkung auf das im Dichtungsspalt 330 be¬findliche Lagerfluid. Diese Pumpwirkung ist in das Innere des Lagerspalts 324, also in Richtungdes oberen Radiallagers 318 gerichtet.On the other side of the fluid bearing system, the bearing bush 322 following the upper radial bearing 318 is designed to form a radially extending surface which forms a radial gap with a corresponding opposite surface of the annular member 316. The radial gap is followed by an axially extending sealing gap 330an which seals the fluid bearing system at that end. The sealing gap 330 is limited by mutually opposite surfaces of the bearing bush 322 and the annular member 316 and widens at the outer end with a preferably conical cross section. The outer peripheral surface of the annular member 316 in the course of Lager¬äußeren initially parallel to the axis of rotation 350, is then in the region of the conical Kapil¬lardichtung tapered, wherein it has an angle of more than 45 degrees relative to the rotation axis 350 and then extends to the tapered portion again parallel to the rotation axis 350. The opposite inner peripheral surface of the bearing bush 322 is parallel to the rotation axis 350, so that initially results in an axially extending gap with an adjoining conical capillary seal. The seal gap 330 preferably comprises a dynamic pump seal 328, which is marked by pump groove structures on the surface of the stopper component 316 and / or the bearing bush 322. The dynamic pump seal 328 does not extend axially into the radially extending portion of the bearing gap 324, since a so-called quiet zone is required between the pump seal 328 and the radially extending portion of the bearing gap 324 to prevent air from entering the bearing. As the bearing rotates, the groove structures of pumping seal 328 create a pumping action on the bearing fluid in seal gap 330. This pumping action is directed into the interior of the bearing gap 324, ie in the direction of the upper radial bearing 318.

[0057] Der obere Dichtungsspalt 330 ist durch eine Abdeckung 352 die als flache ringförmigeScheibe ausgebildet ist, abgedeckt. Die Abdeckung 352 ist beispielsweise auf einem Rand derLagerbüchse 322 befestigt. Ein innerer Rand der Abdeckung 352 bildet zusammen mit demAußenumfang des ringförmigen Bauteils 316 einen Luftspalt als Spaltdichtung. Dies erhöht dieSicherheit gegen ein Austreten von Lagerfluid aus dem Dichtungsspalt 330 bzw. verringert einAbdampfen des Lagerfluids und erhöht somit die Lebensdauer des Fluidlagers.The upper sealing gap 330 is covered by a cover 352 formed as a flat annular disc. The cover 352 is fixed, for example, on an edge of the bearing bush 322. An inner edge of the cover 352, together with the outer periphery of the annular member 316, forms an air gap as a gap seal. This increases the safety against leakage of bearing fluid from the seal gap 330 or reduces vaporization of the bearing fluid and thus increases the life of the fluid bearing.

[0058] Zum Befüllen des Lagers mit Lagerfluid ist am Ende des oberen Dichtungsspalts 330 einringförmiges Einfüllreservoir 358 vorgesehen. Das Volumen des Einfüllreservoirs 358 ist vor¬zugsweise mindestens so groß wie das Gesamtvolumen des in das Lager einzufüllenden La¬gerfluids.For filling the bearing with bearing fluid, an annular filling reservoir 358 is provided at the end of the upper sealing gap 330. The volume of the filling reservoir 358 is preferably at least as large as the total volume of the storage fluid to be introduced into the storage.

[0059] Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors wird in bekannter Weisegebildet durch eine an der Basisplatte 310 angeordnete Statoranordnung 344 und einem dieStatoranordnung in einem radialen Abstand umgebenden, ringförmigen Rotormagneten 346,der an einer inneren Umfangsfläche der Nabe 342 angeordnet ist. Der Rotormagnet ist voneinem Joch 347 umgeben, das als magnetischer Rückschluss dient.The electromagnetic drive system of the spindle motor is conventionally formed by a stator assembly 344 disposed on the base plate 310 and an annular rotor magnet 346 surrounding the stator assembly at a radial distance disposed on an inner circumferential surface of the hub 342. The rotor magnet is surrounded by a yoke 347 which serves as a magnetic return.

[0060] Da der Spindelmotor nur ein fluiddynamisches Axiallager 334 aufweist, das eine axialeKraft auf die Nabe 342 in Richtung des ringförmigen Bauteils 316 erzeugt, muss eine entspre¬chende Gegenkraft oder Vorspannkraft am beweglichen Lagerteil vorgesehen werden, die dasLagersystem axial im Gleichgewicht hält. Hierfür kann die Basisplatte 310 einen ferromagneti¬schen Zugring 354 aufweisen, der dem Rotormagneten 346 axial gegenüberliegt und von die¬sem magnetisch angezogen wird. Diese magnetische Anziehungskraft wirkt entgegen der Kraftdes Axiallagers 334 und hält das Lager axial stabil. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Lösungkönnen die Statoranordnung 344 und der Rotormagnet 346 axial zueinander versetzt angeord¬net werden, und zwar so, dass die magnetische Mitte des Rotormagneten 346 axial weiterentfernt von der Basisplatte 310 angeordnet wird als die magnetische Mitte der Statoranord¬nung 344. Dadurch wird durch das Magnetsystem des Motors eine axiale Kraft aufgebaut, dieentgegengesetzt zum Axiallager 334 wirkt.Since the spindle motor has only one fluid dynamic thrust bearing 334 which generates an axial force on the hub 342 in the direction of the annular member 316, a corresponding counterforce or biasing force must be provided on the movable bearing member which axially axially balances the bearing system. For this purpose, the base plate 310 may have a ferromagnetic pull ring 354, which is axially opposite the rotor magnet 346 and magnetically attracted by dies¬sem. This magnetic attraction acts against the force of the thrust bearing 334 and keeps the bearing axially stable. As an alternative or in addition to this solution, the stator arrangement 344 and the rotor magnet 346 can be arranged axially offset relative to one another in such a way that the magnetic center of the rotor magnet 346 is arranged axially further away from the base plate 310 than the magnetic center of the stator arrangement 344. As a result, an axial force is created by the magnet system of the motor, which acts opposite to the thrust bearing 334.

[0061] In der Einfüllvorrichtung gemäß den Figuren 1, 2 oder 3 wird die Gesamtmenge deseinzufüllenden Lagerfluids mittels der Dosiervorrichtung 14, 114, 214 in das ringförmige Einfüll¬reservoir eingebracht. Das Lagerfluid dringt dann aufgrund der Schwerkraft und Kapillarwirkungin den Lagerspalt 324, den Rezirkulationskanal 332 und die Dichtungsspalten 326, 330 ein.Durch das erfindungsgemäße Befüllverfahren wird das Eindringen des Lagerfluids in das Lagerverbessert und insbesondere ein Eindringen von Luft in das Lager verhindert.In the filling device according to FIGS. 1, 2 or 3, the total quantity of the storage fluid to be introduced is introduced by means of the metering device 14, 114, 214 into the annular filling reservoir. The bearing fluid then penetrates into the bearing gap 324, the recirculation channel 332 and the sealing gaps 326, 330 due to gravity and capillary action. The filling method according to the invention improves the penetration of the bearing fluid into the bearing and in particular prevents air from entering the bearing.

[0062] Figur 5 zeigt einen Spindelmotor mit einer gegenüber Figur 4 abgewandelten Ausgestal¬tung eines fluiddynamischen Lagersystems, dessen Aufbau im Wesentlichen dem Aufbau desLagersystems gemäß Figur 4 entspricht.FIG. 5 shows a spindle motor with a configuration of a fluid-dynamic bearing system modified with respect to FIG. 4, the structure of which substantially corresponds to the structure of the bearing system according to FIG.

[0063] Das Lagersystem umfasst eine feststehende Welle 414, an welcher ein erstes becher¬förmiges Bauteil 412 und ein in einem Abstand davon angeordnetes feststehendes Stopperbau¬teil 416 angeordnet sind. Die Bauteile 412, 414 und 416 bilden das feststehende Lagerbauteildes Lagersystems. Die Welle 414 durchdringt das becherförmige Lagerbauteil 412 und ist mitihrem freien Ende in eine Basisplatte 410 eingepresst, während das becherförmige Lagerbauteil412 in einem Abstand zur Basisplatte 410 an der Welle 414 angeordnet ist.The bearing system comprises a fixed shaft 414, on which a first cup-shaped component 412 and a fixed stopper component 416 arranged at a distance from it are arranged. The components 412, 414 and 416 form the fixed bearing component of the bearing system. The shaft 414 penetrates the cup-shaped bearing component 412 and is pressed with its free end into a base plate 410, while the cup-shaped bearing component 412 is arranged at a distance from the base plate 410 on the shaft 414.

[0064] In einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der feststehenden Welle 414 und denbeiden Bauteilen 412 und 416 ist eine Lagerbüchse 422 um eine Rotationsachse 450 drehbargelagert. Die Lagerbüchse 422 ist in einer zentralen Bohrung einer Nabe 442 befestigt. DieNabe 442 bildet zusammen mit der Lagerbüchse 422 das bewegliche Lagerbauteil und denRotor des Spindelmotors. Am radial außen gelegenen Rand einer ringförmigen Aussparung derLagerbüchse 422, in der das feststehende Stopperbauteil 416 angeordnet ist, ist in der Lager¬büchse 422 eine umlaufende Rille 423 ausgebildet, die das Verhalten des fluiddynamischenLagers unter Schock verbessert.In an annular space between the fixed shaft 414 and the two components 412 and 416, a bearing bush 422 is rotatably mounted about a rotation axis 450. The bearing bush 422 is mounted in a central bore of a hub 442. The hub 442, together with the bushing 422, forms the movable bearing member and the rotor of the spindle motor. On the radially outer edge of an annular recess of the bearing bush 422, in which the fixed stopper member 416 is arranged, in the Lager¬ bushing 422 a circumferential groove 423 is formed, which improves the behavior of the fluid dynamic bearing under shock.

[0065] Die Oberflächen der feststehenden Lagerbauteile 412, 414 und 416 und die entspre¬chend zugewandten Oberflächen der Lagerbüchse 422, die sich bei Stillstand, geringen Dreh¬zahlen oder im Schockfall berühren können, sind durch einen Lagerspalt 424 voneinandergetrennt, der nur wenige Mikrometer breit und mit einem Lagerfluid gefüllt ist.The surfaces of the fixed bearing components 412, 414 and 416 and the accordingly facing surfaces of the bearing bush 422, which can touch each other at a standstill, low speed or shock, are separated by a bearing gap 424 of only a few microns wide and filled with a bearing fluid.

[0066] Entlang eines axial verlaufenden Abschnitts des Lagerspaltes 424 sind in einem Ab¬stand voneinander zwei fluiddynamische Radiallager 418, 420 angeordnet. Die Radiallager 418,420 sind durch Lagerrillenstrukturen gekennzeichnet, die auf der Innenwand der Lagerbohrungder Lagerbüchse 422 bzw. dem Außenumfang der Welle 414 angeordnet sind. Durch dieseLagerrillenstrukturen wird bei Drehung des Lagers ein hydrodynamischer Druck im Lagerspalt424 erzeugt, der die Radiallager tragfähig macht. Die Lagerrillenstrukturen können beispiels¬weise sinusförmig oder parabelförmig ausgebildet sein. Das obere Radiallager 418 ist weitge¬hend svmmetrisch ausaebildet und aeneriert keine Netto-PumDrichtuna, die auf das Laaerfluid wirkt, während das untere Radiallager 420 asymmetrisch ausgebildet ist und eine Netto-Pumpwirkung auf das Lagerfluid ausübt, welche das Lagerfluid axial nach oben in Richtung desoberen Radiallagers 418 befördert. Zwischen den beiden Radiallagern 418 und 420 befindetsich ein Separatorspalt 440 mit gegenüber den Radiallagerspalten deutlich vergrößertem Spalt¬abstand zwischen der Welle 414 und der Lagerbüchse 422.Along an axially extending portion of the bearing gap 424 two fluid dynamic radial bearings 418, 420 are arranged at a distance from each other. The radial bearings 418, 420 are characterized by bearing groove structures disposed on the inner wall of the bearing bore of the bearing bush 422 and the outer periphery of the shaft 414, respectively. As a result of these bearing groove structures, upon rotation of the bearing, a hydrodynamic pressure is generated in the bearing gap 424, which makes the radial bearings load-bearing. The bearing groove structures can be designed, for example, sinusoidally or parabolically. The upper radial bearing 418 is largely symmetrical and does not generate a net pump force acting on the trailing fluid while the lower radial bearing 420 is asymmetrical and exerts a net pumping action on the bearing fluid which axially directs the bearing fluid upward toward the top Radial bearings 418 promoted. Between the two radial bearings 418 and 420, there is a separator gap 440 with a significantly increased gap distance between the shaft 414 and the bearing bush 422 relative to the radial bearing gaps.

[0067] Unterhalb des unteren Radiallagers 420 geht der axial verlaufende Lagerspalt 424 ineinen radial verlaufenden Abschnitt über, der durch eine Stirnfläche der Lagerbüchse 422 undeine gegenüber liegende Fläche des becherförmigen Lagerbauteils 412 begrenzt ist. Entlangdieses radialen Abschnitts des Lagerspaltes 424 ist ein fluiddynamisches Axiallager 434 ange¬ordnet, das ebenfalls durch Lagerrillenstrukturen gekennzeichnet ist, die auf der Lagerbüchse422 oder dem Lagerbauteil 412 angeordnet sind. Die Axiallagerrillen sind beispielsweise spiral¬rillenförmig ausgebildet und derart ausgebildet, dass diese das im Lagerspalt 424 befindlicheLagerfluid radial nach innen in Richtung des Radiallagers 434 pumpen.Below the lower radial bearing 420, the axially extending bearing gap 424 merges into a radially extending portion bounded by an end surface of the bearing bush 422 and an opposing surface of the cup-shaped bearing member 412. Along this radial section of the bearing gap 424, a fluid-dynamic thrust bearing 434 is arranged, which is likewise characterized by bearing groove structures which are arranged on the bearing bush 422 or the bearing component 412. The axial bearing grooves are formed, for example, spiral-groove-shaped and designed such that they pump the bearing fluid located in the bearing gap 424 radially inwardly in the direction of the radial bearing 434.

[0068] An diesem Ende ist der Lagerspalt 424 durch einen kapillaren Dichtungsspalt 426 abge¬dichtet. Der Dichtungsspalt 426 ist durch eine innere Umfangsfläche des feststehenden Lager¬bauteils 412 und eine äußere Umfangsfläche der Lagerbüchse 422 begrenzt. Die innere Um¬fangsfläche des feststehenden Lagerbauteils 412 und die äußere Umfangsfläche der Lager¬büchse 422 sind dabei beide im axialen Verlauf in Richtung zum Lageräußeren zumindestpartiell radial nach innen geneigt, wobei die äußere Umfangsfläche der Lagerbüchse 422 ge¬messen zur Drehachse 450 einen größeren Neigungswinkel aufweist, wodurch sich im axialenVerlauf zum Lageräußeren der sich im Querschnitt konisch öffnender Dichtungsspalt 426 aus¬bildet. Am Ende des Dichtungsspalts 426 ist zwischen dem Außenumfang der Lagerbüchse 422und dem Innenumfang des Lagerbauteils 412 ein enger Luftspalt 448 angeordnet, durch denein Entweichen von Lagerfluid aus dem Dichtungsspalt 426 minimiert wird.At this end, the bearing gap 424 is sealed off by a capillary sealing gap 426. The sealing gap 426 is delimited by an inner circumferential surface of the fixed bearing component 412 and an outer circumferential surface of the bearing sleeve 422. The inner Um¬fangsfläche the fixed bearing member 412 and the outer peripheral surface of the Lager¬ 422 are both at least partially inclined radially inwardly in the axial direction in the direction of the bearing outer, the outer peripheral surface of the bearing bush 422 ge measured to the rotation axis 450 a larger inclination angle whereby the sealing gap 426, which opens conically in cross-section, is formed in the axial passage to the outer side of the bearing. At the end of the seal gap 426, a narrow air gap 448 is located between the outer periphery of the bearing sleeve 422 and the inner periphery of the bearing member 412, minimizing leakage of bearing fluid from the seal gap 426.

[0069] Das Lagersystem weist einen Rezirkulationskanal 432, der als schräge Bohrung inner¬halb der Lagerbüchse 422 ausgebildet ist, auf. Der Rezirkulationskanal 432 verbindet einenAbschnitt des Lagerspalts 424 radial außerhalb des Axiallagers 434 direkt mit einem Abschnittdes Lagerspalts 424 unterhalb des Bauteils 416 miteinander. An seinem oberen Ende bricht derRezirkulationskanal 432 in die umlaufende Rille 423 durch.The storage system has a recirculation channel 432, which is formed as an oblique bore within the bearing bush 422, on. The recirculation passage 432 connects a portion of the bearing gap 424 radially outside the thrust bearing 434 directly to a portion of the bearing gap 424 below the member 416. At its upper end, the recirculation channel 432 breaks into the circumferential groove 423.

[0070] Ein zweiter Dichtungsspalt 430 ist durch eine äußere Umfangsfläche des Stopperrings416 und eine innere Umfangsfläche der Lagerbüchse 422 begrenzt und dichtet den Lagerspalt424 an diesem Ende ab. Dabei verläuft die äußere Umfangsfläche des ringförmigen Bauteils416 im Verlauf zum Lageräußeren zunächst parallel zur Drehachse 450 und ist anschließend imBereich der konischen Kapillardichtung kegelförmig ausgebildet, wobei sie dabei einen Winkelvon weniger als 45 Grad relativ zur Drehachse 450 aufweist. Die gegenüberliegende innereUmfangsfläche der Lagerbüchse 422 verläuft dabei parallel zur Drehachse 450, so dass sichzunächst ein axial verlaufender Spalt mit einer sich daran anschließenden konischen Kapillar¬dichtung ergibt. Der obere Dichtungsspalt 430 ist durch eine Abdeckung 452 verschlossen, dieein Eindringen von Schmutz bzw. ein Austreten von Lagerfluid aus dem Dichtungsbereich ver¬hindern soll. Ein innerer Rand der Abdeckung 452 bildet zusammen mit dem Außenumfang derWelle 414 einen Luftspalt als Spaltdichtung. Dies erhöht die Sicherheit gegen ein Austreten vonLagerfluid aus dem Dichtungsspalt 430 bzw. verringert ein Abdampfen des Lagerfluids underhöht somit die Lebensdauer des Fluidlagers. Entlang des oberen Dichtungsspalts 430 ist einedynamische Pumpdichtung 428 vorgesehen, welche im axialen Verlauf nicht bis in den radialverlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 424 reicht und das im Dichtungsspalt 430 befindlicheLagerfluid nach unten in Richtung des ersten Radiallagers 418 fördert, sobald das Lagersystemin Drehung versetzt wird.A second seal gap 430 is defined by an outer peripheral surface of the stopper ring 416 and an inner peripheral surface of the bearing sleeve 422, and seals the bearing gap 424 at that end. In this case, the outer circumferential surface of the annular member 416 initially extends parallel to the rotation axis 450 in the course of the bearing exterior and is then conically shaped in the region of the conical capillary seal, wherein it has an angle of less than 45 degrees relative to the rotation axis 450. The opposite inner circumferential surface of the bearing bush 422 runs parallel to the rotation axis 450, so that an axially extending gap with a conical capillary seal adjoining it first results. The upper sealing gap 430 is closed by a cover 452, which is intended to prevent the ingress of dirt or escape of bearing fluid from the sealing area. An inner edge of the cover 452, together with the outer periphery of the shaft 414, forms an air gap as a gap seal. This increases the safety against leakage of bearing fluid from the sealing gap 430 or reduces evaporation of the bearing fluid and thus increases the service life of the fluid bearing. Along the upper sealing gap 430, there is provided a dynamic pumping seal 428 which does not extend axially into the radially extending portion of the bearing gap 424 and conveys the bearing fluid in the seal gap 430 downwardly toward the first radial bearing 418 as the bearing system is rotated.

[0071] Zum Befüllen des Lagers mit Lagerfluid ist am Ende des oberen Dichtungsspalts 430 einringförmiges Einfüllreservoir 458 vorgesehen. Das Volumen des Einfüllreservoirs 458 ist vor¬zugsweise mindestens so groß wie das Gesamtvolumen des in das Lager einzufüllenden La¬gerfluids.For filling the bearing with bearing fluid, an annular filling reservoir 458 is provided at the end of the upper sealing gap 430. The volume of the filling reservoir 458 is preferably at least as great as the total volume of the storage fluid to be introduced into the storage.

[0072] Der Antrieb der rotierenden Teile 422, 442 des Spindelmotors erfolgt durch ein elektro- magnetisches Antriebssystem, das eine elektrische Statoranordnung 444 umfasst, die fest ander Basisplatte 410 angeordnet ist. Ein Rotormagnet 446 ist radial gegenüberliegend derStatoranordnung an einer inneren Umfangsfläche der Nabe 442 befestigt. Ein Joch 447 stelltden magnetischen Rückfluss für den Rotormagneten 446 sicher.The drive of the rotating parts 422, 442 of the spindle motor is effected by an electromagnetic drive system which comprises an electric stator arrangement 444, which is fixedly arranged on the base plate 410. A rotor magnet 446 is attached to an inner peripheral surface of the hub 442 radially opposite the stator assembly. A yoke 447 ensures the magnetic return flow for the rotor magnet 446.

[0073] Wie bereits in Bezug auf die Figur 4 beschrieben wurde, ist der Rotormagnet 446 ge¬genüber der Statoranordnung 444 aus seiner magnetischen Mitte axial nach oben versetztangeordnet, wodurch eine axiale magnetische Zugkraft nach unten auf den Rotormagneten 446ausgeübt wird, die entgegengesetzt zur Lagerkraft des fluiddynamischen Axiallagers 434 ge¬richtet ist. Unterhalb des Rotormagneten 446 kann zusätzlich oder optional ein ferromagneti¬scher Zugring (nicht zeichnerisch dargestellt) vorgesehen werden, der ebenfalls eine axialemagnetische Zugkraft auf den Rotormagneten 446 ausübt, die entgegengesetzt zur Lagerkraftdes fluiddynamischen Axiallagers 434 gerichtet ist. Dieser ferromagnetische Zugring erzeugtdadurch eine magnetische Vorspannung für das einzige Axiallager 434.As already described with reference to FIG. 4, the rotor magnet 446 is offset axially upwardly from its magnetic center relative to the stator assembly 444, whereby an axial magnetic tensile force is exerted downward on the rotor magnet 446 opposite to the bearing force the fluid dynamic thrust bearing 434 is aligned. Below the rotor magnet 446, a ferromagnetic pull ring (not shown in the drawing) can additionally or optionally be provided, which likewise exerts an axial magnetic tensile force on the rotor magnet 446, which is directed opposite to the bearing force of the fluid dynamic thrust bearing 434. This ferromagnetic pull ring thereby creates a magnetic bias for the single thrust bearing 434.

[0074] Alternativ kann gegenüberliegend dem Axiallager 434 unterhalb der Pumpdichtung einzweites Axiallager 456 angeordnet sein, welches in einem radialen Abschnitt des Lagerspaltesdurch eine Lagerfläche auf der Unterseite des Stopperringes 416 und eine gegenüber liegendeLagerfläche auf der Oberseite der Lagerbüchse 422 gebildet ist. In diesem Fall kann die mag¬netische Vorspannung durch einen ferromagnetischen Zugring entfallen, da die beiden fluiddy¬namischen Axiallager sich gegenseitig stabilisieren. Da allerdings das obere Axiallager 456 aufeinem kleineren Durchmesser angeordnet ist als das untere Axiallager 434 und somit die axialeLagerkraft des oberen Axiallagers 456 schwächer ist als diejenige des unteren Axiallagers 434,wird zur Kompensation ein axialer Versatz (Offset) zwischen der magnetischen Mitte des Ro¬tormagneten 446 und der Statoranordnung 444 vorgesehen, wodurch eine axiale magnetischeZugkraft nach unten auf den Rotormagneten 446 ausgeübt wird, die entgegengesetzt zur La¬gerkraft des fluiddynamischen Axiallagers 434 gerichtet ist.Alternatively, opposite to the thrust bearing 434 below the pumping seal einweites thrust bearing 456 may be arranged, which is formed in a radial portion of the bearing gap by a bearing surface on the underside of the stopper ring 416 and an opposite bearing surface on the upper side of the bearing bush 422. In this case, the magnetic bias can be dispensed with by a ferromagnetic pull ring, since the two fluid-axial thrust bearings stabilize each other. However, since the upper thrust bearing 456 is disposed on a smaller diameter than the lower thrust bearing 434, and thus the axial bearing force of the upper thrust bearing 456 is weaker than that of the lower thrust bearing 434, an axial offset becomes between the magnetic center of the rotor magnet for compensation 446 and the stator assembly 444, whereby an axial magnetic tensile force is exerted downward on the rotor magnet 446, which is directed opposite to the La¬gerkraft the fluid dynamic thrust bearing 434.

[0075] In der Einfüllvorrichtung gemäß den Figuren 1, 2 oder 3 wird die Gesamtmenge deseinzufüllenden Lagerfluids mittels der Dosiervorrichtung 14, 114, 214 in das ringförmige Einfüll¬reservoir eingebracht. Das Lagerfluid dringt dann aufgrund der Schwerkraft und Kapillarwirkungin den Lagerspalt 424, den Rezirkulationskanal 432 und die Dichtungsspalten 426, 430 ein.Durch das erfindungsgemäße Befüllverfahren wird das Eindringen des Lagerfluids in das Lagerverbessert und insbesondere ein Eindringen von Luft in das Lager verhindert.In the filling device according to FIGS. 1, 2 or 3, the total quantity of the storage fluid to be introduced is introduced into the annular filling reservoir by means of the metering device 14, 114, 214. The bearing fluid then penetrates into the bearing gap 424, the recirculation channel 432 and the sealing gaps 426, 430 due to gravity and capillary action. The filling method according to the invention improves the penetration of the bearing fluid into the bearing and in particular prevents the ingress of air into the bearing.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN 1,2,3,4,5 Träger 6 Fluiddynamisches Lager 10,110,210 Vakuumkammer 12,112,212 Transportweg 14,114,214 Dosiervorrichtung 16 Tor 18 Vakuumpumpe 20 Ventil 116,216 Tor 1 118,218 Tor 2 120 Tor 3 122 Tor 4 124 Schleuse 1 126 Schleuse 2 224 Schleuse 310,410 Basisplatte 312,412 erstes Bauteil 314,414 Welle 316,416 zweites Bauteil 318,418 Radiallager 320,420 Radiallager 322,422 Lagerbüchse 323, 432 umlaufende Rille 324,424 Lagerspalt 326,426 Dichtungsspalt 328,428 Pumpdichtung 330,430 Dichtungsspalt 332,432 Rezirkulationskanal 334,434 Axiallager 340,440 Separatorspalt 342,442 Nabe 344,444 Statoranordnung 346.446 Rotormagnet 347.447 Joch 348.448 Luftspalt 350,450 Drehachse 352,452 Abdeckung 354 Zugring 456 Axiallager 358,458 EinfüllreservoirLIST OF REFERENCE SIGNS 1,2,3,4,5 Carrier 6 Fluid dynamic bearing 10,110,210 Vacuum chamber 12,112,212 Transport path 14,114,214 Dosing device 16 Gate 18 Vacuum pump 20 Valve 116,216 Gate 1 118,218 Gate 2 120 Gate 3 122 Gate 4 124 Gate 1 126 Gate 2 224 Gate 310,410 Base plate 312.412 first member 314.414 shaft 316.416 second member 318.418 radial bearing 320.420 radial bearing 322.422 bearing bush 323, 432 circumferential groove 324.424 bearing gap 326.426 sealing gap 328.428 pumping seal 330.430 sealing gap 332.432 recirculation 334.434 thrust bearing 340.440 separator gap 342.442 hub 344.444 stator assembly 346,446 rotor magnet 347 447 yoke 348 448 air gap 350.450 rotational axis 352.452 cover 354 pull ring 456 Thrust bearing 358.458 filling reservoir

Claims

1. A method for filling a fluid dynamic bearing (6) with bearing fluid by means of a filling device with a vacuum chamber (10), comprising the steps of: placing the bearing (6) under vacuum, filling the bearing (6) under vacuum in the vacuum chamber (10) Setting the bearing (6) under atmospheric pressure, re-setting the bearing (6) under vacuum, passing through a quiescent phase under vacuum, and setting the bearing (6) under atmospheric pressure, the bearing (6) in the vacuum chamber (10) into a first Move the position and is filled there and then moved to a second position where it passes through the rest phase, while a second bearing is moved to the first position and filled there.

2. A method for filling a fluid dynamic bearing (6) with bearing fluid by means of a filling device with a vacuum chamber (210), comprising the steps of: placing the bearing (6) under vacuum, filling the bearing (6) under vacuum in the vacuum chamber (210), Setting the bearing (6) under atmospheric pressure, re-setting the bearing (6) under vacuum, passing through a rest phase in vacuo, and setting the bearing (6) under atmospheric pressure, wherein the vacuum chamber (210) is kept permanently under vacuum, and a lock chamber (224) is used for introducing and discharging the bearing (6) into the vacuum chamber (210), the lock chamber (224) being alternately placed under vacuum or atmospheric pressure, the filled bearing (6) controlling the resting phase in the lock chamber (224) During the resting phase of the filled bearing (6) in the lock chamber (224), at least one further bearing passes through for insertion into the vacuum chamber (210) and / or yet another L Ager for discharging from the lock chamber (224) is located.

Method for filling a fluid dynamic bearing (6) with bearing fluid by means of a filling device having a vacuum chamber (110), comprising: placing the bearing (6) under vacuum, filling the bearing (6) under vacuum in the vacuum chamber (110), Setting the bearing (6) under atmospheric pressure, re-setting the bearing (6) under vacuum, running a quiescent phase under vacuum, and setting the bearing (6) under atmospheric pressure, keeping the vacuum chamber (110) permanently under vacuum, and a first lock chamber ( 124) for introducing the bearing (6) into the vacuum chamber (110) and a second lock chamber (126) for discharging the bearing from the vacuum chamber (110) is used, wherein both the first and the second lock chambers (124 , 126) are placed alternately under vacuum or atmospheric pressure, the filled bearing (6) passing through the quiescent phase in the second lock chamber (126) and moving during the resting phase of the filled bearing (6). in the second lock chamber (126) at least one further bearing (6) for discharging from the second Schleu¬senkammer (126) is located.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing (6) and the other bearings each on a support (1, ..., 5) are arranged and with the carrier (1, ..., 5 ) are transported together. 4 sheets of drawings