DE102005038810A1

DE102005038810A1 - Fluiddynamisches Lagersystem

Info

Publication number: DE102005038810A1
Application number: DE200510038810
Authority: DE
Inventors: Stefan Schwamberger; Martin Engesser
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-02-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, welches eine Lagerhülse mit einer inneren Lagerfläche und eine in die Lagerhülse um eine Rotationsachse drehbar eingesetzte Welle mit einer äußeren Lagerfläche aufweist, wobei zwischen den beiden Lagerflächen ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt vorgesehen ist, wobei das Lagersystem wenigstens eine Radiallageranordnung, die durch Lagerstrukturen auf Teilen der Lagerflächen gekennzeichnet ist, und Mittel zur axialen Lagerung oder axialen Positionierung der Welle aufweist, wobei die Mittel zur axialen Lagerung oder axialen Positionierung in Längsrichtung der Welle wenigstens einen Bereich mit engerem Lagerspalt und einen sich unmittelbar daran anschließenden Bereich mit breiterem Lagerspalt umfassen und Oberflächenstrukturen, die im Übergangsbereich zwischen dem engerem und dem breiteren Lagerspalt auf wenigstens einer Lagerfläche angeordnet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung von Spindelmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fluiddynamische Lager, auch bezeichnet als hydrodynamische 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 auf den Lagerflächen angeordnete und auf das Lagerfluid wirkende Oberflächenstrukturen vorgesehen.

In fluiddynamischen Lagern werden die Oberflächenstrukturen in Form von Vertiefungen oder Erhebungen üblicherweise auf jeweils eine oder auch beide Lagerflächen aufgebracht. Diese auf den entsprechenden Lagerflächen der Lagerpartner angeordneten Strukturen dienen als Lager- und/oder Pumpstrukturen, die bei relativer Drehung der Lagerbauteile um eine gemeinsame Achse innerhalb des Lagerspalts einen hydrodynamischen Druck erzeugen, so dass das Lager tragfähig wird. Bei hydrodynamischen Radiallagern werden beispielsweise parabelförmige oder fischgrätenartige Strukturen verwendet, die schräg zur Rotationsachse der Lagerbauteile über den Umfang von mindestens einem Lagerbauteil verteilt angeordnet sind. Hydrodynamische Axiallager umfassen meist eine senkrecht zur Rotationsachse angeordnete Druckplatte die beispielsweise mit rotationssymmetrischen spiralförmigen oder fischgrätenartigen Lagerstrukturen versehen ist.

Ein fluiddynamisches Radiallagersystem ist beispielsweise in dem US Patent Nr. 5,810,480 offenbart. Es umfasst im wesentlichen eine Lagerhülse und eine darin mittels zwei voneinander beabstandeten fluiddynamischen Radiallagern drehbar gelagerte Welle. Das untere Ende der Welle liegt auf einer Druckplatte auf und stabilisiert das Lager in axialer Richtung.

Ein weiteres hydrodynamisches Lagersystem offenbart die US 5,847,479 . Es ist ein Spindelmotor beschrieben, dessen Welle mittels zwei voneinander beabstandeten hydrodynamischen Radiallagern und einem dazwischen angeordneten hydrodynamischen Axiallager gelagert ist.

Bei den bekannten Konstruktionen, insbesondere der letztgenannten, kommt zur axialen Lagerung der Welle eine Druckplatte mit orthogonal zur Drehachse angeordneten Lagerstrukturen zum Einsatz. Diese sorgen durch ihre hydrodynamische Wirkung für die benötigte axiale Steifigkeit des Lagers. Die Druckplatte muss zu ihrem jeweiligen Lagerpartner sehr genau ausgerichtet sein.

Der Abstand zum Lagerpartner, also die Breite des Lagerspaltes beträgt typisch etwa 10μm. Die Herstellung dieser Bauteile ist entsprechend teuer. Zudem generiert diese Art der axialen Lagerung erhebliche Lagerreibung und damit Verluste. Typischerweise verursachen derartige Axiallager in einem hydrodynamischen Lagersystem etwa 50% der Gesamtverluste.

Offenbarung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, in einem fluiddynamischen Lagersystem konstruktiv einfache und kostengünstige Möglichkeiten der axialen Lagerung bzw. axialen Positionierung der Welle anzugeben. Es sollen auch die durch das Axiallager verursachten Reibungsverluste reduziert werden. Angestrebtes Ziel ist es, die bekannten hydrodynamischen Axiallager vollständig zu ersetzen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem fluiddynamischen Lagersystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein mechanischer Positionsregler zur axialen Stabilisierung der Welle vorgesehen, welcher in Längsrichtung der Welle wenigstens einen Bereich mit engerem Lagerspalt und einen sich unmittelbar daran anschließenden Bereich mit breiterem Lagerspalt umfassen und Oberflächenstrukturen, die im Übergangsbereich zwischen dem engeren und dem breiteren Lagerspalt auf wenigstens einer Lagerfläche angeordnet sind.

Diese Oberflächenstrukturen, die als Pumpstrukturen ausgebildet sind, wirken in ihren zugeordneten Lagerspalten unterschiedlicher Breite und üben in Abhängigkeit der axialen Lage der Welle unterschiedliche Pumpwirkungen auf das Schmiermittel aus.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass durch die axiale Stabilisierung der rotierenden Welle, aufgrund dieser mechanischen Positionsregelung, in einem hydrodynamischen Lagersystem eine aufwendige Ausführung einer herkömmlichen Axiallagerung entfallen kann und das Lagersystem insgesamt einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung weist ein erfindungsgemäßes hydrodynamisches Lagersystem eine Welle in einer Lagerhülse mit unterschiedlichen Durchmessern auf, was unterschiedliche wirksame Breiten des Lagerspaltes zur Folge hat. Die axiale Lagerkraft der Welle wird von einer Druckplatte aufgenommen. Die Welle weist eine Pumpstruktur auf, deren Pumpwirkung von der Druckplatte weg gerichtet ist. Wichtig ist hierbei, dass um die Druckplatte herum ein ausreichend großer Spalt vorhanden ist, um einen Ausgleich der entstehenden Druckdifferenz in Abhängigkeit von der Wellenposition zu gewährleisten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die unterschiedlichen Breiten des Lagerspaltes durch Abschnitte der Welle mit unterschiedlichen Durchmessern, beispielsweise einen Wellenabsatz, gebildet.

In einer derartigen Ausgestaltung befinden sich die Pumpstrukturen vorzugsweise nicht auf der Welle, sondern auf der Innenoberfläche der Lagerhülse.

Darüber hinaus können die Pumpstrukturen auch Teil von Lagerstrukturen sein, welche die Radiallager ausbilden.

Eine Vervielfältigung des vorbeschriebenen Effektes, und somit eine höhere axiale Stabilisierung der Welle lässt sich durch die Anordnung mehrerer dieser mechanischen Positionsregler erzielen. Hierbei ist eine Anordnung mehrerer hintereinander liegender Positionsregelungen auf einem Wellenabschnitt möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren den Ausführungswegen darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere neuerungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: das Prinzip einer axialen Stabilisierung eines fluiddynamischen Lagers mit Druckplatte durch Druckregelung;
2: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystems mit Druckplatte;
3: eine schematische Darstellung einer Verdopplung der axialen Steifigkeit mit einem Wellenabsatz und zwei gegeneinander wirkenden Pumpstrukturen
4: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystems mit Druckplatte;
5: eine schematische Darstellung einer anderen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystems mit Druckplatte und mit separaten Pumpstrukturen;
6: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystems mit asymmetrischen Lagerstrukturen.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
In 1 ist eine fluiddynamische Lageranordnung 1 dargestellt, die zur Erläuterung der Ausgangssituation in einem solchen Lager dienen soll. Eine Welle 2 mit unterschiedlichen Durchmessern ist in einer entsprechenden aus Montagegründen mehrteiligen Lagerhülse 3 gelagert. Der größte Durchmesser der Welle 2 bildet eine Druckplatte 4 aus, die in diesem Beispiel etwa in der Mitte der Welle angeordnet ist. Die Druckplatte kann auch als separates Teil auf der Welle angeordnet sein. Ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt 5 trennt die äußere Oberfläche der Welle 2 und der Druckplatte 5 von der innen Oberfläche der diese beiden Teile umschließenden Lagerhülse 3.
An den Wellenabschnitten links und rechts von der Druckplatte 4 sind Oberflächenstrukturen 6 und 7 vorgesehen, welche jeweils ein Radiallager definieren. Wird die Welle 2 in Drehrichtung 20 um die Rotationsachse gedreht, so üben die auf der Welle angeordneten im gezeigten Beispiel fischgrätenförmigen Oberflächenstrukturen 6, 7 eine Pumpwirkung auf das im Lagerspalt 5 befindliche Lagerfluid aus und erzeugen einen Druck im Lagerfluid, was schematisch durch die Pfeile dargestellt ist. Dieser Druck pflanzt sich im gesamten Lagerspalt 5 fort und ist unter anderem abhängig von der Geometrie der Oberflächenstrukturen und der Breite des Lagerspaltes. Je breiter der Lagerspalt 5, desto geringer wird die auf das Lagerfluid ausgeübte Pumpwirkung (eine unveränderte Oberflächenstruktur vorausgesetzt) und folglich auch der Druck im Lagerfluid.
Das Lager bzw. die Welle 2 wird durch den Druck P₁ und P₂, der auf die zur Rotationsachse senkrechten Flächen A₁, 8 und A₂, 9 der Druckplatte 4 wirkt, axial in Richtung der x-Achse (Rotationsachse) stabilisiert. Bei ausreichend großen Lagerspalten 5' um die Druckplatte 4 herum und (oder) im stationären Zustand des Lagers kann von P₁ = P₂ ausgegangen werden. Die Form der Druckplatte 4 ist unerheblich, es entstehen durch die projizierten Flächen A₁ und A₂ jeweils Kräfte F_i = A_i·P_i wobei auch Flächen A_i = 0 und somit F_i = 0 für i = 1, 2 denkbar sind.
Wirkt auf das System eine äußere Kraft F_a in Pfeilrichtung 10, beispielsweise eine Gewichtskraft oder Magnetkraft, so gibt es einen positiven Druck P1 = P2 bei dem ein Kräftegleichgewicht in axialer Richtung herrscht. Das Lagersystem ist axial indifferent, da kein Regelmechanismus wirkt.
In realen Lagersystemen ist mit einer veränderlichen Kraft F_a zu rechnen. Um diese Veränderungen ausgleichen zu können, ist eine Regelung erforderlich, die den Druck P1 = P2 in Abhängigkeit der x-Position der Welle regelt. Konventionell kann das durch einen Positionsaufnehmer, einer Regelung und eine von ihr gesteuerten Pumpe geschehen.
Erfindungsgemäß kann es aber auch rein mechanisch sehr einfach realisiert werden.
2 zeigt das Prinzip anhand eines zu 1 nahezu identisch aufgebauten Lagersystems, wobei gleiche Bezugszeichen die selben Bauteile bezeichnen. Im Unterschied zum Lagersystem gemäß 1 ist entlang des Abschnitts der Welle 2 links von der Druckplatte 4 wenigstens ein Bereich mit engerem Lagerspalt 5 und ein sich unmittelbar daran anschließender Bereich mit breiterem Lagerspalt 5'' vorgesehen. Diese Variation der Breite des Lagerspaltes 5 bzw. 5'' wird beispielsweise durch eine Variation des Innendurchmessers der Lagerhülse 3 erzielt. Im Übergangsbereich zwischen dem engeren Abschnitt 5 und dem breiteren Abschnitt 5'' des Lagerspalts ist zusätzlich zu den Lagerstrukturen 6, 7 eine weitere Pumpstruktur 12 vorgesehen, die beispielsweise als Oberflächenstruktur auf der Welle 2 ausgebildet ist. Die Pumpstruktur 12 ist derart angeordnet, dass sie sich (in Ihrer Ausdehnung in x-Richtung) etwa zur Hälfte im Bereich des engeren Lagerspaltes 5 und zur Hälfte im Bereich des breiteren Lagerspaltes 5'' befindet.
Die Pumpwirkung der Oberflächenstruktur 12 ist in diesem Beispiel von der Druckplatte 4 weg gerichtet. Sobald die Welle 2 in Drehrichtung 20 in Rotation versetzt wird, nimmt diese eine konstruktionsbedingte stabile axiale Lage ein. Wird die Welle 2 nun beispielsweise aufgrund einer äußeren Krafteinwirkung F_a in Pfeilrichtung 10 (x-Richtung) nach rechts gedrückt, gelangt der überwiegende Anteil der Pumpstruktur 12 in den Bereich des breiteren Lagerspaltes 5'' und die durch die Oberflächenstruktur 12 erzeugte Pumpwirkung (nach links) lässt nach. Folglich steigt der Druck P1 = P2 an der Druckplatte 4 und die dadurch hervorgerufenen axialen Kräfte auf die Druckplatte 4 gleichen sich aus. Die Welle 2 wird dadurch entgegen dem äußeren Impuls nach links gedrückt und nimmt somit automatisch wieder ihre voreingestellte axiale Position ein.
Wird die Welle 2 dagegen durch äußere Krafteinwirkung entgegen der Pfeilrichtung 10 nach links gedrückt, so tritt der gegenteilige Effekt ein, d.h. die Pumpwirkung der Strukturen 12 erhöht sich, der Druck an der Druckplatte 4 sinkt und die Welle 2 stabilisiert sich durch eine Ausgleichsbewegung nach rechts in ihrer voreingestellten Lage.
Erfindungsgemäß wirken also die unterschiedlichen Breiten des Lagerspaltes 5 bzw. 5'' zusammen mit einer zugeordneten Pumpstruktur 12 als mechanischer Positionsregler für die axiale Position der Welle 2.
In 3 ist dargestellt, dass die unterschiedlichen Breiten eines Lagerspaltes 13 bzw. 13'' nicht nur durch verschiedene Innendurchmesser einer Hülse 14 erzielt werden kann, sondern auch durch unterschiedliche Außendurchmesser einer Welle 15, die beispielsweise einen Wellenabsatz aufweist. Die Pumpstruktur, welche die Übergangsbereiche zwischen schmalem und breiten Spalt 13 bzw. 13'' überlappen, befinden sich in diesem Fall auf dem Innendurchmesser der Hülse 14. Es sind zwei Übergangsbereiche mit zwei zugeordneten Pumpstrukturen 16 bzw. 17 gezeigt.
Die Pumpstrukturen 16, 17 erzeugen bei Drehung der Welle 15 in Drehrichtung 20 eine gegeneinander gerichtete Pumpwirkung auf das Lagerfluid, wodurch zwei erfindungsgemäße Positionsregler ausgebildet werden, wodurch eine besonders gute axiale Steifigkeit erzielt werden kann. Der Wellenabsatz schwächt und stärkt, je nach x-Position der Welle 15, die Wirkung der rechten und linken Pumpstruktur 16, 17 gleichzeitig.
In 4 ist ein zu 2 nahezu identisches Lagersystem dargestellt. Hierbei lässt sich eine Vervielfältigung des positionsregelnden Effektes, und damit höhere axiale Steifigkeiten, durch eine Anordnung mehrerer dieser Positionsregler erzielen; diese können beispielsweise jeweils auf dem großen Wellendurchmesser (links) in 4 und auf dem kleinen Wellendurchmesser (rechts) angeordnet sein. Es sind auf dem linken Wellenabschnitt zwei Positionsregler hintereinander gezeigt und rechts ein Positionsregler. Der Lagerspalt 5 umfasst drei axiale Abschnitte mit vergrößerter Breite 5''. Dabei können die den Positionsreglern zugeordneten Pumpstrukturen auch Teil von Lagerstrukturen, beispielsweise der Radiallager sein. Im gezeigten Beispiel ist die Lager- bzw. Pumpstruktur 6 Teil des Positionsreglers links außen.
Optional können in den Beispielen nach den 2 und 4 im Bereich der Druckplatte 4 axiale Hilfslager vorgesehen sein. Die Hilfslager werden in bekannter Weise durch Oberflächenstrukturen 18, 19 gebildet, die auf senkrecht zur Rotationsachse 11 verlaufenden Oberflächen der Druckplatte 4 bzw. auf den diesen Oberflächen gegenüberliegenden Oberflächen der Lagerhülse 3 angeordnet sind. Diese Hilfslager können beispielsweise zur Voreinstellung der axialen x-Position der Welle 2 dienen, bzw. für den Fall in Betracht kommen, dass die Kraft F_a einen gewissen Wert übersteigt.
Ein erfindungsgemäßes druckreguliertes Axiallager kann auch zur Vermeidung des sogenannten Sub-Ambient-Pressure Problems verwendet werden, mit dem ein unerwünschter Unterdruck im Inneren des Lagers bezeichnet wird. Zumeist liegen die auftretenden äußeren Axialkräfte F_a im Normalbetrieb in einem engen Bereich. Bei entsprechender geometrischer Ausgestaltung ist es möglich, im Inneren des Lagers einen Überdruck zu garantieren. Geometrische Toleranzen werden durch eine Änderung der x-Position ausgeglichen. Der Druck im Lager bleibt, da größtenteils durch die Flächen A₁ und A₂ und durch die äußeren Kräfte definiert, nahezu gleich.
5 zeigt eine zu 3 ähnliche Ausgestaltung der Erfindung in Form eines fluiddynamischen Lagersystems. Eine Welle 22 mit einer an einem Ende angeordneten Druckplatte 24 ist in einer Lagerhülse 23 drehbar gelagert. Ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt 25 trennt die äußeren Oberflächen der Welle 22 und der Druckplatte 24 von der innen Oberfläche der diese beiden Teile umschließenden Lagerhülse 23. Das Lagersystem umfasst zwei Radiallagerbereiche, die durch entsprechende auf dem Außenumfang der Welle angeordnete Oberflächenstrukturen 26, 27 definiert sind. Natürlich können die Oberflächenstrukturen genauso gut auf der inneren Umfangsfläche der Lagerhülse 23 angeordnet sein. Zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen der Lagerhülse 23 und der Druckplatte 24 sind zwei Axiallagerbereiche vorgesehen, die durch zugeordnete Oberflächenstrukturen 30, 31 definiert sind, die sich entweder auf entsprechenden Oberflächen der Lagerhülse 23 oder der Druckplatte 24 befinden können. Bei Drehung der Welle 22 in Drehrichtung 20 erzeugen die Oberflächenstrukturen 26, 27 und 30, 31 einen hydrodynamischen Druck in dem im Lagerspalt 25, 25' befindlichen Lagerfluid.
Etwa auf halber Länge der Welle 22 weist die Lagerhülse 23 einen ringförmigen Freistich auf, der einen Abschnitt des Lagerspaltes 25' mit vergrößerter Breite im Vergleich zum restlichen Lagerspalt 25 definiert. Im Übergangsbereich zwischen dem engeren Abschnitt 25 und dem breiteren Abschnitt 25' des Lagerspalts sind zusätzlich zu den Lagerstrukturen 26, 27 Pumpstrukturen 28, 29 vorgesehen, die beispielsweise als Oberflächenstruktur auf der Welle 22 oder auf der Lagerhülse 23 ausgebildet sind. Die Pumpstrukturen 26, 27 sind derart angeordnet, dass sie sich in Ihrer Ausdehnung in Richtung der Rotationsachse 11 etwa zur Hälfte im Bereich des engeren Lagerspaltes 25 und zur Hälfte im Bereich des breiteren Lagerspaltes 25' befindet.
Bei Rotation der Welle 22 erzeugen die Pumpstrukturen 28, 29 eine voneinander weg gerichtete Pumpwirkung auf das Lagerfluid, wobei in Verbindung mit den unterschiedlich breiten Lagerspalten 25 und 25' zwei erfindungsgemäße Positionsregler ausgebildet werden, die die Welle 22 in einer vorbestimmten stabilen axialen Position halten.
6 zeigt eine zu 5 nahezu identische Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagers.
Hier sind jedoch im Unterschied zu 5 die Funktionen der beiden Oberflächenstrukturen (5, 26, 27) der Radiallagerbereiche und der jeweiligen Pumpstrukturen (5, 28, 29) für die Positionsregelung in entsprechenden asymmetrischen Oberflächenstrukturen 32, 33 zusammengefasst. Die Oberflächenstrukturen 32, 33 erstrecken sich bis in den Übergangsbereich der beiden unterschiedlich breiten Bereiche 25 und 25' des Lagerspaltes und erzeugen aufgrund ihrer Asymmetrie eine voneinander weg gerichtete Pumpwirkung auf das Lagerfluid und stabilisieren die Welle 22 in axialer Richtung.

1: hydrodynamisches Lagersystem
2: Welle
3: Lagerhülse
4: Druckplatte
5: Lagerspalt 5' 5''
6: Oberflächenstruktur (Radiallager)
7: Oberflächenstruktur (Radiallager)
8: Druckfläche A1
9: Druckfläche A2
10: Pfeilrichtung
11: Rotationsachse
12: Pumpstruktur
13: Lagerspalt 13''
14: Lagerhülse
15: Welle
16: Pumpstruktur
17: Pumpstruktur
18: Oberflächenstruktur (Hilfslager)
19: Oberflächenstruktur (Hilfslager)
20: Drehrichtung
22: Welle
23: Lagerhülse
24: Druckplatte
25: Lagerspalt 25' 25''
26: Oberflächenstruktur (Radiallager)
27: Oberflächenstruktur (Radiallager)
28: Pumpstruktur
29: Pumpstruktur
30: Oberflächenstruktur (Axiallager)
31: Oberflächenstruktur (Axiallager)
32: Oberflächenstruktur (Radiallager + Pumpstruktur)
33: Oberflächenstruktur (Radiallager + Pumpstruktur)

Claims

Fluiddynamisches Lagersystem (1), welches eine Lagerhülse (3; 14; 23) mit einer inneren Lagerfläche und eine in die Lagerhülse (3; 14; 23) um eine Rotationsachse drehbar eingesetzte Welle (2; 15; 22) mit einer äußeren Lagerfläche aufweist, wobei zwischen den beiden Lagerflächen ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt (5; 13; 25) vorgesehen ist, wobei das Lagersystem wenigstens eine Radiallageranordnung, die durch Lagerstrukturen (6; 7; 26, 27; 32, 33) auf Teilen der Lagerflächen gekennzeichnet ist, und Mittel zur axialen Lagerung oder axialen Positionierung der Welle (2; 15; 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur axialen Lagerung oder axialen Positionierung in Längsrichtung der Welle wenigstens einen Bereich mit engerem Lagerspalt (5; 13; 25) und einen sich unmittelbar daran anschließenden Bereich mit breiterem Lagerspalt (5''; 13''; 25') umfassen und Oberflächenstrukturen (12, 6; 16, 17; 28, 29; 32, 33), die im Übergangsbereich zwischen dem engeren und dem breiteren Lagerspalt (5, 5''; 13, 13''; 25, 25') auf wenigstens einer Lagerfläche angeordnet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich Teile der Oberflächenstrukturen (12; 6; 16, 17; 28, 29; 32, 33) sowohl im Bereich des engeren Lagerspaltes (5; 13; 25) als auch des breiteren Lagerspaltes (5''; 13''; 25') befinden und eine einseitig gerichtete Pumpwirkung auf das Lagerfluid ausüben.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (12; 6) auf der Oberfläche der Welle (2) angeordnet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (16; 17; 26, 27, 28, 29, 30, 31; 32, 33) auf der inneren Oberfläche der Lagerhülse (14, 23) angeordnet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (12; 28, 29) als zur Rotationsachse schräg verlaufendes Rillenmuster ausgebildet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen als fischgrätenartiges Rillenmuster (6; 26, 27) ausgebildet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen als kreisbogen- oder parabelförmiges Rillenmuster ausgebildet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (6; 32, 33) ein Teil der Lagerstrukturen sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei oder mehrere Mittel zur axialen Lagerung oder axialen Positionierung umfasst.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckplatte (4, 24) zur zusätzlichen axialen Lagerung verwendet wird.