DE102006002287B4

DE102006002287B4 - Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem und magnetischer Dichtung

Info

Publication number: DE102006002287B4
Application number: DE200610002287
Authority: DE
Inventors: Stefan Schwamberger; Martin Engesser
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: DE102006002287A1

Abstract

Spindelmotor (10), insbesondere zum Antrieb eines Speicherplattenlaufwerkes, welcher umfasst:
ein feststehendes Bauteil (16, 18),
ein drehbewegliches Bauteil (22, 24),
ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung des drehbeweglichen Bauteils in bezug auf das feststehende Bauteil um eine Drehachse (20),
einen Lagerspalt (32), der zwischen Teilen (22, 24) des drehbeweglichen und einem Teil (18) des feststehenden Bauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid (36) gefüllt ist, und
ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer am feststehenden Bauteil angeordneten Statoranordnung (14) und einem am drehbeweglichen Bauteil angeordneten Magneten (30), der an einem im wesentlichen zylindrischen Jochblech (28) angeordnet ist, das wiederum an einem Teil (24) des drehbeweglichen Bauteils angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass der Magnet (30) und das Jochblech (28) in Kombination mit einem Teil (18) des feststehenden Bauteils und einem magnetischen Fluid (36) eine magnetische Dichtung zur Abdichtung des Lagersystems bilden, wobei eine innere Umfangsfläche des Jochblechs (28) zusammen...

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lagersystem und einer magnetischen Dichtung, und insbesondere einen Spindelmotor zum Antrieb eines Speicherplattenlaufwerks.
Diskussion des Standes der Technik
Spindelmotoren mit fluiddynamischem Lagersystem zum Antrieb von Speicherplattenlaufwerken sind bekannt. Beispielsweise offenbart die US 6 055 126 einen solchen Spindelmotor bestehend aus einem feststehenden Bauteil und einem drehbewegliches Bauteil, die mittels eines fluiddynamischen Lagersystems relativ zueinander drehgelagert sind. Es ist ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer am feststehenden Bauteil angeordneten Statoranordnung und einem am drehbeweglichen Bauteil angeordneten Magneten vorgesehen. Am drehbeweglichen Bauteil ist ein Magnetschutzblech angeordnet, das den Magneten insbesondere vor mechanischen Beschädigungen schützt. Gleichzeitig bildet die Stirnseite des Magnetschutzbleches zusammen mit einer Fläche des feststehenden Bauteils eine Labyrinthdichtung zur Abdichtung des Lagersystems. Die Labyrinthdichtung verhindert ein Austreten von Lagerfluid aus dem Lagerspalt des hydrodynamischen Lagersystems.
Zur Abdichtung eines hydrodynamischen Lagersystems werden neben Labyrinthdichtungen auch unterschiedliche Arten von magnetischen Dichtungen verwendet. Die Veröffentlichungen US 5 165 701 A , US 5 161 902 A und US 5 011 165 A offenbaren solche magnetischen Dichtungssysteme. Die bekannten magnetischen Dichtungen bestehen im wesentlichen aus mindestens einem Permanentmagneten und metallischen Bauteilen zur Leitung des magnetischen Flusses derart, dass ein magnetisches Fluid in einem vorgesehenen Dichtungsbereich gehalten wird. Die Dichtwirkung wird durch das magnetische Fluid erzeugt.
Die Herstellung und die Montage von Magneten und Bauteilen für magnetische Dichtungen ist kostenintensiv. Insbesondere die Magnete sind verhältnismäßig teuer und beanspruchen relativ viel Bauraum. Bei miniaturisierten Spindelmotoren, wie sie beispielsweise zum Antrieb von modernen Festplattenlaufwerken eingesetzt werden, steht ein zusätzlicher Bauraum zum Einbau einer Magnetdichtung oft nicht zur Verfügung. Aufgrund der hohen Stückzahlen, in denen diese Motoren produziert werden, wirken sich selbst kleine Kostenfaktoren sehr stark aus.
US 2005/0116564 A , welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, sowie US 2004/0091187 A1 offenbaren Spindelmotoren mit einem feststehenden und einem drehbeweglichen Motorbauteil, sowie einem fluiddynamischen Lagersystem, wobei ein Lagerspalt zwischen Teilen des drehbeweglichen und des feststehenden Motorbauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Es ist ein elektromagnetisches Antriebssystem vorgesehen, mit einer am feststehenden Motorbauteil angeordneten Statoranordnung und einem am drehbeweglichen Motorbauteil angeordneten Magneten, der an einem im wesentlichen zylindrischen Joch angeordnet ist, das wiederum an einem Teil des drehbeweglichen Bauteils angeordnet ist. Es wird ein Dichtspalt gebildet zwischen dem Außenumfang des feststehenden Lagerbauteils und einem Innenumfang des Joches. Magnetische Dichtungen sind nicht offenbart.
US 5,493,161 zeigt einen Polygonmotor mit magnetischem Fluid, der eine zusätzliche vom eigentlichen Lagerbereich getrennte Magnetdichtung aufweist. Die Dichtung umfasst einen mit dem Rotormagneten einstückig ausgebildeten Magneten sowie einen zusätzlichen Magnetring, der am Stator angeordnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischem Lagersystem anzugeben, der eine kostengünstige, leicht zu montierende und platzsparende magnetische Dichtung zur Abdichtung des Lagersystems aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spindelmotor mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Der Spindelmotor umfasst ein feststehendes Bauteil, ein drehbewegliches Bauteil, ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung des drehbeweglichen Bauteils in bezug auf das feststehende Bauteil um eine Drehachse, einen Lagerspalt, der zwischen Teilen des drehbeweglichen und des feststehenden Bauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist und ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer am feststehenden Bauteil angeordneten Statoranordnung und einem am drehbeweglichen Bauteil angeordneten Magneten, wobei der Magnet zugleich ein Teil der magnetischen Dichtung des Lagersystems ist. Erfindungsgemäß wirkt das magnetische Feld des Magneten vorzugsweise auf ein im wesentlichen zylindrisches Jochblech, das am drehbeweglichen Bauteil angeordnet ist und zusammen mit dem feststehenden Bauteil und einem magnetischen Fluid die magnetische Fluiddichtung zur Abdichtung des Lagersystems bildet. Als magnetisches Fluid kann vorteilhaft das Lagerfluid verwendet werden, dem weichmagnetische Partikel beigemischt sind.
Der Permanentmagnet ist grundlegender Bestandteil des elektromagnetischen Antriebssystems eines Spindelmotors. Die Idee der Erfindung liegt darin, den Permanentmagneten zugleich als Bauteil für eine magnetische Dichtung zu benutzen (Funktionsintegration). Erfindungsgemäß wird also der Magnetkreis des elektromagnetischen Antriebssystems des Motors zugleich als magnetische Dichtung zur Abdichtung des Lagersystems genutzt. Zusätzliche Kosten zur Herstellung und Montage einer separaten magnetischen Dichtung entfallen somit.
Bevorzugte Ausgestaltungen und andere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüche angegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung übernimmt das Jochblech die Funktion eines Stopperrings. Stopperringe werden normalerweise als separate Bauteile in Lagersysteme eingebaut, um beispielsweise bei Schockereignissen die maximale Relativbewegung der Lagerteile zu begrenzen. In dieser Ausführungsform ist das Jochblech als überwiegend zylindrisches Bauteil ausgebildet, das an seinen beiden Öffnungen ringförmige Abschnitte aufweist, so dass dessen Querschnitt etwa Z-förmig erscheint. Mit der Stirnseite eines ersten radial nach außen gerichteten Abschnitts ist das Jochblech zusammen mit dem Magneten am drehbeweglichen Bauteil befestigt. Ein zweiter radial nach innen in Richtung zur Rotationsachse gerichteter ringförmiger Abschnitt, liegt einer am feststehenden Bauteil angeordneten Stufe axial gegenüber und übernimmt die Funktion eines Stopperrings, der das drehbeweglich Bauteil gegen eine übermäßige axiale Bewegung sichert. Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung des Jochblechs entfallen zusätzliche Bauteile und Kosten für den Einbau eines separaten Stopperrings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Spindelmotor gemäß der Erfindung.
2a zeigt schematisch die Verteilung des magnetischen Feldes im Dichtungsspalt bei Verwendung einer magnetisch leitenden Lagerbuchse.
2b zeigt schematisch die Verteilung des magnetischen Feldes im Dichtungsspalt bei Verwendung einer magnetisch nicht-leitenden Lagerbuchse.
3a zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des Fluid enthaltenden Dichtungsspalts ohne Schockeinwirkung auf das Lagersystem.
3b zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des das Fluid enthaltenden Dichtungsspalts bei mäßiger Schockeinwirkung auf das Lagersystem;
3c zeigt einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil des das Fluid enthaltenden Dichtungsspalts bei übermäßiger Schockeinwirkung auf das Lagersystem;
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
In 1 ist ein Schnitt eines Spindelmotors 10 zum Antrieb eines Speicherplattenlaufwerks dargestellt. Der Spindelmotor 10 umfasst eine Basisplatte 12, an der eine vorzugsweise ringförmige Statoranordnung 14, bestehend aus einem Statorkern und Wicklungen, angeordnet ist. In einer Ausnehmung der Basisplatte 12 ist ein feststehendes Bauteil des Motors aufgenommen. Das feststehende Bauteil umfasst einen Lagertopf 16 und eine fest im Lagertopf gehaltene Lagerbuchse 18. Die Lagerbuchse 18 ist mit einem ersten zylindrischen Abschnitt kleineren Durchmessers in den Lagertopf 16 eingepresst, der diesen Abschnitt der Lagerbuchse 18 nach unten hermetisch abschließt. Der erste Abschnitt der Lagerhülse 18 geht über eine Stufe 44 in einen zweiten Abschnitt mit größerem Durchmesser über. Der zweite Abschnitt steht in axialer Verlängerung über den Lagertopf 16 hinaus und besitzt einen größeren Durchmesser als dieser. Der Lagertopf 16 und die Lagerbuchse 18 sind konzentrisch zu einer Drehachse 20 angeordnet.
Die Lagerbuchse 18 weist eine axiale zylindrische Bohrung auf, in welcher eine Welle 22 konzentrisch zur Drehachse 20 drehbar aufgenommen ist. Die Welle 22 bildet zusammen mit einer Nabe 24 das drehbewegliche Bauteil des Motors 10. Die Nabe 24 ist an einem freien Ende der Welle 22 angeordnet und trägt mindestens eine Speicherplatte 26 des Speicherplattenlaufwerks.
Am äußeren Umfang der Nabe 24 ist ein Jochblech 28 vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Material angeordnet, das einen ringförmigen Permanentmagneten 30 mit einer Mehrzahl von Polpaaren trägt. Das Jochblech 28 besteht aus einem zentralen zylindrischen Abschnitt, an den sich beidseitig vorzugsweise rechtwinklig abgewinkelte ringförmige Abschnitte 41, 42 anschließen. Der Permanentmagnet 30 liegt der Statoranordnung 14 unmittelbar gegenüber und ist von dieser nur durch einen Arbeitsluftspalt getrennt. Zum Betreiben des Motors wird die Statoranordnung 14 elektrisch erregt, so dass die Polpaare des Permanentmagneten 30 mit einem elektromagnetischen Wechselfeld beaufschlagt werden, wodurch das drehbewegliche Bauteil, bestehend aus Welle 22 und Nabe 24, und dem daran angeordneten Jochblech und Magneten 30, in Drehung versetzt wird.
Zur Drehlagerung des drehbeweglichen Bauteils in bezug auf das feststehende Bauteil um die Drehachse 20 wird ein fluiddynamisches Lagersystem verwendet. Der Innendurchmesser der Bohrung in der Lagerbuchse 18 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Welle 22, so dass dazwischen ein Lagerspalt 32 verbleibt, der mit einem Lagerfluid 36, vorzugsweise einem Öl, gefüllt ist. Das fluiddynamische Lagersystem umfasst mindestens ein Radiallager und ein Axiallager. Das Radiallager ist in bekannter Weise durch eine Oberflächenstruktur in Form eines Rillenmusters gekennzeichnet, das auf der Oberfläche der Welle 22 und/oder auf der Innenfläche der Lagerbuchse 18 vorgesehen ist. Sobald sich die Welle 22 in der Lagerbuchse 18 dreht, baut sich aufgrund des Rillenmusters ein fluiddynamischer Druck im Lagerspalt 32 bzw. im darin befindlichen Lagerfluid 36 auf, so dass das Lager tragfähig wird. Das Axiallager wird gebildet durch eine Oberflächenstruktur, die auf der Stirnseite der Lagerbuchse 18 oder einer dieser gegenüberliegenden (unteren) Stirnseite der Nabe 24 angeordnet ist, wobei die Lageroberflächen ebenfalls durch den sich vom Bereich des Radiallagers fortsetzenden und mit Lagerfluid 36 gefüllten Lagerspalt 32 voneinander getrennt sind. Das Axiallager nimmt die axialen Kräfte des Lagersystems auf.
Die radial innenliegende zylindrische Oberfläche des Jochblechs 28 liegt der Lagerbuchse 18, genauer gesagt deren Abschnitt mit größerem Durchmesser unmittelbar gegenüber und bildet mit diesem einen ringförmigen Spalt, der im folgenden als Dichtungsspalt 34 bezeichnet ist. Das der Nabe 24 zugewandte Ende des Dichtungsspalts 34 ist mit dem Lagerspalt 32 verbunden. Der Dichtungsspalt 34 ist im Querschnitt konisch ausgebildet, derart, dass sich dessen Querschnitt in Richtung des Lagerspaltes 32 verjüngt, und dient sowohl als Kapillardichtung zur Abdichtung des Lagerspaltes 32 als auch als Ausgleichs- und Vorratsvolumen für das Lagerfluid 36. Der konische Querschnitt des Dichtungsspalts 34 entsteht durch eine leichte Ansenkung der Außengeometrie der Lagerbuchse 18 schräg zur Rotationsachse 20, während das Jochblech 28 vorzugsweise zylindrisch und konzentrisch zur Rotationsachse 20 ausgebildet ist. Selbstverständlich kann die „Abschrägung” auch durch ein entsprechend konisch ausgebildetes Jochblech 28 erreicht werden. Je nach Belastung des Lagers ist der Dichtungsspalt 34 zumindest teilweise mit Lagerfluid 36 gefüllt. Das Lagerfluid benetzt die Oberflächen von Jochblech 28 und Lagerbuchse 18, wodurch sich an der Grenzfläche zur Umgebungsluft ein sogenannter Meniskus 38 mit konkaver Oberfläche ausbildet. Die im Lagerfluid wirksamen Kohäsionskräfte, unterstützt durch die Kapillarkräfte im Dichtungsspalt, erschweren ein Austreten von Lagerfluid 36 aus dem Lager.
Erfindungsgemäß wird die Dichtwirkung der Kapillardichtung durch eine zusätzliche magnetische Dichtung verstärkt. Den Permanentmagneten 30 des Antriebssystems eines Elektromotors umgibt nach außen, wie nach innen ein Magnetfeld. Die Feldlinien des Magnetfelds laufen dabei vom Nord- zum Südpol und umgekehrt. Wird der Magnet 30 „durchmagnetisiert” vergrößert sich die Feldstärke auf einer der Statoranordnung 14 abgewandten Seite und im Jochblech 28. Diese Magnetvariante ist wegen der größeren Feldstärken vorzuziehen. Das Magnetfeld wird erfindungsgemäß nicht nur zur Erzeugung des Antriebsmomentes sondern zusammen mit dem an den Dichtungsspalt 34 angrenzenden Jochblech 28 und einem magnetisierbaren Fluid zur magnetischen Abdichtung eines Lagerspaltes 34 genutzt. Vorzugsweise wird als magnetisches Fluid ein Lagerfluid 36 verwendet, dem weichmagnetische Partikel beigemischt sind.
Bei entsprechenden Größenverhältnissen des Permanentmagneten 30 kann auf einen magnetischen Rückschluss verzichtet werden. Wird der Rückschluss benötigt, so kann er, entsprechend dünn ausgeführt, eine ausreichende Feldstärke durchdringen lassen (wenn der Rückschluss gesättigt ist).
In den 2a und 2b ist schematisch das durch einen Rotormagneten 30 erzeugte Magnetfeld im Dichtungsspalt 34 bzw. im magnetischen Lagerfluid 36 dargestellt. Die 2a, 2b zeigen einen Querschnitt durch den Dichtungsspalt 34. Die Geometrie der Bauteile und deren Größenverhältnisse sind nicht naturgetreu wiedergegeben. Der ringförmige Rotormagnet 30 mit wechselnder Polarität umgibt das Jochblech 28. Daran schließt sich der Dichtungsspalt 34 an, der nach innen durch die nur schematisch angedeutete Lagerbuchse 18 begrenzt wird. In 2a wird eine Lagerbuchse 18 aus magnetisch leitendem Material verwendet, während in 2b eine Lagerbuchse aus magnetisch nicht leitendem Material verwendet wird. Besteht die Lagerbuchse 18 aus einem magnetisch leitenden Material, kann sich die magnetische Feldstärke im Dichtungsspalt 34 relativ gleichmäßig verteilen (vgl. 2a). Besteht die Lagerbuchse 18 aus magnetisch nicht leitendem Material, ist die magnetische Feldstärke inhomogener und es bilden sich größere Bereiche mit sehr kleiner Feldstärke aus (2b).
In beiden Fällen wird das magnetische Lagerfluid 36 in Richtung größerer magnetischer Feldstärke gezogen. Um eine optimale Dichtwirkung zu erreichen, sollte das magnetische Feld in Richtung des Lagerinneren, das heißt in Richtung des Lagerspalts 32, zunehmen. Eine solche Feldstärkeverteilung kann beispielsweise entweder durch entsprechend magnetisierte Magnete, oder durch einen sich in Richtung des Lagerspaltes 32 verringernden magnetischen Rückschluss, oder, wie im vorliegenden Beispiel, durch einen sich in Richtung des Lagerspalts 32 verjüngenden Dichtungsspalt 34 mit magnetisch leitenden Oberflächen erzeugt werden.
Durch die unterschiedliche Feldstärke bilden sich im Dichtungsspalt 34 in axialer Richtung Bereiche mit großer Anziehungskraft auf das magnetische Fluid und Bereiche mit kleiner Anziehungskraft. Auch ist durch das sich am Umfang ändernde Magnetfeld im Dichtungsspalt 34 die Anziehungskraft auf die weichmagnetischen Partikel im magnetischen Lagerfluid unterschiedlich. Das heißt, über den Umfang werden Anteile des Fluids stärker in das Innere des Lagers gezogen als andere Anteile. Die nach innen gerichtete Kraft ist in kleinen Abschnitten sogar Null. Es stellt sich daher eine wellige oder kammförmige Fluidoberfläche ein, die im Querschnitt aber nach wie vor einen Meniskus 38 ausbildet, wie es in 3a dargestellt ist. Die Oberflächenspannung des Lagerfluids 36 wirkt einer welligen Fluidoberfläche entgegen. Durch sie werden die Fluidanteile in Bereichen mit kleinem Magnetfeld ebenfalls in das Innere des Lagers gezogen. Die Schockwirkung ist auf den Kammspitzen bzw. den Wellenbergen des Fluids am größten.
Die 3a, 3b und 3c zeigen schematisch die Auswirkungen eines Schocks auf das Lagerfluid in einer Kapillardichtung. 3a zeigt den Normalzustand, das heißt ohne Schockeinfluss, 3b zeigt die Wirkung eines mäßigen, noch zulässigen Schocks und 3c das Versagen der Dichtung aufgrund eines übermäßigen Schocks, wobei beispielsweise ein Fluidtropfen 40 aus dem Dichtungsspalt 34 austritt.
Die Auswirkungen eines Schocks auf das im Dichtungsspalt 34 befindliche Lagerfluid sind in der Mitte der Grenzfläche zwischen Fluid und Umgebungsluft am größten (vgl. 3c).
Durch diese kleinere Geschwindigkeit des Fluids (relativ) zum Rotor werden Fluidpartikel in schnellem zeitlichen Abstand in das Innere des Lagers gezogen. Die Grenzfläche glättet sich. Bewegen sich durch eine mäßige Schockeinwirkung Fluidpartikel nach außen, das heißt, die Grenzfläche wölbt sich an einer Stelle (3b), so werden sie durch die schnelle Folge von Kraftimpulsen und die Oberflächenspannung im Inneren des Lagers gehalten. In einer konventionellen Kapillardichtung wirkt einem Schock nur die Oberflächenspannung des Fluids entgegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Jochblech 28 entweder zusätzlich oder alternativ zur seiner Aufgabe bei der magnetischen Dichtung des Lagersystems die Funktion eines Stopperrings erfüllen. Stopperringe werden normalerweise als separate Bauteile in Lagersysteme eingebaut, um beispielsweise bei Schockereignissen die maximale Relativbewegung der Lagerteile zu begrenzen. Wie bereits oben beschrieben wurde, umfasst das Jochblech 28 einen zylindrischen, hülsenförmigen Abschnitt, der den Dichtungsspalt 34 radial nach außen begrenzt. Im Bereich des offenen Endes des Dichtungsspaltes 34, also an seinem freien Ende, weist das Jochblech 28 einen radial nach innen zur Rotationsachse 20 gerichteten ringförmigen Abschnitt 42 auf, der erfindungsgemäß als Stopperring dient. Der ringförmige Abschnitt 42 verläuft vorzugsweise etwa senkrecht zur Rotationsachse 20 und liegt einer durch die Lagerbuchse 18 gebildeten Stufe 44 axial gegenüber. Im „Normalbetrieb” des Lagers verbleibt zwischen der Stufe 44 und einer der Stufe zugewandten Stirnseite des Abschnitts 42 ein gewisser Abstand, das heißt die beiden Teile 42 und 44 berühren sich nicht. Eine aufgrund eines mechanischen Schocks ausgelöste Axialbewegung des drehbeweglichen Bauteils in Pfeilrichtung 46 kann im Extremfall dazu führen, dass der Abschnitt 42 des Jochblechs 28 an der Stufe 44 der Lagerbuchse 18 anstößt, wodurch eine weitergehende axiale Bewegung des drehbeweglich Bauteils verhindert wird. Eine Axialbewegung des drehbeweglichen Bauteils entgegen der Pfeilrichtung 46 wird durch die Lageroberflächen des Axiallagers abgefangen.

10: Spindelmotor
12: Basisplatte
14: Statoranordnung
16: Lagertopf
18: Lagerbuchse
20: Drehachse
22: Welle
24: Nabe
26: Speicherplatte
28: Jochblech
30: Permanentmagnet
32: Lagerspalt
34: Dichtungsspalt
36: Lagerfluid
38: Meniskus
40: Fluidtropfen
42: Abschnitt des Jochblechs
44: Stufe
46: Pfeilrichtung

Claims

Spindelmotor (10), insbesondere zum Antrieb eines Speicherplattenlaufwerkes, welcher umfasst: ein feststehendes Bauteil (16, 18), ein drehbewegliches Bauteil (22, 24), ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung des drehbeweglichen Bauteils in bezug auf das feststehende Bauteil um eine Drehachse (20), einen Lagerspalt (32), der zwischen Teilen (22, 24) des drehbeweglichen und einem Teil (18) des feststehenden Bauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid (36) gefüllt ist, und ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer am feststehenden Bauteil angeordneten Statoranordnung (14) und einem am drehbeweglichen Bauteil angeordneten Magneten (30), der an einem im wesentlichen zylindrischen Jochblech (28) angeordnet ist, das wiederum an einem Teil (24) des drehbeweglichen Bauteils angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (30) und das Jochblech (28) in Kombination mit einem Teil (18) des feststehenden Bauteils und einem magnetischen Fluid (36) eine magnetische Dichtung zur Abdichtung des Lagersystems bilden, wobei eine innere Umfangsfläche des Jochblechs (28) zusammen mit einer äußeren Umfangsfläche des feststehenden Bauteils (18) einen Dichtungsspalt (34) ausbildet, der mit dem Lagerspalt (32) verbunden und zumindest teilweise mit dem Lagerfluid (36) gefüllt ist, wobei das Jochblech (28) entsprechend dünn ausgeführt und zumindest partiell magnetisch gesättigt ist, um eine ausreichende Feldstärke durchdringen zu lassen.
Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Fluid ein mit weichmagnetischen Partikeln versetztes Lagerfluid (36) ist.
Spindelmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsspalt (34) konzentrisch zur Rotationsachse (20) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsspalt (34) eine sich in Richtung parallel zur Rotationsachse (20) verändernde Breite aufweist.
Spindelmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite des Dichtungsspaltes (34) mit zunehmender Entfernung zum Lagerspalt (32) vergrößert.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (30) an einer äußeren Umfangsfläche des Jochblechs (28) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des durch den Magneten (30) im Dichtungsspalt (34) hervorgerufenen Magnetfeldes in Richtung des Lagerspaltes (32) zunimmt.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochblech (28) einen quer zur Rotationsachse (20) gerichteten ringförmigen Abschnitt (42) aufweist, der einer am feststehenden Bauteil (18) angeordneten Stufe (44) axial gegenüberliegt und einen Stopperring zur axialen Sicherung des drehbeweglichen Bauteils ausbildet.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbewegliche Bauteil eine Welle (22) und eine an der Welle angeordnete Nabe (24) umfasst.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Bauteil einen Lagertopf (16) und eine im Lagertopf angeordnete Lagerbuchse (18) umfasst.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die an den Dichtungsspalt (34) angrenzenden Teile (18) des feststehenden Bauteils aus einem magnetisch leitenden Material besteht.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochblech (28) einen radial nach außen gerichteten ringförmigen Abschnitt (41) aufweist, mit dem es an einem Teil (24) des drehbeweglichen Bauteils befestigt ist, wobei der Magnet (30) an einer äußeren Umfangsfläche des Jochblechs (28) angeordnet ist.