DE102007059464B4

DE102007059464B4 - Spindle motor with fluid dynamic bearing system

Info

Publication number: DE102007059464B4
Application number: DE102007059464.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kull; Dieter Braun
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: DE102007059464A1

Abstract

Spindelmotor (210) mit fluiddynamischem Lagersystem, insbesondere für den Antrieb von Speicherplatten von Festplattenlaufwerken, umfassend: eine Grundplatte (212), in der eine erste Lagerkomponente gehalten ist, welche mindestens ein Lagerbauteil aufweist, und eine zweite Lagerkomponente, welche mindestens ein Lagerbauteil aufweist und eine Nabe (222) trägt, wobei die zweite Lagerkomponente von der ersten Lagerkomponente durch einen Lagerspalt (220) getrennt und mittels des fluiddynamischen Lagersystems relativ zu dieser drehgelagert ist und gemeinsam mit einer Nabe (222) von einem elektromagnetischen Antriebssystem um eine gemeinsame Rotationsachse (224) drehend angetrieben wird, wobei Mittel zum Druckausgleich im Lagerspalt (220) aus mindestens einem Rezirkulationskanal (240) bestehen und zum Druckausgleich eine Pumpdichtung (248) an einem offenen Ende des Lagerspalts (220) angeordnet ist, wobei ferner die erste Lagerkomponente eine in einer Öffnung der Grundplatte (212) angeordnete feststehende Welle (218) und eine mit der Welle (218) verbundene Druckplatte (226) als Teil eines fluiddynamischen Axiallagers (246) umfasst, und die zweite Lagerkomponente eine Lagerbuchse (214) mit einer axialen Bohrung umfasst, die mittels zweier fluiddynamischer Radiallager (234; 236) drehbar um die feststehende Welle (218) gelagert ist, wobei eine konische Kapillardichtung (238) und ein ringförmiger Dichtspalt (250) zur Abdichtung der offenen Enden des Lagerspalts (220) vorgesehen sind, wobei die Lagerbuchse (214) von einer zylindrischen Hülse (216) umgeben ist und der ringförmige Dichtspalt (250) an dem der Grundplatte (212) gegenüberliegenden Ende der Welle (218) flüssigkeitsleitend mit der Pumpdichtung (248) direkt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rezirkulationskanal (240) zwischen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse (214) und dem Innendurchmesser der Hülse (216) axial erstreckt und mit einem gegenüber der Welle (218) rechtwinklig abgewinkelten Ende im axialen Zwischenraum zwischen der Pumpdichtung (248) und dem angrenzenden Radiallager (234) endet und mit dem anderen Ende am Außendurchmesser der Druckplatte (226) angrenzt, und dass das an die konische Kapillardichtung (238) angrenzende und zur Pumpdichtung (248) entfernt liegende Radiallager (236) asymmetrische Lagerstrukturen aufweist.Spindle motor (210) having a fluid dynamic bearing system, in particular for the drive of hard drive storage disks, comprising: a base plate (212) in which a first bearing component is held, which has at least one bearing component, and a second bearing component, which has at least one bearing component and a hub (222), the second bearing component being separated from the first bearing component by a bearing gap (220) and rotatably supported relative thereto by the fluid dynamic bearing system and shared with a hub (222) of an electromagnetic drive system about a common axis of rotation (224) ), wherein means for pressure equalization in the bearing gap (220) from at least one recirculation passage (240) and for pressure equalization a pumping seal (248) at an open end of the bearing gap (220) is arranged, further wherein the first bearing component in a Arrange opening of the base plate (212) te fixed shaft (218) and connected to the shaft (218) pressure plate (226) as part of a fluid dynamic thrust bearing (246), and the second bearing component comprises a bearing bush (214) with an axial bore formed by two fluid dynamic radial bearings ( 234; 236) is rotatably mounted about the fixed shaft (218), wherein a conical capillary seal (238) and an annular sealing gap (250) for sealing the open ends of the bearing gap (220) are provided, wherein the bearing bush (214) of a cylindrical sleeve (216) is surrounded and the annular sealing gap (250) at the base plate (212) opposite end of the shaft (218) fluidly connected directly to the pumping seal (248), characterized in that the recirculation passage (240) between the outer diameter the bushing (214) and the inner diameter of the sleeve (216) extends axially and with a relative to the shaft (218) right angled end in the axial space between the pumping seal (248) and the adjacent radial bearing (234) ends and with the other end on Outside diameter of the pressure plate (226) adjacent, and that of the conical capillary seal (238) adjacent and the pumping seal (248) away Radial bearing (236) has asymmetric bearing structures.

Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem, wie er bevorzugt zum Antrieb von Festplattenlaufwerken eingesetzt wird.The invention relates to a spindle motor with fluid dynamic bearing system, as it is preferably used for driving hard disk drives.

Stand der TechnikState of the art

Ein Spindelmotor der eingangs genannten Art umfasst im Wesentlichen einen Stator, einen Rotor und mindestens ein zwischen diesen beiden Teilen angeordnetes Lagersystem. Der elektromotorisch angetriebene Rotor ist mit Hilfe des Lagersystems gegenüber dem Stator drehgelagert. Als Lagersystem werden vorzugsweise fluiddynamische Lagersysteme eingesetzt.A spindle motor of the aforementioned type essentially comprises a stator, a rotor and at least one bearing system arranged between these two parts. The electric motor-driven rotor is rotatably mounted with the aid of the bearing system relative to the stator. As a storage system preferably fluid dynamic storage systems are used.

Eine bekannte Ausgestaltung eines Spindelmotors mit fluiddynamischem Lagersystem ist in der DE 102 39 650 B3 offenbart. Der Spindelmotor umfasst eine Grundplatte mit einer im Wesentlichen zentral angeordneten, angeformten Hülse, in die eine Lagerbuchse eingesetzt ist. Die Lagerbuchse weist eine axiale Bohrung zur Aufnahme einer Welle auf. Die Welle rotiert frei in der feststehenden Lagerbuchse und bildet zusammen mit dieser ein Radiallager. Die in gegenseitiger Wirkverbindung stehenden Lageroberflächen von Welle und Lagerbuchse sind durch einen dünnen, konzentrischen und mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander beabstandet. In wenigstens einer Lageroberfläche ist eine Oberflächenstruktur eingearbeitet, welche infolge der rotatorischen Relativbewegung zwischen Welle und Lagerbuchse lokale Beschleunigungskräfte auf das im Lagerspalt befindliche Lagerfluid ausübt. Auf diese Weise entsteht eine Art Pumpwirkung, die zur Ausbildung eines homogenen und gleichmäßig dicken Schmiermittelfilms innerhalb des Lagerspalts führt, der durch Zonen fluiddynamischen Druckes stabilisiert wird.A known embodiment of a spindle motor with fluid dynamic bearing system is in the DE 102 39 650 B3 disclosed. The spindle motor comprises a base plate with a substantially centrally disposed, molded sleeve into which a bearing bush is inserted. The bearing bush has an axial bore for receiving a shaft. The shaft rotates freely in the fixed bearing bush and together with this forms a radial bearing. The mutually operatively connected bearing surfaces of the shaft and bearing bush are spaced apart by a thin, concentric and bearing fluid-filled bearing gap. In at least one bearing surface, a surface structure is incorporated, which as a result of the rotational relative movement between the shaft and the bearing bush exerts local acceleration forces on the bearing fluid in the bearing gap. In this way creates a kind of pumping action, which leads to the formation of a homogeneous and uniformly thick lubricant film within the bearing gap, which is stabilized by zones fluid dynamic pressure.

Die Welle trägt eine Nabe, auf der z. B. eine oder mehrere Speicherplatten eines Festplattenlaufwerks angeordnet sind. Eine Verschiebung der beschriebenen Anordnung entlang der Rotationsachse wird durch entsprechend ausgestaltete fluiddynamische Axiallager verhindert. Die fluiddynamischen Axiallager werden vorzugsweise durch die beiden Stirnflächen einer bevorzugt an einem Ende der Welle angeordneten Druckplatte gebildet, wobei der einen Stirnfläche der Druckplatte eine entsprechende Stirnfläche der Lagerbuchse und der anderen Stirnfläche die innen liegende Stirnfläche einer Abdeckung zugeordnet ist. Die Abdeckung bildet ein Gegenlager zur Druckplatte und verschließt die offene Seite des Lagersystems und verhindert, dass Luft in den mit Lagerfluid gefüllten Lagerspalt eindringt oder das Lagerfluid ausläuft. Bei dem gezeigten Lagersystem wird ein flüssiges Lagerfluid, beispielsweise ein Lageröl verwendet. Es ist ein elektromagnetisches Antriebssystem vorhanden, das aus einer am feststehenden Teil des Motors angeordneten Statoranordnung und einem an der Nabe angeordneten Magnetanordnung besteht.The shaft carries a hub, on the z. B. one or more disks of a hard disk drive are arranged. A displacement of the arrangement described along the axis of rotation is prevented by appropriately designed fluid dynamic thrust bearing. The fluid dynamic thrust bearings are preferably formed by the two end faces of a preferably arranged at one end of the shaft pressure plate, wherein the one end face of the pressure plate is assigned a corresponding end face of the bearing bush and the other end face the inner end face of a cover. The cover forms an abutment to the pressure plate and closes the open side of the bearing system and prevents air from entering the bearing fluid filled bearing gap or leaking the bearing fluid. In the bearing system shown, a liquid bearing fluid, for example, a bearing oil is used. There is an electromagnetic drive system which consists of a stator arranged on the fixed part of the stator and a stator arranged on the magnet arrangement.

In bekannter Weise kann ein solcher Spindelmotor auch eine mit der Grundplatte verbundene feststehende Welle aufweisen, die von einer rotierenden Lagerbuchse umgeben ist. Die Nabe ist in diesem Fall mit der Lagerbuchse verbunden. Die an der Welle angeordnete Druckplatte steht ebenfalls fest.In known manner, such a spindle motor may also have a stationary shaft connected to the base plate, which is surrounded by a rotating bushing. The hub is in this case connected to the bearing bush. The arranged on the shaft pressure plate is also fixed.

Die DE 102 39 650 B3 zeigt ein bei Festplattenmotoren häufig verwendetes Single-Plate-Design (d. h. es ist nur eine Druckscheibe vorhanden), insbesondere für den gängigen Formfaktor 3,5 Zoll. Der Motor umfasst relativ wenige, einfach und kostengünstig produzierbare und verbindbare Teile und Funktionskomponenten, und ist daher sehr robust, da Toleranzen und auch die Funktionsweise von radialem und axialem Lager praktisch unabhängig voneinander sind. Es ist eine Anordnung aller Bauteile des Motors unter der glockenförmigen Nabe möglich, insbesondere auch des Fluidlagersystems, das auf der Seite der Axiallager verschlossen ist, wobei die gegenüberliegende offene Seite durch eine konische Kapillardichtung abgedichtet ist.The DE 102 39 650 B3 shows a commonly used in disk drives single-plate design (ie there is only one pressure washer available), especially for the usual form factor 3.5 inches. The motor comprises relatively few, easily and inexpensively producible and connectable parts and functional components, and is therefore very robust, since tolerances and also the operation of radial and axial bearings are virtually independent of each other. It is possible to arrange all the components of the motor under the bell-shaped hub, in particular also the fluid bearing system which is closed on the side of the thrust bearings, the opposite open side being sealed by a conical capillary seal.

Ein wesentliches Kriterium für die gute Funktion eines Fluidlagersystems ist die Zylindrizität der Lagerbohrung in der Lagerbuchse. In der Praxis ist die Lagerbohrung nie ganz zylindrisch sondern geringfügig konisch, was auf Herstellungsungenauigkeiten zurückzuführen ist. Konische Lagerbohrungen bergen jedoch das Risiko, dass die gewünschte Druckverteilung im Lagerspalt nicht sichergestellt werden kann. Ist der Durchmesser der Lagerbohrung beispielsweise am offenen Ende geringer als am geschlossenen Ende des Lagerspaltes, so erhöht sich der Lagerdruck entsprechend im Lagerinneren. Dadurch kann es vorkommen, dass die Druckplatte, die Teil des Axiallagers ist, in Berührung mit den gegenüberliegenden Lagerflächen kommt, da die Druckbalance im Axiallager gestört ist. Ist der Durchmesser der Lagerbohrung am offenen Ende des Lagers größer als am geschlossenen Ende, verringert sich der Druck im Lager. Dadurch kann es passieren, dass sich im Lagerspalt Zonen mit Unterdruck, also geringerem Druck als dem Umgebungsdruck, bilden. Beim Herstellungsprozess ist es sehr schwierig, die Zylindrizität der Lagerbohrung zu kontrollieren, was sich speziell bei Spindelmotoren, die für hohe Drehzahlen ausgelegt sind bzw. bei denen die Lagerbohrung relativ kurz ist, bezüglich dem Druck in den einzelnen Abschnitten des Fluidlagers negativ auswirken kann.An essential criterion for the good function of a fluid bearing system is the cylindricity of the bearing bore in the bearing bush. In practice, the bearing bore is never quite cylindrical but slightly conical, which is due to manufacturing inaccuracies. However, tapered bearing bores carry the risk that the desired pressure distribution in the bearing gap can not be ensured. If the diameter of the bearing bore, for example, at the open end less than at the closed end of the bearing gap, the bearing pressure increases accordingly in the bearing interior. As a result, it may happen that the pressure plate, which is part of the thrust bearing, comes into contact with the opposite bearing surfaces, since the pressure balance is disturbed in the thrust bearing. If the diameter of the bearing bore at the open end of the bearing is greater than at the closed end, the pressure in the bearing is reduced. As a result, it can happen that zones of negative pressure, ie lower pressure than the ambient pressure, form in the bearing gap. In the manufacturing process, it is very difficult to control the cylindricity of the bearing bore, which can have a negative effect on the pressure in the individual sections of the fluid bearing, especially for spindle motors which are designed for high speeds or in which the bearing bore is relatively short.

Die DE 10 2006 005 602 A1 offenbart einen Spindelmotor mit feststehender Welle und einseitig offenem Lagerspalt, der durch eine konische Kapillardichtung abgedichtet ist. Es sind zwei fluiddynamische Radiallager vorhanden, von denen zumindest eines asymmetrische Lagerrillenstrukturen aufweist.The DE 10 2006 005 602 A1 discloses a spindle motor with fixed shaft and one-sided open bearing gap, which is sealed by a conical capillary seal. There are two fluid dynamic radial bearings, of which at least one has asymmetric bearing groove structures.

Die DE 10 2005 005 414 B3 offenbart einen Spindelmotor mit feststehender Welle und mehreren fluiddynamischen Radiallagern und fluiddynamischen Axiallagern. Die feststehende Welle ist von einer Hülse und zwei Lagerbuchsen umgeben, wobei zwischen der Welle und der Hülse mit Lagerfluid gefüllte innere Lagerspalte und zwischen Hülse und Lagerbuchsen entsprechende äußere Lagerspalte angeordnet sind, die über Querbohrungen in der Hülse miteinander verbunden sind.The DE 10 2005 005 414 B3 discloses a spindle motor having a fixed shaft and a plurality of fluid dynamic radial bearings and fluid dynamic thrust bearings. The fixed shaft is surrounded by a sleeve and two bushings, wherein between the shaft and the sleeve with bearing fluid filled inner bearing gaps and between sleeve and bearing bushes corresponding outer bearing gaps are arranged, which are interconnected via transverse bores in the sleeve.

Die DE 10 2004 045 629 A1 offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem mit einem fluiddynamischen Radiallager und zwei fluiddynamischen Axiallagern und einem beidseitig offenen Lagerspalt. Der Lagerspalt ist an beiden Enden durch axial verlaufende, kapillare Dichtungsspalte abgedichtet, entlang denen dynamische Pumpdichtungen angeordnet sein können. Ein axial verlaufender Rezirkulationskanal verbindet die Dichtungsspalte direkt miteinander.The DE 10 2004 045 629 A1 discloses a fluid dynamic bearing system with a fluid dynamic radial bearing and two fluid dynamic thrust bearings and a bearing gap open on both sides. The bearing gap is sealed at both ends by axially extending, capillary sealing gaps along which dynamic pump seals can be arranged. An axially extending recirculation channel connects the sealing gaps directly to each other.

Die US 6 144 523 A offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem mit feststehender Welle und zwei konischen Lagern, wobei die Welle Längs- und Querbohrungen aufweist, über welche das Lager mit Lagerfluid befüllt wird und die als Fluidreservoir und Rezirkulationskanäle dienen.The US 6 144 523 A discloses a fluid dynamic bearing system with fixed shaft and two conical bearings, wherein the shaft has longitudinal and transverse bores through which the bearing is filled with bearing fluid and serve as a fluid reservoir and Rezirkulationskanäle.

Die JP H08-277 835 A offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem mit feststehender Welle und einem beidseitig offenen Lagerspalt. Der Lagerspalt ist an beiden Enden durch axial verlaufende, kapillare Dichtungsspalte abgedichtet. Es sind axial verlaufende Rezirkulationskanäle vorhanden, über welche die Dichtungsspalte direkt miteinander verbunden sind.The JP H08-277 835 A discloses a fluid dynamic bearing system with a fixed shaft and a bearing gap open on both sides. The bearing gap is sealed at both ends by axially extending, capillary sealing gaps. There are axially extending recirculation channels, via which the sealing gaps are connected directly to each other.

Die US 5 667 309 A offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem mit feststehender Welle und einem beidseitig offenen Lagerspalt. Der Lagerspalt ist an beiden Enden durch axial verlaufende, kapillare Dichtungsspalte abgedichtet. Es können axial verlaufende Rezirkulationskanäle vorhanden sein, über welche die Dichtungsspalte direkt miteinander verbunden sind.The US 5,667,309 A discloses a fluid dynamic bearing system with a fixed shaft and a bearing gap open on both sides. The bearing gap is sealed at both ends by axially extending, capillary sealing gaps. There may be axially extending recirculation channels, via which the sealing gaps are directly connected to each other.

Die US 6 181 039 B1 offenbart ein fluiddynamisches konisches Lager mit feststehender Welle und einem Lagerspalt mit drei offenen Enden, wobei zwei offene Enden durch Kapillardichtungen abgedichtet sind und ein Ende lediglich durch eine dynamische Pumpdichtung abgedichtet ist. Diese Pumpdichtung ist nicht durch eine zusätzliche Kapillardichtung abgedichtet, so dass in diesem Bereich Luft in den Lagerspalt eingebracht werden kann und die Gefahr besteht, dass bei Schock Lagerfluid über die Pumpdichtung aus dem Lager austritt.The US 6,181,039 B1 discloses a fixed shaft fluid dynamic conical bearing and a bearing gap having three open ends wherein two open ends are sealed by capillary seals and one end is sealed only by a dynamic pump seal. This pumping seal is not sealed by an additional capillary seal, so that air can be introduced into the bearing gap in this area and there is a risk that bearing fluid escapes from the bearing via the pumping seal in the event of shock.

Die US 2006/0 291 757 A1 bildet den nächstliegenden Stand der Technik und offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem für einen Spindelmotor gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche. Der axial verlaufende Rezirkulationskanal bildet eine großvolumige Flüssigkeitssäule in deren axialer Fortsetzung die Kapillardichtungen zur Abdichtung des Lagerspalts angeordnet sind. Bei Schock besteht daher das Risiko, dass Lagerfluid aus den Kapillardichtungen austritt.The US 2006/0 291 757 A1 forms the closest prior art and discloses a fluid dynamic bearing system for a spindle motor according to the features of the preambles of the independent claims. The axially extending recirculation channel forms a large-volume liquid column in the axial continuation of the capillary seals are arranged to seal the bearing gap. In shock, therefore, there is the risk that bearing fluid escapes from the capillary seals.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem der eingangs beschriebenen Art hinsichtlich seiner Schockfestigkeit und Druckverteilung im Lagerspalt zu verbessern.It is the object of the invention to improve a spindle motor with fluid dynamic bearing system of the type described above in terms of its shock resistance and pressure distribution in the bearing gap.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spindelmotor mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.This object is achieved by a spindle motor with the features of the independent claims.

Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß der Erfindung weist der Spindelmotor eine feststehende Welle auf. In dieser Ausgestaltung umfasst die erste Lagerkomponente eine in einer Öffnung der Grundplatte angeordnete feststehende Welle und eine mit der Welle verbundene Druckplatte als Teil eines fluiddynamischen Axiallagers. Die zweite Lagerkomponente umfasst eine Lagerbuchse mit einer axialen Bohrung, die mittels eines fluiddynamischen Radiallagers drehbar um die feststehende Welle gelagert ist. Angrenzend an die Druckplatte ist eine Abdeckplatte vorgesehen, die Teil des fluiddynamischen Axiallagers ist. An der Lagerbuchse oder einer die Lagerbuchse umgehenden Hülse ist die Nabe des Spindelmotors befestigt.According to the invention, the spindle motor has a fixed shaft. In this embodiment, the first bearing component comprises a fixed shaft arranged in an opening of the base plate and a pressure plate connected to the shaft as part of a fluid-dynamic axial bearing. The second bearing component comprises a bearing bush with an axial bore, which is supported rotatably about the fixed shaft by means of a fluid-dynamic radial bearing. Adjacent to the pressure plate, a cover plate is provided which is part of the fluid dynamic thrust bearing. At the bushing or a bushing around the bush sleeve, the hub of the spindle motor is attached.

Das Lagersystem weist zwei offene Enden auf, die vorzugsweise beide durch konische Kapillardichtungen abgedichtet sind.The storage system has two open ends, which are preferably both sealed by conical capillary seals.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung verbindet der Rezirkulationskanal, der sich zwischen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse und dem Innendurchmesser der Hülse axial erstreckt, einen an den Außendurchmesser der Druckplatte angrenzenden Abschnitts des Lagerspalts mit einem zwischen der konischen Kapillardichtung und einem Radiallagerbereich befindlichen Abschnitt des Lagerspalts. Das Radiallager umfasst vorzugsweise zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete Radiallagerbereiche. Der Druckausgleich kann zusätzlich über eine zweite Querbohrung in der Lagerbuchse erfolgen, die einen zwischen den Radiallagerbereichen liegenden Abschnitt des Lagerspalts mit dem Rezirkulationskanal verbindet.According to one embodiment of the invention, the recirculation passage, which extends axially between the outer diameter of the bearing bush and the inner diameter of the sleeve, connects a portion of the bearing gap adjacent to the outer diameter of the pressure plate with a portion of the bearing gap located between the conical capillary seal and a radial bearing region. The radial bearing preferably comprises two radial bearing regions arranged at an axial distance from each other. The pressure compensation can additionally take place via a second transverse bore in the bearing bush, which connects a lying between the radial bearing portions of the bearing gap with the recirculation channel.

Durch den Rezirkulationskanal, der vom Lagerspalt im Bereich der Druckplatte bis zum oder in die Nähe des Reservoirs, gebildet durch die konische Kapillardichtung, verläuft, wird das Risiko der Bildung eines Unterdrucks im Lagerspalt reduziert, da normalerweise der niedrigste Druck im Lagerspalt, der das höchste Risiko für eine Bildung von Unterdruck darstellt, bei einem Spindelmotor der beschriebenen Art insbesondere am Außendurchmesser der Druckplatte auftreten kann. Durch den Rezirkulationskanal wird der Lagerspalt im Bereich der der Druckplatte mit der konischen Kapillardichtung verbunden, bei der entsprechend Umgebungsdruck herrscht.The recirculation passage extending from the bearing gap in the area of the pressure plate to or near the reservoir formed by the conical capillary seal reduces the risk of forming a negative pressure in the bearing gap, since normally the lowest pressure in the bearing gap is the highest Represents risk of formation of negative pressure, may occur in a spindle motor of the type described in particular on the outer diameter of the pressure plate. Through the recirculation channel, the bearing gap in the region of the pressure plate is connected to the conical capillary seal, in accordance with ambient pressure prevails.

Vorteilhaft kann ein zwischen den Radiallagerbereichen liegender Abschnitt des Lagerspaltes über die zweite Querbohrung in der Lagerbuchse bzw. der Welle mit dem Rezirkulationskanal verbunden werden. Dies hat den Hintergrund, dass es neben dem Außendurchmesser der Druckplatte einen zweiten Bereich im Lagersystem gibt, an dem möglicherweise Unterdruck entstehen kann. Dies ist der Abschnitt des Lagerspaltes zwischen den beiden Radiallagerbereichen. Mit der zusätzlichen Verbindung des zwischen den Radiallagerbereichen liegenden Abschnitts des Lagerspaltes mit dem Rezirkulationskanal kann auch in diesem Abschnitt des Lagerspaltes kein Unterdruck mehr auftreten, da er über den Rezirkulationskanal mit dem Umgebungsdruck verbunden ist.Advantageously, a lying between the radial bearing portions of the bearing gap via the second transverse bore in the bearing bush or the shaft are connected to the recirculation channel. This has the background that, in addition to the outer diameter of the pressure plate, there is a second area in the storage system at which possibly negative pressure may occur. This is the section of the bearing gap between the two radial bearing areas. With the additional connection of lying between the radial bearing portions of the bearing gap with the recirculation channel no negative pressure can occur more in this section of the bearing gap, since it is connected via the recirculation channel with the ambient pressure.

Des Weiteren können gemäß dem Stand der Technik am Innendurchmesser der Druckplatte im Verbindungsbereich mit der Welle Rezirkulationskanäle in axialer Richtung vorhanden sein, die einen Druckausgleich der beiden Axiallager ermöglichen.Furthermore, according to the prior art, recirculation channels in the axial direction can be present on the inner diameter of the pressure plate in the connection area with the shaft, which allow a pressure equalization of the two axial bearings.

Erfindungsgemäß ist eine Seite des Lagers mit einer Pumpdichtung ausgestaltet, wobei am anderen offenen Ende des Lagerspalts eine konische Kapillardichtung angeordnet ist. Je nach Ausgestaltung des Spindelmotors kann die Pumpdichtung angrenzend an die Druckplatte angeordnet sein, wobei die konische Kapillardichtung entfernt von der Druckplatte angeordnet ist, oder die Pumpdichtung kann entfernt von der Druckplatte angeordnet sein, wobei die konische Kapillardichtung angrenzend an die Druckplatte angeordnet ist.According to the invention, one side of the bearing is designed with a pumping seal, wherein a conical capillary seal is arranged at the other open end of the bearing gap. Depending on the design of the spindle motor, the pumping seal may be disposed adjacent to the pressure plate with the conical capillary seal remote from the pressure plate, or the pumping seal may be remote from the pressure plate, with the conical capillary seal disposed adjacent to the pressure plate.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass auch bei ungünstigen Bauteilepaarungen und insbesondere einer nicht-zylindrischen Lagerbohrung im Lager kein gefährlicher Unterdruck auftreten kann, der schlimmstenfalls zum Ausfall des Lagersystems führen kann. Ferner wird durch die Kombination einer Kapillardichtung mit einer Pumpdichtung die Schockfestigkeit des Lagersystems verbessert.By the invention it is achieved that even with unfavorable component pairings and in particular a non-cylindrical bearing bore in the bearing no dangerous negative pressure can occur, which can lead to failure of the storage system in the worst case. Furthermore, the shock resistance of the bearing system is improved by the combination of a capillary seal with a pump seal.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie allgemeine Ausgestaltungen von Spindelmotoren werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.Embodiments of the invention and general embodiments of spindle motors are described below with reference to the drawings. From the drawings and their description, there are further features and advantages of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit rotierender Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 1 shows a section through a spindle motor with rotating shaft for the general explanation of the invention.

2 zeigt einen Schnitt durch einen weiteren Spindelmotor mit rotierender Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 2 shows a section through another spindle motor with a rotating shaft for the general explanation of the invention.

3 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit feststehender Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 3 shows a section through a spindle motor with a fixed shaft for general explanation of the invention.

4 zeigt einen Spindelmotor gemäß 3 mit zusätzlicher Hülse und Rezirkulationskanal als eine Ausgestaltung der Erfindung. 4 shows a spindle motor according to 3 with additional sleeve and recirculation channel as an embodiment of the invention.

5 zeigt einen Spindelmotor gemäß 4 mit zusätzlicher Querbohrung zwischen den Radiallagerbereichen. 5 shows a spindle motor according to 4 with additional transverse bore between the radial bearing areas.

6 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit feststehender Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 6 shows a section through a spindle motor with a fixed shaft for general explanation of the invention.

7 zeigt einen Spindelmotor gemäß 6 mit zusätzlicher Hülse und Rezirkulationskanal gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 7 shows a spindle motor according to 6 with additional sleeve and recirculation channel according to another embodiment of the invention.

8 zeigt den Spindelmotor gemäß 7 zusätzlich mit einer Querbohrung zwischen den Radiallagerbereichen. 8th shows the spindle motor according to 7 additionally with a transverse bore between the radial bearing areas.

9 zeigt ein schematisches Diagramm der Druckverteilung in einem Lagersystem (Stand der Technik) zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 9 shows a schematic diagram of the pressure distribution in a storage system (prior art) for the general explanation of the invention.

10 zeigt ein schematisches Diagramm der Druckverteilung in einem Lagersystem gemäß den 1 und 2 zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 10 shows a schematic diagram of the pressure distribution in a storage system according to the 1 and 2 for a general explanation of the invention.

11 zeigt eine erste schematische Darstellung eines fluiddynamischen Lagers zur Drehlagerung eines Spindelmotors mit einem Rezirkulationskanal in der Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 11 shows a first schematic representation of a fluid dynamic bearing for pivotally mounting a spindle motor with a recirculation channel in the shaft for general explanation of the invention.

12 zeigt eine zweite schematische Darstellung eines fluiddynamischen Lagers zur Drehlagerung eines Spindelmotors mit einem Rezirkulationskanal in der Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 12 shows a second schematic representation of a fluid dynamic bearing for pivotally mounting a spindle motor with a recirculation channel in the shaft for a general explanation of the invention.

13 zeigt eine dritte schematische Darstellung eines fluiddynamischen Lagers zur Drehlagerung eines Spindelmotors mit einem Rezirkulationskanal in der Welle zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. 13 shows a third schematic representation of a fluid dynamic bearing for pivotally mounting a spindle motor with a recirculation channel in the shaft for a general explanation of the invention.

Beschreibung von Beispielen zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung und von bevorzugten Ausführungsbeispielen der ErfindungDESCRIPTION OF EXAMPLES FOR ILLUSTRATING THE INVENTION AND PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Die in den 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Spindelmotoren 10 dienen lediglich zur Erläuterung der Erfindung und grundlegenden Beschreibung eines Spindelmotors. Die dargestellten Spindelmotoren 10 umfassen eine Grundplatte 12 mit einer im Wesentlichen zentralen Öffnung, in welcher eine Hülse 16 angeordnet ist, die beispielsweise durch Verpressen, Verkleben oder Verschweißen mit der Grundplatte 12 verbunden ist. In der Hülse 16 ist eine Lagerbuchse 14 beispielsweise im Presssitz gehalten. Die Lagerbuchse 14 weist eine axiale Bohrung zur Aufnahme einer Welle 18 auf, wobei zwischen dem Innendurchmesser der Bohrung und dem Außendurchmesser der Welle 18 ein ringförmiger konzentrischer Lagerspalt 20 verbleibt, der mit einem Lagerfluid, beispielweise Öl, gefüllt ist. Die Welle 18 kann daher frei in der feststehenden Lagerbuchse 14 um eine Rotationsachse 24 rotieren und bildet zusammen mit dieser in bekannter Weise ein fluiddynamisches Radiallager aus, das zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete Radiallagerbereiche 34, 36 umfasst. Die Radiallagerbereiche 34, 36 sind durch Lagerstrukturen gekennzeichnet, die auf der Oberfläche der Welle 18 und/oder der Lagerbuchse 14 angeordnet sind.The in the 1 and 2 illustrated spindle motors according to the invention 10 are merely illustrative of the invention and basic description of a spindle motor. The illustrated spindle motors 10 include a base plate 12 with a substantially central opening in which a sleeve 16 is arranged, for example, by pressing, gluing or welding to the base plate 12 connected is. In the sleeve 16 is a bearing bush 14 for example, held in a press fit. The bearing bush 14 has an axial bore for receiving a shaft 18 on, between the inner diameter of the bore and the outer diameter of the shaft 18 an annular concentric bearing gap 20 remains, which is filled with a bearing fluid, such as oil. The wave 18 can therefore be free in the fixed bearing bush 14 around a rotation axis 24 rotate and forms together with this in a known manner a fluid-dynamic radial bearing, the two in an axial distance from each other arranged radial bearing areas 34 . 36 includes. The radial storage areas 34 . 36 are characterized by bearing structures on the surface of the shaft 18 and / or the bearing bush 14 are arranged.

Am freien Ende der Welle 18 ist eine Nabe 22 befestigt, auf der z. B. eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt) eines Festplattenlaufwerks angeordnet werden können. Eine Verschiebung der Lageranordnung entlang der Rotationsachse 24 wird durch fluiddynamische Axiallager verhindert. Entsprechend ausgestaltete, fluiddynamische Axiallagerbereiche 46 werden vorzugsweise durch die beiden Stirnflächen einer bevorzugt an einem Ende der Welle 18 angeordneten ringförmigen Druckplatte 26 gebildet. Einer Stirnfläche der Druckplatte 26 ist eine entsprechende Stirnfläche der Lagerbuchse 14 und der anderen Stirnfläche die innen liegende Stirnfläche einer Abdeckplatte 28 zugeordnet. Die einander zugeordneten Lagerflächen der Axiallager sind durch den Lagerspalt 20 voneinander getrennt. Die Abdeckplatte 28 bildet ein Gegenlager zur Druckplatte 26 und verschließt die offene Seite des Lagersystems und verhindert, dass Luft in den mit Lagerfluid gefüllten Lagerspalt 20 eindringt oder Lagerfluid austritt.At the free end of the shaft 18 is a hub 22 attached, on the z. B. one or more storage disks (not shown) of a hard disk drive can be arranged. A displacement of the bearing assembly along the axis of rotation 24 is prevented by fluid dynamic thrust bearings. Correspondingly configured, fluid-dynamic thrust bearing areas 46 are preferably through the two end faces of a preferred at one end of the shaft 18 arranged annular pressure plate 26 educated. An end face of the pressure plate 26 is a corresponding end face of the bearing bush 14 and the other end face, the inner end face of a cover plate 28 assigned. The mutually associated bearing surfaces of the thrust bearing are through the bearing gap 20 separated from each other. The cover plate 28 forms an abutment to the pressure plate 26 and occludes the open side of the bearing system and prevents air from entering the bearing fluid filled bearing space 20 penetrates or leakage of bearing fluid.

Das offene Ende des Lagerspalts 20, nahe der Nabe 22, kann in bekannter Weise durch eine konische Kapillardichtung 38 abgedichtet werden. Die konische Kapillardichtung 38 ist anteilig mit Lagerfluid gefüllt und wirkt gleichzeitig als Ausgleichsvolumen und Reservoir für das Lagerfluid.The open end of the storage gap 20 , near the hub 22 , can in a known manner by a conical capillary seal 38 be sealed. The conical capillary seal 38 is proportionally filled with bearing fluid and also acts as a compensation volume and reservoir for the bearing fluid.

Der Spindelmotor wird in bekannter Weise durch ein elektromagnetisches Antriebssystem angetrieben, das im Wesentlichen aus einer am feststehenden Teil des Motors angeordneten Statoranordnung 30 und einer an der Nabe 22 angeordnete Magnetanordnung 32 besteht.The spindle motor is driven in a known manner by an electromagnetic drive system, which consists essentially of a arranged on the fixed part of the motor stator 30 and one at the hub 22 arranged magnet arrangement 32 consists.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Spindelmotors zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung. Um zu verhindern, dass insbesondere bei hohen Drehzahlen während des Betriebs des Spindelmotors im Lagerspalt, insbesondere im Bereich des Außendurchmessers der Druckplatte 26 ein Unterdruck auftritt, ist ein Rezirkulationskanal 40 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 40 erstreckt sich zwischen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse 14 und dem Innendurchmesser der Hülse 16 in axialer Richtung und verbindet einen an den Außendurchmesser der Druckplatte 26 angrenzenden Abschnitt des Lagerspalts 20 über eine Querbohrung 42 mit einem an die konische Kapillardichtung 38 angrenzenden Abschnitt des Lagerspaltes 20. Dadurch ergibt sich ein Druckausgleich zwischen dem Umgebungsdruck, der an der konischen Kapillardichtung 38 vorherrscht, und dem Druck in dem Abschnitt des Lagerspaltes 20, der an den Außendurchmesser der Druckplatte 26 angrenzt. Eine gefährliche Unterdruckbildung insbesondere am Außendurchmesser der Druckplatte 26 kann somit verhindert werden. 1 shows a first embodiment of a spindle motor for general explanation of the invention. In order to prevent, especially at high speeds during operation of the spindle motor in the bearing gap, in particular in the region of the outer diameter of the pressure plate 26 a negative pressure occurs is a recirculation channel 40 intended. The recirculation channel 40 extends between the outer diameter of the bearing bush 14 and the inner diameter of the sleeve 16 in the axial direction and connects one to the outer diameter of the pressure plate 26 adjacent section of the storage gap 20 over a cross hole 42 with one on the conical capillary seal 38 adjacent section of the bearing gap 20 , This results in a pressure equalization between the ambient pressure at the conical capillary seal 38 prevails, and the pressure in the section of the bearing gap 20 that matches the outside diameter of the pressure plate 26 borders. A dangerous negative pressure, especially on the outer diameter of the pressure plate 26 can thus be prevented.

In 2 ist eine gegenüber 1 abgewandelte Ausgestaltung des Spindelmotors dargestellt. Es ist wiederum ein Rezirkulationskanal 40 vorgesehen, der den Lagerspalt 20 am Außendurchmesser der Druckplatte 26 mit der konischen Kapillardichtung 38 verbindet. Zusätzlich wird über eine zweite Querbohrung 44 ein Abschnitt des Lagerspaltes 20 mit dem Rezirkulationskanal 40 verbunden, welcher sich zwischen den beiden Radiallagerbereichen 34 und 36 erstreckt. Dadurch wird auch in diesem Abschnitt des Lagerspaltes 20 aufgrund der Verbindung zum Rezirkulationskanal 40 Umgebungsdruck hergestellt und einer Bildung eines Unterdrucks entgegengewirkt.In 2 is one opposite 1 modified embodiment of the spindle motor shown. It is again a recirculation channel 40 provided, the bearing gap 20 on the outer diameter of the pressure plate 26 with the conical capillary seal 38 combines. In addition, there is a second transverse bore 44 a section of the storage gap 20 with the recirculation channel 40 connected, which is located between the two radial bearing areas 34 and 36 extends. This will also in this section of the bearing gap 20 due to the connection to the recirculation channel 40 Ambient pressure produced and counteracted formation of a negative pressure.

Die 3 zeigt ein weiteres Beispiel zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung mit einem Spindelmotor 110 mit feststehender Welle und oben liegender Druckplatte.The 3 shows another example of the general explanation of the invention with a spindle motor 110 with fixed shaft and top pressure plate.

Der Spindelmotor gemäß den 3 bis 5 umfasst eine Grundplatte 112 mit einer wesentlichen zentralen Öffnung, in welcher eine Welle 118 fest aufgenommen ist, beispielsweise durch Verpressen, Verkleben oder Verschweißen. Eine Lagerbuchse 114 mit axialer Bohrung ist auf die Welle 118 aufgeschoben, wobei zwischen dem Innendurchmesser der Bohrung der Lagerbuchse 114 und dem Außendurchmesser der Welle 118 ein ringförmiger konzentrischer Lagerspalt 120 verbleibt, der mit einem Lagerfluid, beispielsweise Öl, gefüllt ist. Die Lagerbuchse 114 kann frei um die Welle 118 rotieren und bildet zusammen mit dieser in bekannter Weise ein fluiddynamisches Radiallager aus, das zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete Radiallagerbereiche 134, 136 umfasst. Die Radiallagerbereiche 134, 136 sind durch Lagerstrukturen gekennzeichnet, die auf der Oberfläche der Welle 118 und/oder der Oberfläche der Lagerbuchse 116 angeordnet sind. The spindle motor according to the 3 to 5 includes a base plate 112 with a substantial central opening in which a shaft 118 is firmly recorded, for example by pressing, gluing or welding. A bearing bush 114 with axial bore is on the shaft 118 deferred, wherein between the inner diameter of the bore of the bearing bush 114 and the outer diameter of the shaft 118 an annular concentric bearing gap 120 remains, which is filled with a bearing fluid, such as oil. The bearing bush 114 can be free around the shaft 118 rotate and forms together with this in a known manner a fluid-dynamic radial bearing, the two in an axial distance from each other arranged radial bearing areas 134 . 136 includes. The radial storage areas 134 . 136 are characterized by bearing structures on the surface of the shaft 118 and / or the surface of the bearing bush 116 are arranged.

An der Lagerbuchse 114 ist eine Nabe 122 angeordnet, auf der zum Beispiel eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt) eines Festplattenlaufwerkes angeordnet werden können.At the bearing bush 114 is a hub 122 arranged on the example, one or more storage disks (not shown) of a hard disk drive can be arranged.

Eine Verschiebung der Welle 118 entlang der Rotationsachse 124 wird durch entsprechend ausgestaltete fluiddynamische Axiallager verhindert. Die fluiddynamischen Axiallagerbereiche 146 werden vorzugsweise durch die beiden Stirnflächen einer am freien Ende der Welle 118 angeordneten, ringförmigen Druckplatte 126 gebildet. Einer Stirnfläche der Druckplatte 126 ist eine entsprechende Stirnfläche der Lagerbuchse 114 und der anderen Stirnfläche die innen liegende Stirnfläche einer Abdeckplatte 128 zugeordnet. Die jeweils einander zugeordneten Lagerflächen der Axiallager sind durch den Lagerspalt 120 voneinander getrennt. Die Abdeckplatte 128 bildet ein Gegenlager zu Druckplatte 126 und umgibt die Welle 118 unter Freilassung eines ringförmigen Dichtspaltes der an seinem Ende ein entsprechendes ringförmiges Reservoir 150, das Lagerfluid aufweist.A shift of the wave 118 along the axis of rotation 124 is prevented by appropriately designed fluid dynamic thrust bearing. The fluid dynamic thrust bearing areas 146 are preferably through the two end faces one at the free end of the shaft 118 arranged, annular pressure plate 126 educated. An end face of the pressure plate 126 is a corresponding end face of the bearing bush 114 and the other end face, the inner end face of a cover plate 128 assigned. The respectively associated bearing surfaces of the thrust bearing are through the bearing gap 120 separated from each other. The cover plate 128 forms an abutment to pressure plate 126 and surround the wave 118 leaving a ring-shaped sealing gap at its end a corresponding annular reservoir 150 having bearing fluid.

Im Bereich des Dichtspaltes bildet die Oberfläche der Welle 118 zusammen mit der Oberfläche der Bohrung in der Abdeckplatte 128 eine Pumpdichtung 148 aus. Die Pumpdichtung 148 ist durch Oberflächenstrukturen definiert, die sich auf der Oberfläche der Welle 118 und/oder der Oberfläche der Bohrung der Abdeckplatte 128 befinden. Bei einer Rotation der Lagerbuchse 114 um die Welle erzeugen die Pumpstrukturen der Pumpdichtung 148 eine in das innere des Lagers gerichtete Pumpströmung im Lagerfluid und verhindert somit ein Austreten von Lagerfluid.In the area of the sealing gap, the surface of the shaft forms 118 along with the surface of the hole in the cover plate 128 a pump seal 148 out. The pump seal 148 is defined by surface structures that are located on the surface of the shaft 118 and / or the surface of the bore of the cover plate 128 are located. During a rotation of the bearing bush 114 The pumping structures of the pumping seal generate around the shaft 148 a directed in the interior of the bearing pumping fluid in the bearing fluid and thus prevents leakage of bearing fluid.

Der Spindelmotor wird in bekannter Weise durch ein elektromagnetisches Antriebssystem angetrieben, das im Wesentlichen aus einer am feststehenden Teil des Motors angeordneten Statoranordnung 130 und einer an der Nabe 122 angeordneten Magnetanordnung 132 besteht.The spindle motor is driven in a known manner by an electromagnetic drive system, which consists essentially of a arranged on the fixed part of the motor stator 130 and one at the hub 122 arranged magnet arrangement 132 consists.

3 zeigt einen Spindelmotor mit feststehender Welle. Die Pumpdichtung 148 ist an einem Ende des Lagerspalts 120 angeordnet und verhindert ein Austreten von Lagerfluid. 3 shows a spindle motor with a fixed shaft. The pump seal 148 is at one end of the storage gap 120 arranged and prevents leakage of bearing fluid.

4 zeigt als eine Ausgestaltung der Erfindung eine abgewandelte Ausgestaltung des Spindelmotors von 3, wobei die Lagerbuchse 114, Druckplatte 126 und Abdeckplatte 128 von einer zylindrischen Hülse 116 umgeben ist. Die Lagerbuchse 114 ist also quasi zweiteilig ausgebildet. Die Hülse 116 umgibt die gesamte Lageranordnung und trägt die Nabe 122 an ihrem Außenumfang. Zur Vermeidung eines Unterdrucks im Lagerspalt 120 ist in 4 ein Rezirkulationskanal 140 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 140 erstreckt sich zwischen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse 114 und dem Innendurchmesser der Hülse 116 in axialer Richtung und verbindet einen an den Außendurchmesser der Druckplatte 126 angrenzenden Abschnitt des Lagerspalts 120 über eine Querbohrung 142 mit einem an die konische Kapillardichtung 138 angrenzenden Abschnitt des Lagerspaltes 120. Dadurch ergibt sich ein Druckausgleich zwischen dem Umgebungsdruck, der an der konischen Kapillardichtung 138 vorherrscht und dem Druck in dem Abschnitt des Lagerspaltes 120, der an den Außendurchmesser der Druckplatte 126 angrenzt. Eine gefährliche Unterdruckbildung, insbesondere am Außendurchmesser der Druckplatte 126 kann somit verhindert werden. 4 shows as an embodiment of the invention, a modified embodiment of the spindle motor of 3 , where the bearing bush 114 , Printing plate 126 and cover plate 128 from a cylindrical sleeve 116 is surrounded. The bearing bush 114 So it is formed quasi two-part. The sleeve 116 surrounds the entire bearing assembly and carries the hub 122 on its outer circumference. To avoid a negative pressure in the bearing gap 120 is in 4 a recirculation channel 140 intended. The recirculation channel 140 extends between the outer diameter of the bearing bush 114 and the inner diameter of the sleeve 116 in the axial direction and connects one to the outer diameter of the pressure plate 126 adjacent section of the storage gap 120 over a cross hole 142 with one on the conical capillary seal 138 adjacent section of the bearing gap 120 , This results in a pressure equalization between the ambient pressure at the conical capillary seal 138 prevails and the pressure in the section of the bearing gap 120 that matches the outside diameter of the pressure plate 126 borders. A dangerous negative pressure, especially on the outer diameter of the pressure plate 126 can thus be prevented.

In 5 ist eine gegenüber 4 nochmals abgewandelte und verbesserte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Zwischen der Lagerbuchse 114 und der Hülse 116 ist wiederum ein Rezirkulationskanal 140 vorgesehen, der den Lagerspalt 120 am Außendurchmesser der Druckplatte 126 mit dem Bereich der konischen Kapillardichtung 138 verbindet. Dadurch wird einer gefährlichen Unterdruckbildung an der Druckplatte 126 entgegengewirkt. Zusätzlich wird über eine zweite Querbohrung 144 ein Abschnitt des Lagespaltes 120 mit dem Rezirkulationskanal 140 verbunden, welcher sich zwischen den beiden Radiallagerbereichen 134 und 136 erstreckt. Durch diese Maßnahme wird auch in diesem Abschnitt des Lagerspaltes 120 aufgrund der Verbindung zum Rezirkulationskanal 140 Umgebungsdruck hergestellt und einer Bildung eines Unterdrucks entgegengewirkt.In 5 is one opposite 4 again modified and improved embodiment of the invention shown. Between the bearing bush 114 and the sleeve 116 is again a recirculation channel 140 provided, the bearing gap 120 on the outer diameter of the pressure plate 126 with the area of the conical capillary seal 138 combines. This creates a dangerous underpressure on the pressure plate 126 counteracted. In addition, there is a second transverse bore 144 a section of the nip 120 with the recirculation channel 140 connected, which is located between the two radial bearing areas 134 and 136 extends. This measure is also in this section of the bearing gap 120 due to the connection to the recirculation channel 140 Ambient pressure produced and counteracted formation of a negative pressure.

Die 6 zeigt ein weiteres Beispiel zur Erläuterung der Erfindung mit einem Spindelmotor 110 mit feststehender Welle und unten liegender Druckplatte.The 6 shows another example for explaining the invention with a spindle motor 110 with fixed shaft and lower pressure plate.

6 zeigt einen Spindelmotor mit feststehender Welle 218. Die Pumpdichtung 248 ist an einem Ende des Lagerspalts 220 angeordnet und verhindert ein Austreten von Lagerfluid. 6 shows a spindle motor with a fixed shaft 218 , The pump seal 248 is on one end of the storage gap 220 arranged and prevents leakage of bearing fluid.

7 zeigt als weitere Ausgestaltung der Erfindung eine abgewandelte Ausgestaltung des Spindelmotors von 6, wobei die Lagerbuchse 214, Druckplatte 226 und Abdeckplatte 228 von einer zylindrischen Hülse 216 umgeben ist. Die Lagerbuchse 214 ist quasi zweiteilig ausgebildet. Die Hülse 216 umgibt die gesamte Lageranordnung und trägt die Nabe 222 an ihrem Außenumfang. Zur Vermeidung eines Unterdrucks im Lagerspalt 220 ist ein Rezirkulationskanal 240 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 240 erstreckt sich zwischen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse 214 und dem Innendurchmesser der Hülse 216 in axialer Richtung und verbindet einen an den Außendurchmesser der Druckplatte 226 angrenzenden Abschnitt des Lagerspalts 220 mit dem Bereich zwischen Pumpdichtung und Radiallager. Dadurch ergibt sich ein Druckausgleich zwischen dem Druck, der im Bereich zwischen Pumpdichtung und Radiallager vorherrscht und dem Druck in dem Abschnitt des Lagerspaltes 220, der an den Außendurchmesser der Druckplatte angrenzt 7 shows as a further embodiment of the invention, a modified embodiment of the spindle motor of 6 , where the bearing bush 214 , Printing plate 226 and cover plate 228 from a cylindrical sleeve 216 is surrounded. The bearing bush 214 is quasi formed in two parts. The sleeve 216 surrounds the entire bearing assembly and carries the hub 222 on its outer circumference. To avoid a negative pressure in the bearing gap 220 is a recirculation channel 240 intended. The recirculation channel 240 extends between the outer diameter of the bearing bush 214 and the inner diameter of the sleeve 216 in the axial direction and connects one to the outer diameter of the pressure plate 226 adjacent section of the storage gap 220 with the area between pump seal and radial bearing. This results in a pressure equalization between the pressure prevailing in the region between the pump seal and radial bearing and the pressure in the section of the bearing gap 220 which adjoins the outer diameter of the printing plate

In 8 ist eine gegenüber 7 nochmals abgewandelte und verbesserte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Zwischen der Lagerbuchse 214 und der Hülse 216 ist wiederum ein Rezirkulationskanal 240 vorgesehen, der den Lagerspalt 220 am Außendurchmesser der Druckplatte 226 mit dem Bereich zwischen Pumpdichtung und Radiallager verbindet. Zusätzlich wird über eine zweite Querbohrung 244 ein Abschnitt des Lagespaltes 220 mit dem Rezirkulationskanal 240 verbunden, welcher sich zwischen den beiden Radiallagerbereichen 234 und 236 erstreckt. Durch diese Maßnahme wird auch in diesem Abschnitt des Lagerspaltes 220 ein Druckniveau wie im Rezirkulationskanal 240 erreicht.In 8th is one opposite 7 again modified and improved embodiment of the invention shown. Between the bearing bush 214 and the sleeve 216 is again a recirculation channel 240 provided, the bearing gap 220 on the outer diameter of the pressure plate 226 connects with the area between pump seal and radial bearing. In addition, there is a second transverse bore 244 a section of the nip 220 with the recirculation channel 240 connected, which is located between the two radial bearing areas 234 and 236 extends. This measure is also in this section of the bearing gap 220 a pressure level as in the recirculation channel 240 reached.

9 zeigt schematisch die Druckverteilung in einem Lagersystem gemäß dem Stand der Technik, das heißt beispielsweise einem Lagersystem gemäß 1 ohne Rezirkulationskanal und Querbohrungen. Auf der Abszisse sind nach rechts die einzelnen Lagerabschnitte aufgetragen, in der folgenden Reihenfolge: oberes Radiallager, unteres Radiallager, oberes Axiallager und unteres Axiallager. Die Ordinate zeigt die Höhe des Druckes im Lagerspalt an. Es sind willkürliche Einheiten gewählt, wobei positive Zahlen einen positiven Druck größer gleich dem Umgebungsdruck und negative Zahlen einen negativen Druck kleiner gleich dem Umgebungsdruck entsprechen. Die Druckkurve 300 gibt schematisch den gewünschten nominalen Druck im Lager an. Man erkennt, dass der gewünschte Druck stets größer als der Umgebungsdruck sein soll, wobei in den einzelnen Lagerbereichen Druckspitzen aufgrund der Pumpwirkung der Lagerstrukturen erzeugt werden. Die Kurve 310 gibt einen Druckverlauf nach dem Stand der Technik an, der den schlechtesten möglichen Fall beschreibt. Man erkennt, dass der Druck in der Mitte der einzelnen Lagerbereiche zwar positiv ist und weit über dem Umgebungsdruck liegt, jedoch zwischen den einzelnen Lagerbereichen ein negativer Druck entstehen kann, der kleiner als der Umgebungsdruck ist. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen solchen negativen Druck zu vermeiden, insbesondere im Bereich der Axiallager und gegebenenfalls auch im Bereich der Radiallager. 9 schematically shows the pressure distribution in a storage system according to the prior art, that is, for example, a storage system according to 1 without recirculation channel and cross holes. On the abscissa, the individual bearing sections are applied to the right, in the following order: upper radial bearing, lower radial bearing, upper thrust bearing and lower thrust bearing. The ordinate indicates the amount of pressure in the bearing gap. Arbitrary units are chosen, where positive numbers correspond to a positive pressure greater than or equal to the ambient pressure and negative numbers to a negative pressure less than or equal to the ambient pressure. The pressure curve 300 indicates schematically the desired nominal pressure in the bearing. It can be seen that the desired pressure should always be greater than the ambient pressure, wherein pressure peaks are generated in the individual storage areas due to the pumping action of the bearing structures. The curve 310 indicates a pressure curve according to the prior art, which describes the worst case possible. It can be seen that although the pressure in the middle of the individual storage areas is positive and well above the ambient pressure, a negative pressure between the individual storage areas can be produced which is smaller than the ambient pressure. It is an object of the invention to avoid such a negative pressure, in particular in the area of the axial bearings and possibly also in the area of the radial bearings.

10 zeigt beispielhaft die Druckverteilung in den Lagersystem gemäß den 1 und 2. Diese dient lediglich zur Erläuterung der Erfindung. Die Kurve 320 zeigt die Druckverteilung im Lagersystem gemäß 1. Bei diesem Lagersystem sind die Axiallagerbereiche über den Rezirkulationskanal und eine Querbohrung mit dem Umgebungsdruck verbunden. Man erkennt, dass zwischen dem oberen und dem unteren Axiallagerbereich der Druck dem Umgebungsdruck entspricht und kein Unterdruck mehr auftritt, wie beispielsweise bei Kurve 310 in 9. Um eine weitere Verbesserung des Druckverlaufs im Lager zu erzielen, kann gemäß 2 eine zweite Querbohrung zwischen den beiden Radiallagerbereichen vorgesehen werden. Dieser Fall ist in der Druckkurve 330 dargestellt. Man erkennt, dass in dem Lager gemäß 2 der Druck nie unter dem Umgebungsdruck fällt und gefürchtete Unterdruckbereiche vermieden werden. 10 shows by way of example the pressure distribution in the storage system according to the 1 and 2 , This is only to illustrate the invention. The curve 320 shows the pressure distribution in the storage system according to 1 , In this storage system, the thrust bearing areas are connected to the ambient pressure via the recirculation passage and a transverse bore. It can be seen that between the upper and the lower thrust bearing region, the pressure corresponds to the ambient pressure and no negative pressure occurs, as for example in the case of a curve 310 in 9 , In order to achieve a further improvement of the pressure curve in the bearing, according to 2 a second transverse bore between the two radial bearing areas are provided. This case is in the pressure curve 330 shown. It can be seen that in the warehouse according to 2 The pressure never falls below the ambient pressure and avoid dreaded vacuum areas.

11 zeigt zur weiteren, allgemeinen Erläuterung der Erfindung ein fluiddynamisches Lagersystem, ähnlich dem Lagersystem aus 1, als Teil eines Spindelmotors. Das Lagersystem umfasst eine Lagerbuchse 414, die eine axiale Bohrung zur Aufnahme einer Welle 418 aufweist, wobei zwischen dem Innendurchmesser der Bohrung und dem Außendurchmesser der Welle 418 ein ringförmiger konzentrischer Lagerspalt 420 verbleibt, der mit einem Lagerfluid, beispielweise Öl, gefüllt ist. Die Welle 418 kann frei in der feststehenden Lagerbuchse 414 um eine Rotationsachse 424 rotieren und bildet zusammen mit dieser in bekannter Weise ein fluiddynamisches Radiallager aus, das zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete Radiallagerbereiche 434, 436 umfasst. Die Radiallagerbereiche 434, 436 sind durch Lagerstrukturen gekennzeichnet, die auf der Oberfläche der Welle 418 und/oder der Lagerbuchse 414 angeordnet sind. 11 shows for further general explanation of the invention, a fluid dynamic storage system, similar to the storage system 1 , as part of a spindle motor. The storage system comprises a bearing bush 414 which has an axial bore for receiving a shaft 418 wherein, between the inner diameter of the bore and the outer diameter of the shaft 418 an annular concentric bearing gap 420 remains, which is filled with a bearing fluid, such as oil. The wave 418 can be free in the fixed bearing bush 414 around a rotation axis 424 rotate and forms together with this in a known manner a fluid-dynamic radial bearing, the two in an axial distance from each other arranged radial bearing areas 434 . 436 includes. The radial storage areas 434 . 436 are characterized by bearing structures on the surface of the shaft 418 and / or the bearing bush 414 are arranged.

Eine Verschiebung der Lageranordnung entlang der Rotationsachse 424 wird durch fluiddynamische Axiallager verhindert. Entsprechend ausgestaltete, fluiddynamische Axiallagerbereiche 446 werden durch zwei Stirnflächen einer bevorzugt an einem Ende der Welle 418 angeordneten ringförmigen Druckplatte 426 gebildet. Einer Stirnfläche der Druckplatte 426 ist eine entsprechende Stirnfläche der Lagerbuchse 414 und der anderen Stirnfläche die innen liegende Stirnfläche einer Abdeckplatte 428 zugeordnet. Die einander zugeordneten Lagerflächen der Axiallager sind ebenfalls durch den Lagerspalt 420 voneinander getrennt. Die Abdeckplatte 428 bildet ein Gegenlager zur Druckplatte 426 und verschließt die offene Seite des Lagersystems und verhindert, dass Luft in den mit Lagerfluid gefüllten Lagerspalt 420 eindringt oder Lagerfluid austritt. Das offene Ende des Lagerspalts 420, an welchem die Welle 418 die Lagerbuchse 414 verlässt, kann in bekannter Weise durch eine konische Kapillardichtung 438 abgedichtet werden. Die konische Kapillardichtung 438 ist anteilig mit Lagerfluid gefüllt und wirkt gleichzeitig als Ausgleichsvolumen und Reservoir für das Lagerfluid.A displacement of the bearing assembly along the axis of rotation 424 is prevented by fluid dynamic thrust bearings. Correspondingly configured, fluid-dynamic thrust bearing areas 446 are formed by two end faces one preferably at one end of the shaft 418 arranged annular pressure plate 426 educated. An end face of the pressure plate 426 is a corresponding end face of the bearing bush 414 and the other end face the inside end face of a cover plate 428 assigned. The mutually associated bearing surfaces of the thrust bearing are also through the bearing gap 420 separated from each other. The cover plate 428 forms an abutment to the pressure plate 426 and occludes the open side of the bearing system and prevents air from entering the bearing fluid filled bearing space 420 penetrates or leakage of bearing fluid. The open end of the storage gap 420 on which the shaft 418 the bearing bush 414 Leaves, in a known manner by a conical capillary seal 438 be sealed. The conical capillary seal 438 is proportionally filled with bearing fluid and also acts as a compensation volume and reservoir for the bearing fluid.

Um zu verhindern, dass insbesondere bei hohen Drehzahlen während des Betriebs des Lagersystems im Lagerspalt 420, insbesondere unter der Welle 418 eine Kraft entsteht (F = P × A), die den Rotor nach oben und damit die Welle 418 gegen die Lagerbuchse 414 drückt, ist innerhalb der Welle 418 ein Rezirkulationskanal 440 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 440 verläuft im Wesentlichen axial in Richtung der Rotationsachse 424 innerhalb der Welle 418 und verbindet den zwischen der Welle 418 und Abdeckplatte 428 verlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 420 über eine Querbohrung 442 mit einem an die konische Kapillardichtung 438 angrenzenden Abschnitt des Lagerspaltes 420. Vorzugsweise mündet der Rezirkulationskanal bzw. die mit diesem verbundene Querbohrung 442 zwischen dem äußeren Radiallager 434 und der konischen Kapillardichtung 438 in den Lagerspalt 420. Auf diese Weise ist ein Druckausgleich zwischen dem Umgebungsdruck, der an der konischen Kapillardichtung 438 vorherrscht, und dem Druck in dem Abschnitt des Lagerspaltes 420, der zwischen der Welle 418 und der Abdeckplatte verläuft, möglich.To prevent, especially at high speeds during operation of the storage system in the bearing gap 420 , especially under the wave 418 a force is created (F = P × A) that moves the rotor upwards and thus the shaft 418 against the bushing 414 presses is inside the shaft 418 a recirculation channel 440 intended. The recirculation channel 440 runs substantially axially in the direction of the axis of rotation 424 within the wave 418 and connects the one between the shaft 418 and cover plate 428 extending section of the storage gap 420 over a cross hole 442 with one on the conical capillary seal 438 adjacent section of the bearing gap 420 , Preferably, the recirculation channel or connected to this transverse bore opens 442 between the outer radial bearing 434 and the conical capillary seal 438 in the storage gap 420 , In this way, there is a pressure equalization between the ambient pressure, at the conical capillary seal 438 prevails, and the pressure in the section of the bearing gap 420 that is between the shaft 418 and the cover plate runs, possible.

Zusätzlich kann über eine zweite Querbohrung 444 ein Abschnitt des Lagerspaltes 420 mit dem Rezirkulationskanal 440 verbunden werden, welcher sich zwischen den beiden Radiallagerbereichen 434 und 436 erstreckt. Dadurch wird auch in diesem Abschnitt des Lagerspaltes 420 aufgrund einer Verbindung zum Rezirkulationskanal 440 Umgebungsdruck hergestellt und einer Bildung eines Unterdrucks entgegengewirkt.In addition, via a second transverse bore 444 a section of the storage gap 420 with the recirculation channel 440 be connected, which is located between the two radial bearing areas 434 and 436 extends. This will also in this section of the bearing gap 420 due to a connection to the recirculation channel 440 Ambient pressure produced and counteracted formation of a negative pressure.

12 zeigt ein fluiddynamisches Lagersystem gemäß 11, wobei der einzige Unterschied zu 11 in der Formgebung des Rezirkulationskanals 540 besteht. Der Rezirkulationskanal 540 verläuft ausgehend von der Stirnseite der Druckplatte 426 axial in der Welle 518 und verzweigt in zwei schräg zur Rotationsachse 424 verlaufende Kanalabschnitte 542a und 542b, die in einen an die konische Kapillardichtung 438 angrenzenden Abschnitt des Lagerspaltes 420 münden. Optional kann eine Querbohrung 444 vorgesehen sein, wie sie in 11 dargestellt ist. 12 shows a fluid dynamic storage system according to 11 , the only difference being 11 in the shape of the recirculation channel 540 consists. The recirculation channel 540 runs starting from the end face of the pressure plate 426 axially in the shaft 518 and branches in two obliquely to the axis of rotation 424 running channel sections 542a and 542b , which in one to the conical capillary seal 438 adjacent section of the bearing gap 420 lead. Optionally, a transverse bore 444 be provided as they are in 11 is shown.

Die in den 11 und 12 dargestellten Lageranordnungen können die im Spindelmotor von 1 dargestellte Lageranordnung ersetzten.The in the 11 and 12 bearing arrangements shown in the spindle motor of 1 replaced bearing arrangement replaced.

13 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Spindelmotors mit fluiddynamischem Lager und einem Rezirkulationskanal in der Welle zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Der Spindelmotor in 13 entspricht im Wesentlichen dem in 1 gezeigten Spindelmotor. Gleiche Teile sind mit den denselben Bezugszeichen versehen. Es gilt die Beschreibung von 1. Der Spindelmotor besitzt, im Unterschied zum Spindelmotor von 1, keine Hülse, die die Lagerbuchse umgibt, sondern die Hülse ist einteilig mit der Lagerbuchse 614 ausgebildet. Ein weiterer Unterschied zu 1 liegt darin, dass der Rezirkulationskanal 640 nicht in der Lagerbuchse 614 sondern in der Welle 618 verläuft. Der Rezirkulationskanal 640 ist als Sackbohrung ausgebildet, die vorzugsweise konzentrisch zur Rotationsachse 24 auf der der Abdeckplatte 28 gegenüberliegenden Stirnseite der Welle 618 vorgesehen ist. Die Länge des Rezirkulationskanals 640 entspricht etwa der Höhe der Druckplatte 626. Das Ende des Rezirkulationskanals 640 ist über eine Querbohrung 642 mit dem Lagerspalt 20 verbunden, wobei die Querbohrung 642 in den radialen Abschnitt des Lagerspalts 20 mündet, der zwischen der Lagerbuchse 614 und der Druckplatte 626 verläuft. Der Rezirkulationskanal 640 und die Querbohrung 642 ermöglichen eine Zirkulation des Lagerfluids um die Druckplatte 626 herum. Die Pumprichtungen der Radiallager 34, 36 und Axiallager 46 müssen entsprechend abgestimmt werden, so dass sich ein definierter Fluss von Lagerfluid durch den Rezirkulationskanal 640 und die Querbohrung 642 ergibt. 13 shows a further embodiment of a spindle motor with fluid dynamic bearing and a recirculation channel in the shaft for further explanation of the invention. The spindle motor in 13 is essentially the same as in 1 shown spindle motor. Like parts are given the same reference numerals. The description of 1 , The spindle motor has, in contrast to the spindle motor of 1 , no sleeve that surrounds the bearing bush, but the sleeve is integral with the bearing bush 614 educated. Another difference too 1 lies in the fact that the recirculation channel 640 not in the bearing bush 614 but in the wave 618 runs. The recirculation channel 640 is designed as a blind bore, which is preferably concentric with the axis of rotation 24 on the cover plate 28 opposite end of the shaft 618 is provided. The length of the recirculation channel 640 corresponds approximately to the height of the pressure plate 626 , The end of the recirculation channel 640 is over a cross hole 642 with the bearing gap 20 connected, with the transverse bore 642 in the radial section of the bearing gap 20 opens, between the bearing bush 614 and the printing plate 626 runs. The recirculation channel 640 and the transverse bore 642 allow circulation of the bearing fluid around the pressure plate 626 around. The pumping directions of the radial bearings 34 . 36 and thrust bearings 46 must be adjusted accordingly, so that a defined flow of bearing fluid through the recirculation channel 640 and the transverse bore 642 results.

Der Rezirkulationskanal 640 mit Querbohrung 642 kann die beispielsweise in 1 gezeigten Kanäle am Innendurchmesser der Druckplatte ersetzen. Ohne diese Kanäle am Innendurchmesser der Druckplatte 626 erhöht sich die Auspresskraft der Pressverbindung von Welle 618 und Druckplatte 626. Das bringt die Möglichkeit mit sich, die Druckplatte 626 in ihrer Bauhöhe flacher zu gestalten bei gleicher Auspresskraft von Welle 618 und Druckplatte 626 und damit den axialen Abstand der bei den Radiallager 34, 36 zu vergrößern.The recirculation channel 640 with cross hole 642 can the example in 1 replace shown channels on the inner diameter of the pressure plate. Without these channels on the inner diameter of the printing plate 626 increases the pressing force of the press connection of shaft 618 and pressure plate 626 , That brings with it the possibility, the pressure plate 626 Shallower in height with the same expressing force of shaft 618 and pressure plate 626 and thus the axial distance of the radial bearings 34 . 36 to enlarge.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Spindelmotorspindle motor
1212: Grundplattebaseplate
1414: Lagerbuchsebearing bush
1616: Hülseshell
1818: Wellewave
2020: Lagerspaltbearing gap
2222: Nabehub
2424: Rotationsachseaxis of rotation
2626: Druckplatteprinting plate
2828: Abdeckplattecover
3030: Statoranordnungstator
3232: Magnetanordnungmagnet assembly
3434: RadiallagerbereichRadial bearing region
3636: RadiallagerbereichRadial bearing region
3838: Konische Kapillardichtung (Reservoir)Conical capillary seal (reservoir)
4040: Rezirkulationskanalrecirculation
4242: Querbohrungcross hole
4444: Querbohrungcross hole
4646: Axiallagerbereicheaxial bearing
110110: Spindelmotorspindle motor
112112: Grundplattebaseplate
114114: Lagerbuchsebearing bush
116116: Hülseshell
118118: Wellewave
120120: Lagerspaltbearing gap
122122: Nabehub
124124: Rotationsachseaxis of rotation
126126: Druckplatteprinting plate
128128: Abdeckplattecover
130130: Statoranordnungstator
132132: Magnetanordnungmagnet assembly
134134: RadiallagerbereichRadial bearing region
136136: RadiallagerbereichRadial bearing region
138138: Konische Kapillardichtung (Reservoir)Conical capillary seal (reservoir)
140140: Rezirkulationskanalrecirculation
142142: Querbohrungcross hole
144144: Querbohrungcross hole
146146: Axiallagerbereicheaxial bearing
148148: Pumpdichtungpump seal
150150: Reservoirreservoir
210210: Spindelmotorspindle motor
212212: Grundplattebaseplate
214214: Lagerbuchsebearing bush
216216: Hülseshell
218218: Wellewave
220220: Lagerspaltbearing gap
222222: Nabehub
224224: Rotationsachseaxis of rotation
226226: Druckplatteprinting plate
228228: Abdeckplattecover
230230: Statoranordnungstator
232232: Magnetanordnungmagnet assembly
234234: RadiallagerbereichRadial bearing region
236236: RadiallagerbereichRadial bearing region
238238: Konische Kapillardichtung (Reservoir)Conical capillary seal (reservoir)
240240: Rezirkulationskanalrecirculation
244244: Querbohrungcross hole
246246: Axiallagerbereicheaxial bearing
248248: Pumpdichtungpump seal
250250: Reservoirreservoir
300300: Druckkurve „Nominal”Pressure curve "Nominal"
310310: Druckkurve „Stand der Technik”Pressure curve "state of the art"
320320: Druckkurve 1 pressure curve 1
330330: Druckkurve 2 pressure curve 2
414414: Lagerbuchsebearing bush
418418: Wellewave
420420: Lagerspaltbearing gap
424424: Rotationsachseaxis of rotation
426426: Druckplatteprinting plate
428428: Abdeckplattecover
434434: RadiallagerbereichRadial bearing region
436436: RadiallagerbereichRadial bearing region
438438: Konische Kapillardichtung (Reservoir)Conical capillary seal (reservoir)
440440: Rezirkulationskanalrecirculation
442442: Querbohrungcross hole
444444: Querbohrungcross hole
446446: Axiallagerbereicheaxial bearing
518518: Wellewave
540540: Rezirkulationskanalrecirculation
542a542a: Kanalabschnittchannel section
542b542b: Kanalabschnittchannel section
610610: Spindelmotorspindle motor
614614: Lagerbuchsebearing bush
618618: Wellewave
626626: Druckplatteprinting plate
640640: Rezirkulationskanalrecirculation
642642: Querbohrungcross hole

Claims

Spindle motor ( 210 ) with a fluid-dynamic bearing system, in particular for the drive of hard disk drive storage disks, comprising: a base plate ( 212 ), in which a first bearing component is held, which has at least one bearing component, and a second bearing component, which has at least one bearing component and a hub ( 222 ), wherein the second bearing component of the first bearing component by a bearing gap ( 220 ) is separated and rotatably supported by the fluid dynamic bearing system relative to this and together with a hub ( 222 ) of an electromagnetic drive system about a common axis of rotation ( 224 ) is driven in rotation, wherein means for pressure equalization in the bearing gap ( 220 ) from at least one recirculation channel ( 240 ) and for pressure equalization a pump seal ( 248 ) at an open end of the storage gap ( 220 ), wherein the first bearing component is further arranged in an opening of the base plate ( 212 ) fixed shaft ( 218 ) and one with the shaft ( 218 ) connected printing plate ( 226 ) as part of a fluid dynamic thrust bearing ( 246 ), and the second bearing component comprises a bearing bush ( 214 ) with an axial bore, which by means of two fluid dynamic radial bearings ( 234 ; 236 ) rotatable about the fixed shaft ( 218 ), wherein a conical capillary seal ( 238 ) and an annular sealing gap ( 250 ) for sealing the open ends of the storage gap ( 220 ) are provided, wherein the bearing bush ( 214 ) of a cylindrical sleeve ( 216 ) is surrounded and the annular sealing gap ( 250 ) on which the base plate ( 212 ) opposite end of the shaft ( 218 ) liquid-conducting with the pumping seal ( 248 ) is directly connected, characterized in that the recirculation channel ( 240 ) between the outer diameter of the bearing bush ( 214 ) and the inner diameter of the sleeve ( 216 ) extends axially and with respect to the shaft ( 218 ) right angle angled end in the axial space between the pumping seal ( 248 ) and the adjacent radial bearing ( 234 ) ends and with the other end on the outer diameter of the pressure plate ( 226 ) and that to the conical capillary seal ( 238 ) adjacent and pumping seal ( 248 ) remote radial bearings ( 236 ) has asymmetric bearing structures.

Spindle motor ( 110 ) with a fluid-dynamic bearing system, in particular for the drive of hard disk drive storage disks, comprising: a base plate ( 112 ), in which a first bearing component is held, which has at least one bearing component, and a second bearing component, which has at least one bearing component and a hub ( 122 ), wherein the second bearing component of the first bearing component by a bearing gap ( 120 ) is separated and rotatably supported by the fluid dynamic bearing system relative to this and together with a hub ( 122 ) of an electromagnetic drive system about a common axis of rotation ( 124 ) is driven in rotation, wherein means for pressure equalization in the bearing gap ( 120 ) from at least one recirculation channel ( 140 ) and for pressure equalization a pump seal ( 148 ) at an open end of the storage gap ( 120 ), wherein the first bearing component is further arranged in an opening of the base plate ( 112 ) fixed shaft ( 118 ) and one with the shaft ( 118 ) connected printing plate ( 126 ) as part of a fluid dynamic thrust bearing ( 146 ), and wherein the second bearing component is a bearing bush ( 114 ) with an axial bore, which by means of two fluid dynamic radial bearings ( 134 ; 136 ) rotatable about the fixed shaft ( 118 ), wherein a conical capillary seal ( 138 ) and a ring-shaped sealing gap ( 150 ) for sealing the open ends of the storage gap ( 120 ) are provided, wherein the bearing bush ( 114 ) of a cylindrical sleeve ( 116 ) is surrounded and the annular sealing gap ( 150 ) on which the base plate ( 112 ) opposite end of the shaft ( 118 ) liquid-conducting with the pumping seal ( 148 ) is directly connected, characterized in that the recirculation channel ( 140 ) between the outer diameter of the bearing bush ( 114 ) and the inner diameter of the sleeve ( 116 ) extends axially and with its one end on the outer diameter of the pressure plate ( 126 ) and with its other end by means of a relative to the shaft ( 118 ) in the bearing bush ( 114 ) horizontally extending transverse bore ( 142 ) between the capillary seal ( 138 ) and the base plate ( 112 ) adjacent radial bearings ( 136 ) and that to the conical capillary seal ( 138 ) adjacent and pumping seal ( 148 ) remote radial bearings ( 136 ) has asymmetric bearing structures.

Spindle motor according to claim 1 or 2, characterized in that adjacent to the pressure plate ( 126 ; 226 ) a cover plate ( 128 ; 228 ) is arranged as part of the fluid dynamic thrust bearing.

Spindle motor according to claim 3, characterized in that the pumping seal ( 148 ) adjacent to the pressure plate ( 126 ) between opposing surfaces of the cover plate ( 128 ) and the wave ( 118 ) is arranged.

Spindle motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two radial bearings ( 134 ; 136 ; 234 . 236 ) are arranged at an axial distance from each other, wherein a second transverse bore ( 144 ; 244 ) in the bearing bush ( 114 ; 214 ) one between the radial bearings ( 134 ; 136 ; 234 . 236 ) section of the storage gap ( 120 ; 220 ) with the recirculation channel ( 140 ; 240 ) connects.

Hard disk drive with a spindle motor according to claims 1 to 5.