DE102007059466B4 - Electric motor with magnetic thrust bearing - Google Patents

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Abstract

Spindelmotor, welcher umfasst: ein feststehendes Motorbauteil (10, 12; 212), ein drehbewegliches Motorbauteil (14, 22; 122; 214, 222; 322), das eine in einer Lagerbuchse (12, 212) drehgelagerte Welle (14; 214) und eine mit der Welle (14; 214) verbundene Nabe (22; 122; 222; 322) umfasst, mindestens ein fluiddynamisches Radiallager (24a, 24b; 224a, 224b), ausgebildet zwischen Oberflächen der Lagerbuchse (12) und der Welle (14), zur Drehlagerung des drehbeweglichen Motorbauteils (14, 22; 122; 214, 222; 322) in Bezug auf das feststehende Motorbauteil (10, 12; 212) um eine Drehachse (30; 230), wobei ein Lagerspalt (16; 216) zwischen Teilen des drehbeweglichen und Teilen des feststehenden Motorbauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist, ein magnetisches Axiallager (36; 236) mit einem ersten Lagerbauteil (38; 238) bestehend aus mindestens einem Permanentmagneten (40; 240) und mindestens zwei diesem zugeordneten Flussleitstücken (42a, 42b; 242a, 242b), die auf gegenüberliegenden Stirnflächen des Permanentmagneten angeordnet und im Wesentlichen...A spindle motor comprising: a fixed motor component (10, 12; 212), a rotatable motor component (14, 22; 122; 214, 222; 322) having a shaft (14; 214) rotatably mounted in a bearing bush (12, 212) and a hub (22; 122; 222; 322) connected to the shaft (14; 214) comprises at least one fluid dynamic radial bearing (24a, 24b; 224a, 224b) formed between surfaces of the bearing bush (12) and the shaft (14 ) for rotationally mounting the rotatable motor component (14, 22; 122; 214, 222; 322) with respect to the fixed motor component (10, 12; 212) about a rotation axis (30; 230), wherein a bearing gap (16; 216) formed between parts of the rotatable and parts of the stationary engine component and filled with a bearing fluid, a magnetic thrust bearing (36; 236) comprising a first bearing member (38; 238) comprising at least one permanent magnet (40; 240) and at least two flux guides associated therewith (42a, 42b; 242a, 242b) facing each other nden end faces of the permanent magnet and arranged substantially ...

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem magnetischen Axiallager. Ein solcher Elektromotor kann als Spindelmotor bevorzugt zum Antrieb eines Festplattenlaufwerks eingesetzt werden.The invention relates to an electric motor with a magnetic thrust bearing. Such an electric motor can be used as a spindle motor preferably for driving a hard disk drive.

Stand der TechnikState of the art

Zur Drehlagerung von kleinbauenden Elektromotoren, wie beispielsweise Spindelmotoren, wie sie zum Beispiel in Festplattenlaufwerken mit einem Plattendurchmesser von 2,5 Zoll, 1 Zoll oder darunter oder zum Antrieb von Kleinlüftern eingesetzt werden, ist es bekannt, magnetische Axiallager zur Aufnahme der axialen Kräfte zu verwenden. Bei Spindelmotoren der in Rede stehenden Bauart, die vorzugsweise als bürstenlose, elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren ausgebildet sind, ist die Motorwelle mit einer Nabe gekoppelt, die zur Aufnahme von einer oder mehreren Festplatten dient. Ein Rotormagnet ist mit der Nabe verbunden und koaxial zu einem Stator angeordnet.For rotary mounting of small-sized electric motors, such as spindle motors, as used for example in hard disk drives with a disk diameter of 2.5 inches, 1 inch or less or for driving small fans, it is known to use magnetic thrust bearing for receiving the axial forces , In spindle motors of the type in question, which are preferably designed as brushless, electronically commutated DC motors, the motor shaft is coupled to a hub which serves to receive one or more hard drives. A rotor magnet is connected to the hub and arranged coaxially with a stator.

In der US 6 172 847 B1 zum Beispiel wird ein Festplattenlaufwerk beschrieben, bei dem eine Welle mit einer Rotornabe verbunden ist, welche die Festplatte trägt und mit dem Rotor gekoppelt ist. Die Welle ist in einer Lagerhülse geführt, wobei zwischen der Lagerhülse und der Welle ein hydrodynamisches Radiallager sowie ein axiales Drucklager gebildet sind. Das axiale Drucklager wird über magnetische Elemente vorgespannt, um das Anlaufdrehmoment zu reduzieren.In the US Pat. No. 6,172,847 B1 For example, a hard disk drive is described in which a shaft is connected to a rotor hub which carries the hard disk and is coupled to the rotor. The shaft is guided in a bearing sleeve, wherein between the bearing sleeve and the shaft, a hydrodynamic radial bearing and an axial thrust bearing are formed. The axial thrust bearing is biased by magnetic elements to reduce start-up torque.

Die Anwendung, Theorie und Berechnung von Magnetlagern wurde in der Literatur umfangreich abgehandelt. Es besteht kein Zweifel, dass Magnetlager insbesondere im Hinblick auf die Reduzierung der Lagerreibung nützlich sind. Das Hauptproblem passiver Magnetlager ist die Notwendigkeit von Stabilisierungssystemen für wenigstens einen Freiheitsgrad, weil Magnete alleine nicht in der Lage sind, ein Lager in einem stabilen Gleichgewicht zu halten. Es ist somit nicht möglich, nur mit Dauermagneten stabile Lager zu erstellen. Für die sogenannte magnetische Levitation (Schwebezustand) benötigt man daher zusätzliche Stabilisierungssysteme. Im Stand der Technik wurden hierfür zahlreiche Lösungen vorgeschlagen.The application, theory and calculation of magnetic bearings has been extensively discussed in the literature. There is no doubt that magnetic bearings are particularly useful in reducing bearing friction. The main problem of passive magnetic bearings is the need for stabilization systems for at least one degree of freedom because magnets alone are unable to maintain a bearing in a stable equilibrium. It is therefore not possible to create stable bearings only with permanent magnets. For so-called magnetic levitation (floating state), therefore, additional stabilization systems are needed. Numerous solutions have been proposed for this purpose in the prior art.

Beispielsweise R. F. Post, ”Stability Issues in Ambient-Temperature Passive Magnetic Bearing Systems”, Lawrence Livermore National Laboratory, UCRL-ID-137632, 17. Februar 2000, beschreibt magnetische Lagersysteme, die spezielle Kombinationen von Schwebe (Levitation)- und Stabilisierungselementen verwenden. Post nennt drei Hauptkomponenten, die kumulativ notwendig sind, um ein Lager zu schaffen, das das Earnshaw-Theorem erfüllt. Die erste Komponente besteht aus einem Ringmagnetpaar, von dem ein Magnetring stationär und der andere drehend ist, zur Erzeugung der Schwebekräfte (Levitation). Ein weiteres Element, das der Stabilisierung dient, wird von Post als ”Halbach-Stabilisator” bezeichnet. Es verwendet einzelne Permanentmagnete, die gemäß einer Halbach-Magnetfeldverteilung angeordnet sind und zugeordneten Leitern gegenüberliegen. Das dritte Element ist ein mechanisches Lagersystem, das bei niedrigen Drehzahlen zum Einsatz kommt, bei hohen Drehzahlen jedoch möglichst ausgekoppelt werden sollte. Post erörtert ferner die Verwendung von Dämpfungssystemen auf der Basis von Wirbelströmen. Das von Post vorgestellte System erscheint relativ aufwendig und eignet sich nicht zur Anwendung in elektrischen Maschinen, welche in die Massenproduktion gehen, insbesondere nicht für Spindelmotoren zur Anwendung beispielsweise in Miniatur-Festplattenlaufwerken (Mini-Disk-Drives) mit einen Formfaktor von 2,5 Zoll, 1 Zoll oder kleiner.For example, R.F. Post, "Stability Issues in Ambient-Temperature Passive Magnetic Bearing Systems," Lawrence Livermore National Laboratory, UCRL-ID-137632, February 17, 2000, describes magnetic bearing systems that use specific combinations of levitation and stabilization elements. Post names three major components that are cumulatively necessary to create a camp that meets the Earnshaw theorem. The first component consists of a ring magnet pair, of which one magnet ring is stationary and the other is rotating, for generating the levitation forces (levitation). Another element used for stabilization is referred to by Post as a "Halbach stabilizer". It uses individual permanent magnets arranged according to a Halbach magnetic field distribution and facing associated conductors. The third element is a mechanical bearing system, which is used at low speeds, but should be decoupled at high speeds as possible. Post further discusses the use of eddy current damper systems. The system presented by Post appears to be relatively expensive and is not suitable for use in electrical machines which are mass-produced, in particular for spindle motors for use, for example, in miniature disk drives (mini disk drives) with a form factor of 2.5 inches , 1 inch or smaller.

Die US 5 541 460 A beschreibt einen Spindelmotor mit passiven magnetischen Axiallagern sowie einem Spurkuppenlager, das als ein hydraulisches Lager oder Kugellager realisiert sein kann. Das passive magnetische Axiallager erzeugt eine Anziehungskraft in axialer Richtung, und das Spurkuppenlager stabilisiert die Anordnung derart, dass ein auch in radialer Richtung stabiles Lagersystem gebildet wird. Ein ähnlicher Stand der Technik ist auch in der US 5 561 335 A und in der US 5 545 937 A beschrieben.The US 5 541 460 A describes a spindle motor with passive magnetic thrust bearings and a track roller bearing, which can be implemented as a hydraulic bearing or ball bearings. The passive magnetic thrust bearing generates an attraction force in the axial direction, and the track roller bearing stabilizes the arrangement such that a storage system which is also stable in the radial direction is formed. A similar state of the art is also in the US 5 561 335 A and in the US 5,545,937 A described.

Die US 2003/0 042 812 A1 beschreibt ein passives Magnetlager für eine horizontale Welle mit Schwebe- und Stabilisierungselementen. Das Schwebeelement besteht aus einem Paar stationärer gebogener ferromagnetischer Segmente, die innerhalb einer ringförmigen, radial wirkenden Magnetanordnung liegen. Die Magnetanordnung ist an dem inneren Umfang einer hohlen Welle angeordnet. Die Anziehungskraft zwischen den gebogenen Segmenten und der Magnetanordnung wirkt vertikal, um die Welle anzuheben, sowie horizontal, um die Welle zu zentrieren. Das Stabilisierungselement besteht aus einer ringförmigen magnetischen Halbach-Anordnung und einem stationären ringförmigen Schaltkreis, der innerhalb der Halbach-Anordnung angeordnet ist. Die Halbach-Anordnung ist am Innenumfang der hohlen Welle positioniert. Eine Abstoßungskraft zwischen der Halbach-Anordnung und dem Schaltkreis nimmt umgekehrt proportional zu dem radialen Abstand zwischen diesen zu und wirkt somit als Rückstellkraft, um die Welle in einen Gleichgewichtszustand zu bringen, wenn sie aus diesem herausbewegt wurde. Das Lager ist so konfiguriert, dass zwischen den magnetischen und ferromagnetischen Komponenten Wechselströme erzeugt werden, die entsprechende Verluste generieren.The US 2003/0 042 812 A1 describes a passive magnetic bearing for a horizontal shaft with levitation and stabilization elements. The levitation element consists of a pair of stationary bent ferromagnetic segments which lie within an annular, radially acting magnet arrangement. The magnet assembly is disposed on the inner circumference of a hollow shaft. The attractive force between the arcuate segments and the magnet assembly acts vertically to lift the shaft and horizontally to center the shaft. The stabilizing element consists of an annular Halbach magnetic arrangement and a stationary annular circuit disposed within the Halbach arrangement. The Halbach arrangement is positioned on the inner circumference of the hollow shaft. A repulsive force between the Halbach assembly and the circuit increases in inverse proportion to the radial distance therebetween and thus acts as a restoring force to bring the shaft into an equilibrium state when it has been moved out of it. The bearing is configured so that between the magnetic and ferromagnetic components alternating currents are generated, which generate corresponding losses.

Die US 2003/0 117 031 A1 beschreibt ein Magnetlager für einen Spindelmotor mit einer Magnetkomponente, die zwischen der Grundplatte und der Motorspindel montiert ist. Die Magnetkomponente umfasst einen inneren und einen äußeren Magnetabschnitt, die koaxial angeordnet sind und einander abstoßen, so dass die Spindel schwebt und mechanische Reibung minimiert wird. Das Magnetlager ist in einer stationären Welle zur Lagerung einer rotierenden Spindel angeordnet, wobei die Spitze der Spindel von einem Gegenstück der Grundplatte unterstützt wird.The US 2003/0 117 031 A1 describes a magnetic bearing for a spindle motor with a magnetic component mounted between the base plate and the motor spindle. The magnet component includes inner and outer magnet portions that are coaxially disposed and repel each other so that the spindle floats and mechanical friction is minimized. The magnetic bearing is arranged in a stationary shaft for supporting a rotating spindle, wherein the tip of the spindle is supported by a counterpart of the base plate.

Die US 2004/0 046 467 A1 beschreibt eine Magnetlageranordnung mit passiven (axialen) magnetischen Drucklagern und mit radialen Gleitlagern oder Kugellagern für einen Läufermotor.The US 2004/0 046 467 A1 describes a magnetic bearing assembly with passive (axial) magnetic thrust bearings and with radial plain bearings or ball bearings for a rotor motor.

Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er durch die DE 10 2006 013 535 A1 bekannt geworden ist. Der dort gezeigte Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem, weist einen zwischen dem Außendurchmesser einer Welle und dem Innendurchmesser der Lagerbuchse verlaufenden Lagerspalt auf, der sich zwischen der Unterseite des Flansches und der oberen Stirnseite der Lagerbuchse fortsetzt und wobei zwischen der Unterseite des Flansches und der dieser gegenüberliegenden Stirnseite der Lagerbuchse ein Axiallager ausgebildet ist. Die Kombination aus einem radialen Fluidlager und einem reibungsarmen axialen Magnetlager ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.The invention is based on a prior art, as by the DE 10 2006 013 535 A1 has become known. The spindle motor shown there with fluid dynamic bearing system, has a running between the outer diameter of a shaft and the inner diameter of the bearing bushing bearing gap, which continues between the underside of the flange and the upper end of the bearing bush and wherein between the underside of the flange and the opposite end face the bearing bush a thrust bearing is formed. However, the combination of a radial fluid bearing and a low-friction axial magnetic bearing this document is not apparent.

Die DE 693 06 204 T2 zeigt die Kombination aus einem radialen Fluidlager und einem axialen Magnetlager, wobei jedoch die beiden Lager bezüglich einer Längsmittenachse schräg zueinander versetzt und in relativ großem axialen Abstand zueinander angeordnet sind. Aus diesem Grund kann das radiale Fluidlager nur unter Einwirkung eines Kippmomentes vom Magnetlager stabilisiert werden.The DE 693 06 204 T2 shows the combination of a radial fluid bearing and an axial magnetic bearing, but wherein the two bearings are offset with respect to a longitudinal center axis obliquely to each other and arranged at a relatively large axial distance from each other. For this reason, the radial fluid bearing can be stabilized only by the action of a tilting moment of the magnetic bearing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spindelmotor mit mindestens einem radialen Fluidlager und mit einem reibungsarmen, axialen Magnetlager dergestalt auszubilden, dass außer der axialen Stabilisierung eine radiale Vorspannung des Fluidlagers unter Vermeidung von Kippmomenten erreicht wird.The invention has for its object to form a spindle motor with at least one radial fluid bearing and a low-friction, axial magnetic bearing in such a way that in addition to the axial stabilization, a radial bias of the fluid bearing while avoiding tilting moments is achieved.

Diese Aufgabe wird durch einen Spindelmotor mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a spindle motor with the features of claim 1.

Der Permanentmagnet zieht das zweite Lagerbauteil in radialer Richtung an, so dass sich außer der axialen Stabilisierung eine radiale Vorspannung des Fluidlagers ergibt, was die Wirkung der Radiallager unterstützt.The permanent magnet attracts the second bearing component in the radial direction, so that in addition to the axial stabilization results in a radial bias of the fluid bearing, which supports the action of the radial bearings.

Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments and advantageous features of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist ein Elektromotor offenbart, der ein feststehendes Motorbauteil, den Stator, und ein drehbewegliches Motorbauteil, den Rotor, aufweist, sowie ein fluiddynamisches Radiallager zur Drehlagerung des Rotors in Bezug auf den Stator um eine Drehachse, wobei ein Lagerspalt zwischen Teilen des Rotors und Teilen des Stators ausgebildet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Ferner umfasst der Elektromotor ein magnetisches Axiallager, mit einem ersten Lagerbauteil, bestehend aus mindestens einem Permanentmagneten und mindestens zwei diesem zugeordneten Flussleitstücken, die auf gegenüberliegenden Stirnflächen des Permanentmagneten angeordnet und im wesentlichen radial und senkrecht zur Drehachse ausgerichtet sind. Das Axiallager umfasst ein zweites Lagerbauteil mit einem Flusskonzentrator, der mindestens zwei Flussleitstücke aufweist, die in einem gegenseitigen Abstand angeordnet und im wesentlichen radial und senkrecht zur Drehachse ausgerichtet sind, wobei jedes Flussleitstück des zweiten Lagerbauteils einem Flussleitstück des ersten Lagerbauteils zugeordnet ist und diesem getrennt durch einen Luftspalt in radialer Richtung unmittelbar gegenüberliegt. Zum Antrieb des Elektromotors ist ein elektromagnetisches Antriebssystem vorgesehen, dass eine am feststehenden Motorbauteil angeordnete Statoranordnung und einen am drehbeweglichen Motorbauteil angeordneten Rotormagneten aufweist.According to the invention, there is disclosed an electric motor having a fixed motor component, the stator, and a rotatable motor component, the rotor, and a fluid dynamic radial bearing for pivotally mounting the rotor with respect to the stator about an axis of rotation, wherein a bearing gap between parts of the rotor and parts of the stator is formed and filled with a bearing fluid. Further, the electric motor comprises a magnetic thrust bearing, comprising a first bearing component, comprising at least one permanent magnet and at least two associated therewith Flussleitstücken, which are arranged on opposite end faces of the permanent magnet and aligned substantially radially and perpendicular to the axis of rotation. The axial bearing comprises a second bearing component with a flux concentrator having at least two flux guides, which are arranged at a mutual distance and aligned substantially radially and perpendicular to the axis of rotation, each flux guide of the second bearing member is associated with a flux guide of the first bearing member and this separated by an air gap in the radial direction is directly opposite. For driving the electric motor, an electromagnetic drive system is provided which has a stator arrangement arranged on the stationary motor component and a rotor magnet arranged on the rotatable motor component.

Der erfindungsgemäße Elektromotor mit magnetischem Axiallager hat gegenüber herkömmlichen Spindelmotoren üblicher Bauart, die mit fluiddynamischen Axiallagern, axialen Kugellagern oder Spurkuppenlagern ausgestattet sind den Vorteil, dass durch das magnetische Axiallager die Gesamtlager-Reibung im Vergleich zu den oben erwähnten Anordnungen nach dem Stand der Technik verringert wird. Durch die reduzierte Reibung benötigt der Spindelmotor eine geringere Antriebsleistung und hat damit einen bis zu 30% geringeren Stromverbrauch als Spindelmotoren bekannter Bauart. Ein solcher Spindelmotor ist daher sehr geeignet für den Einsatz in Festplattenlaufwerken mit. geringer Stromaufnahme oder andere stromsparende Antriebe.The magnetic thrust bearing electric motor according to the invention has the advantage over conventional spindle motors of the conventional type equipped with fluid dynamic thrust bearings, axial ball bearings or track roller bearings that the overall thrust friction is reduced by the magnetic thrust bearing in comparison with the above-mentioned prior art arrangements , Due to the reduced friction of the spindle motor requires a lower drive power and thus has up to 30% lower power consumption than spindle motors of known design. Such a spindle motor is therefore very suitable for use in hard disk drives . low power consumption or other low-power drives.

Das feststehende Motorbauteil des Elektromotors umfasst eine in einer Grundplatte befestigte Lagerbuchse, wobei das erste Lagerbauteil vorzugsweise an einem Außenumfang der Lagerbuchse angeordnet ist. Das drehbewegliche Motorbauteil umfasst eine in der Lagerbuchse drehgelagerte Welle und eine mit der Welle verbundene Nabe, wobei das zweite Lagerbauteil des Axiallagers an einem Innenumfang der Nabe oder eines mit der Nabe verbundenen Bauteils angeordnet ist und das erste Lagerbauteil umgibt.The fixed motor component of the electric motor comprises a bearing bush fastened in a base plate, wherein the first bearing component is preferably arranged on an outer circumference of the bearing bush. The rotatable motor component comprises a shaft rotatably mounted in the bearing bush and a hub connected to the shaft, wherein the second bearing member of the thrust bearing is disposed on an inner periphery of the hub or a member connected to the hub and surrounds the first bearing member.

Natürlich können beide Lagerbauteile des magnetischen Axiallagers auch vertauscht sein, so dass das erste Lagerbauteil des Axiallagers an dem Innenumfang der Nabe und das zweite Lagerbauteil des Axiallagers am Außenumfang der Lagerbuchse angeordnet sind.Of course, both bearing components of the magnetic thrust bearing can also be reversed, so that the first bearing member of the thrust bearing on the inner circumference of the hub and the second bearing member of the thrust bearing are arranged on the outer circumference of the bearing bush.

In einer ersten Ausführungsform des Spindelmotors ist der Permanentmagnet des ersten Lagerbauteils des Axiallagers ringförmig ausgebildet und weist erste und zweite Stirnflächen sowie innere und äußere Umfangsflächen auf. Der Permanentmagnet ist in Richtung der Drehachse vorzugsweise einpolig axial magnetisiert und konzentrisch zur Drehachse angeordnet. Ein ringförmiges Flussleitstück ist auf der ersten Stirnfläche und das andere ringförmige Flussleitstück auf der zweiten Stirnfläche des Permanentmagneten angeordnet. Die Flussleitstücke weisen radial innere und radial äußere Umfangsflächen auf. Vorzugsweise können die radial inneren und radial äußeren Umfangsflächen der Flussleitstücke über die radial innere oder radial äußere Umfangsfläche des Permanentmagneten hinausragen. Die Flussleitstücke können entweder ein integraler Bestandteil der Lagerbuchse sein, sie können aber auch als separate Bauteile gefertigt sein. Auf jeden Fall müssen die Flussleitstücke aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise in Form von Blechringen, ausgebildet sein. Das zweite Lagerbauteil des Axiallagers ist in einer bevorzugten Ausgestaltung ringförmig ausgebildet und liegt dem ersten Lagerbauteil in radialer Richtung gegenüber. Das zweite Lagerbauteil kann identisch zu ersten Lagerbauteil ausgebildet sein, also einen ringförmigen und in Richtung der Drehachse magnetisierten Permanentmagneten umfassen, auf dessen Stirnseiten jeweils Flussleitstücke angeordnet sind. Die Flussleitstücke des zweiten Lagerbauteils können über die radial innere bzw. radial äußere Umfangsfläche des Permanentmagneten des zweiten Lagerbauteils hinausragen und liegen den entsprechenden Flussleitstücken des ersten Lagerbauteils unmittelbar radial gegenüber. Die sich gegenüberliegenden Flussleitstücke des ersten und zweiten Lagerbauteils bilden durch ihre Bauweise Flusskonzentratoren, die den magnetischen Fluss, der durch den oder die Permanentmagnete erzeugt wird, konzentrieren und bündeln. Dadurch wird die vom Axiallager aufzunehmende axiale Kraft erhöht.In a first embodiment of the spindle motor, the permanent magnet of the first bearing member of the thrust bearing is annular and has first and second end faces and inner and outer peripheral surfaces. The permanent magnet is preferably magnetized axially in the direction of the axis of rotation and arranged concentrically to the axis of rotation. An annular flux guide is disposed on the first end surface and the other annular flux guide on the second end surface of the permanent magnet. The flux guides have radially inner and radially outer peripheral surfaces. Preferably, the radially inner and radially outer peripheral surfaces of the flux guide pieces may protrude beyond the radially inner or radially outer circumferential surface of the permanent magnet. The flux guides can either be an integral part of the bearing bush, but they can also be manufactured as separate components. In any case, the flux guides must be made of a ferromagnetic material, for example in the form of sheet metal rings. The second bearing component of the axial bearing is annular in a preferred embodiment and is opposite to the first bearing component in the radial direction. The second bearing component may be formed identically to the first bearing component, that is to say comprise an annular permanent magnet which is magnetized in the direction of the axis of rotation and on whose end faces in each case flux guide pieces are arranged. The flux guide pieces of the second bearing component may protrude beyond the radially inner or radially outer peripheral surface of the permanent magnet of the second bearing component and lie directly radially opposite the corresponding flux guide pieces of the first bearing component. The opposing flux guides of the first and second bearing members form flux concentrators by their design, concentrating and concentrating the magnetic flux generated by the permanent magnet (s). As a result, the axial force to be absorbed by the thrust bearing is increased.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das zweite Lagerbauteil des Axiallagers aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen und konzentrisch zur Drehachse angeordnet sein. Hierbei wird es bevorzugt, wenn die Flussleitstücke integraler Bestandteil des zweiten Lagerbauteils sind. Vorzugsweise weist das zweite Lagerbauteil im Bereich der Flussleitstücke seinen größten Außen- bzw. kleinsten Innen-Durchmesser auf. Sofern die Flussleitstücke der Lagerbauteile als Einzelelemente ausgebildet sind, bestehen diese vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material. Jedes Flussleitstück besteht vorzugsweise aus einem ringförmigen Blechteil, wobei dieses Blechteil aus Vollmaterial oder aus einem Stapel von dünnen Blechen bestehen kann, die in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse übereinandergestapelt sind. Der Blechstapel jedes Flussleitstückes ist also vorzugsweise aus laminierten Blechen aufgebaut. Durch die Verwendung eines Blechstapels als Flussleitstück sowie durch einen unipolar axial magnetisierten Permanentmagnet 40 können Wirbelströme vermieden werden, so dass keinerlei Wirbelstromverluste entstehen. Die Dicke der Flussleitstücke ist vorzugsweise wesentlich geringer als die Dicke des Permanentmagneten. Erfindungsgemäß können das erste und/oder das zweite Lagerbauteil des Axiallagers auch zwei oder mehrere ringförmige Permanentmagnete umfassen, die in axialer Richtung übereinander liegen und gegensinnig magnetisiert sind. Zwischen den mehreren Permanentmagneten sowie auf den Stirnflächen der jeweils äußeren Permanentmagnete sind dann jeweils Flussleitstücke der oben beschriebenen Art angeordnet. Im Sinne der Erfindung spielt es keine Rolle, ob das erste Lagerbauteil des Axiallagers am feststehenden Motorbauteil und das zweite Lagerbauteil des Axiallagers am drehbeweglichen Motorbauteil angeordnet ist, oder der umgekehrte Fall bevorzugt wird, bei dem das erste Lagerbauteil am drehbeweglichen Motorbauteil und das zweite Lagerbauteil am feststehenden Motorbauteil des Spindelmotors angeordnet ist.According to another preferred embodiment of the invention, the second bearing member of the thrust bearing may consist of a ferromagnetic material and be arranged concentrically to the axis of rotation. In this case, it is preferred if the flux guide pieces are an integral part of the second bearing component. The second bearing component preferably has its greatest outer or smallest inner diameter in the region of the flux guide pieces. If the flux guides of the bearing components are formed as individual elements, these preferably consist of a ferromagnetic material. Each flux guide preferably consists of an annular sheet metal part, said sheet metal part may consist of solid material or of a stack of thin sheets, which are stacked in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation. The sheet stack of each flux guide is thus preferably constructed of laminated sheets. By using a sheet stack as a flux guide and by a unipolar axially magnetized permanent magnet 40 eddy currents can be avoided so that no eddy current losses occur. The thickness of the flux guides is preferably substantially less than the thickness of the permanent magnet. According to the invention, the first and / or the second bearing component of the axial bearing can also comprise two or more annular permanent magnets which lie one above the other in the axial direction and are magnetized in opposite directions. Between each of the plurality of permanent magnets and on the end faces of the respective outer permanent magnets flux guides of the type described above are then arranged. For the purposes of the invention, it does not matter whether the first bearing member of the thrust bearing on the stationary engine component and the second bearing member of the thrust bearing is arranged on the rotatable motor component, or the reverse case is preferred in which the first bearing member on the rotatable motor component and the second bearing component on stationary motor component of the spindle motor is arranged.

Die zwischen dem Rotorbauteil und dem Statorbauteil auftretenden radialen Kräfte, werden durch die oben beschriebenen Radiallager bekannter Bauart, wie z. B. fluiddynamische Radiallager, Wälzlager etc., aufgenommen. Die beiden Radiallager, die vorzugsweise als fluiddynamische Lager ausgebildet sind, werden durch einander gegenüberliegende Lagerflächen der Welle und der Lagerbuchse gebildet, wobei die Lagerflächen durch einen Lagerspalt voneinander getrennt sind. Erfindungsgemäß ist das Lagersystem des Spindelmotors einseitig geschlossen, wobei sich an das offene Ende des Lagerspaltes ein Dichtungsspalt anschließt, der vorzugsweise im Verlauf von dem Lagerspalt zur Lageröffnung betrachtet zwischen einer radial nach innen gerichteten Mantelfläche der Lagerbuchse und einer dieser gegenüberliegenden mit geringerer Neigung relativ zur Drehachse radial nach innen gerichteten Mantelfläche der Nabe angeordnet, so dass ein konischer Kapillar-Dichtungsspalt zwischen der Innenwandung der Nabe und der gegenüberliegenden Außenwandung der Lagerbuchse verbleibt, und wobei der Dichtungsspalt zumindest teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist. Der Dichtungsspalt kann über einen weitgehend radial verlaufenden Ringspalt mit dem Lagerspalt verbunden sein und im wesentlichen parallel zum Lagerspalt verlaufen. Der Dichtungsspalt kann aber auch im wesentlichen quer zum Lagerspalt verlaufen, wobei er zwischen einer Stirnfläche der Lagerbuchse und einer dieser gegenüberliegenden ringförmigen Fläche der Nabe angeordnet und teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist. Dieser Dichtungsspalt bildet eine Kapillardichtung, vorzugsweise eine konische Kapillardichtung aus, die sich ausgehend vom Lagerspalt vorzugsweise in einem Winkel von 0° bis 15° öffnet.The radial forces occurring between the rotor component and the stator component are determined by the above-described radial bearings of known design, such as. As fluid dynamic radial bearings, bearings, etc., added. The two radial bearings, which are preferably designed as fluid dynamic bearings, are formed by opposing bearing surfaces of the shaft and the bearing bush, wherein the bearing surfaces are separated by a bearing gap. According to the invention, the bearing system of the spindle motor is closed on one side, with a sealing gap adjoining the open end of the bearing gap, which is preferably viewed in the course of the bearing gap for bearing opening between a radially inwardly directed surface of the bearing bush and one of these opposite with a lesser inclination relative to the axis of rotation arranged radially inwardly directed lateral surface of the hub, so that a conical capillary sealing gap between the inner wall of the hub and the opposite outer wall of the bearing bush remains, and wherein the Seal gap is at least partially filled with bearing fluid. The sealing gap can be connected via a largely radially extending annular gap with the bearing gap and extend substantially parallel to the bearing gap. But the sealing gap can also extend substantially transversely to the bearing gap, wherein it is disposed between an end face of the bearing bush and one of these opposite annular surface of the hub and partially filled with bearing fluid. This sealing gap forms a capillary seal, preferably a conical capillary seal, which preferably opens at an angle of 0 ° to 15 °, starting from the bearing gap.

Die Nabe des Spindelmotors kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Nabe aus einem mit der Welle verbundenen ersten Nabenteil und einem mit dem ersten Nabenteil verbundenen zweiten Nabenteil bestehen. Im letzteren Fall ist das zweite Lagerbauteil als Teil des zweiten Nabenteils ausgebildet oder bildet insgesamt das zweite Nabenteil. Selbstverständlich kann das zweite Lagerbauteil auch separat vom zweiten Nabenteil als drittes Bauteil ausgebildet sein. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, die Welle und das erste Nabenteil einteilig auszubilden. In diesem fall wird der mit der Welle verbundene Stopperring aus Gründen der Montierbarkeit als separates Bauteil ausgestaltet.The hub of the spindle motor may be formed in one or more parts. For example, the hub may consist of a first hub part connected to the shaft and a second hub part connected to the first hub part. In the latter case, the second bearing component is formed as part of the second hub part or forms a total of the second hub part. Of course, the second bearing component may also be formed separately from the second hub part as a third component. Furthermore, it is also possible to form the shaft and the first hub part in one piece. In this case, the stopper ring connected to the shaft is designed as a separate component for reasons of being able to be mounted.

Um zu verhindern, dass sich das drehbewegliche Motorbauteil in axialer Richtung zu sehr gegenüber dem feststehenden Motorbauteil verschiebt, ist vorzugsweise an einem Ende der Welle ein Stopperring angeordnet, der einer in der Bohrung der Lagerbuchse angeordneten Stufe axial gegenüberliegt und an der Stufe anschlägt, falls die Welle eine übermäßig große axiale Bewegung durchführt.In order to prevent the rotatable motor component from displacing too much in the axial direction with respect to the fixed motor component, a stopper ring is preferably arranged at one end of the shaft, which axially lies opposite a step arranged in the bore of the bearing bush and abuts against the step, if the Shaft performs an excessively large axial movement.

Alternativ kann an dem zweiten Lagerbauteil des Axiallagers ein Stopperring angeordnet sein, der einer am Außenumfang der Lagerbuchse angeordneten Stufe axial gegenüberliegt. Da das zweite Lagerbauteil Teil der Nabe ist und die Nabe mit der Welle verbunden ist, kann auch so ein übermäßiges axiales Spiel des drehbeweglichen Lagerbauteils verhindert werden.Alternatively it can be arranged on the second bearing component of the thrust bearing a stopper ring which is axially opposite a arranged on the outer circumference of the bearing bush stage. Since the second bearing member is part of the hub and the hub is connected to the shaft, so also an excessive axial play of the rotatable bearing member can be prevented.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.The invention will be described in more detail by means of preferred embodiments with reference to the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors mit magnetischem Axiallager. 1 shows a section through a first embodiment of a spindle motor according to the invention with magnetic thrust bearing.

2 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors mit magnetischem Axiallager, wobei die Basisplatte und Antriebskomponenten nicht dargestellt sind. 2 shows a section through a second embodiment of a spindle motor according to the invention with magnetic thrust bearing, wherein the base plate and drive components are not shown.

3 zeigt einen Schnitt durch eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors mit magnetischem Axiallager, wobei die Basisplatte und Antriebskomponenten nicht dargestellt sind. 3 shows a section through a third embodiment of a spindle motor according to the invention with magnetic thrust bearing, wherein the base plate and drive components are not shown.

4 zeigt einen Schnitt durch eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors mit magnetischem Axiallager, wobei die Basisplatte und Antriebskomponenten nicht dargestellt sind. 4 shows a section through a fourth embodiment of a spindle motor according to the invention with magnetic thrust bearing, wherein the base plate and drive components are not shown.

5 zeigt einen Schnitt durch eine fünfte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors mit magnetischem Axiallager, wobei die Basisplatte und Antriebskomponenten nicht dargestellt sind. 5 shows a section through a fifth embodiment of a spindle motor according to the invention with magnetic thrust bearing, wherein the base plate and drive components are not shown.

6 zeigt beispielhaft eine Kennlinie der vom magnetischem Axiallager erzeugten axialen Kraft. 6 shows an example of a characteristic of the axial force generated by the magnetic thrust bearing.

Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der ErfindungDescription of preferred embodiments of the invention

1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor erfindungsgemäßer Bauart. Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 10, die eine Öffnung aufweist, in der eine Lagerbuchse 12 befestigt ist. Die Lagerbuchse 12 besitzt eine zentrale Lagerbohrung, in welcher eine Welle 14 drehbar gelagert ist. Zwischen dem Außenumfang der Welle 14 und dem Innenumfang der Bohrung in der Lagerbuchse 12 verbleibt ein Lagerspalt 16, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Um ein Austreten des Lagerfluids aus dem Lagerspalt 16 zu verhindern, ist der Lagerspalt an einer Seite durch eine Abdeckplatte 18 verschlossen, die in einer Aussparung der Lagerbuchse 12 angeordnet und befestigt ist. Auf der Abdeckplatte 18 oder der gegenüberliegenden Seite der Welle 14 können spiralförmige, nach innen pumpende Rillen zur Austreibung von sich evtl. unterhalb der Welle ansammelnder Luft angeordnet sein. Die andere Seite des Lagerspaltes 16 ist über einen ringförmigen Verbindungsspalt 26 mit einem Dichtungsspalt 28 verbunden, welcher eine konische Kapillardichtung bildet, die zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse 12 und einer gegenüberliegenden inneren Mantelfläche einer Nabe 22 angeordnet ist. Im Bereich des Verbindungsspaltes 26 können zusätzlich Pumpstrukturen 66 zur Kompensation der auf das Lagerfluid wirkenden Zentrifugalkräfte vorgesehen sein. Diese Pumpstrukturen 66 bilden eine Art Pumpdichtung zur Unterstützung der durch den Dichtungsspalt 28 gebildeten Kapillardichtung. Die Pumpstrukturen erzeugen eine Pumpwirkung nach innen in Richtung der Drehachse 30. Aufgrund des kleinen Außendurchmessers der Mantelfläche der Lagerbuchse entsteht eine geringe Lagerreibung innerhalb des Verbindungsspaltes 26 sowie auch innerhalb der Kapillardichtung, so dass der Motor insgesamt eine deutlich geringere Stromaufnahme aufweist. 1 shows a section through a spindle motor of the invention design. The spindle motor comprises a base plate 10 , which has an opening in which a bearing bush 12 is attached. The bearing bush 12 has a central bearing bore, in which a shaft 14 is rotatably mounted. Between the outer circumference of the shaft 14 and the inner circumference of the bore in the bearing bush 12 there remains a bearing gap 16 which is filled with a bearing fluid. To escape the bearing fluid from the bearing gap 16 To prevent, the bearing gap on one side by a cover plate 18 closed in a recess of the bearing bush 12 arranged and attached. On the cover plate 18 or the opposite side of the shaft 14 For example, helical, inwardly-pumping grooves may be arranged to expel air that may collect below the shaft. The other side of the bearing gap 16 is via an annular connecting gap 26 with a sealing gap 28 connected, which forms a conical capillary seal between an outer circumferential surface of the bearing bush 12 and an opposite inner circumferential surface of a hub 22 is arranged. In the area of the connecting gap 26 can additionally pump structures 66 be provided to compensate for the centrifugal forces acting on the bearing fluid. These pump structures 66 form a kind of pumping seal to assist through the sealing gap 28 formed capillary seal. The pumping structures create a pumping action inwardly in the direction of the axis of rotation 30 , Due to the small outer diameter of the lateral surface of the bearing bush creates a low bearing friction within the connecting gap 26 as well as within the capillary seal, so that the engine as a whole has a significantly lower power consumption.

Die Nabe 22 ist mit dem freien Ende der Welle verbunden. Die Drehlagerung der Welle 14 in der Lagerbuchse 12 wird durch zwei Radiallager 24a und 24b erreicht, die vorzugsweise als fluiddynamische fischgrätenförmige Radiallager ausgebildet sind, wobei das obere Radiallager 24a vorzugsweise asymmetrisch ausgebildet ist, wobei der der oberen Lageröffnung benachbarte Ast der Radiallagerstrukturen länger ist als der untere Ast, wodurch eine Druckerhöhung im Lagerinneren bewirkt wird, welche verhindert, dass innerhalb des Lagerfluids gelöste Luft ausgast. Prinzipiell können auch Mehrflächengleitlager oder rillenlose Gleitlager als Radiallager Verwendung finden. Um eine übermäßige axiale Bewegung der Welle 14 in der Lagerbuchse 12 zu verhindern, weist die Welle 14 an einem Ende einen Stopperring 20 auf, der in einer Aussparung der Lagerbuchse 12 angeordnet ist. Der Stopperring 20 liegt einer durch die Lagerbuchse gebildeten Stufe gegenüber und stößt an dieser Stufe an, sobald die Welle 14 eine übermäßige axiale Bewegung durchführt. Die Abdeckplatte 18 kann auf ihrer der Stirnseite der Welle 14 zugewandten Fläche Rillenstrukturen aufweisen, die bei Drehung der Welle 14 in der Lagerbuchse 12 eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid erzeugen, die eine Druckerhöhung in diesem Bereich des Lagers zur Folge hat, so dass ein Unterdruck am geschlossenen Ende des Lagers vermieden wird. Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors wird gebildet durch eine an der Basisplatte 10 befestigte Statoranordnung 32, welcher radial außerhalb ein an der Nabe 22 angeordneter Rotormagnet 34 gegenüberliegt.The hub 22 is connected to the free end of the shaft. The rotary bearing of the shaft 14 in the bearing bush 12 is through two radial bearings 24a and 24b achieved, which are preferably formed as a fluid-dynamic herringbone radial bearings, wherein the upper radial bearing 24a is preferably formed asymmetrically, wherein the upper bearing opening adjacent branch of the radial bearing structures is longer than the lower branch, whereby a pressure increase is caused in the bearing interior, which prevents outgassing within the bearing fluid dissolved air. In principle, multi-surface plain bearings or grooved plain bearings can also be used as radial bearings. To prevent excessive axial movement of the shaft 14 in the bearing bush 12 To prevent, rejects the wave 14 at one end a stopper ring 20 on, in a recess of the bearing bush 12 is arranged. The stopper ring 20 is opposite to a step formed by the bushing and abuts this step as soon as the shaft 14 performs an excessive axial movement. The cover plate 18 can on its the front of the shaft 14 facing surface groove structures, which upon rotation of the shaft 14 in the bearing bush 12 create a pumping action on the bearing fluid, which results in an increase in pressure in this area of the bearing, so that a negative pressure at the closed end of the bearing is avoided. The electromagnetic drive system of the spindle motor is formed by one on the base plate 10 fixed stator arrangement 32 , which radially outward on the hub 22 arranged rotor magnet 34 opposite.

Die axialen Kräfte, die auf die Welle 14 wirken, werden durch ein magnetisches Axiallager 36 aufgenommen, welches aus einem ersten Lagerbauteil 38 und einem zweiten Lagerbauteil 44 besteht. Das erste Lagerbauteil 38 ist in 1 radial innenliegend des zweiten Lagerbauteils 44 auf einer Stufe am Außenumfang der Lagerbuchse 12 angeordnet. Das erste Lagerbauteil 38 umfasst einen ringförmigen und konzentrisch zur Drehachse 30 angeordneten Permanentmagneten 40, der etwa NdFeBr enthält. Auf den Stirnflächen des Permanentmagneten 40 sind zwei ringförmige Flussleitstücke 42a, 42b angeordnet, welche vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Blech mit einer Dicke von beispielsweise 0,2 mm oder aus einem Blechstapel bestehen. Der Permanentmagnet 40 ist in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse 30 einpolig (unipolar) oder mehrpolig (multipolar) magnetisiert. Damit die Lagerbuchse den magnetischen Fluss möglichst nicht kurzschließt, besteht sie sowie eventuell zusätzlich auch die Welle vorzugsweise aus unmagnetischem Material oder aus schwach magnetischem Stahl.The axial forces acting on the shaft 14 act through a magnetic thrust bearing 36 taken, which from a first bearing component 38 and a second bearing component 44 consists. The first bearing component 38 is in 1 radially inward of the second bearing component 44 on one step on the outer circumference of the bearing bush 12 arranged. The first bearing component 38 comprises an annular and concentric with the axis of rotation 30 arranged permanent magnets 40 which contains about NdFeBr. On the faces of the permanent magnet 40 are two annular flux guides 42a . 42b arranged, which preferably consist of a ferromagnetic sheet having a thickness of, for example, 0.2 mm or from a sheet stack. The permanent magnet 40 is in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation 30 single-pole (unipolar) or multi-pole (multipolar) magnetized. So that the bearing bush does not short-circuit the magnetic flux as much as possible, it and possibly also the shaft also preferably consists of non-magnetic material or of weak magnetic steel.

Das zweite Lagerbauteil 44 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen ringförmigen, an einem äußeren Teil 22b der Nabe 22 ausgebildeten Ansatz, welcher einen Flusskonzentrator 41 aufweist, der zwei definierte, bevorzugt einteilig ausgebildete Flussleitstücke 46a, 46b ausbildet, die in radialer Richtung gegenüberliegend den Flussleitstücken 42a und 42b des ersten Lagerbauteils 38 angeordnet sind. Die Flussleitstücke 42a und 42b weisen vorzugsweise einen etwas größeren Außendurchmesser auf, als der Permanentmagnet 40. Ebenso bilden die Flussleitstücke 46a und 46b des Flusskonzentrators 41 ringförmige Zonen und definieren den kleinsten Innendurchmesser des zweiten Lagerbauteils 44. Die sich jeweils gegenüberliegenden Flussleitstücke des ersten und zweiten Lagerbauteils sind durch einen Luftspalt 48 voneinander getrennt. Die vom Permanentmagneten 40 des ersten Lagerbauteils 38 ausgehenden magnetischen Feldlinien werden in den Flussleitstücken 42a und 42b konzentriert und in radialer Richtung über den Luftspalt 48 und die Flussleitstücke 46a und 46b des zweiten Lagerbauteils 44 zum Permanentmagneten 40 zurückgeführt. Sobald die Welle 14 und die Nabe 22 relativ zur Lagerbuchse 12 und der Grundplatte 10 in axialer Richtung ausgelenkt werden, erzeugt das Zusammenwirken des Permanentmagneten 40 sowie der Flussleitstücke 42a, 42b und der Flussleitstücke 46a und 46b des gegenüberliegenden Lagerbauteils eine Rückstellkraft in axialer Richtung, welche das drehbewegliche Motorbauteil relativ zum feststehenden Motorbauteil in axialer Richtung in einem stabilen Schwebezustand hält. Der Permanentmagnet 40 zieht das zweite Lagerbauteil 44 ebenfalls in die radiale Richtung an, so dass sich außer der axialen Stabilisierung eine radiale Vorspannung des Fluidlagers ergibt, was die Wirkung der Radiallager 24a und 24b unterstützt.The second bearing component 44 in this embodiment comprises an annular, on an outer part 22b the hub 22 trained approach, which is a flux concentrator 41 has, the two defined, preferably integrally formed flux guides 46a . 46b forming, in the radial direction opposite the Flussleitstücken 42a and 42b of the first bearing component 38 are arranged. The flux guides 42a and 42b preferably have a slightly larger outer diameter than the permanent magnet 40 , Likewise, the Flussleitstücke form 46a and 46b of the flux concentrator 41 annular zones and define the smallest inner diameter of the second bearing component 44 , The respective opposite flux guide of the first and second bearing member are through an air gap 48 separated from each other. The of the permanent magnet 40 of the first bearing component 38 outgoing magnetic field lines are in the Flussleitstücken 42a and 42b concentrated and in the radial direction across the air gap 48 and the flux guides 46a and 46b of the second bearing component 44 to the permanent magnet 40 recycled. Once the wave 14 and the hub 22 relative to the bearing bush 12 and the base plate 10 be deflected in the axial direction, generates the interaction of the permanent magnet 40 as well as the Flussleitstücke 42a . 42b and the flux guides 46a and 46b the opposing bearing member a restoring force in the axial direction, which holds the rotatable motor component relative to the stationary engine component in the axial direction in a stable state of suspension. The permanent magnet 40 pulls the second bearing component 44 also in the radial direction, so that in addition to the axial stabilization results in a radial bias of the fluid bearing, which is the effect of the radial bearings 24a and 24b supported.

Die Nabe 22 besteht vorzugsweise aus zwei Nabenteilen 22a und 22b, wobei für das Nabenteil 22a vorzugsweise unmagnetischer bzw. schwach magnetischer Werkstoff, z. B. Alu oder schwachmagnetischer Stahl, verwendet wird. Für das zweite Nabenteil 22b, an welches das zweite Lagerteil 44 angeformt ist, wird vorzugsweise ein ferromagnetisches Material, beispielsweise Stahl, verwendet. Bei einer zweiteiligen Nabe kann zunächst das erste Nabenteil 22a montiert werden, dann das Lager mit Lagerfluid befüllt werden und anschließend das zweite Nabenteil 22b montiert werden.The hub 22 preferably consists of two hub parts 22a and 22b , wherein for the hub part 22a preferably non-magnetic or weakly magnetic material, for. As aluminum or weak magnetic steel is used. For the second hub part 22b , to which the second bearing part 44 is formed, a ferromagnetic material, for example steel, is preferably used. For a two-piece hub, first, the first hub part 22a be assembled, then the bearing to be filled with bearing fluid and then the second hub part 22b to be assembled.

Bei dem erfindungsgemäßen Spindelmotor mit magnetischem Axiallager werden die Reibungsverluste im Lagersystem erheblich reduziert, weil auf ein axiales Drucklager herkömmlicher Bauweise vollständig verzichtet werden kann und stattdessen ein magnetisches Axiallager verwendet wird, das reibungsfrei arbeitet. Ferner können, da keine axialen fluiddynamischen Lager verwendet werden, die axialen Abschnitte des Fluidspaltes entsprechend groß ausgebildet werden, wodurch sich auch hier die Reibungsverluste reduzieren. Dies bedeutet, dass die axialen Lagerspalte von bislang etwa 10 Mikrometer auf mindestens das Doppelte bis Dreifache, also 20–30 Mikrometer vergrößert werden können. Das Magnetlager wirkt auch im Stillstand des Lagersystems in entsprechender Weise, im Gegensatz zu beispielsweise einem fluiddynamischen Axiallager, bei welchem sich eine entsprechende axiale Aufrichtung („fly height”) des Axiallagers infolge der Ausbildung eines axial wirkenden Druckpolsters erst im Betrieb, d. h. bei Umdrehung des Lagers, einstellt.In the spindle motor according to the invention with magnetic thrust bearing, the friction losses in the storage system are considerably reduced, because it can be completely dispensed with an axial thrust bearing of conventional design and instead magnetic thrust bearing is used, which works without friction. Further, since no axial fluid dynamic bearings are used, the axial portions of the fluid gap can be made correspondingly large, thereby reducing the friction losses here as well. This means that the axial bearing gaps of about 10 microns so far can be increased to at least twice to three times, so 20-30 microns. The magnetic bearing also acts at a standstill of the bearing system in a corresponding manner, in contrast to, for example, a fluid dynamic thrust bearing, in which a corresponding axial erection ("fly height") of the thrust bearing due to the formation of an axially acting pressure pad only during operation, ie at rotation of the Warehouse, stops.

6 zeigt beispielhaft die Kennlinie 62 der axialen Rückstellkraft des Magnetlagers aus 1 im Verhältnis zu dessen Auslenkung in axialer Richtung gegenüber der stabilen Lage. Der Durchmesser des axialen Magnetlagers beträgt beispielsweise nur einige Millimeter bis wenige Zentimeter, wobei das Axialspiel des Lagers beispielsweise +/–100 μm betragen kann. Wie in 6 gezeigt, können bei dieser Ausführung Rückstellkräfte im Bereich von einigen Newton erzielt werden, wobei die Rückstellkräfte abhängig vom Design und den Abmessungen des Lagers variieren können und die Absolutwerte in der 6 nur als Beispiel zu verstehen sind. 6 shows an example of the characteristic 62 the axial restoring force of the magnetic bearing 1 in relation to its deflection in the axial direction relative to the stable position. The diameter of the axial magnetic bearing is for example only a few millimeters to a few centimeters, wherein the axial play of the bearing can be for example +/- 100 microns. As in 6 shown in this embodiment, restoring forces in the range of a few Newtons can be achieved, wherein the restoring forces can vary depending on the design and dimensions of the bearing and the absolute values in the 6 just as an example.

Optional kann in der Lagerbuchse 12 ein Rezirkulationskanal (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welcher als axiale Bohrung in der Lagerbuchse 12 ausgebildet ist. Dieser Rezirkulationskanal verbindet außerhalb der Lagerspalte beispielsweise den unteren Bereich des Lagers, also den Abschnitt des Lagerspaltes im Bereich des Stopperrings 20 mit dem Verbindungsspalt 26 und sorgt für eine gleichmäßige Zirkulation des Lagerfluids im Lager sowie für einen Druckausgleich – insbesondere am Wellenende – innerhalb des Fluidlagers, bei Abweichungen der Lagerbohrung im Bereich der fluiddynamischen Radiallager von der Zylindrizität.Optionally available in the bearing bush 12 a recirculation passage (not shown) may be provided which serves as an axial bore in the bearing bush 12 is trained. This recirculation channel connects outside the bearing gap, for example, the lower portion of the bearing, so the portion of the bearing gap in the stopper ring 20 with the connection gap 26 and ensures a uniform circulation of the bearing fluid in the bearing and for a pressure balance - especially at the shaft end - within the fluid bearing, in case of deviations of the bearing bore in the fluid dynamic radial bearings of the cylindricity.

2 zeigt einen Teil des Spindelmotors gemäß 1, wobei die Basisplatte und das elektromagnetische Antriebssystem nicht zeichnerisch dargestellt sind. In 2 sind gleiche Bauteile mit den selben Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet. Die Beschreibung der Bauteile und der Funktionsweise des Spindelmotors gemäß 2 entspricht dem Spindelmotor in 1. Im Unterschied zu 1 ist die Nabe 122 des Spindelmotors von 2 einteilig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einem schwachmagnetischen oder unmagnetischen Werkstoff, wie z. B. Aluminium oder schwach magnetischer Stahl. Das zweite Lagerbauteil 144 ist als ringförmiges Teil ausgebildet und auf einen Ansatz der Nabe 122 aufgesteckt, beispielsweise aufgepresst oder aufgeklebt. Das zweite Lagerbauteil 144 besteht aus einem ferromagnetischen Werkstoff und bildet zwei radial nach innen gerichtete Flussleitstücke 146a, 146b aus. 2 shows a part of the spindle motor according to 1 , wherein the base plate and the electromagnetic drive system are not shown in the drawing. In 2 are the same components with the same reference numerals as in 1 designated. The description of the components and the operation of the spindle motor according to 2 corresponds to the spindle motor in 1 , In contrast to 1 is the hub 122 of the spindle motor of 2 formed in one piece and preferably consists of a weak magnetic or non-magnetic material such. As aluminum or weak magnetic steel. The second bearing component 144 is formed as an annular part and on an approach of the hub 122 attached, for example, pressed or glued. The second bearing component 144 consists of a ferromagnetic material and forms two radially inwardly directed flux guides 146a . 146b out.

3 zeigt einen Spindelmotor, der ähnlich aufgebaut ist, wie die Spindelmotoren von 1 und 2. Es fehlen wiederum die in 1 dargestellte Basisplatte und das elektromagnetische Antriebssystem. 3 shows a spindle motor, which is constructed similar to the spindle motors of 1 and 2 , In turn, the in 1 illustrated base plate and the electromagnetic drive system.

Der Spindelmotor umfasst eine Lagerbuchse 212, in der eine Welle 214 um eine Drehachse 230 drehbar gelagert ist, und zwar mittels zweier Radiallager, vorzugsweise fluiddynamische Radiallager 224a und 224b. Die Welle 214 ist im wesentlichen durchgehend zylindrisch ausgebildet und besitzt keinen Stopperring. Das eine Lagerende ist durch eine Abdeckplatte 218 verschlossen. Die Oberflächen von Welle 214 und Lagerbuchse 212 sind durch einen Lagerspalt 216 voneinander getrennt, wobei der Lagerspalt 216 in einen Dichtungsspalt 228 übergeht, welcher über einen Verbindungsspalt 226 mit dem Lagerspalt 216 verbunden ist. Die Anordnung von Lagerspalt 216, Verbindungsspalt 226 und Dichtungsspalt 228 entspricht der Anordnung gemäß 1. An einer Stufe am Außenumfang der Lagerbuchse 212 ist ein erstes Lagerbauteil 238 des magnetischen Axiallagers 236 angeordnet, welches einen Permanentmagneten 240 sowie auf den Stirnseiten des Magneten angeordnete Flussleitstücke 242a und 242b umfasst. Gegenüberliegend dem ersten Lagerbauteil 238 befindet sich ein zweites Lagerbauteil 244, das Teil eines äußeren Nabenteils 222b ist, welches mit einem inneren Nabenteil 222a verbunden ist, welches wiederum mit der Welle 214 verbunden ist. Die Anordnung und Funktion des magnetischen Axiallagers 236 entspricht dem des Axiallagers aus 1. Das zweite Lagerbauteil 244 umfasst jeweils zwei Flussleitstücke 246a und 246b, die den Flussleitstücken 242a und 242b des ersten Lagerbauteils 238 gegenüberliegen. Unterhalb des zweiten Flussleitstückes 246b setzt sich das zweite Lagerbauteil 244 fort und bildet einen radial nach innen gerichteten Stopperring 250, der einer an der Lagerbuchse 212 angeordneten Stufe gegenüberliegt. Der Stopperring 250 bildet zusammen mit der Stufe ein Stopperelement, welches das Axialspiel des Lagersystems begrenzt. Bei diesem Spindelmotor wird also das Stopperelement nicht durch die Welle und die Lagerbuchse gebildet, sondern durch einen Fortsatz am zweiten Lagerbauteil 244 in Verbindung mit einer Stufe an der Lagerbuchse 212.The spindle motor comprises a bearing bush 212 in which a wave 214 around a rotation axis 230 is rotatably supported, by means of two radial bearings, preferably fluid dynamic radial bearings 224a and 224b , The wave 214 is substantially continuous cylindrical and has no stopper ring. The one bearing end is through a cover plate 218 locked. The surfaces of wave 214 and bearing bush 212 are through a bearing gap 216 separated from each other, the bearing gap 216 in a sealing gap 228 which passes over a connecting gap 226 with the bearing gap 216 connected is. The arrangement of bearing gap 216 , Connecting gap 226 and sealing gap 228 corresponds to the arrangement according to 1 , At one step on the outer circumference of the bearing bush 212 is a first bearing component 238 of the magnetic thrust bearing 236 arranged, which is a permanent magnet 240 and on the front sides of the magnet arranged flux guides 242a and 242b includes. Opposite the first bearing component 238 there is a second bearing component 244 , the part of an outer hub part 222b which is with an inner hub part 222a which in turn is connected to the wave 214 connected is. The arrangement and function of the magnetic thrust bearing 236 corresponds to that of the thrust bearing 1 , The second bearing component 244 each includes two flux guides 246a and 246b that the Flussleitstücken 242a and 242b of the first bearing component 238 are opposite. Below the second flux guide 246b sits down the second bearing component 244 and forms a radially inwardly directed stopper ring 250 , the one at the bearing bush 212 arranged opposite step. The stopper ring 250 together with the step forms a stopper element which limits the axial clearance of the bearing system. In this spindle motor so the stopper element is not formed by the shaft and the bearing bush, but by an extension on the second bearing component 244 in conjunction with a step on the bearing bush 212 ,

Der an dem zweiten Lagerbauteil 244 vorgesehene Stopperring 250 hat ferner den Vorteil, dass es sich um einen trockenlaufenden Stopper handelt, das heißt einen Stopper, der nicht im Lagerfluid läuft und somit während des regulären Betriebs des Lagers bzw. Spindelmotors keine Reibungsverluste erzeugt. Im Gegensatz dazu erzeugt ein in Lagerfluid laufender Stopperring beispielsweise dargestellt in 1 permanent Reibungsverluste im Lagerfluid.The on the second bearing component 244 provided stopper ring 250 has the further advantage that it is a dry-running stopper, that is, a stopper that does not run in the bearing fluid and thus during the regular operation of the bearing or spindle motor no friction losses generated. In contrast, running in bearing fluid stopper ring, for example, shown in 1 permanent friction losses in the bearing fluid.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors, ähnlich dem aus 1, wobei gleiche Bauteile mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Die Basisplatte und das elektromagnetische Antriebssystem sind nicht dargestellt. Der Spindelmotor in 4 unterscheidet sich vom Spindelmotor aus 1 im Wesentlichen in der Art der Abdichtung des Lagerspaltes. Das offene Ende des Lagerspaltes 16 geht über in einen radialen Verbindungsspalt 26, der ringförmig zwischen einer Stirnfläche der Lagerbuchse 12 und einer gegenüberliegenden ringförmigen Fläche der Nabe 22 bzw. des einen Nabenteils 22a angeordnet ist. Der Verbindungsspalt 26 kann eine gleichbleibende Breite aufweisen, kann sich aber auch radial nach außen in seiner Breite vergrößern. Radial außerhalb des Verbindungsspaltes 26 ist zwischen einer unteren Seite des Nabenteils 22a und den beiden Lagerbauteilen 38 und 44 des magnetischen Axiallagers ein Freiraum gebildet. In diesem Freiraum ist ein ringförmiges Bauteil 52 angeordnet und beispielsweise an der Oberseite des Flussleitstückes 42a befestigt. Zwischen dem Innenumfang des ringförmigen Bauteils 52 und dem Außenumfang der angrenzenden Lagerbuchse 12 wird ein ringförmiger Spalt gebildet, der im Querschnitt konusförmig ist und mit dem Verbindungsspalt 26 verbunden ist. Dieser ringförmige Spalt wird nun erfindungsgemäß als kapillarer Dichtungsspalt 54 verwendet und ist teilweise mit Lagerfluid gefüllt und dient somit insbesondere als Ölvorratsvolumen für evtl. sich aufgrund von Temperaturerhöhungen sich volumetrisch ausdehnendes Lagerfluid. Der Verbindungsspalt 26 ist vollständig mit Lagerfluid gefüllt. Zur Dichtung des Lagerspaltes 16 bzw. des gesamten Lagers ist ein weiterer Spalt 56 vorgesehen, der zwischen dem oberen Rand des ringförmigen Bauteils 52 und der Unterseite des Nabenbauteils 22a verbleibt. Dieser Spalt 56 bildet ebenfalls eine Kapillardichtung und ist somit klein genug um ein Austreten von Lagerfluid durch Kapillarwirkung verhindern zu können. Beispielsweise ist der Spalt 56 etwa 7–10 μm breit, während der Dichtungsspalt 54 an der schmalsten Stelle 40–100 μm breit sein kann. Der Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, dass das Ölvorratsvolumen im Wesentlichen zwischen der Lagerbuchse 12 sowie dem ringförmigen Bauteil 52 und somit zwischen zwei nicht umdrehenden Lagerbauteilen gebildet ist und daher nur geringe Zentrifugaleffekte und Reibungsverluste auftreten. 4 shows a further embodiment of a spindle motor according to the invention, similar to that 1 , wherein the same components are provided with the same reference numerals. The base plate and the electromagnetic drive system are not shown. The spindle motor in 4 differs from the spindle motor 1 essentially in the manner of sealing the bearing gap. The open end of the bearing gap 16 goes over into a radial connecting gap 26 which is annular between an end face of the bearing bush 12 and an opposite annular surface of the hub 22 or the one hub part 22a is arranged. The connecting gap 26 may have a constant width, but may also increase radially outward in its width. Radially outside the connection gap 26 is between a lower side of the hub part 22a and the two bearing components 38 and 44 formed a free space of the magnetic thrust bearing. In this space is an annular component 52 arranged and for example at the top of the Flussleitstückes 42a attached. Between the inner circumference of the annular member 52 and the outer periphery of the adjacent bushing 12 an annular gap is formed, which is conical in cross-section and with the connecting gap 26 connected is. This annular gap is now according to the invention as a capillary sealing gap 54 is used and is partially filled with bearing fluid and thus serves in particular as an oil reservoir for possibly due to temperature increases volumetrically expanding bearing fluid. The connecting gap 26 is completely filled with bearing fluid. To seal the bearing gap 16 or the entire warehouse is another gap 56 provided between the upper edge of the annular member 52 and the underside of the hub member 22a remains. This gap 56 also forms a capillary seal and is thus small enough to prevent leakage of bearing fluid by capillary action can. For example, the gap 56 about 7-10 microns wide, while the sealing gap 54 at the narrowest point can be 40-100 microns wide. The advantage of this structure is that the oil reservoir volume substantially between the bearing bush 12 and the annular component 52 and thus formed between two non-rotating bearing components and therefore only small centrifugal effects and friction losses occur.

5 zeigt einen Spindelmotor der ähnlich aufgebaut ist, wie die Spindelmotoren aus 1 und 4. Gleiche Bauteile sind mit den selben Bezugszeichen bezeichnet. Es gilt die Beschreibung des Motors gemäß 1. Beim Spindelmotor aus 5 wird ein Dichtungsspalt 58 in Verlängerung des Lagerspaltes 16 durch eine konische Aufweitung der Lagerbuchse 12 an deren offenen Ende gebildet. Der Dichtungsspalt 58 weitet sich konisch auf und bildet eine konische Kapillardichtung. Der axial verlaufende Dichtungsspalt 58 geht über in einen radial verlaufenden Spalt 59, der teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist und eine Verlängerung des Dichtungsspaltes 58 darstellt. Der Spalt 59 dient als Reservoir für das Lagerfluid, so wie auch die Dichtungsspalte gemäß den anderen Ausführungsformen. Der Spalt 59 öffnet sich radial nach außen und ist somit anfällig gegen Zentrifugalkräfte, die auf das Lagerfluid wirken, so dass bei hohen Drehzahlen Lagerfluid aus dem Spalt 59 nach außen austreten kann. Daher ist der Motor gemäß 5 vorrangig für niedere Drehzahlen geeignet. Das axiale Magnetlagersystem 36 wird gebildet durch ein erstes Lagerbauteil 38, das auf einer Stufe der Lagerbuchse 12 angeordnet ist. Die Nabe 322 ist einteilig ausgebildet und umfasst einen ringförmigen Ansatz, welche das zweite Lagerbauteil 344 mit den beiden Flussleitstücken 346a und 346b bilden. Da die Nabe 322 und das zweite Lagerbauteil 344 einstückig ausgebildet sind, wird ein Befüllen des Lagers mit Lagerfluid nach dem Aufbringen der Nabe 322 auf der Welle 14 bevorzugt durch eine Bohrung 60 durchgeführt, die in radialer Richtung im oberen Bereich des zweiten Lagerbauteils 344 angebracht wird. Durch diese Bohrung 60 kann Lagerfluid in den Spalt 59 und damit auch das Lagersystem eingebracht werden. 5 shows a spindle motor of similar construction, as the spindle motors 1 and 4 , Identical components are designated by the same reference numerals. It applies the description of the engine according to 1 , Off with the spindle motor 5 becomes a sealing gap 58 in extension of the bearing gap 16 by a conical widening of the bearing bush 12 formed at the open end. The sealing gap 58 widens conically and forms a conical capillary seal. The axially extending sealing gap 58 goes over into a radial gap 59 , which is partially filled with bearing fluid and an extension of the sealing gap 58 represents. The gap 59 serves as a reservoir for the bearing fluid, as well as the sealing gaps according to the other embodiments. The gap 59 opens radially outwards and is thus susceptible to centrifugal forces acting on the bearing fluid, so that at high speeds bearing fluid from the gap 59 can escape to the outside. Therefore, the engine is according to 5 primarily suitable for low speeds. The axial magnetic bearing system 36 is formed by a first bearing component 38 on one level of the bearing bush 12 is arranged. The hub 322 is formed in one piece and comprises an annular projection, which is the second bearing component 344 with the two flux conductors 346a and 346b form. Because the hub 322 and the second bearing component 344 are integrally formed, is a filling of the bearing with bearing fluid after the application of the hub 322 on the wave 14 preferably through a hole 60 performed in the radial direction in the upper region of the second bearing component 344 is attached. Through this hole 60 can store fluid in the gap 59 and thus also the storage system can be introduced.

Bei den in den 1 bis 4 dargestellten Spindelmotoren ist die Nabe entweder zweiteilig ausgebildet oder aber das zweite Lagerbauteil als separates Bauteil zur Nabe ausgebildet, so dass ein Befüllen des Lagers ohne weiteres möglich ist.In the in the 1 to 4 Spindle motors shown, the hub is either in two parts or formed the second bearing component as a separate component to the hub, so that a filling of the bearing is readily possible.

Bei sämtlichen Ausführungen der Erfindung kann das erste Lagerbauteil 38, 238 des Axiallagers 36, 236 alternativ an der Nabe 22, 222, 322 angeordnet sein und das zweite Lagerbauteil 44, 144, 244, 344 entsprechend an der Lagerbuchse 12, 212.In all embodiments of the invention, the first bearing component 38 . 238 of the thrust bearing 36 . 236 alternatively at the hub 22 . 222 . 322 be arranged and the second bearing component 44 . 144 . 244 . 344 corresponding to the bearing bush 12 . 212 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Basisplattebaseplate
1212
Lagerbuchsebearing bush
1414
Wellewave
1616
Lagerspaltbearing gap
1818
Abdeckplattecover
2020
Stopperringstopper ring
2222
Nabehub
22a, 22b22a, 22b
Nabenteilhub part
24a, 24b24a, 24b
Radiallagerradial bearings
2626
Verbindungsspaltcommunication gap
2828
Dichtungsspaltseal gap
3030
Drehachseaxis of rotation
3232
Statoranordnungstator
3434
Rotormagnetrotor magnet
3636
Axiallagerthrust
3838
Erstes LagerbauteilFirst bearing component
4040
Permanentmagnetpermanent magnet
4141
Flusskonzentratorflux concentrator
42a, 42b42a, 42b
Flussleitstückflux conductor
4444
Zweites LagerbauteilSecond bearing component
46a, 46b46a, 46b
Flussleitstückflux conductor
4848
Luftspaltair gap
5252
Bauteil, ringförmigComponent, annular
5454
Dichtungsspaltseal gap
5656
Spaltgap
5858
Dichtungsspaltseal gap
5959
Spaltgap
6060
Bohrungdrilling
6262
Kennliniecurve
6464
Rillenstrukturengroove structures
6666
Pumpstrukturenpumping structures
122122
Nabehub
144144
Zweites LagerbauteilSecond bearing component
146a, 146b146a, 146b
Flussleitstückflux conductor
212212
Lagerbuchsebearing bush
214214
Wellewave
216216
Lagerspaltbearing gap
218218
Abdeckplattecover
222222
Nabehub
222a, 222b222a, 222b
Nabenteilhub part
224a, 224b224a, 224b
Radiallagerradial bearings
226226
Verbindungsspaltcommunication gap
228228
Dichtungsspaltseal gap
230230
Drehachseaxis of rotation
236236
Axiallagerthrust
238238
Erstes LagerbauteilFirst bearing component
240240
Permanentmagnetpermanent magnet
242a, 242b242a, 242b
Flussleitstückflux conductor
244244
Zweites LagerbauteilSecond bearing component
246a, 246b246a, 246b
Flussleitstückflux conductor
248248
Luftspaltair gap
250250
Stopperringstopper ring
264264
Rillenstrukturengroove structures
266266
Pumpstrukturenpumping structures
322322
Nabehub
344344
Zweites LagerbauteilSecond bearing component
346a, 346b346a, 346b
Flussleitstückflux conductor

Claims (25)

Spindelmotor, welcher umfasst: ein feststehendes Motorbauteil (10, 12; 212), ein drehbewegliches Motorbauteil (14, 22; 122; 214, 222; 322), das eine in einer Lagerbuchse (12, 212) drehgelagerte Welle (14; 214) und eine mit der Welle (14; 214) verbundene Nabe (22; 122; 222; 322) umfasst, mindestens ein fluiddynamisches Radiallager (24a, 24b; 224a, 224b), ausgebildet zwischen Oberflächen der Lagerbuchse (12) und der Welle (14), zur Drehlagerung des drehbeweglichen Motorbauteils (14, 22; 122; 214, 222; 322) in Bezug auf das feststehende Motorbauteil (10, 12; 212) um eine Drehachse (30; 230), wobei ein Lagerspalt (16; 216) zwischen Teilen des drehbeweglichen und Teilen des feststehenden Motorbauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist, ein magnetisches Axiallager (36; 236) mit einem ersten Lagerbauteil (38; 238) bestehend aus mindestens einem Permanentmagneten (40; 240) und mindestens zwei diesem zugeordneten Flussleitstücken (42a, 42b; 242a, 242b), die auf gegenüberliegenden Stirnflächen des Permanentmagneten angeordnet und im Wesentlichen radial und senkrecht zur Drehachse ausgerichtet sind, wobei das erste Lagerbauteil (38) des Axiallagers (36) an einem Außenumfang der Lagerbuchse (12, 112) angeordnet ist, und einem zweiten Lagerbauteil (44; 144; 244; 344) mit mindestens zwei Flussleitstücken (46a, 46b; 146a, 146b; 246a, 246b, 346a, 346b), die in einem gegenseitigen axialen Abstand angeordnet und im Wesentlichen radial und senkrecht zur Drehachse ausgerichtet sind, wobei jedes Flussleitstück ((46a, 46b; 146a, 146b; 246a, 246b, 346a, 346b) des zweiten Lagerbauteils einem Flussleitstück (42a, 42b; 242a, 242b) des ersten Lagerbauteils zugeordnet ist und diesem getrennt durch einen Luftspalt (48, 248) in radialer Richtung unmittelbar gegenüberliegt, wobei das zweite Lagerbauteil (44; 144; 244; 344) des Axiallagers (36; 236) an einem Innenumfang der Nabe (22; 122; 222; 322) oder an einem mit der Nabe (22; 122; 222; 322) verbundenen Bauteil angeordnet ist, und wobei das magnetische Axiallager (36; 236) in axialer Richtung gesehen im Bereich des mindestens einen fluiddynamischen Radiallagers (24a, 24b; 224a, 224b) angeordnet ist, und ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer am feststehenden Motorbauteil (10) angeordneten Statoranordnung (32) und einem am drehbeweglichen Motorbauteil (22) angeordneten Rotormagneten (34).Spindle motor, comprising: a stationary engine component ( 10 . 12 ; 212 ), a rotatable engine component ( 14 . 22 ; 122 ; 214 . 222 ; 322 ), one in a bushing ( 12 . 212 ) rotatably mounted shaft ( 14 ; 214 ) and one with the shaft ( 14 ; 214 ) connected hub ( 22 ; 122 ; 222 ; 322 ), at least one fluid dynamic radial bearing ( 24a . 24b ; 224a . 224b ), formed between surfaces of the bearing bush ( 12 ) and the wave ( 14 ), for pivotal mounting of the rotatable engine component ( 14 . 22 ; 122 ; 214 . 222 ; 322 ) with respect to the stationary engine component ( 10 . 12 ; 212 ) about a rotation axis ( 30 ; 230 ), wherein a bearing gap ( 16 ; 216 ) is formed between parts of the rotatable and parts of the stationary engine component and filled with a bearing fluid, a magnetic thrust bearing ( 36 ; 236 ) with a first bearing component ( 38 ; 238 ) consisting of at least one permanent magnet ( 40 ; 240 ) and at least two associated Flussleitstücken ( 42a . 42b ; 242a . 242b ), which are arranged on opposite end faces of the permanent magnet and aligned substantially radially and perpendicular to the axis of rotation, wherein the first bearing component ( 38 ) of the thrust bearing ( 36 ) on an outer circumference of the bearing bush ( 12 . 112 ), and a second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) with at least two flux guides ( 46a . 46b ; 146a . 146b ; 246a . 246b . 346a . 346b ) disposed at a mutual axial distance and oriented substantially radially and perpendicular to the axis of rotation, each flux guide (( 46a . 46b ; 146a . 146b ; 246a . 246b . 346a . 346b ) of the second bearing component a flux guide ( 42a . 42b ; 242a . 242b ) is associated with the first bearing component and this separated by an air gap ( 48 . 248 ) is directly opposite in the radial direction, wherein the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) of the thrust bearing ( 36 ; 236 ) on an inner circumference of the hub ( 22 ; 122 ; 222 ; 322 ) or at one with the hub ( 22 ; 122 ; 222 ; 322 ) is arranged, and wherein the magnetic thrust bearing ( 36 ; 236 ) seen in the axial direction in the region of the at least one fluid dynamic radial bearing ( 24a . 24b ; 224a . 224b ) is arranged, and an electromagnetic drive system with a stationary motor component ( 10 ) arranged stator arrangement ( 32 ) and one on the rotatable engine component ( 22 ) arranged rotor magnet ( 34 ). Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (40; 240) des ersten Lagerbauteils (38; 238) ringförmig ausgebildet ist und erste und zweite Stirnflächen sowie radial innere und radial äußere Umfangsflächen aufweist.Spindle motor according to claim 1, characterized in that the permanent magnet ( 40 ; 240 ) of the first bearing component ( 38 ; 238 ) Is annular and has first and second end faces and radially inner and radially outer peripheral surfaces. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (40; 240) des ersten Lagerbauteils (38; 238) in Richtung der Drehachse (30; 230) axial magnetisiert ist.Spindle motor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the permanent magnet ( 40 ; 240 ) of the first bearing component ( 38 ; 238 ) in the direction of the axis of rotation ( 30 ; 230 ) is axially magnetized. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (40; 240) des ersten Lagerbauteils (38; 238) konzentrisch zur Drehachse angeordnet ist.Spindle motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the permanent magnet ( 40 ; 240 ) of the first bearing component ( 38 ; 238 ) is arranged concentrically to the axis of rotation. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige Flussleitstücke (42a, 42b; 242a, 242b) auf den Stirnflächen des Permanentmagneten (40; 240) angeordnet sind und radial innere und radial äußere Umfangsflächen aufweisen. Spindle motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that annular flux guides ( 42a . 42b ; 242a . 242b ) on the end faces of the permanent magnet ( 40 ; 240 ) are arranged and radially inner and radially outer peripheral surfaces. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren oder radial äußeren Umfangsflächen der Flussleitstücke (42a, 42b; 242a, 242b) über die radial innere oder radial äußere Umfangsfläche des Permanentmagneten (40; 240) hinausragen.Spindle motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the radially inner or radially outer circumferential surfaces of the Flussleitstücke ( 42a . 42b ; 242a . 242b ) over the radially inner or radially outer peripheral surface of the permanent magnet ( 40 ; 240 ) protrude. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitstücke (42a, 42b; 242a, 242b) aus einem ferromagnetischen Material bestehen.Spindle motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flux guide pieces ( 42a . 42b ; 242a . 242b ) consist of a ferromagnetic material. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerbauteil (44; 144; 244; 344) einen Permanentmagnet umfasst, der erste und zweite Stirnflächen sowie radial innere und radial äußere Umfangsflächen aufweist.Spindle motor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) comprises a permanent magnet having first and second end surfaces and radially inner and radially outer peripheral surfaces. Spindelmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet des zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) in Richtung der Drehachse (30; 230) axial magnetisiert ist.Spindle motor according to claim 8, characterized in that the permanent magnet of the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) in the direction of the axis of rotation ( 30 ; 230 ) is axially magnetized. Spindelmotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet des zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) konzentrisch zur Drehachse (30; 230) angeordnet ist.Spindle motor according to claim 8 or 9, characterized in that the permanent magnet of the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) concentric with the axis of rotation ( 30 ; 230 ) is arranged. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige Flussleitstücke auf den Stirnflächen des Permanentmagneten des zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) angeordnet sind und radial innere und radial äußere Umfangsflächen aufweisen.Spindle motor according to one of claims 8 to 10, characterized in that annular flux guides on the end faces of the permanent magnet of the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) are arranged and radially inner and radially outer peripheral surfaces. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren oder radial äußeren Umfangsflächen der Flussleitstücke über die radial innere oder radial äußere Umfangsfläche des Permanentmagneten des zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) hinausragen.Spindle motor according to one of claims 8 to 11, characterized in that the radially inner or radially outer peripheral surfaces of the Flussleitstücke on the radially inner or radially outer peripheral surface of the permanent magnet of the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) protrude. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerbauteil (44; 144; 244) ringförmig ausgebildet ist und dem ersten Lagerbauteil (38; 238) in radialer Richtung gegenüberliegt.Spindle motor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ) is annular and the first bearing component ( 38 ; 238 ) is opposite in the radial direction. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerbauteil (44; 144; 244; 344) aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht und konzentrisch zur Drehachse (30; 230) angeordnet ist.Spindle motor according to one of claims 1 to 13, characterized in that the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) consists of a ferromagnetic material and concentric with the axis of rotation ( 30 ; 230 ) is arranged. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitstücke (46a, 46b; 146a, 146b; 246a, 246b, 346a, 346b) integraler Bestandteil des zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) sind.Spindle motor according to one of claims 1 to 14, characterized in that the flux guide pieces ( 46a . 46b ; 146a . 146b ; 246a . 246b . 346a . 346b ) integral part of the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) are. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerbauteil (44; 144; 244; 344) im Bereich der Flussleitstücke (46a, 46b; 146a, 146b; 246a, 246b, 346a, 346b) seinen größten oder kleinsten Durchmesser aufweist.Spindle motor according to one of claims 1 to 15, characterized in that the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) in the region of the flux guide pieces ( 46a . 46b ; 146a . 146b ; 246a . 246b . 346a . 346b ) has its largest or smallest diameter. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitstücke (46a, 46b; 146a, 146b; 246a, 246b, 346a, 346b) aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen.Spindle motor according to one of claims 8 to 16, characterized in that the flux guide pieces ( 46a . 46b ; 146a . 146b ; 246a . 246b . 346a . 346b ) consist of a ferromagnetic material. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitstücke des ersten (38; 238) und/oder zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) aus einem Blechstapel bestehen, dessen Bleche in axialer Richtung übereinander liegen.Spindle motor according to one of claims 1 to 17, characterized in that the flux guides of the first ( 38 ; 238 ) and / or second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) consist of a stack of sheets whose sheets are in the axial direction one above the other. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (40) des ersten (38; 238) und/oder zweiten Lagerbauteils (44; 144; 244; 344) zwei oder mehrere ringförmige Permanentmagnete umfasst, die in axialer Richtung gegensinnig magnetisiert sind.Spindle motor according to one of claims 1 to 18, characterized in that the permanent magnet ( 40 ) of the first ( 38 ; 238 ) and / or second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) comprises two or more annular permanent magnets, which are magnetized in opposite directions in the axial direction. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (22; 222) aus einem mit der Welle (14; 214) verbundenen ersten Nabenteil (22a; 122a) und einem mit dem ersten Nabenteil (22a; 122a) verbundenen zweiten Nabenteil (22b; 122b) besteht.Spindle motor according to one of claims 1 to 19, characterized in that the hub ( 22 ; 222 ) from one with the shaft ( 14 ; 214 ) connected first hub part ( 22a ; 122a ) and one with the first hub part ( 22a ; 122a ) connected second hub part ( 22b ; 122b ) consists. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerbauteil (44; 144; 244; 344) ein Teil des zweiten Nabenteils (22b) ist oder das zweite Nabenteil (22b) ausbildet.Spindle motor according to one of claims 1 to 20, characterized in that the second bearing component ( 44 ; 144 ; 244 ; 344 ) a part of the second hub part ( 22b ) or the second hub part ( 22b ) trains. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der teilweise mit Lagerfluid gefüllte Dichtungsspalt (28; 54; 58) eine Kapillardichtung ausbildet.Spindle motor according to one of claims 1 to 21, characterized in that the partially filled with bearing fluid sealing gap ( 28 ; 54 ; 58 ) forms a capillary seal. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Dichtungsspalt (28; 54; 58; 59; 228) in einem Winkel von 0° bis 15° öffnet.Spindle motor according to one of claims 1 to 22, characterized in that the sealing gap ( 28 ; 54 ; 58 ; 59 ; 228 ) opens at an angle of 0 ° to 15 °. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende der Welle (14) ein Stopperring (20) angeordnet ist, der einer in der Bohrung der Lagerbuchse (12) angeordneten Stufe axial gegenüberliegt.Spindle motor according to one of claims 1 to 23, characterized in that at one end of the shaft ( 14 ) a stopper ring ( 20 ) is arranged, one in the bore of the bearing bush ( 12 ) arranged level axially opposite one another. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Lagerbauteil (244) ein Stopperring (250) angeordnet ist, der einer am Außenumfang der Lagerbuchse (212) angeordneten Stufe axial gegenüberliegt.Spindle motor according to one of claims 1 to 24, characterized in that on the second bearing component ( 244 ) a stopper ring ( 250 ) is arranged, the one on the outer circumference of the bearing bush ( 212 ) arranged level axially opposite one another.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010006119A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Minebea Co., Ltd. Spindle motor for driving magnetic storage disk of hard disk drive, has rotatable shaft inserted in bearing bore of bearing bush, where stage is arranged in region of upper end of shaft and forms stop for stage in hole of hub

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506459A (en) * 1995-09-15 1996-04-09 Ritts; Gary Magnetically balanced spinning apparatus
US5541460A (en) * 1994-02-25 1996-07-30 Seagate Technology, Inc. Passive magnetic bearings for a spindle motor
US5545937A (en) * 1994-02-25 1996-08-13 Seagate Technology, Inc. Integrated passive magnetic bearing system and spindle permanent magnet for use in a spindle motor
DE69306204T2 (en) * 1992-09-03 1997-05-22 Hitachi Ltd Electric motor for printers and disk drives with a magnetic bearing
US6172847B1 (en) * 1997-03-27 2001-01-09 Nsk Ltd. Rotational assembly for disc drive device having small runout and reduced axial displacement
US6175174B1 (en) * 1996-12-25 2001-01-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Axial load carrying magnetic bearing for a rotatable body
US6340854B1 (en) * 2000-03-27 2002-01-22 Samsung-Electro-Mechanics Co., Ltd. Scanner motor
US6420810B1 (en) * 2000-03-29 2002-07-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Non-contact driving motor
US20030042812A1 (en) * 2001-09-05 2003-03-06 The Regents Of The University Of California Passive magnetic bearing for a horizontal shaft
US20030117031A1 (en) * 2001-12-24 2003-06-26 Industrial Technology Research Institute Magnetic bearing
US6629503B2 (en) * 2001-06-29 2003-10-07 The Regents Of The University Of California Inductrack configuration
US20040046467A1 (en) * 2000-11-10 2004-03-11 Delta Electronics Inc. Magnetic bearing assembly
DE202006020045U1 (en) * 2006-07-07 2007-08-30 Minebea Co., Ltd., Kitasaku Fluid dynamic storage system
DE102006013537A1 (en) * 2006-03-24 2007-10-18 Minebea Co., Ltd. Spindle motor with fluid dynamic bearing system

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69306204T2 (en) * 1992-09-03 1997-05-22 Hitachi Ltd Electric motor for printers and disk drives with a magnetic bearing
US5541460A (en) * 1994-02-25 1996-07-30 Seagate Technology, Inc. Passive magnetic bearings for a spindle motor
US5545937A (en) * 1994-02-25 1996-08-13 Seagate Technology, Inc. Integrated passive magnetic bearing system and spindle permanent magnet for use in a spindle motor
US5561335A (en) * 1994-02-25 1996-10-01 Seagate Technology, Inc. Integrated passive magnetic bearing system and spindle permanent magnet for use in a spindle motor
US5506459A (en) * 1995-09-15 1996-04-09 Ritts; Gary Magnetically balanced spinning apparatus
US6175174B1 (en) * 1996-12-25 2001-01-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Axial load carrying magnetic bearing for a rotatable body
US6172847B1 (en) * 1997-03-27 2001-01-09 Nsk Ltd. Rotational assembly for disc drive device having small runout and reduced axial displacement
US6340854B1 (en) * 2000-03-27 2002-01-22 Samsung-Electro-Mechanics Co., Ltd. Scanner motor
US6420810B1 (en) * 2000-03-29 2002-07-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Non-contact driving motor
US20040046467A1 (en) * 2000-11-10 2004-03-11 Delta Electronics Inc. Magnetic bearing assembly
US6629503B2 (en) * 2001-06-29 2003-10-07 The Regents Of The University Of California Inductrack configuration
US20030042812A1 (en) * 2001-09-05 2003-03-06 The Regents Of The University Of California Passive magnetic bearing for a horizontal shaft
US20030117031A1 (en) * 2001-12-24 2003-06-26 Industrial Technology Research Institute Magnetic bearing
DE102006013537A1 (en) * 2006-03-24 2007-10-18 Minebea Co., Ltd. Spindle motor with fluid dynamic bearing system
DE202006020045U1 (en) * 2006-07-07 2007-08-30 Minebea Co., Ltd., Kitasaku Fluid dynamic storage system

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