DE102008016634B4

DE102008016634B4 - Spindelmotor mit kombiniertem fluiddynamischen und magnetischen Lagersystem

Info

Publication number: DE102008016634B4
Application number: DE200810016634
Authority: DE
Inventors: V. Dr. Popov Vladimir; Dr. Bauer Martin
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: DE102008016634A1

Abstract

Spindelmotor, welcher umfasst: ein feststehendes Motorbauteil umfassend eine Basisplatte (10; 110), eine in der Basisplatte befestigte Haltebuchse (12; 112) und eine in der Haltebuchse gehaltene, feststehende Welle (14; 114), ein drehbewegliches Motorbauteil umfassend eine um die Welle (14; 114) drehbar gelagerte Lagerbuchse (18; 118) und eine mit der Lagerbuchse einteilig oder als separates Bauteil ausgebildete Nabe (20; 120), mindestens ein fluiddynamisches Radiallager (24a, 24b; 124a, 124b) zur Drehlagerung des drehbeweglichen Motorbauteils in Bezug auf das feststehende Motorbauteil um eine Drehachse (16; 116), wobei ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt (22; 122) zwischen Teilen des drehbeweglichen und Teilen des feststehenden Motorbauteils ausgebildet ist, ein magnetisches Axiallager (26; 226) zur axialen Stabilisierung des drehbeweglichen Motorbauteils in Bezug auf das feststehende Motorbauteil, ein elektromagnetisches Antriebssystem zum Antrieb des drehbeweglichen Motorbauteils relativ zum feststehenden Motorbauteil, und mindestens einen ringförmigen Dichtungsspalt (36, 50; 136, 150) zur Abdichtung des Lagerspalts (22;...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit einem kombinierten fluiddynamischen und magnetischen Lager. Ein solcher Spindelmotor kann bevorzugt zum Antrieb eines Festplattenlaufwerks eingesetzt werden.
Stand der Technik
Zur Drehlagerung von miniaturisierten Elektromotoren, wie beispielsweise Spindelmotoren, wie sie zum Beispiel in Festplattenlaufwerken mit einem Plattendurchmesser von 3,5 Zoll, 2,5 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.
In der US 6 172 847 B1 zum Beispiel wird ein Festplattenlaufwerk beschrieben, bei welchem 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.
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.
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 3,5 Zoll, 2,5 Zoll oder kleiner.
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.
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.
Die US 2003/0 117 031 A1 beschreibt ein Magnetlager für einen Spindelmotor mit einer Magnetkomponente, die zwischen der Basisplatte 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 Basisplatte unterstützt wird.
Die US 2004/0 046 467 A1 beschreibt eine Magnetlageranordnung mit passiven (axialen) magnetischen Drucklagern und mit radialen Gleitlagern oder Kugellagern für einen Läufermotor.
Die US 2005/0 207 060 A1 offenbart einen Spindelmotor flacher Bauweise mit einem magnetischen Axiallager nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, welches zur Vorspannung eines fluiddynamischen Axiallagers dient. Das Axiallager wird durch Rotormagneten des Motors und einem ferromagnetischen Zugring gebildet. Diese Teile liegen sich in axialer Richtung, also parallel zur Rotationsachse gegenüber.
Ferner zeigt die DE 693 06 204 T2 einen Elektromotor mit einer feststehenden Welle und einem magnetischen Axiallager, dessen Lagerkomponenten sich radial gegenüber liegen. Die Flußleitstücke des Axiallagers sind jeweils als separate Bauteile ausgebildet.
Die JP 2007 155 095 A zeigt eine Lageranordnung mit einem Stopperring, der am Ende der feststehenden Welle angebracht ist.
Die US 2002/0 892 245 A1 zeigt ein kombiniertes fluiddynamisches und magnetisches Lagersystem, bei dem eine durch Magnete erzeugte mechanische Vorspannung nur während der Rotation erzeugt wird.
Der Erfindung liegt ausgehend von der US 2005/0 207 060 A1 die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit einem magnetischen Axiallager anzugeben, der bei flacherer Bauweise eine Vereinfachung des magnetischen Axiallagers erreicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Spindelmotor mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Wesentliches Merkmal ist, dass das Flußleitstück am zweiten Lagerbauteil aus Ansätzen der Lagerbuchse gebildet ist. Dadurch werden Bauteile eingespart.
Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der beschriebene Spindelmotor umfasst ein feststehendes Motorbauteil sowie ein drehbewegliches Motorbauteil, das mittels eines fluiddynamischen Radiallagers in Bezug auf das feststehende Motorbauteil um eine Drehachse drehgelagert ist. Ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt ist zwischen Teilen des drehbeweglichen und Teilen des feststehenden Motorbauteils ausgebildet. Zur Axiallagerung ist ein magnetisches Axiallager vorgesehen, wobei der Motor durch ein elektromagnetisches Antriebssystem in bekannter Weise angetrieben wird. Erfindungsgemäß weist der Motor einen ringförmigen Dichtungsspalt auf, der mit dem Lagerspalt verbunden ist, einen größeren Durchmesser als der Lagerspalt aufweist und zwischen dem Lagerspalt und dem magnetischen Axiallager angeordnet ist.
Der Dichtungsspalt dichtet das offene Ende des Lagerspalts gegenüber der Umgebung ab. Je nach Ausbildung des Lagers kann der Lagerspalt ein oder zwei offene Enden aufweisen, so dass jeweils ein oder zwei Dichtungsspalte Verwendung finden.
Das feststehende Motorbauteil weist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Basisplatte, eine in der Basisplatte befestigte Haltebuchse und eine in der Haltebuchse gehaltene, feststehende Welle auf. Das drehbewegliche Motorbauteil umfasst eine um die Welle drehbar gelagerte Lagerbuchse und eine mit der Lagerbuchse einteilig oder als separates Bauteil ausgebildete Nabe.
An ein erstes offenes Ende des Lagerspaltes grenzt in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ein erster Dichtungsspalt an, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Haltebuchse angeordnet ist. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Dichtungsspalt auch zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit der Haltebuchse verbundenen ringförmigen Bauteils angeordnet sein. Sofern der Lagerspalt nur ein offenes Ende aufweist, ist das zweite Ende des Lagerspaltes mittels einer Abdeckkappe dicht verschlossen.
Sofern der Lagerspalt zwei offene Enden aufweist, schließt sich an das zweite offene Ende ein zweiter Dichtungsspalt an, der zwischen einer äußeren Mantelfläche eines mit der Welle verbundenen ringförmigen Bauteils und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Nabe angeordnet ist. Der zweite Dichtungsspalt kann alternativ auch zwischen einer äußeren Mantelfläche der Welle und einer dieser gegenüberliegenden, inneren Mantelfläche eines mit dem beweglichen Lagerbauteil verbundenen ringförmigen Bauteils angeordnet sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann der zweite Dichtungsspalt zwischen einer äußeren Mantelfläche und eines mit der Welle verbundenen ringförmigen Bauteils und einer diesem gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Nabe angeordnet sein.
Jedem Dichtspalt ist ein Ausgleichspalt zugeordnet, der als Reservoir für das Lagerfluid dient und dem Ausgleich der Ausdehnung des Lagerfluids bei Temperaturänderungen. Dieser Ausgleichspalt kann gleichzeitig der Dichtungsspalt sein, kann jedoch vorzugsweise separat zum Dichtungsspalt vorgesehen sein. In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung schließt sich der Ausgangsspalt an das erste offene Ende des Lagerspaltes an und liegt benachbart zum Dichtungsspalt. Der Ausgleichsspalt ist zwischen einer Mantelfläche der Haltebuchse und einer dieser gegenüberliegenden Mantelfläche eines mit der Haltebuchse verbundenen ringförmigen Bauteils angeordnet. Der Ausgleichspalt ist teilweise mit Lagerfluid gefüllt und verläuft vorzugsweise im wesentlichen in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse des Lagersystems. Durch Verwendung des ringförmigen Bauteils ist der Ausgleichsspalt von zwei relativ zueinander feststehenden Bauteilen umgeben, so dass sich keine Reibungsverluste oder zentrifugale Effekte einstellen.
Auch das zweite offene Ende des Lagerspaltes kann mit einem Ausgleichsspalt verbunden sein, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Nabe und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit der Nabe verbundenen ringförmigen Bauteils angeordnet ist. Der Ausgleichspalt im zweiten offenen Ende des Lagers kann aber alternativ zwischen einer äußeren Mantelfläche eines mit der Welle verbundenen ringförmigen Bauteils und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Nabe angeordnet sein. Der Ausgleichsspalt kann jedoch auch zwischen einer äußeren Mantelfläche der Welle und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit der Nabe verbundenen Bauteils angeordnet sein.
Die jeweiligen Dichtungsspalte und Ausgleichsspalte sind unmittelbar mit dem Lagerspalt verbunden und enthalten in diesem Bereich Lagerfluid. Zusätzlich können nicht mit Lagerfluid gefüllte Bereiche des ersten Dichtungsspalts und des ersten Ausgleichsspaltes über einen weiteren Kanal miteinander verbunden sein, über welchen auch das Lagerfluid in den Dichtungsbereich bzw. Lagerspaltbereich eingefüllt werden kann. Gleichzeitig dient die Öffnung zur Belüftung des Ausgleichsspalts. Im feststehenden Motorbauteil, insbesondere der Haltebuchse kann eine zusätzliche Öffnung zum Einfüllen von Lagerfluid in den Lagerspalt und den Ausgleichsspalt bzw. Dichtungsspalt vorgesehen sein.
Die Dichtungsspalte und die Ausgleichsspalte bilden aneinander angrenzende Spaltöffnungen, wobei beim Dichtungsspalt das kleinste Spaltmaß bevorzugt weniger als 40 μm, besonders bevorzugt weniger als 30 μm beträgt. Das kleinste Spaltmaß des Ausgleichsspaltes beträgt vorzugsweise weniger als 100 μm.
Das magnetische Axiallager umfasst vorzugsweise ein erstes Lagerbauteil, das aus mindestens einem Permanentmagneten und mindestens zwei diesen zugeordneten Flussleitstücken besteht, die auf gegenüberliegenden Stirnflächen des Permanentmagneten angeordnet und im wesentlichen Radial und senkrecht zur Drehachse ausgerichtet sind. Das Axiallager umfasst ein zweites Lagerbauteil, das mindestens zwei Flussleitstücke aufweist, die in einem gegenseitigen axialen 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. Jeweils ein Lagerbauteil des magnetischen Axiallagers ist am drehbeweglichen und ein Lagerbauteil am feststehenden Motorbauteil angeordnet. Optional können in radial verlaufenden Lagerabschnitten fluiddynamische Pumpdichtungen vorgesehen werden, welche den Lagerinnendruck erhöhen und somit den Austritt von Luft aus dem Lagerfluid erleichtern.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors. Die Komponenten des elektromagnetischen Antriebs sind nicht dargestellt.
2 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors ähnlich zu 1.
3 zeigt einen Schnitt durch eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors.
4 zeigt einen Schnitt durch eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors.
5 zeigt einen Schnitt durch eine fünfte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors ähnlich zu 3.
6 zeigt einen Schnitt durch eine sechste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors ähnlich zu 1.
7 zeigt einen Schnitt durch eine siebte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors.
8 zeigt einen Schnitt durch eine achte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Spindelmotors ähnlich zu 7.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor erfindungsgemäßer Bauart. Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 10 mit einer Öffnung, in der eine Haltebuchse 12 befestigt ist. Die Haltebuchse 12 besitzt eine zentrale Bohrung, in welcher ein Ende einer Welle 14 befestigt ist.
Die Welle ist von einer Lagerbuchse 18 mit zylindrischer Bohrung umgeben, wobei zwischen dem Außenumfang der Welle 14 und dem Innenumfang der Bohrung in der Lagerbuchse 18 ein Lagerspalt 22 verbleibt, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Die Lagerbuchse 18 ist vorzugsweise Teil einer Nabe 20 des Spindelmotors. Die Lagerbuchse kann aber auch als separates mit der Nabe verbundenes Teil ausgebildet sein.
Das untere Ende des Lagerspaltes 22 ist über einen ringförmigen Verbindungsspalt 34 mit einem Dichtungsspalt 36 verbunden, welcher eine konische Kapillardichtung bildet, die zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse 18 und einer gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Haltebuchse 12 angeordnet ist. Der Verbindungsspalt 34 erstreckt sich in radialer Richtung während der Dichtungsspalt 36 im Wesentlichen in axialer Richtung verläuft. Der ringförmige Dichtungsspalt 36 dient gleichzeitig als Ausgleichsspalt und Reservoir für das Lagerfluid. Er hat einen größeren Durchmesser als der Lagerspalt 22 und ist zwischen dem Lagerspalt 22 und einem magnetischen Axiallager 26 angeordnet, das weiter unten genauer beschrieben wird. Der Dichtungsspalt 36 weist eine sich konisch in Richtung des Verbindungsspaltes 34 hin verjüngende Form auf, wobei bevorzugt die sich gegenüber liegende äußere Mantelfläche der Lagerbuchse 18 sowie die innere Mantelfläche der Haltebuchse 12 derart geneigt sind, dass der radiale Abstand von der Drehachse 16 zur jeweiligen Mantelfläche der Lager- bzw. der Haltebuchse im Verlauf von dem Verbindungsspalt 34 zum Lageräußeren abnimmt. Im Bereich des Verbindungsspaltes 34 können auf den sich gegenüberliegenden Flächen von Haltebuchse 12 oder Lagerbuchse 18 Pumpstrukturen 66 in Form von in die Flächen eingearbeiteten Rillen vorgesehen sein, die das Lagerfluid radial nach innen pumpen. Diese Pumpstrukturen 66 bilden eine Art Pumpdichtung zur Unterstützung der durch den Dichtungsspalt 36 gebildeten Kapillardichtung und eignen sich bevorzugt für Lager, die mit hohen Drehzahlen betrieben werden. Zur Erleichterung des Einfüllens von Lagerfluid in den Lagerspalt 22 und den Dichtungsspalt 36 ist eine Bohrung 44 in der Haltebuchse 12 vorgesehen, die von einem Außenumfang der Haltebuchse 12 bis in den Bereich des Dichtungsspalts 36 verläuft. Durch diese Bohrung 44 kann das Lagerfluid auch dann eingefüllt werden, wenn das Lagersystem bereits fertig aufgebaut ist, jedoch bevor es in die Basisplatte 10 eingesetzt wird.
Der Lagerspalt ist an einer Seite durch eine Abdeckkappe 42 verschlossen, die an der Lagerbuchse 18 bzw. Nabe 20 befestigt ist und den oberen Teil der Welle 14 abdeckt. Die Abdeckkappe 42 kann als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet sein. Um eine übermäßige axiale Bewegung der Welle 14 in der Lagerbuchse 18 zu verhindern, weist die Welle 14 an einem freien Ende einen Stopperring 40 auf. Der Stopperring 40 liegt einer durch die Lagerbuchse 18 gebildeten Kante gegenüber und stößt an diese Kante an, sobald die Welle 14 eine übermäßige axiale Bewegung relativ zur Lagerbuchse 18 durchführt. Die Abdeckkappe 42 kann auf ihrer der Stirnseite der Welle 14 zugewandten Fläche Rillenstrukturen 64 aufweisen, die bei Drehung der Welle 14 in der Lagerbuchse 18 eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid in Richtung zur Drehachse 16 erzeugen, die eine Druckerhöhung in diesem Bereich des Lagers zur Folge hat, so dass ein Unterdruck am geschlossenen Ende des Lagers vermieden wird.
Die Drehlagerung der Welle 14 in der Lagerbuchse 18 wird durch zwei Radiallager 24a und 24b erreicht, die als fluiddynamische Radiallager ausgebildet sind. Die Radiallager 24a, 24b sind durch Lagerrillenstrukturen gekennzeichnet, die auf der Oberfläche der Lagerbuchse 18 oder der entsprechenden Oberfläche der Welle 14 angeordnet sind. Prinzipiell können als Radiallager auch Mehrflächengleitlager oder rillenlose Gleitlager verwendet werden.
Die axialen Kräfte, die auf die Welle 14 wirken, werden durch ein magnetisches Axiallager 26 aufgenommen, welches aus einem an der Haltebuchse 12 angeordneten ersten Lagerbauteil und einem an der Lagerbuchse 18 angeordneten zweiten Lagerbauteil besteht. Das erste Lagerbauteil umfasst einen ringförmigen und konzentrisch zur Drehachse 16 angeordneten Permanentmagneten 28. Auf den Stirnflächen des Permanentmagneten 28 sind zwei ringförmige Flussleitstücke 30 angeordnet, welche vorzugsweise aus einem oder mehreren paketierten ferromagnetischen Blechen bestehen. Der Permanentmagnet 30 ist in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse 16 einpolig (unipolar) oder mehrpolig (multipolar) magnetisiert. Damit die Haltebuchse 12 den magnetischen Fluss möglichst nicht kurzschließt, besteht sie vorzugsweise aus unmagnetischem Material oder aus schwach magnetischem Stahl. Das zweite Lagerbauteil umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei ringförmige, an einem äußeren Teil der Lagerbuchse 18 ausgebildete Ansätze, welche Flussleitstücke 32 ausbilden, die den Flussleitstücken 30 des ersten Lagerbauteils radial gegenüberliegen. Die sich jeweils gegenüberliegenden Flussleitstücke 30 und 32 des ersten und zweiten Lagerbauteils sind durch einen Luftspalt voneinander getrennt. Die vom Permanentmagneten 28 des ersten Lagerbauteils ausgehenden magnetischen Feldlinien werden in den Flussleitstücken 30 konzentriert und in radialer Richtung über den Luftspalt und die Flussleitstücke 32 des zweiten Lagerbauteils zum Permanentmagneten 30 zurückgeführt. Sobald die Welle 14 relativ zur Lagerbuchse 18 in axialer Richtung ausgelenkt wird, erzeugt das Zusammenwirken des Permanentmagneten 28 und der Flussleitstücke 30, 32 eine Rückstellkraft in axialer Richtung, welche das drehbewegliche Motorbauteil relativ zum feststehenden Motorbauteil in axialer Richtung in einem stabilen Schwebezustand hält. Außerdem zieht der Permanentmagnet 30 die Flussleitstücke 32 des zweiten Lagerbauteils in radialer Richtung magnetisch an, so dass sich außer der axialen Stabilisierung eine radiale Vorspannung des Fluidlagers ergibt, was die Wirkung der Radiallager 24a und 24b unterstützt.
Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors ist nicht dargestellt. Das Antriebssystem wird in bekannter Weise gebildet durch eine z. B. an der Basisplatte befestigte Statoranordnung, die einem an der Nabe angeordneten Rotormagneten gegenüberliegt.
2 zeigt einen Spindelmotor, der fast identisch aufgebaut ist, wie der Spindelmotor von 1. Gleich Bauteile oder Bauteile mit derselben Funktion sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung der Bauteile und der Funktionsweise des Spindelmotors gemäß 2 entspricht dem Spindelmotor in 1.
Im Unterschied zu 1 ist bei 2 der Stopperring 46 vorzugsweise einteilig am freien Ende der Welle 14 ausgebildet. Der Stopperring 46 liegt einer durch die Lagerbuchse 18 gebildeten Stufe gegenüber und stößt an diese Stufe an, sobald die Welle 14 eine übermäßige axiale Bewegung durchführt. Die Abdeckkappe 48 ist als ebene Platte ausgebildet, die in einer Aussparung der Lagerbuchse 18 bzw. einteilig mit dieser ausgebildeten Nabe 20 gehalten ist. Die Abdeckkappe 48 kann auf ihrer der Stirnseite der Welle 14 zugewandten Fläche Rillenstrukturen 64 aufweisen, die bei Drehung der Welle 14 in der Lagerbuchse 18 eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid erzeugen, so dass ein Unterdruck am geschlossenen Ende des Lagers vermieden wird.
3 zeigt einen Spindelmotor, der ähnlich aufgebaut ist, wie die Spindelmotoren von 1 und 2. Ein wesentlicher Unterschied ist allerdings ein beidseitig offener Lagerspalt und die Ausbildung der Abdichtungen der beiden offenen Enden des Lagerspalts. Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 110 mit einer Öffnung, in der eine Haltebuchse 112 befestigt ist. Die Haltebuchse 112 besitzt eine zentrale Bohrung, in welcher ein Ende einer Welle 114 befestigt ist. Die Welle 114 ist von einer Lagerbuchse 118 mit zylindrischer Bohrung umgeben, wobei zwischen dem Außenumfang der Welle 114 und dem Innenumfang der Bohrung in der Lagerbuchse 118 ein Lagerspalt 122 verbleibt, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Die Lagerbuchse 118 ist vorzugsweise Teil einer Nabe 120 des Spindelmotors. Die Lagerbuchse 118 kann aber auch als separates mit der Nabe 120 verbundenes Teil ausgebildet sein.
Die Drehlagerung der Welle 114 in der Lagerbuchse 118 wird durch zwei Radiallager 124a und 124b erreicht, die als fluiddynamische Radiallager ausgebildet sind. Die Radiallager 124a, 124b sind durch Lagerrillenstrukturen gekennzeichnet, die auf der Oberfläche der Lagerbuchse 118 oder der entsprechenden Oberfläche der Welle 114 angeordnet sind. Prinzipiell können als Radiallager auch Mehrflächengleitlager oder rillenlose Gleitlager verwendet werden. Die axialen Kräfte, die auf die Welle 114 wirken, werden durch ein magnetisches Axiallager 126 aufgenommen. Das magnetische Axiallager umfasst ein erstes Lagerbauteil mit einem ringförmigen und konzentrisch zur Drehachse 116 angeordneten Permanentmagneten 128. Auf den Stirnflächen des Permanentmagneten 128 sind zwei ringförmige Flussleitstücke 130 angeordnet, welche vorzugsweise aus einem oder mehreren ferromagnetischen Blechen bestehen. Der Permanentmagnet 128 ist in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse 116 einpolig (unipolar) oder mehrpolig (multipolar) magnetisiert. Damit die Haltebuchse 112 den magnetischen Fluss möglichst nicht kurzschließt, besteht sie vorzugsweise aus unmagnetischem Material oder aus schwach magnetischem Stahl. Ein zweites Lagerbauteil umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei ringförmige, an einem äußeren Teil der Lagerbuchse 118 ausgebildete Ansätze, welche Flussleitstücke 132 ausbilden, die den Flussleitstücken 130 des ersten Lagerbauteils radial gegenüberliegen. Die sich jeweils gegenüberliegenden Flussleitstücke 130 und 132 des ersten und zweiten Lagerbauteils sind durch einen Luftspalt voneinander getrennt. Um eine übermäßige axiale Bewegung der Welle 114 in der Lagerbuchse 118 zu verhindern, weist die Welle 114 an einem freien Ende einen Stopperring 140 auf. Der Stopperring 140 liegt einer durch die Lagerbuchse 118 gebildeten Kante gegenüber und stößt an dieser Kante an, sobald die Welle 114 eine übermäßige axiale Bewegung durchführt.
Das untere Ende des Lagerspaltes 122 ist über einen ringförmigen Verbindungsspalt 134 mit einem Dichtungsspalt 136 verbunden, welcher eine konische Kapillardichtung bildet, die zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse 118 und einer gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit der Haltebuchse 112 verbundenen ringförmigen Bauteils 156 angeordnet ist. Der Verbindungsspalt 134 erstreckt sich in radialer Richtung während der Dichtungsspalt 136 im Wesentlichen in axialer Richtung verläuft. Der ringförmige Dichtungsspalt 136 hat einen größeren Durchmesser als der Lagerspalt 12 und ist zwischen dem Lagerspalt 122 und dem magnetischen Axiallager 126 angeordnet.
An den Dichtungsspalt 136 grenzt ein Ausgleichsspalt 158 an, der sich an die Oberfläche des Bauteils 156 anschmiegt und zwischen dem Bauteil 156 und der Haltebuchse 112 angeordnet ist. Dieser Ausgleichsspalt 158 dient als Reservoir für das Lagerfluid und ist teilweise mit Lagerfluid gefüllt. Der Dichtungsspalt 136 und der Ausgleichsspalt 158 sind im Bereich des Verbindungsspalts 134 miteinander verbunden. Sie können ferner durch eine Öffnung 160 miteinander verbunden sein, welche in die nicht mit Lagerfluid gefüllten Bereiche der Spalte 136, 158 mündet.
Diese Öffnung 160 dient insbesondere auch zum Druckausgleich im Ausgleichsspalt 158.
Das obere Ende des Lagerspaltes 122 ist ebenfalls über einen Verbindungsspalt mit einem Dichtungsspalt 150 verbunden. Die Welle 114 ist hierzu mit einem ringförmigen, vorzugsweise tiefgezogenen Blechteil in Form einer Abdeckkappe 148 versehen, wobei der Dichtungsspalt 150 zwischen den äußeren Rand der Abdeckkappe 148 und einem inneren Rand der Nabe 120 ausgebildet wird. Die Abdeckkappe 148 schließt mit der Mantelfläche der Welle bzw. des Stopperrings 140 einen Hohlraum ein, welcher einen Ausgleichsspalt 152 ausbildet, der ebenfalls über den Verbindungsspalt 149 mit dem Lagerspalt 122 verbunden ist und anteilig mit Lagerfluid gefüllt ist. Belüftet wird der Dichtungsspalt 152 durch eine Öffnung 154 in der Abdeckkappe 148. Um eine Zirkulation des Lagerfluids im Lagerspalt sicherzustellen, kann die Lagerbuchse eine Rezirkulationsbohrung 162 aufweisen, die mit Lagerfluid gefüllt ist. Sowohl im Bereich des unteren Verbindungsspaltes 134 als auch des oberen Verbindungsspaltes 149 können optional Pumpstrukturen 166, 164 vorgesehen werden, die das Lagerfluid radial nach innen pumpen.
4 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor, der dem Spindelmotor in
3 im Aufbau sehr ähnlich ist, wobei jedoch die Ausbildung der Dichtungs- und Ausgleichsspalte unterschiedlich ist. Bauteile mit denselben Funktionen wie in
3 sind in 4 mit denselben Bezugszeichen versehen. Es gilt im wesentlichen die Beschreibung des Spindelmotors gemäß 3.
Der untere Dichtungsbereich schließt sich an den Verbindungsspalt 134 an und umfasst einen ersten Dichtungsspalt 136 sowie einen ersten Ausgleichsspalt 158. Der Dichtungsspalt 136 wird gebildet durch eine äußere Mantelfläche der Lagerbuchse 118 und eine innere Mantelfläche eines ringförmigen Bauteils 156, das im Unterschied zum Bauteil 156 aus 3 als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet sein kann. Eine radial nach außen gerichtete Mantelfläche des Bauteils 156 bildet zusammen mit einer radial nach innen gerichteten Mantelfläche der Haltebuchse 112 den Ausgleichsspalt 158. Die Entlüftung des Ausgleichsspaltes erfolgt durch eine Bohrung 160 im Bauteil 156.
Der obere Dichtungsbereich umfasst ein mit der Nabe verbundenes Blechteil 148, das zusammen mit dem der radial äußeren Mantelfläche der Welle 114 bzw. des Stopperrings 140 den Dichtungsspalt 150 bzw. gleichzeitig einen Ausgleichsspalt 152 ausbildet. Im Unterschied zu 3, bei dem die Abdeckkappe 148 an der Welle befestigt war, ist in 4 die Abdeckkappe an der Nabe, also am drehenden Motorbauteil befestigt.
5 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor, der im Aufbau ähnlich zu den Motoren gemäß 3 und 4 ist und Merkmale von den beiden Motoren aus 3 und 4 umfasst. Es gilt die allgemeine Beschreibung des Spindelmotors aus 3.
Der untere Dichtungsbereich weist als zentrales Element wiederum ein ringförmiges Bauteil 156 auf, das mit der Lagerbuchse 118 den Dichtungsspalt 136 ausbildet und zusammen mit der Haltebuchse 112 den Ausgleichsspalt 158. Die Anordnung entspricht der Anordnung gemäß 3.
Der obere Dichtungsbereich enthält als zentrales Element eine Abdeckkappe 148, die mit der Nabe 120 verbunden ist. Die Abdeckkappe 148 bildet zusammen mit der Welle 114 bzw. dem Stopperring 140 einen kombinierten Dichtungsspalt und Ausgleichsspalt 150, 152. Im Bereich der beiden Verbindungsspalte 134 bzw. 149 können Pumpdichtungen 164 bzw. 166 angeordnet sein. Die Pumpdichtungen 164 und 166 umfassen Rillenstrukturen, die auf einer der Oberflächen der Lagerbuchse 118 bzw. der Welle 114 bzw. der Haltebuchse 112 angeordnet sind. Die Pumpdichtungen 164 und 166 unterstützen die Dichtungswirkung der Dichtungsspalte 136 und 150. Erfindungsgemäß können derartige Pumpdichtungen 164 und 166 bei allen hier vorgestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. In 5 wurde auf einen Rezirkulationskanal verzichtet.
6 zeigt eine Ausgestaltung eines Spindelmotors, der ähnlich den Spindelmotoren gemäß 1 und 2 ist. Gleiche Bauteile wurden mit denselben Bezugszeichen versehen. Der untere Dichtungsbereich mit dem Dichtungsspalt 36 ist ausgebildet wie in den 1 und 2. Es gilt die Beschreibung der 1 und 2.
Der obere Bereich des Lagerspaltes 22 ist nicht durch eine Abdeckkappe verschlossen, sondern durch einen Dichtungsspalt 50 abgedichtet, der gleichzeitig einen Ausgleichsspalt 52 bildet. Der Dichtungsspalt 50, 52 ist angeordnet zwischen einem Außenumfang eines an der Welle 14 angeordneten Stopperrings 40 und einer inneren Umfangsfläche der Nabe 20.
7 zeigt einen Spindelmotor mit ähnlichen Merkmalen wie der Spindelmotor in 5. Der untere Dichtungsbereich um das ringförmige Element 156 ist identisch ausgebildet, wie bei 5, so dass die Beschreibung von 5 bzw. 3 auch hier gilt. Zusätzlich weist der Spindelmotor aus 7 einen Rezirkulationskanal 162 auf. Der obere Dichtungsbereich ist über den Verbindungskanal 149 mit dem Lagerspalt 122 verbunden. Eine Abdeckkappe 148 ist an der Nabe 120 angeordnet und als ringförmiges Teil radial nach innen und nach unten gebogen. Das gebogene Ende der Abdeckkappe 148 bildet einerseits einen Dichtungsspalt 150 zusammen mit einem Außenumfang der Welle 114 bzw. dem Stopperring 140. Eine innere Fläche der Abdeckkappe 148 bildet zusammen mit einer äußeren Mantelfläche der Nabe 120 einen Ausgleichsspalt 152, der über eine Bohrung 154 in der Abdeckkappe 148 belüftet wird.
8 zeigt einen Spindelmotor, ähnlich dem Motor aus 7, wobei jedoch das Bauteil 156 des unteren Dichtungsbereichs schmaler ausgebildet ist, als das entsprechende Bauteil in 7. Somit ergibt sich ein kleineres Volumen des Ausgleichsspaltes 158. Der obere Dichtungsbereich weist als zentrales Element eine Abdeckkappe 148 auf, die im wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist und an der Nabe 120 befestigt ist. Der radial innere Rand der Abdeckkappe 148 bildet zusammen mit einer Stirnfläche der Welle bzw. dem Stopperring 140 einen Dichtungsspalt 150 aus. Die untere Fläche der Abdeckkappe 148 bildet zusammen mit einer oberen Fläche der Nabe 120 einen relativ großen Ausgleichsspalt 152 aus, der über eine Bohrung 154 in der Abdeckkappe 148 belüftet wird.
Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 8 zeigen verschiedene Anordnungen von Dichtungsspalten und Ausgleichsspalten, wobei der Dichtungs- und Ausgleichsspalt 36 gemäß den 1, 2 und 6 sowie der Dichtungs- und Ausgleichsspalt 50 gemäß 6 zwischen feststehenden und rotierenden Lagerbauteilen angeordnet ist. Da die Dichtungsspalte 34, 50 bzw. 52 gleichzeitig als Ausgleichsspalte wirken und teilweise mit Lagerfluid gefüllt sind, ergeben sich Reibungsverluste durch die Reibung zwischen dem Lagerfluid und den relativ zueinander drehenden Lagerbauteil.
Die unteren Ausgleichsspalte 158 gemäß den 3 bis 5 und 7 bis 8 sind dagegen zwischen zwei ruhenden, also feststehenden Bauteilen 112, 156 angeordnet, so dass die Reibungsverluste hier nicht auftreten. Die Dichtungsspalte 136 enthalten so gut wie kein Lagerfluid, so dass auch hier kaum Reibungsverluste auftreten, obwohl sie durch zwei relativ zueinander bewegliche Flächen begrenzt sind.
3 zeigt einen oberen Ausgleichsspalt 152, der durch zwei relativ zueinander ruhende Bauteile 140, 148 begrenzt wird, so dass auch hier die Reibungsverluste minimiert sind. Gleiches gilt für die 7 und 8, bei denen der Ausgleichsspalt 152 zwar am beweglichen Lagerbauteil 120 angeordnet ist, jedoch die begrenzenden Flächen des Ausgleichsspaltes 152 relativ zueinander ruhen.
Die 4 und 5 zeigen Dichtungsspalte 150 bzw. gleichzeitig Ausgleichsspalte 152, die zwischen relativ zueinander beweglichen Oberflächen angeordnet sind. Diese Dichtungsanordnungen haben einen einfachen Aufbau, erzeugen aber auch Reibungsverluste. Vorteilhaft ist hierbei jedoch, dass das Lagerfluid neben der Kapillarwirkung auch aufgrund von auf das Lagerfluid wirkenden Zentrifugalkräften in das Lagerinnere gedrückt wird.
Bezugszeichenliste

10: Basisplatte
12: Haltebuchse
14: Welle
16: Drehachse
18: Lagerbuchse
20: Nabe
22: Lagerspalt
24a, 24b: Radiallager
26: Axiallager
28: Permanentmagnet
30: Flussleitstücke
32: Flussleitstücke
34: Verbindungsspalt
36: Dichtungsspalt
40: Stopperring
42: Abdeckkappe
44: Bohrung
46: Stopperring
48: Abdeckkappe
50: Dichtungsspalt
52: Ausgleichsspalt
64: Rillenstrukturen
66: Pumpdichtung
110: Basisplatte
112: Haltebuchse
114: Welle
116: Drehachse
118: Lagerbuchse
120: Nabe
122: Lagerspalt
124a, 124b: Radiallager
126: Axiallager
128: Permanentmagnet
130: Flussleitstücke
132: Flussleitstücke
134: Verbindungsspalt
136: Dichtungsspalt
140: Stopperring
142: Abdeckkappe
144: Bohrung
146: Stopperring
148: Abdeckkappe
149: Verbindungsspalt
150: Dichtungsspalt
152: Ausgleichsspalt
154: Öffnung
156: Bauteil
158: Ausgleichsspalt
160: Öffnung
162: Rezirkulationskanal
164: Pumpdichtung
166: Pumpdichtung

Claims

Spindelmotor, welcher umfasst: ein feststehendes Motorbauteil umfassend eine Basisplatte (10; 110), eine in der Basisplatte befestigte Haltebuchse (12; 112) und eine in der Haltebuchse gehaltene, feststehende Welle (14; 114), ein drehbewegliches Motorbauteil umfassend eine um die Welle (14; 114) drehbar gelagerte Lagerbuchse (18; 118) und eine mit der Lagerbuchse einteilig oder als separates Bauteil ausgebildete Nabe (20; 120), mindestens ein fluiddynamisches Radiallager (24a, 24b; 124a, 124b) zur Drehlagerung des drehbeweglichen Motorbauteils in Bezug auf das feststehende Motorbauteil um eine Drehachse (16; 116), wobei ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt (22; 122) zwischen Teilen des drehbeweglichen und Teilen des feststehenden Motorbauteils ausgebildet ist, ein magnetisches Axiallager (26; 226) zur axialen Stabilisierung des drehbeweglichen Motorbauteils in Bezug auf das feststehende Motorbauteil, ein elektromagnetisches Antriebssystem zum Antrieb des drehbeweglichen Motorbauteils relativ zum feststehenden Motorbauteil, und mindestens einen ringförmigen Dichtungsspalt (36, 50; 136, 150) zur Abdichtung des Lagerspalts (22; 122), wobei der Dichtungsspalt (36, 50; 136, 150) mit dem Lagerspalt (22; 122) verbunden ist, einen größeren Durchmesser als der Lagerspalt (22; 122) aufweist und zwischen dem Lagerspalt (22; 122) und dem magnetischen Axiallager (26; 226) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14; 114) an einem freien Ende einen Stopperring (40; 140) aufweist, und dass das magnetische Axiallager (26; 226) ein erstes Lagerbauteil aufweist, bestehend aus mindestens einem Permanentmagneten (28; 128) und mindestens zwei diesem zugeordneten ferromagnetischen Flussleitstücken (30; 130), die auf gegenüberliegenden Stirnflächen des Permanentmagneten (28; 128) angeordnet und ein zweites Lagerbauteil mit mindestens zwei ferromagnetischen Flussleitstücken (32; 132), die in einem gegenseitigen axialen Abstand angeordnet und im Wesentlichen radial und senkrecht zur Drehachse (16; 116) ausgerichtet sind, wobei die Flussleitstücke (32; 132) aus zwei ringförmigen, mit einem äußeren Teil der Lagerbuchse (18; 118) integral gebildeten Ansätzen bestehen, wobei jedes Flussleitstück (32; 132) des zweiten Lagerbauteils einem Flussleitstück (30; 130) des ersten Lagerbauteils zugeordnet ist und diesem getrennt durch einen Luftspalt in radialer Richtung unmittelbar gegenüberliegt.
Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein erstes offenes Ende des Lagerspalts (22) ein erster Dichtungsspalt (36) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse (18) und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Haltebuchse (12) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein erstes offenes Ende des Lagerspalts (122) ein erster Dichtungsspalt (136) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse (118) und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit der Haltebuchse (112) verbundenen ringförmigen Bauteils (156) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende des Lagerspalts (22) mittels einer Abdeckkappe (42) dicht verschlossen ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein zweites offenes Ende des Lagerspalts (122) ein zweiter Dichtungsspalt (150) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche eines mit der Welle (114) verbundenen ringförmigen Bauteils (148) und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche der Nabe (120) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein zweites offenes Ende des Lagerspalts (122) ein zweiter Dichtungsspalt (150) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche des Stopperrings (140) und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit dem beweglichen Lagerbauteil verbundenen ringförmigen Bauteils (148) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein erstes offenes Ende des Lagerspalts (122) ein teilweise mit Lagerfluid gefüllter erster Ausgleichsspalt (158) anschließt, der zwischen einer Mantelfläche der Haltebuchse (112) und einer dieser gegenüberliegenden Mantelfläche des mit der Haltebuchse (112) verbundenen ringförmigen Bauteils (156) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsspalt (136) gleichzeitig der Ausgleichsspalt (158) ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein zweites offenes Ende des Lagerspalts (122) ein teilweise mit Lagerfluid gefüllter zweiter Ausgleichsspalt (152) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Welle (114) und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche des mit der Nabe (120) verbundenen Bauteils (148) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein zweites offenes Ende des Lagerspalts (122) ein teilweise mit Lagerfluid gefüllter zweiter Ausgleichsspalt (152) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Nabe (120) und einer dieser gegenüberliegenden inneren Mantelfläche eines mit der Nabe verbundenen ringförmigen Bauteils (148) angeordnet ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an ein zweites offenes Ende des Lagerspalts (22) ein teilweise mit Lagerfluid gefüllter zweiter Ausgleichsspalt (52) anschließt, der zwischen einer äußeren Mantelfläche eines mit der Welle (14) verbundenen ringförmigen
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nicht mit Lagerfluid gefüllte Bereiche des ersten Dichtungsspalts (136) und des ersten Ausgleichsspalts (158) über eine Öffnung (160) miteinander verbunden sind.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im feststehenden Motorbauteil (12) eine Öffnung (44) zum Einfüllen von Lagerfluid in den Lagerspalt (22) und den Ausgleichsspalt (52) vorgesehen ist.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Dichtungsspalt (36; 136; 50; 150) eine Kapillardichtung mit einem kleinsten Spaltmaß von weniger als 40 Mikrometern ausbildet.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Ausgleichsspalt (52; 152; 158) ein kleinstes Spaltmaß von weniger als 100 Mikrometern aufweist.