DE102009029925A1

DE102009029925A1 - Fluiddynamisches Lagersystem

Info

Publication number: DE102009029925A1
Application number: DE102009029925A
Authority: DE
Inventors: Lei Jiang
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-12-30

Abstract

Fluiddynamisches Lagersystem, mit einer feststehenden Lagerbuchse und einer relativ zur Lagerbuchse um eine Rotationsachse drehbaren Wellen, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt ausbilden, wobei einander zugeordnete Lagerflächen der Welle und der Lagerbuchse ein erstes Radiallager ausbilden und mindestens ein erstes Axiallager vorgesehen ist, wobei einander zugeordnete, an einem Außenumfang eines Lagerrings und an einem Innenumfang der Lagerbuchse angeordnete Lagerflächen ein zweites Radiallager ausbilden, wobei die Summe aus der Lagerlänge des ersten Radiallagers Iund der Lagerlänge des zweiten Radiallagers Imindestens 80% der Länge der Lagerbuchse Ientspricht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige fluiddynamische Lagersysteme werden beispielsweise zur Drehlagerung von Spindelmotoren eingesetzt, die wiederum zum Antrieb von Speicherplattenlaufwerken verwendet werden.
Stand der Technik
Fluiddynamische Lager umfassen in der Regel mindestens zwei relativ zueinander drehbare Lagerbauteile, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid, z. B. Lageröl, gefüllten Lagerspalt ausbilden. In bekannter Weise sind den Lagerflächen zugeordnete und auf das Lagerfluid wirkende Lagerstrukturen vorgesehen. In fluiddynamischen Lagern werden die Lagerstrukturen in Form von Rillenmustern als Vertiefungen oder Erhebungen üblicherweise auf einzelne oder beide Lagerflächen aufgebracht. Diese auf entsprechenden Lagerflächen der Lagerpartner angeordneten Lagerstrukturen dienen als Lager- und/oder Pumpstrukturen, die bei relativer Drehung der Lagerbauteile innerhalb des Lagerspalts einen hydrodynamischen Druck erzeugen. Bei Radiallagern werden beispielsweise sinusförmige, parabelförmige oder fischgrätartige Lagerstrukturen verwendet, die in an einer Fläche parallel zur Rotationsachse der Lagerbauteile über den Umfang von mindestens einem Lagerbauteil verteilt angeordnet sind. Bei Axiallagern werden beispielsweise spiralförmige Lagerstrukturen verwendet, die in einer Ebene quer zur Rotationsachse angeordnet werden. Bei einem fluiddynamischen Lager eines Spindelmotors zum Antrieb von Festplattenlaufwerken ist meist eine Welle drehbar in einer Lagerbohrung einer Lagerbuchse gelagert. Die Welle hat einen Durchmesser von beispielsweise wenigen Millimetern.
Die DE 10 2007 008860 A1 zeigt ein gattungsgemäßes fluiddynamisches Lagersystem nach dem Stand der Technik. Das Lagersystem umfasst eine feststehende Lagerbuchse, die eine zentrale Bohrung aufweist. In die Bohrung der Lagerbuchse ist eine Welle eingesetzt, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser der Bohrung. Zwischen den Oberflächen der Lagerbuchse und der Welle verbleibt ein Lagerspalt, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist und zwei fluiddynamische Radiallager umfasst, mittels denen die Welle um eine Rotationsachse drehbar in der Bohrung der Lagerbuchse gelagert ist. Zwischen beiden Radiallagern befindet sich ein sogenannter Separatorspalt, der im Vergleich zum Lagerspalt eine vergrößerte Spaltbreite aufweist. Dieser Separatorspalt dient zur definierten Trennung der beiden Radiallager und zur Vermeidung von Unterdruckzonen im Lagerspalt. Am unteren Ende der Welle ist in einer Aussparung der Lagerbuchse ein Stopperelement angeordnet, welches das axiale Spiel der Welle begrenzt und insbesondere ein Herausfallen der Welle aus der Lagerbuchse verhindert. Die Radiallager sind in bekannter Weise durch Lagerstrukturen gekennzeichnet, die auf der Oberfläche der Welle und/oder Lagerbuchse aufgebracht sind. Ein freies Ende der Welle ist mit einer Nabe verbunden, deren untere Fläche zusammen mit einer Stirnfläche der Lagerbuchse ein fluiddynamisches Axiallager ausbildet. Hierzu ist eine der Oberflächen des Axiallagers mit Lagerstrukturen versehen, die bei Rotation der Welle eine Pumpwirkung auf das zwischen Nabe und Stirnseite der Lagerbuchse befindliche Lagerfluid ausübt, sodass das Axiallager tragfähig wird. Zwischen dem Axiallagerbereich und dem Bereich unterhalb des unteren Radiallagers ist ein Rezirkulationskanal vorgesehen, der die gegenüberliegenden Abschnitte des Lagerspalts miteinander verbindet und eine Zirkulation des Lagerfluids und einen Druckausgleich im Lagerspalt unterstützt.
Je größer der Abstand der beiden Radiallager, desto größer ist die Lagersteifigkeit. Dadurch, dass am unteren Ende der Welle ein Lager als Stopperelement angeordnet ist, wird die maximal verfügbare axiale Länge zur Anordnung der Radiallager reduziert. Ferner dreht sich der Stopperring zusammen mit der Welle im Lagerfluid und erzeugt ein Reibungsmoment, welches die Effizienz des Lagers herabsetzt. Außer als Begrenzung der axialen Beweglichkeit der Welle hat der Lagerring keine andere Funktion.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist ein fluiddynamisches Lager, insbesondere für einen Spindelmotor zum Antrieb eines Speicherplattenlaufwerks, anzugeben, dass eine verhältnismäßig kleine Bauhöhe aufweist und das eine hohe Steifigkeit und Stabilität besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das fluiddynamische Lagersystem umfasst eine feststehende Lagerbuchse und eine relativ zur Lagerbuchse um eine Rotationsachse drehbare Welle, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt ausbilden. An einem Ende der Welle ist ein mit der Welle einteilig oder separat ausgebildeter Lagerring angeordnet, der getrennt durch den Lagerspalt in einer Aussparung der Lagerbuchse aufgenommen ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die Welle. Einander zugeordnete Lagerflächen der Welle und der Lagerbuchse bilden ein erstes Radiallager aus und einander zugeordnete Lagerflächen des Lagerrings und der Lagerbuchse bilden ein zweites Radiallager aus. Ferner ist mindestens ein erstes Axiallager vorgesehen.
Im Folgenden wird der Abstand der beiden Radiallager, welcher sich vom jeweiligen Scheitelpunkt (Apex) der beiden Lager bemisst, als Lagerabstand d_L und die Länge der Lagerbuchse mit l_W bezeichnet. Ferner wird die axiale Länge des ersten Radiallagers mit l₁ und die axiale Länge des zweiten Radiallagers mit l₂ bezeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die zur Verfügung stehende axiale Länge zu mindestens 80% als Lagerlänge genutzt wird. Mit anderen Worten soll die Summe aus der axialen Lagerlänge des ersten Radiallagers l₁ und der axialen Lagerlänge des zweiten Radiallagers l₂ mindestens 80% der der Länge der Lagerbuchse l_W entsprechen.
Um trotz der engen Anordnung der beiden Radiallager, im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lagern, eine ähnlich gute Lagersteifigkeit zu gewährleisten, wird erfindungsgemäß ein möglichst großer Anteil von mindestens 80% der zur Verfügung stehenden axialen Länge zwischen Welle und Lagerbuchse bzw. zwischen Lagerring und Lagerbuchse als Radiallagerfläche genutzt.
Ein Merkmal für eine geringe Bauhöhe des Fluidlagers ist, dass sich ein relativ geringer Lagerabstand d_L im Vergleich zur Länge der Lagerbuchse l_W ergibt. Hierbei ist der Lagerabstand der beiden Radiallager (d_L) gegenüber der Länge der Lagerbuchse (l_W) kleiner oder gleich dem Wert 0,6.
Vorzugsweise entspricht die axiale Ausdehnung des Lagerrings mindestens 10% der axialen Länge der gesamten Welle. Der Außendurchmesser des Lagerrings ist zudem deutlich größer als der Außendurchmesser der Welle, sodass das zweite Radiallager auf einem deutlich größeren radialen Durchmesser angeordnet ist, als das erste Radiallager. Aufgrund seines größeren Durchmessers hat das zweite Radiallager eine größere wirksame Fläche und eine höhere Umfangsgeschwindigkeit, so dass dessen Tragkraft bei gleicher Lagerhöhe und gleichem Radiallagerspalt wesentlich größer ist als die Tragkraft des ersten Radiallagers.
Mithilfe eines radial weiter außen liegenden zweiten Radiallagers wird eine verbesserte Stabilität des gesamten Lagers erreicht. Durch den größeren Radius ergibt sich ein größerer Hebelarm für die angreifende Kraft, wodurch Taumelbewegungen des Lagers besser ausgeglichen werden. Durch den relativ dicken Lagerring wird zudem die Stabilität der Welle verbessert.
Daher kann man beispielsweise, um die gewünschte Steifigkeit zu erreichen, die axiale Höhe des zweiten Radiallagers geringer wählen als die axiale Höhe des ersten Radiallagers, sodass die Bauhöhe des gesamten Lagers insgesamt weiter reduziert werden kann. Man kann aber auch die Breite des Lagerspaltes im Bereich des zweiten Radiallagers größer wählen als die Breite des Lagerspalts im Bereich des ersten Radiallagers, so dass die Toleranzvorgaben der Lagerbauteile, insbesondere des Lagerrings großzügiger sein können, als bei bisherigen Lagern aus dem Stand der Technik, und zusätzlich Reibungsverluste reduziert werden.
Durch eine vorzugsweise unsymmetrische Ausbildung der Lagerstrukturen bzw. Längsrillen im oberen Radiallager wird das Fluid in Richtung des zweiten, unteren Radiallagers gepumpt.
Das zweite Radiallager verfügt vorzugsweise über symmetrische Längsrillen, die eine gleichmäßige Druckverteilung gewährleisten.
Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, kann der Lagerring als ein Teil der Welle ausgebildet sein oder aber als separates Bauteil an der Welle befestigt werden, beispielsweise durch eine Press- oder Schweißverbindung. Die Welle besteht vorzugsweise aus Stahl, wobei ein separater Lagerring ebenfalls aus Stahl, beispielsweise SUS 430, oder aus Phosphorbronze C5100, bestehen kann.
Statt dem aus dem Stand der Technik bekannten Separatorspalt, der die beiden Radiallager voneinander trennt, ist vorzugsweise eine Kerbe in der Welle oder der Lagerbuchse vorgesehen, die nur eine geringe axiale Länge aufweist. Durch den Entfall des axial verlaufenden Separatorspalts kann nahezu die volle Bauhöhe für die Anordnung der Radiallager genutzt werden, was zu einer kompakten Bauweise führt.
Als Alternative können auch Einkerbungen in der Lagerbuchse als Separator dienen.
Vorzugsweise können die äußeren Ecken der Lagerbauteile abgerundet oder angefast werden, um einen besseren Verlauf für das Fluid zu ermöglichen.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann ein Rezirkulationskanal beginnend bei der Einkerbung auf der oberen Stirnseite des Lagerringes, durch den Lagerring verlaufen und auf der unteren Stirnseite enden. Dadurch kommt es zu einer Zirkulation des Fluids in den durch den Rezirkulationskanal verbunden Bereichen des Lagerspalts. Die Zirkulation wird durch die Pumpwirkungen der Lagerrillen der Radiallager hervorgerufen.
An dem freien Ende der Welle, welches über die Lagerbuchse hinaus steht, ist ein Rotor angeordnet, der zusammen mit der Welle rotiert. Der Rotor weist an einer der Lagerbuchse zugewandten Seite eine ringförmige, radial verlaufende Lagerfläche auf, die durch den Lagerspalt von einer auf einer Stirnfläche der Lagerbuchse angeordnete, ringförmige Lagerfläche getrennt ist und zusammen mit dieser das erste Axiallager ausbildet.
Erfindungsgemäß können jedoch noch weitere Axiallager vorgesehen sein. Es können auf einer oder beiden über den Durchmesser der Welle herausstehenden Stirnseiten des Lagerrings und/oder auf einer oder beiden den Stirnseiten des Lagerrings gegenüberliegenden Flächen der Lagerbuchse bzw. der Abdeckplatte zusätzliche Lagerstrukturen angeordnet seien, die ein zweites und/oder drittes Axiallager ausbilden.
Das erfindungsgemäße Lagersystem kann zur Drehlagerung eines Spindelmotors vorgesehen sein, welcher eine Basisplatte zur Aufnahme der Lagerbuchse umfasst sowie ein elektromagnetisches Antriebssystem zum Drehantrieb des Rotors und der Welle.
Ein solcher Spindelmotor kann erfindungsgemäß in einem Festplattenlaufwerk zum Drehantrieb von mindestens einer magnetischen Speicherplatte verwendet werden, wobei das Festplattenlaufwerk eine Schreib- und Lesevorrichtung zum Schreiben und Lesen von Daten auf oder von der magnetischen Speicherplatte umfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Lagersystem mit einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lagersystems.
2 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Lagersystem mit einer zweiten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lagersystems.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagersystems. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird in der 2 gezeigt. In den Zeichnungen sind gleiche Teile durchweg mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Das Lagersystem besteht aus einer Welle 2, die in einer Bohrung der Lagerbuchse 1 drehbar aufgenommen ist, wobei die Welle 2 an ihrem aus der Lagerbuchse 1 herausstehenden Ende einen Rotor 23 trägt. Der Rotor 23 umfasst eine planebene Unterseite, die einer Stirnseite der Lagerbuchse 1 gegenüberliegt und von dieser durch einen Lagerspalt 5 getrennt ist. Die Unterseite des Rotors 23 bildet mit der Stirnseite der Lagerbuchse 1 ein erstes Axiallager 6 aus, während die Welle 2 und die Lagerbuchse 1 ein erstes Radiallager 3 mit einer Länge l₁ ausbilden. Der Lagerspalt 5 erstreckt sich zwischen der Lagerbuchse 1 und der Welle 2 und weiter zwischen der Stirnseite der Lagerbuchse 1 und der Unterseite des Rotors 23.
Radial außerhalb des ersten Axiallagers 6 geht der Lagerspalt 5 in einen Spalt mit größerem Spaltabstand über, welcher als Dichtungsspalt 24 wirkt. Dieser Dichtungsspalt 24 setzt sich über den Außenumfang der Lagerbuchse 1 fort und erweitert sich konisch nach außen in Form einer konischen Kapillardichtung 17.
An ihrem unteren Ende ist die Welle 2 verbreitert und weist einen Lagerring 19 auf, der in dem dargestellten Beispiel einteilig mit der Welle 2 ausgebildet ist, aber auch als separates Bauteil mit der Welle 2 verbunden werden kann. Der Lagerring 19 weist einen größeren Außendurchmesser auf als die Welle 2 und ist vom Lagerspalt 5 umgeben und in einer Aussparung der Lagerbuchse 1 drehbar angeordnet. Der Außendurchmesser des Lagerrings 19 bildet mit einer angrenzenden innen liegenden Lagerfläche der Lagerbuchse 1 ein zweites Radiallager 4 mit einer Länge l₂ aus, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des ersten Radiallagers 3. Der Außendurchmesser des Lagerringes sollte dabei mindestens 0,2 mm größer sein als der Außendurchmesser der Welle im Bereich des ersten Radiallagers.
Beispielsweise beträgt der Außendurchmesser des Lagerringes im Bereich des zweiten Radiallagers 3,3 mm und der Außendurchmesser der Welle im Bereich des ersten Radiallagers 2,5 mm. Die beiden in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Radiallager 3, 4 sind durch Lagerstrukturen gekennzeichnet, die auf einer oder beiden sich gegenüberliegenden Lageoberflächen angeordnet sind. Der Lagerspalt 5 kann aufgrund des größeren Durchmessers im Bereich des unteren Radiallagers 4 größer sein als im Bereich des oberen Radiallagers 3. Der Lagerring hat außerdem die Aufgabe einer Sicherung (Stopperring) gegen das Herausfallen der Welle 2 aus der Lagerbuchse 1. Das untere Ende der Lagerbuchse 1 ist durch eine Abdeckplatte 18 verschlossen.
Eine oder beide radial über den Durchmesser der Welle 2 hinausragenden Stirnflächen des Lagerrings 19 können zusammen mit entsprechenden radialen Flächen der Lagerbuchse 1 bzw. der Abdeckplatte 18 ein zweites und/oder drittes Axiallager 7, 8 ausbilden. Hierzu können auf der entsprechenden Lagerfläche der Lagerbuchse 1, der Abdeckplatte 18 oder der Stirnfläche des Lagerrings 19 Lagerstrukturen bzw. Längsrillen 15, 16 angeordnet sein.
Der Lagerabstand d_L errechnet sich aus Abstand zwischen dem Apex des ersten Radiallagers 3 und dem Apex des zweiten Radiallagers 4.
Dadurch, dass das Verhältnis des Lagerabstandes zu Länge der Lagerbuchse vorzugsweise kleiner oder gleich 0,6 ist, ergibt sich für die Lageranordnung eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe.
Die effektive Länge l_W der Lagerbuchse 1 bemisst sich von der Oberkante der Lagerbuchse 1 bis zur Aussparung, in welcher die Abdeckplatte 18 aufgenommen ist. Durch eine 80% Radiallagerlängenabdeckung l₁ + l₂ der effektiven Länge l_W der Lagerbuchse 1 wird eine gute Lagerstabilität trotz der geringen Bauhöhe des Lagers erreicht.
Das erste Radiallager 3 weist auf seiner Oberfläche unsymmetrische Lagerrillenrillen 15 auf. Diese erzeugen eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid, ausgehend von dem Dichtungsspalt 24, in Pfeilrichtung 9. Durch die Unsymmetrie entsteht ein größerer Fluiddruck in Pfeilrichtung 10, wodurch das Lagerfluid nach unten in Pfeilrichtung 11 gedrückt wird.
Die Lagerstruktur des zweiten Radiallagers ist hingegen symmetrisch ausgebildet. Hierbei entsteht ein gleichmäßiger Druckberg in der Mitte des Lagers in den Pfeilrichtungen 12, 13.
Am Übergang zwischen dem ersten Radiallager 3 und dem zweiten Radiallager bildet sich eine ringförmige Auskehlungen bzw. Einkerbung 14 in Richtung der Welle 2 aus. Die Einkerbung 14 ermöglicht den Entfall eines langen Separatorspalts und dient als Ruhezone für das Fluid und zur definierten Trennung der beiden Radiallager. Alternativ ist auch eine entsprechende Aussparung 14 in der Lagerbuchse 1 möglich.
2 zeigt ein fluiddynamisches Lagersystem mit einer nach obenhin konisch verengten Welle 2, an der ein Rotor 23 befestigt ist. Der Abstand zwischen der Lagerbuchse 1 und dem Rotor 23 ist, gegenüber der 1, größer und dient nicht als Axiallager. Die Abdichtung des Lagerspalts 5 erfolgt durch eine Kapillardichtung 17, die zwischen dem sich konisch verjüngenden Abschnitt der Welle 2 und der Lagerbuchse 1 ausgebildet ist.
In dem radial verlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 5, etwas auf Höhe des Axiallagers 7 beginnt ein Rezirkulationskanal 22, der den Lagerring axial durchläuft und in den Spalt zwischen dem Lagerring 19 und der Abdeckplatte 18 mündet. Der Rezirkulationskanal 22 bietet einerseits die Möglichkeit der Zirkulation des Lagerfluids im Lagerspalt 5 und ermöglicht andererseits einen Druckausgleich zwischen den Lagerbereichen zur Vermeidung von Unterdruckzonen im Inneren des Lagersystems.
Eine oder beide Stirnflächen des Lagerrings 19 können zusammen mit entsprechenden Lagerflächen der Lagerbuchse 1 bzw. der Abdeckplatte 18 ein oder zwei Axiallager 8 ausbilden. Hierzu können auf der Fläche der Lagerbuchse 1, der Abdeckplatte 18 oder der Stirnfläche des Lagerrings 19 Lagerstrukturen angeordnet sein, die spiralrillenförmig ausgebildet sind und bei Drehung des Lagerrings 19 um seine Achse eine Pumpwirkung radial nach innen auf das Lagerfluid ausüben.
Die beiden Radiallager 3 und 4 sind durch eine Kerbe 14' in der Lagerbuchse voneinander getrennt.

1: Lagerbuchse
2: Welle
3: Radiallager
4: Radiallager
5: Lagerspalt
6: Axiallager
7: Axiallager
8: Axiallager
9: Pfeilrichtung
10: ''
11: ''
12: ''
13: Pfeilrichtung
14: Kerbe (Auskehlung)
15: Längsrillen (1. Radiallager)
16: Längsrillen (2. Radiallager)
17: Kapillardichtung
18: Abdeckplatte
19: Lagerring
20
21
22: Rezirkulationskanal
23: Rotor
24: Dichtungsspalt
d_L: Lagerabstand
l_W: Länge der Lagerbuchse
l₁: Länge des ersten Radiallagers
l₂: Länge des zweiten Radiallagers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007008860 A1 [0003]

Claims

Fluiddynamisches Lagersystem, mit einer feststehenden Lagerbuchse (1) und einer relativ zur Lagerbuchse (1) um eine Rotationsachse drehbaren Welle (2), die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt (5) ausbilden, wobei einander zugeordnete Lagerflächen der Welle (2) und der Lagerbuchse (1) ein erstes Radiallager (3) mit axialer Länge l₁ ausbilden und mindestens ein erstes Axiallager (6) vorgesehen ist, wobei einander zugeordnete, an einem Außenumfang eines Lagerrings (19) und an einem Innenumfang der Lagerbuchse (1) angeordnete Lagerflächen ein zweites Radiallager (4) mit axialer Länge l₂ ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe l₁ + l₂ der axialen Radiallagerlängen mindestens 80% der der Länge der Lagerbuchse l_W entspricht.
Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des zwischen dem Lagerabstand (d_L) der beiden Radiallager (3, 4) und der Länge der Lagerbuchse (l_W) kleiner oder gleich dem Wert 0,6 ist
Lagersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Lagerrings (19) größer ist als der Außendurchmesser der Welle (2).
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Radiallager (4) auf einem größeren radialen Durchmesser angeordnet ist als das erste Radiallager (1).
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Radiallager (3, 4) durch Lagerstrukturen gekennzeichnet sind, die auf der Oberfläche der Lagerbuchse (1) und/oder auf der Oberfläche der Welle (2) bzw. des Lagerrings (19) angeordnet sind.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Lagerrings (19) mindestens 10% der gesamten axialen Länge der Welle (2) beträgt.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Lagerring (19) verlaufender Rezirkulationskanal (22) vorhanden ist, der den Lagerspalt (5) auf Höhe des Übergangs der beiden Radiallager (4, 5) mit dem Abschnitt des Lagerspalts (5) zwischen dem Lagerring (19) und einer Abdeckplatte (18) miteinander verbindet.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine unsymmetrische Ausbildung der Längsrillen (15) im oberen Radiallager (3) das Lagerfluid in Richtung des zweiten, unteren Radiallagers (4) gepumpt wird.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang zwischen der Welle (2) und dem Lagerring (19) eine ringförmige Einkerbung (14) vorgesehen ist, die als Ruhezone für das Lagerfluid dient.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einem freien Ende der Welle (2) ein Rotor (23) angeordnet ist, der zusammen mit der Welle (2) rotiert und an einer der Lagerbuchse (1) zugewandten Seite eine ringförmige radial verlaufende Lagerfläche aufweist, die durch den Lagerspalt (5) von einer auf einer Stirnfläche der Lagerbuchse (1) angeordneten ringförmigen Lagerfläche getrennt ist und zusammen mit dieser das erste Axiallager (6) ausbildet.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer oder beide über den Durchmesser der Welle (1) hinausstehenden Stirnseiten des Lagerrings (19) und/oder auf einer oder beiden den Stirnseiten des Lagerrings gegenüberliegenden Flächen der Lagerbuchse (1) bzw. der Abdeckplatte (18) Lagerstrukturen angeordnet sind, die ein zweites und/oder drittes Axiallager (7, 8) ausbilden.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerspalt (5) am radial außerhalb des ersten Axiallagers (6) in einen konischen Dichtungsspalt (24) übergeht, der sich am Außenumfang der Lagerbuchse (1) fortsetzt und durch die Lagerbuchse (1) sowie die Rotornabe (23) begrenzt wird.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapillardichtung (17) vorgesehen ist, die zwischen der Oberfläche der Welle (2) und der Oberfläche der Lagerbuchse (1) begrenzt ist und den Lagerspalt abdichtet.
Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Ecken der Lagerbauteile abgerundet oder angefast sind.