DE102012007421A1

DE102012007421A1 - Fluiddynamisches Lagersystem für einen Spindelmotor

Info

Publication number: DE102012007421A1
Application number: DE201210007421
Authority: DE
Inventors: Martin Bauer
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem. Das fluiddynamische Lagersystem umfasst ein feststehendes Lagerbauteil und ein bewegliches Lagerbauteil, das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Zwischen einander zugeordneten Lagerflächen der beiden Lagerbauteile ist ein Lagerspalt angeordnet, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Es ist mindestens ein fluiddynamisches Radiallager vorgesehen, das durch Lagerflächen entlang eines axial verlaufenden Abschnitts des Lagerspaltes gebildet ist. Mindestens ein fluiddynamisches Axiallager ist durch Lagerflächen entlang eines radial verlaufenden Abschnitts des Lagerspalts gebildet. Zur Abdichtung eines offenen Endes des Lagerspaltes ist ein Dichtungsspalt vorgesehen, der an den radialen Abschnitt des Lagerspaltes angrenzt und einen mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt und einen nicht mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt aufweist. Erfindungsgemäß ist entlang des mit Lagerfluid gefüllten Abschnitts des Dichtungsspaltes eine Verengung angeordnet, deren Länge L entlang des Dichtungsspaltes mindestens drei Mal so groß ist wie die größte Breite b des Dichtungsspaltes im Bereich der Verengung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Verwendung in einem Spindelmotor, wie er beispielsweise zum Antrieb von Festplattenlaufwerken verwendet wird.
Stand der Technik
Fluiddynamische Lagersysteme, wie sie in Spindelmotoren eingesetzt werden, sind in vielfältigen Bauformen bekannt. Ein fluiddynamisches Lager umfasst in der Regel mindestens zwei relativ zueinander drehbare Lagerbauteile, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt ausbilden. Als Lagerfluid wird bevorzugt ein flüssiges Fluid, beispielsweise ein Lageröl, verwendet.
In bekannter Weise sind den Lagerflächen zugeordnete und auf das Lagerfluid wirkende Lagerrillenstrukturen vorgesehen. In fluiddynamischen Lagern werden diese Lagerrillenstrukturen in Form von Vertiefungen oder Erhebungen üblicherweise auf einzelne oder beide einander gegenüberliegenden Lagerflächen aufgebracht. Die Lagerillenstrukturen dienen als Lager- oder Pumpstrukturen, die bei Drehung der Lagerbauteile innerhalb des Lagerspaltes auf Grund einer auf das Lagerfluid ausgeübten Pumpwirkung einen hydrodynamischen Druck erzeugen. Dieser hydrodynamische Druck separiert die einander gegenüberliegenden Lagerflächen bei Drehung und ist für die Tragfähigkeit und Steifigkeit des fluiddynamischen Lagersystems verantwortlich.
Gemäß einer bekannten Bauform umfasst ein fluiddynamisches Lagersystem eine Welle, die in einer Lagerbohrung einer Lagerbuchse drehbar gelagert ist. Der Durchmesser der Lagerbohrung ist geringfügig größer als der Durchmesser der Welle, so dass zwischen den Oberflächen der Lagerbuchse und der Welle ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt verbleibt.
Die Oberflächen der Welle und/oder der Lagerbuchse weisen Druck erzeugende Lagerrillenstrukturen auf, die mindestens ein fluiddynamisches Radiallager entlang eines axialen Abschnitts des Lagerspaltes ausbilden. Ein freies Ende der Welle ist mit einem Rotorbauteil (Nabe) verbunden, dessen untere Fläche zusammen mit einer Stirnfläche der Lagerbuchse ein fluiddynamisches Axiallager ausbildet. Das Axiallager wird entlang eines radialen Abschnittes des Lagerspaltes gebildet, der mit dem axialen Abschnitt des Lagerspaltes unmittelbar verbunden ist. Zumindest eine der einander zugewandten Oberflächen der Lagerbuchse bzw. des Rotorbauteils ist ebenfalls mit Druck erzeugenden Lagerrillenstrukturen versehen.
Der Lagerspalt weist mindestens ein offenes Ende auf, das gegenüber der Umgebung abgedichtet werden muss, damit kein Lagerfluid aus dem Lagerspalt austreten kann. Die Abdichtung erfolgt in bekannter Weise mittels eines kapillaren Dichtungsspaltes, der weitgehend in axialer Richtung verläuft und beispielsweise an den radialen Abschnitt des Lagerspaltes angrenzt und einen mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt sowie einen nicht mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt aufweist. Das mit Lagerfluid gefüllte Volumen des Dichtungsspaltes dient gleichzeitig als Fluidreservoir, welches ausreichend Lagerfluid für die Lebensdauer des fluiddynamischen Lagers bereitstellt. Außerdem dient der Dichtungsspalt als Ausgleichsvolumen für das Lagerfluid, beispielsweise auf Grund von Temperaturänderungen und/oder (resultierenden) Volumenänderungen des Lagerfluids, die in verschiedenen Betriebsmodi oder Umgebungsbedingungen des Lagers auftreten können.
Wenn das fluiddynamische Lager starken Vibrationen oder einer Schockeinwirkung ausgesetzt ist, führt dies insbesondere zu einer starken axialen Bewegung zwischen der Welle und der Lagerbuchse, so dass sich insbesondere die Breite des radialen Lagerspalts im Bereich des Axiallagers in sehr kurzen Zeitabständen ändert.
Eine Änderung der Spaltbreite des radialen Abschnitts des Lagerspaltes führt zu einer Änderung des Fluidvolumens zwischen den beiden Lagerbauteilen. Je nach der Richtung der Bewegung der Welle in der Lagerbuchse bzw. des Rotorbauteils in Bezug auf die Lagerbuchse wird das Lagerfluid aus dem radialen Abschnitt des Lagerspaltes herausgedrückt oder mit hoher Geschwindigkeit hineingezogen, während sich die Spaltbreite des Axiallagerspaltes ändert.
Wenn sich die Spaltbreite des radialen Abschnitts des Lagerspaltes zu schnell ändert, wird der zusammenhängende Fluidfilm des Lagerfluids auf Grund von Kavitationseffekten auseinander gerissen, d. h. der Fluidfilm reißt ab. Wenn sich z. B. die Spaltbreite des radialen Abschnitts des Lagerspaltes durch eine Schockeinwirkung vergrößert, entsteht ein Unterdruck im Lagerspalt, so dass Lagerfluid mitsamt Luft aus dem Dichtungsspalt in diesen Abschnitt hineingezogen wird und sich somit eine Lufttasche innerhalb des Lagerspalts bilden kann.
Wenn sich der radiale Abschnitt des Lagerspalts wieder schließt, kann es vorkommen, dass das Lagerfluid aus dem Dichtungsspalt herausspritzt oder sich Tropfen von Lagerfluid lösen, die den Dichtungsspalt verlassen können.
Im Betrieb hat der radiale Abschnitt des Lagerspaltes eine Spaltbreite von ca. 10 Mikrometern. Bei Schockeinwirkung kann sich diese Spaltbreite erheblich ändern und stark vergrößern (verdoppeln bis vervierfachen) oder andererseits sogar auf Null zurückgehen.
Ein fluiddynamisches Lager mit einer Verengung im Bereich zwischen dem Lagerspalt und dem Dichtungsspalt ist bereits aus der US 7,374,340 B2 bekannt. Hierbei ist die Verengung jedoch als scharfe Kante ausgebildet, deren Länge entlang des Dichtungsspaltes etwa so groß ist, wie die Breite des Dichtungsspaltes im Bereich der Verengung. Die Länge und die Breite der Verengung betragen hierbei weniger als 10 Mikrometer. Daher lässt sich das hier beschriebene Lagersystem nur sehr schwierig und mit großen Herstellungstoleranzen fertigen, so dass es für eine Serienproduktion offenbar nicht geeignet ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein fluiddynamisches Lager der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass bei Schockeinwirkung die Gefahr eines Austretens von Lagerfluid aus dem Lager erheblich reduziert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein fluiddynamisches Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das fluiddynamische Lagersystem umfasst ein feststehendes Lagerbauteil und ein bewegliches Lagerbauteil, das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Zwischen einander zugeordneten Lagerflächen der beiden Lagerbauteile ist ein Lagerspalt angeordnet, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Es ist mindestens ein fluiddynamisches Radiallager vorgesehen, das durch Lagerflächen entlang eines axial verlaufenden Abschnitts des Lagerspaltes gebildet ist. Mindestens ein fluiddynamisches Axiallager ist durch Lagerflächen entlang eines radial verlaufenden Abschnitts des Lagerspalts gebildet. Zur Abdichtung eines offenen Endes des Lagerspaltes ist ein Dichtungsspalt vorgesehen, der an den radialen Abschnitt des Lagerspaltes angrenzt und einen mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt und einen nicht mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt aufweist.
Erfindungsgemäß ist entlang des mit Lagerfluid gefüllten Abschnitts des Dichtungsspaltes eine Verengung angeordnet, deren Länge L entlang des Dichtungsspaltes mindestens drei Mal so groß ist wie die Breite b des Dichtungsspaltes an der Verengung. Durch diese Verengung des Dichtungsspaltes werden der Lagerspalt und der übrige Bereich des Dichtungsspaltes voneinander entkoppelt. Die Verengung wirkt als Drossel, welche den Austausch von Lagerfluid zwischen dem Lagerspalt und dem Dichtungsspalt begrenzt.
Bei einem fluiddynamischen Lagersystem, wie es zur Drehlagerung eines Spindelmotors für den Antrieb eines 2,5 Zoll Festplattenspeicherlaufwerkes eingesetzt wird, hat die Verengung vorzugsweise eine Länge L entlang des Dichtungsspaltes von 200 bis 400 Mikrometern. Die Spaltbreite b des Dichtungsspaltes an der Verengung liegt vorzugsweise zwischen 20 und 50 Mikrometern.
Wenn nun beispielsweise starke Vibrationen oder ein Schlag auf das Lagersystem einwirken, durch welche die Welle schlagartig in axialer Richtung bewegt wird, vergrößert sich beispielsweise die Spaltbreite des radialen Abschnittes des Lagerspalts im Bereich des Axiallagers. Dadurch entsteht im radialen Abschnitt des Lagerspaltes ein Unterdruck, durch welchen Lagerfluid aus dem Dichtungsspalt in den radialen Abschnitt des Lagerspaltes gezogen wird. Durch die Verengung, die vorzugsweise im Übergangsbereich zwischen dem Dichtungsspalt und dem Lagerspalt angeordnet ist, wird ein Strömungswiderstand erzeugt. Dieser Strömungswiderstand verhindert, dass das Lagerfluid schlagartig aus dem Dichtungsspalt in Richtung des radialen Abschnitts des Lagerspaltes fließen kann.
Die Verengung wirkt daher wie ein Ventil und dämpft die Welle in ihrer Bewegung. Somit wird verhindert, dass entweder ein Unterdruck im radialen Abschnitt des Lagerspaltes entsteht oder bei entgegen gesetzter Bewegung der Welle das Lagerfluid aus dem radialen Abschnitt des Lagerspaltes schlagartig in Richtung des Dichtungsspaltes gepresst werden kann.
Durch diese Maßnahme bleibt auch bei Schockeinwirkung ein zusammenhängender Fluidfilm des Lagerfluids erhalten, so dass sich keine Tropfen aus dem Lagerfluid lösen können bzw. der Fluidfilm nicht abreißen kann, wodurch auch kein Fluid aus dem Dichtungsspalt entweichen kann.
Das fluiddynamische Lagersystem kann entweder ein Lagersystem mit rotierender Welle sein, an welcher ein Rotorbauteil befestigt ist, wobei die Welle in einer feststehenden Lagerbuchse drehbar gelagert ist, oder aber ein Lagersystem mit einer feststehenden Welle, die in einem feststehendem Bauteil angeordnet ist und von einer drehbar gelagerten Lagerbuchse umgeben ist.
Bei einem Lagersystem mit rotierender Welle ist der Dichtungsspalt durch Oberflächen der Lagerbuchse und des Rotorbauteils begrenzt. Hierbei wird die Verengung im Dichtungsspalt durch eines der beiden den Dichtungsspalt begrenzenden Bauteile gebildet. Insbesondere wird die Verengung des Dichtungsspaltes durch einen ringförmigen Vorsprung gebildet, der an einem Außenumfang der Lagerbuchse oder an einem gegenüberliegenden Innenumfang des Rotorbauteils angeordnet ist.
Bei einer Ausgestaltung des Lagersystems mit feststehender Welle ist der Dichtungsspalt durch Oberflächen der Lagerbuchse und des die Welle aufnehmenden feststehenden Bauteils begrenzt. Hierbei ist die Verengung im Dichtungsspalt durch einen ringförmigen Vorsprung gebildet, der an einem Außenumfang der Lagerbuchse oder an einem gegenüberliegenden Innenumfang des feststehenden Bauteils angeordnet ist.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist es, dass durch die Verengung das maximale Volumen des Dichtungsspaltes nicht unnötig verringert wird, damit im Dichtungsspalt nach wie vor genügend Lagerfluid zur Verfügung steht, um das aus dem Lager verdampfende Lagerfluid ersetzen zu können bzw. damit ein ausreichendes Ausgleichsvolumen bestehen bleibt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass sich der Dichtungsspalt jenseits der Verengung unmittelbar wieder auf eine Spaltbreite von mindestens 100 Mikrometern aufweitet. D. h. mindestens eine erste Begrenzungsfläche des Dichtungsspaltes, beispielsweise die Oberfläche der Lagerbuchse, verläuft jenseits der Verengung in einem spitzen Winkel von 30 Grad bis 90 Grad in Bezug auf die Rotationsachse, so dass sich der Dichtungsspalt auf vergleichsweise kurzer Strecke auf einen typischen Wert von c = 100 Mikrometern oder mehr aufweitet.
Jenseits dieser ersten Aufweitung auf mindestens c = 100 Mikrometern verläuft die Begrenzungsfläche des Dichtungsspaltes in einem flacheren Winkel zwischen 0 und 15 Grad in Bezug auf die Rotationsachse, so dass sich der Dichtungsspalt in Richtung seiner Öffnung stetig aufweitet und seine im Querschnitt etwa konische Form behält. Durch diese relativ zügige Aufweitung des Dichtungsspaltes nach der Verengung bleibt ein ausreichendes Volumen zur Aufnahme des Lagerfluids erhalten.
Der radiale Abschnitt des Lagerspaltes im Bereich des fluiddynamischen Axiallagers hat beispielsweise eine Breite a zwischen 4 und 15 Mikrometern, für das Beispiel eines fluiddynamischen Lagers in einem 2,5 Zoll Festplattenantriebs bei einer Umgebungstemperatur (oder Betriebstemperatur?) von 20 Grad Celsius.
Für das fluiddynamische Lagersystem gilt vorzugsweise die Beziehung: a < b < c, besonders bevorzugt gilt darüber hinaus: 4a < 2b < c.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen einen Spindelmotor mit einem oben beschriebenen fluiddynamischen Lagersystem, wobei der Spindelmotor eine Stator und einen Rotor umfasst, welcher Rotor mittels des fluiddynamischen Lagers gegenüber dem Stator drehgelagert ist. Der Rotor wird durch ein elektromagnetisches Antriebssystem angetrieben. Ein derartiger Spindelmotor kann insbesondere zum Drehantrieb eines Festplattenlaufwerkes verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist die Länge L der Verengung in Richtung des Verlaufes des Dichtungsspaltes deutlich größer, mindestens drei Mal so groß, wie die Spaltbreite b des Dichtungsspaltes im Bereich der Verengung, die vorzugsweise zwischen 20 und 50 Mikrometern beträgt, also L ≥ 3b.
Die Drosselwirkung der Verengung auf den Fluss des Lagerfluids im Dichtungsspalt ist umso größer, je geringer der Spaltabstand b im Bereich der Verengung ist und je länger die Länge L der Verengung ist.
Es hat sich gezeigt, dass eine Verengung, deren Länge L etwa drei Mal größer ist, als die Spaltbreite b im Bereich dieser Verengung, einen optimalen Wert hinsichtlich des Reibungswiderstandes im Bereich der Verengung und hinsichtlich des Dämpfungseffektes auf das Lagerfluid darstellt.
Ferner lässt sich eine Verengung mit einem ausreichend großen Spaltabstand b und einer deutlich größeren Länge L in der Serienproduktion relativ unproblematisch und ausreichend genau fertigen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Dabei ergeben sich aus den Zeichnungen und der weiteren Beschreibung weitere vorteilhafte Merkmale und Vorteile der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystems.
2 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das Lagersystem im Bereich des Dichtungsspaltes.
3 zeigt einen Teilschnitt eines Spindelmotors mit einer zweiten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lagersystems.
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lagersystems schematisch im Schnitt.
5 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Lagersystems gemäß 4 in einer Detailansicht.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
Die 1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem. Das Lagersystem umfasst eine feststehende Lagerbuchse 10, die eine zentrale Lagerbohrung aufweist und das feststehende Bauteil des Lagersystems ausbildet. Ein solcher Spindelmotor wird beispielsweise zum Antrieb eines Festplattenlaufwerkes eingesetzt. Bei einem Spindelmotor für ein 2,5 Zoll Festplattenlaufwerk hat die Lagerbuchse 10 beispielsweise einen Außendurchmesser von ca. 6,5 mm, während der Durchmesser der Lagerbohrung ca. 2,3 mm bis 3,0 mm beträgt. In die Bohrung der Lagerbuchse 10 ist eine Welle 12 eingesetzt, deren Durchmesser geringfügig, d. h. nur um einige Mikrometer kleiner ist, als der Durchmesser der Lagerbohrung. Zwischen den Oberflächen der Lagerbuchse 10 und der Welle 12 verbleibt ein Lagerspalt 14 von wenigen Mikrometern Breite. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Welle 12 und der Lagebuchse 10 bilden zwei fluiddynamische Radiallager 18, 22 aus, mittels denen die Welle 12 um eine Rotationsachse 16 drehbar in der Lagerbuchse 10 gelagert ist. Die Radiallager 18, 22 sind durch Lagerrillenstrukturen 20, 24 gekennzeichnet; die auf die Oberfläche der Welle 12 und/oder der Lagerbuchse 10 aufgebracht sind. Der Lagerspalt 14 ist mit einem geeigneten Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Die Lagerrillenstrukturen 20, 24 üben bei einer Rotation der Welle 12 eine Pumpwirkung auf das im Lagerspalt 14 zwischen Welle 12 und Lagerbuchse 10 befindliche Lagerfluid aus, so dass im Lagerspalt 14 ein hydrodynamischer Druck entsteht, der die Radiallager 18, 22 tragfähig macht. Das obere Radiallager 18 hat vorzugsweise asymmetrisch ausgebildete Lagerrillenstrukturen 20, die das Lagerfluid überwiegend in Richtung des unteren Radiallagers pumpen. Das untere Radiallager 22 umfasst vorzugsweise symmetrisch ausgebildete Lagerrillenstrukturen 24, die eine gleichmäßige Pumpwirkung in beide Richtungen des Lagerspalts 14 erzeugen. Die beiden Radiallager 18, 22 erstrecken sich entlang eines axial verlaufenden Abschnitts des Lagerspalts 14.
Ein freies Ende der Welle 12 ist mit einem Rotorbauteil 26 verbunden, welches einen umlaufenden Rand aufweist, der die Lagerbuchse 10 teilweise umgibt. Eine untere, ebene Fläche des Rotorbauteils 26 bildet zusammen mit einer angrenzenden Stirnfläche der Lagerbuchse 10 ein fluiddynamisches Axiallager 28 aus. Das Axiallager 28 erstreckt sich entlang eines radial verlaufenden Abschnitts des Lagerspalts 14, der mit dem axial verlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 14 verbunden ist. Bei dem Axiallager 28 ist die Stirnfläche der Lagerbuchse 10 oder die gegenüberliegende Fläche des topfförmigen Rotorbauteils 26 mit vorzugsweise spiralförmigen Lagerrillenstrukturen 30 versehen, die bei Rotation der Welle 12 eine radial nach innen in Richtung des Radiallagers 18 gerichtete Pumpwirkung auf das im Lagerspalt 14 zwischen dem Rotorbauteil 26 und der oberen Stirnseite der Lagerbuchse 10 befindliche Lagerfluid ausüben. Durch den im Lagerspalt entstehenden hydrodynamischen Druck wird das Axiallager 28 tragfähig.
In der Lagerbuchse 10 kann ein mit Lagerfluid gefüllter Rezirkulationskanal 32 vorgesehen sein, der sich leicht schräg zur Rotationsachse 16 des Lagers im Wesentlichen von einer Stirnseite der Lagerbuchse 10 bis zur anderen Stirnseite der Lagerbuchse erstreckt. Der Rezirkulationskanal 32 verbindet einen am radial äußeren Rand des Axiallagers 28 befindlichen Abschnitt des Lagerspalts 14 mit einem unterhalb des unteren Radiallagers 22 befindlichen Abschnitt des Lagerspalts 14 bzw. einer Aussparung 50 und ermöglicht eine Zirkulation des Lagerfluids im Lager. Dadurch, dass die obere Öffnung des Rezirkulationskanals 32 angrenzend an einen Dichtungsspalt 44 und somit sehr nahe an der Übergangszone zwischen Lagerfluid und Atmosphäre angeordnet ist, können im Lagerfluid gelöste Luftblasen relativ leicht in die Atmosphäre entweichen.
Die Lagerbuchse 10 ist in einer Basisplatte 36 des Spindelmotors angeordnet. Die Lagerbuchse 10 ist von einer Statoranordnung 38 umgeben, die an der Basisplatte 36 angeordnet ist und aus einem ferromagnetischen Statorblechpaket sowie aus entsprechenden Statorwicklungen besteht. Diese Statoranordnung 38 ist umgeben von einem äußeren Rand des Rotorbauteils 26, an welchem ein ringförmiger Rotormagnet 40 angeordnet ist. Der Rotormagnet 40 umgibt die Statoranordnung 38 in radialer Richtung unter Bildung eines Luftspalts. Dargestellt ist ein Außenläufermotor. Alternativ kann selbstverständlich ein Innenläufermotor Verwendung finden. Unterhalb des Rotormagneten 40 kann ein ferromagnetischer Metallring 42 angeordnet sein, der den Rotormagneten 40 anzieht, wodurch sich eine nach unten zur Basisplatte 36 hin gerichtete Kraft ergibt. Diese Kraft wirkt der Lagerkraft des einzigen Axiallagers 28 entgegen und dient zur axialen Vorspannung des Lagersystems.
Am radial äußeren Ende des radialen Abschnitts geht der Lagerspalt 14 in einen Spalt mit größerem Spaltabstand über, welcher als Dichtungsspalt 44 wirkt und anteilig mit Lagerfluid gefüllt ist. Der Dichtungsspalt 44 hat eine wesentlich größere Spaltbreite als der Lagerspalt 14 und erstreckt sich anfänglich ausgehend vom Lagerspalt 14 in Form eines Ringspaltes 27 radial nach außen. Dann knickt der Dichtungsspalt um etwa 90° ab und geht in einen axialen Abschnitt über, der sich entlang des Außenumfangs der Lagerbuchse 10 zwischen der Lagerbuchse 10 und dem umlaufenden Rand 26b des topfförmigen Rotorbauteils 26 erstreckt. Bei einem Durchmesser der Lagerbuchse 10 von einigen Millimetern beträgt die Spaltbreite des Dichtungsspalts 44 typischerweise zwischen 50 und 300 Mikrometer. Während die innere Mantelfläche des topfförmigen Rotorbauteils 26 vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, ist die äußere Mantelfläche der Lagerbuchse 10 vorzugsweise im Verlauf vom Lagerinneren zum Lageräußeren leicht konisch in Richtung der Rotationsachse 16 geneigt. Die äußere Mantelfläche der Lagerbuchse 10 bildet gemeinsam mit innere Mantelfläche des topfförmigen Rotorbauteils 26 die Begrenzung des Dichtungsspaltes 44.
An der in der Basisplatte befestigten Seite weist die Lagerbuchse 10 eine Aussparung 50 auf, deren Durchmesser wesentlich größer ist als der Durchmesser der Lagerbohrung. Die Aussparung 50 in der Lagerbuchse 10 ist durch eine Abdeckplatte 34 verschlossen. Innerhalb der Aussparung 50 der Lagerbuchse 10 ist ein Stopperbauteil in Form eines Stopperrings 46 angeordnet, der mit der Welle fest verbunden ist und einen im Vergleich zur Welle größeren Außendurchmesser aufweist. Die Aussparung 50, in welcher der Stopperring 46 angeordnet ist, ist mit dem Lagerspalt sowie dem unteren Ende des Rezirkulationskanals 32 verbunden und vollständig mit Lagerfluid gefüllt. Bei einer übermäßigen axialen Bewegung der Welle 12 stößt der Stopperring 46 an einer Stufe 47 der Lagerbuchse 10 an, die durch den Übergang zwischen der Lagerbohrung und der Aussparung 50 gebildet wird. Der Stopperring 46 verhindert dadurch ein Herausfallen der Welle 12 aus der Lagerbuchse 10.
Die 2 zeigt einen Schnitt durch einen vergrößerten Ausschnitt des Lagers von 1 im Bereich des Dichtungsspaltes 44. Man erkennt links das den Dichtungsspalt 44 an der linken Seite begrenzende Rotorbauteil 26 und rechts die den Dichtungsspalt 44 auf der rechten Seite begrenzende Lagerbuchse 10.
Zwischen der oberen Stirnseite der Lagerbuchse 10 und dem Rotorbauteil 26 ist das Axiallager 28 angeordnet, das durch Lagerrillenstrukturen 30 gekennzeichnet ist. Die Spaltbreite a des radialen Abschnitts des Lagerspaltes 14 im Bereich des Axiallagers 28 beträgt beispielsweise zwischen 4 bis 15 Mikrometer.
Radial außerhalb des Axiallagers 28 beginnt der Dichtungsspalt 44, der sich zunächst in radialer Richtung in Form eines Ringspalts 27 erstreckt und dann um etwa 90 Grad nach unten abknickt und in axialer Richtung weiterläuft. Zumindest im Endbereich des axialen Verlaufs des Dichtungsspalts vergrößert sich die Spaltbreite des Dichtungsspaltes 44 immer weiter, so dass eine im Querschnitt konische, kapillare Dichtung gebildet wird.
Die Lagerbuchse 10 hat an ihrem Außenumfang nahe an der Stirnseite einen Vorsprung 10a, der sich radial nach außen in den Dichtungsspalt 44 erstreckt. Dieser Vorsprung bildet eine Verengung 48 der Spaltbreite des Dichtungsspaltes 44, wobei die Spaltbreite b an der Verengung 48 beispielsweise auf einem Wert zwischen 20 und 50 Mikrometer verringert wird. Die Verengung weist dabei in axialer Richtung eine Länge L auf, die mindestens drei Mal so groß ist wie die Breite b des Dichtungsspaltes an der Verengung und beträgt vorzugsweise zwischen 150 und 400 Mikrometer.
Diese Verengung 48 bildet eine Entkopplung zwischen dem Lagerspalt 14 und dem weiteren Bereich des Dichtungsspaltes 44 und dämpft die Strömung des Lagerfluids im Dichtungsspalt 44 im Falle eines axialen Schocks, also einer starken axialen Bewegung der Welle und des Rotorbauteils relativ zur Lagerbuchse 10.
Jenseits der Verengung 48 weitet sich der Dichtungsspalt 44 wieder auf und zwar anfänglich in einem relativ großen ersten Winkel α in Bezug auf die Rotationsachse 16. Der Winkel α beträgt vorzugsweise zwischen 30 Grad und 90 Grad in Bezug auf die Rotationsachse 16.
Durch diesen Winkel α weitet sich also der Dichtungsspalt 44 relativ schnell auf eine Breite c von beispielsweise 100 Mikrometern oder mehr auf. Ist die Breite c des Dichtungsspaltes 44 erreicht, verläuft die Wandung der Lagerbuchse 10 in einem wesentlich flacheren Winkel b in Bezug auf die Rotationsachse 16. Dieser Winkel β ist vorzugsweise größer als 0 und kleiner als 15 Grad. Im weiteren Verlauf weitet sich also der Dichtungsspalt 44 im Winkel β auf und geht über in einen nicht mit Lagerfluid gefüllten Bereich. Der Übergang vom Lagerfluid zur Atmosphäre befindet sich somit in einem Bereich des Dichtungsspalts 44 unterhalb der Verengung 48.
Vorzugsweise ist die Aufweitung des Dichtungsspaltes 44 durch eine entsprechende Ausbildung des Außenumfanges der Lagerbuchse 10 erzeugt. Der Innenumfang des Rotorbauteils 26, welcher den axial verlaufenden Abschnitt des Dichtungsspaltes 44 begrenzt, verläuft vorzugsweise parallel zur Rotationsachse.
3 zeigt einen Teilschnitt durch einen Spindelmotor mit einer gegenüber 1 abgewandelten Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagers. Mit Bezug auf 1 und deren Beschreibung sind in 3 gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Im Unterschied zu 1 weist anstelle der Lagerbuchse 10' nun das Rotorbauteil 26' an einem umlaufenden Rand 26b' einen ringförmigen Vorsprung 26a' auf, der in den Dichtungsspalt 44' hineinragt. Der Vorsprung 26a' ist in Richtung der Lagerbuchse 10' gerichtet und bildet die Verengung 48' des Dichtungsspalts 44'.
Die Lagerbuchse 10' ist an ihrem Außenumfang glatt ausgebildet, weist also keinen Vorsprung auf, wobei im Verlaufe des Dichtungsspaltes 44' der Durchmesser der Lagerbuchse 10' abnimmt und sich die innere begrenzende Wand der Lagerbuchse 10' in einem geringen Winkel b von vorzugsweise zwischen 1 Grad und 15 Grad relativ zur Rotationsachse 16 erstreckt.
Der umlaufende Rand 26b' des Rotorbauteils 26' bildet den Vorsprung 26a', wobei jenseits des Vorsprunges der Innenumfang des Randes 26b' in einem Winkel α verläuft, der vorzugsweise 30 bis 90 Grad beträgt, so dass sich der Dichtungsspalt 44' zunächst stark aufweitet.
Nach einer kurzen Strecke mit dem Winkel α verläuft die Innenwandung des Randes 26b' dann gerade und parallel zur Rotationsachse 16, kann aber auch in einem kleinen Winkel (nicht dargestellt) nach innen in Richtung der Rotationsachse 16 geneigt sein, wobei dieser Winkel beispielsweise ein oder zwei Grad betragen kann.
In 4 ist ein Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer weitern Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystems gezeigt.
Das fluiddynamische Lagersystem umfasst eine feststehende Welle 112, die in einem feststehenden Lagerbauteil 113 gehalten ist. Das feststehende Lagerbauteil 113 ist wiederum in einer Basisplatte 136 befestigt. Ein Rotorbauteil 126 mit einer vorzugsweise einteilig ausgebildeten Lagerbuchse 110 ist drehbar auf der Welle 112 angeordnet. Die Lagerbuchse 110 weist eine zentrische Bohrung auf, deren Durchmesser etwas größer ist, als der Außendurchmesser der Welle 112, so dass zwischen der Welle 112 und der Lagerbuchse 110 des Rotorbauteils 126 ein Lagerspalt 114 gebildet wird, der mit Lagerfluid gefüllt ist. Entlang des Lagerspaltes 114 sind zwei Radiallager 118, 122 mit fischgrätenartigen Lagerrillen 120, 124 angeordnet. Das untere Radiallager 122 ist dabei asymmetrisch ausgebildet, wobei der untere Ast der Lagerrillen 124 länger ausgebildet ist als der obere Ast der Lagerrillen 124 und pumpt infolgedessen das Lagerfluid nach oben in Richtung des Radiallagers 118. Die axialen Kräfte werden durch ein Axiallager 128 aufgenommen, welches getrennt durch den Lagerspalt 114 zwischen einer Stirnseite der Lagerbuchse 110 des Rotorbauteils 126 und einer gegenüberliegenden Fläche des feststehenden Lagerbauteils 113 gebildet wird. Das Axiallager 128 weist dabei vorzugsweise spiralförmige Lagerrillenstrukturen 130 auf, welche das Lagerfluid bei Umdrehung des Rotorbauteils 126 radial nach innen in Richtung zum unteren Radiallager 122 pumpen.
Der Lagerspalt 114 ist beidseitig offen und ist an diesen offenen Enden durch entsprechende Dichtungsmittel abgedichtet. Eine Seite des Lagerspalts 114 ist durch einen teilweise mit Lagerfluid gefüllten Dichtungsspalt 144 abgedichtet, der zwischen einer äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse 110 und einer inneren Mantelfläche des feststehenden Lagerbauteils 113 gebildet ist. Zwischen dem Bereich des Axiallagers 128 und dem Dichtungsspalt 144 ist ein Ringspalt 127 mit gegenüber dem Axiallagerspalt um mindestens den Faktor drei verbreitertem Spaltabstand angeordnet, in den ein Rezirkulationskanal 132 mündet. Dieser Rezirkulationskanal 132 verläuft um einen Winkel von etwa 10 Grad bis 30 Grad geneigt innerhalb der Lagerbuchse 110 und verbindet einen Bereich unterhalb der Unterseite des Stopperrings 146 mit dem Ringspalt 127.
Auf der anderen Seite ist der Lagerspalt 114 durch einen teilweise mit Lagerfluid gefüllten Dichtungsspalt 152 abgedichtet, der gebildet wird zwischen einer inneren Umfangsfläche des Rotorbauteils 126 und einer äußeren Umfangsfläche eines mit der Welle 112 verbundenen Stopperrings 146. Der Stopperring 146 hat zum einen die Funktion eines Stoppers, um ein Lösen des Rotorbauteils 126 von der Welle 112 zu verhindern und zum anderen die Funktion der Bildung des Dichtungsspaltes 152 zusammen mit dem Rotorbauteil 126. Der Außenumfang des Stopperrings 146 ist vorzugsweise mit Pumprillenstrukturen 156 versehen, so dass im Bereich des Dichtungsspaltes 152 zusätzlich eine dynamische Pumpdichtung 154 gebildet wird. Die dynamische Pumpdichtung 154 erzeugt eine Pumpwirkung auf das im Dichtungsspalt 152 befindliche Lagerfluid, die in das Innere des Lagers gerichtet ist. Jenseits des Dichtungsspaltes 152 ist ein ringförmiger Freiraum gebildet, der insbesondere zum Befüllen des Lagers dient und gleichzeitig als Ausgleichsreservoir für das Lagerfluid bei Stillstand des Motors wirkt. An dieser Seite wird der Dichtungsspalt 152 bzw. der Freiraum durch eine Abdeckung 158 abgedeckt.
Im Bereich des Dichtungsspaltes 144 weist die Lagerbuchse 110 einen radial nach außen weisenden Vorsprung 110a auf, welcher im Dichtungsspalt 144 eine Verengung 148 bildet. Gegenüberliegend dieses Vorsprungs 110a verläuft ein Rand 113a des feststehenden Lagerbauteils 113, welcher sich im Wesentlichen geradlinig und parallel zur Rotationsachse 116 erstreckt. Vorzugsweise verengt sich der Innendurchmesser des Randes 113a des feststehenden Lagerbauteils 113, ausgehend vom Lagerinneren zum Lageräußeren in einem ersten Bereich zunächst um 0 Grad bis 3 Grad und verläuft dann in einem zweiten Bereich parallel zur Rotationsachse 116. Nach dem Vorsprung 110a verringert sich der Durchmesser der Lagerbuchse 110 wieder relativ schnell, so dass sich der Dichtungsspalt 144 rasch auf einen größeren Querschnitt aufweitet. Dann verläuft die Wandung der Lagerbuchse 110 in einem flacheren Winkel nach innen in Richtung der Rotationsachse 116, so dass sich der Dichtungsspalt 144 in Richtung seines offenen Endes weiter aufweitet.
Im Prinzip entspricht der Dichtungsspalt der 4 im Wesentlichen dem in der 2 dargestellten Ausschnitt, der „auf den Kopf” gestellt” wurde mit dem Unterschied, dass die Lagerbuchse der 4 nunmehr drehend angeordnet ist und dass die radial äußere Begrenzung des Dichtungsspaltes nicht durch eine Nabe, sondern durch den Rand 113a eines feststehenden Lagerbauteils 113 gebildet ist. Entsprechend ist eine weitere mögliche Ausgestaltung des in der 4 dargestellten Lagertyps auch analog zur 3 dadurch gegeben, dass der die Verengung bildende Vorsprung nicht in dem Außenumfang der Lagerbuchse 110, sondern im Innenumfang des Randes 113a des feststehenden Lagerbauteils 113 ausgebildet ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
5 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung eines Lagersystems von 4 und zwar einen Ausschnitt des Bereiches des Dichtungsspaltes 244. Der Aufbau des Lagers entspricht im Wesentlichen dem Lager, wie es in 4 beschrieben ist. In einem feststehenden Lagerbauteil 213 ist eine Welle 212 gehalten, die unter Bildung eines Lagerspaltes 214 von einer rotierenden Lagerbuchse 210 umgeben ist.
Zwischen der Stirnseite der Lagerbuchse 210 und dem feststehenden Lagerbauteil 213 ist ein Axiallager 228 gebildet, wobei der Lagerspalt 214 radial auswärts des Axiallagers 228 in einen Ringspalt 227 als Teil des Dichtungsspalts 244 übergeht. Der Dichtungsspalt 244 weist somit einen radial verlaufenden und einen axial verlaufenden Abschnitt weitet sich im Querschnitt gleichmäßig auf und ist anteilig mit Lagerfluid gefüllt.
Erfindungsgemäß wird eine Verengung 248 im Dichtungsspalt 244 nun dadurch realisiert, das beispielsweise an der Stirnseite der Lagerbuchse 210 ein ringförmiges Bauteil 260 angeordnet ist, das in den Dichtungsspalt 244 hineinreicht und den Querschnitt des Dichtungsspaltes 244 in diesem Bereich verengt.
Dieses den Querschnitt des Dichtungsspaltes 244 verengende Bauteil 260 muss nicht an der dargestellten Position angeordnet sein. Das Bauteil 260 kann erfindungsgemäß an verschiedenen Positionen des Dichtungsspaltes 244 vorgesehen sein. Es kann beispielsweise auch am Innenumfang des Randes 213a des feststehenden Bauteils 213 angeordnet sein, wie es unter Position 260' dargestellt ist.
Alternativ kann das den Querschnitt des Dichtungsspaltes verengende Bauteil auch am Außenumfang der Lagerbuchse 210 (gegenüberliegend dem Bauteil 260') angeordnet sein, also in Höhe des Bauteils 260', aber an der Lagerbuchse 210 anstelle des Lagerbauteils 213. Dies ist zeichnerisch nicht dargestellt. Die den Querschnitt des Dichtungsspaltes 244 verengenden Bauteile 260, 260' können als separate Bauteile ausgestaltet sein oder einteilig mit demjenigen Bauteil ausgebildet sein, an welchem es jeweils anliegt.
Bezugszeichenliste

10, 10', 110, 210: Lagerbuchse
10a, 110a: Vorsprung
12, 112: Welle
113, 213: feststehendes Lagerbauteil
113a, 213a: Rand
14, 114, 214: Lagerspalt
16, 116: Rotationsachse
18, 118: Radiallager
20, 120: Lagerrillenstrukturen
22, 122: Radiallager
24, 124: Lagerrillenstrukturen
26, 26', 126: Rotorbauteil (Nabe)
26a': Vorsprung
26b': Rand
27, 127, 227: Ringspalt
28, 128, 228: Axiallager
30, 130: Lagerrillenstrukturen
32, 132: Rezirkulationskanal
34: Abdeckplatte
36, 136: Basisplatte
38, 138: Statoranordnung
40, 140: Rotormagnet
42, 142': Metallring
44, 44', 144, 244: Dichtungsspalt
46, 146: Stopperring
47: Stufe
48, 48', 148, 248: Verengung
50: Aussparung
152: Dichtungsspalt
154: Pumpdichtung
156: Pumpstrukturen
158: Abdeckung
260, 260': Querschnitt verengendes Bauteil
a: Spaltbreite des Axiallagerspalts
b: Spaltbreite des Dichtungsspalts an der Verengung
c: Spaltbreite des Dichtungsspalts nach der Verengung
L: Länge der Verengung entlang des Dichtungsspalts
a, b: Öffnungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7374340 B2 [0012]

Claims

Fluiddynamisches Lagersystem, welches umfasst: ein feststehendes Lagerbauteil (10, 112, 113, 212, 213), ein bewegliches Lagerbauteil (12, 110, 210), das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse (16, 116) drehbar gelagert ist, einen Lagerspalt (14, 114, 214), der zwischen einander zugeordneten Lagerflächen der beiden Lagerbauteile angeordnet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist, mindestens ein fluiddynamisches Radiallager (18; 22), das durch Lagerflächen entlang eines axial verlaufenden Abschnittes des Lagerspalts (14, 114, 214) gebildet ist, mindestens ein fluiddynamisches Axiallager (28, 128, 228), das durch Lagerflächen entlang eines radial verlaufenden Abschnittes des Lagerspalts (14, 114, 214) gebildet ist, einen Dichtungsspalt (44, 144, 244) zur Abdichtung eines offenen Endes des Lagerspalts (14, 114, 214), wobei der Dichtungsspalt (44, 144, 244) an den radial verlaufenden Abschnitt des Lagerspaltes angrenzt und einen mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt und einen nicht mit Lagerfluid gefüllten Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des mit Lagerfluid gefüllten Abschnitts des Dichtungsspaltes (44, 144, 244) eine Verengung (48, 148, 248) angeordnet ist, deren Länge L entlang des Dichtungsspaltes (44, 144, 244) mindestens dreimal so groß ist wie die größte Breite b des Dichtungsspaltes im Bereich der Verengung.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Lagerbauteil eine Lagerbuchse (10, 10') umfasst.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Lagerbauteil eine Welle (12) und ein mit der Welle verbundenes Rotorbauteil (26, 26') umfasst.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsspalt (44) durch Oberflächen der Lagerbuchse (10, 10') und des Rotorbauteils (26, 26') begrenzt ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (28) des Dichtungsspalts (44) durch einen ringförmigen Vorsprung (10a, 26a') gebildet ist, der an einem Außenumfang der Lagerbuchse (10) und/oder an einem Innenumfang des Rotorbauteils (26') angeordnet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Lagerbauteil eine Welle (112, 212) und ein mit der Welle verbundenes feststehendes Bauteil (113, 213) umfasst.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Lagerbauteil eine Lagerbuchse (110, 210) umfasst.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsspalt (144, 244) durch Oberflächen der Lagerbuchse (110, 210) und des feststehenden Bauteils (113, 213) begrenzt ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1, 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (148) des Dichtungsspalts (144) durch einen ringförmigen Vorsprung (110a) gebildet ist, der an einem Außenumfang der Lagerbuchse (110) und/oder an einem Innenumfang des feststehenden Bauteils angeordnet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1, 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (248) des Dichtungsspalts (244) durch ein ringförmiges Bauteil (260, 260') gebildet ist, das an einer Außenfläche der Lagerbuchse (210) und/oder an einer Außenfläche des feststehenden Bauteils (213) angeordnet ist und in den Querschnitt des Dichtungsspaltes (244) hineinragt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Dichtungsspaltes (44, 144, 244) an der Verengung (48, 148, 248) zwischen 20 und 50 Mikrometer beträgt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L der Verengung (48, 148, 248) zwischen 150 und 400 Mikrometer beträgt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Begrenzungsfläche des Dichtungsspalt (44, 144 jenseits der Verengung in einem ersten Winkel von 30° < α ≦ 90° in Bezug auf die Rotationsachse (16, 116) verläuft, wodurch sich der Dichtungsspalt (44, 144) bis auf eine Spaltbreite (c) von mindestens 100 Mikrometer öffnet.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Begrenzungsfläche des Dichtungsspalts (44, 144) jenseits des Bereichs mit der Spaltbreite c in einem zweiten Winkel 0° < β < 15° in Bezug auf die Rotationsachse (16, 116) verläuft, wodurch sich der Dichtungsspalt in Richtung seines nicht mit Lagerfluid gefüllten Abschnitts öffnet.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abschnitts des Lagerspalts (14, 114, 214) im Bereich des fluiddynamischen Axiallagers (28, 128, 228) im Betrieb eine Breite a zwischen 4 und 15 Mikrometer aufweist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für die Spaltbreiten a, b, c folgende Beziehung gilt: a < b < c.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Spaltbreiten a, b, c folgende Beziehung gilt: 4a < 2b < c.
Spindelmotor mit einem Stator und einem Rotor, der mittels eines fluiddynamischen Lager gemäß einem dem Ansprüche 1 bis 17 gegenüber dem Stator drehbar gelagert ist, und einem elektromagnetischen Antriebssystem zum Antrieb des Rotors.