DE102013008049A1 - Fluid dynamic storage system - Google Patents

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Abstract

Beschrieben ist ein fluiddynamisches Lagersystem, das ein feststehendes Lagerbauteil sowie ein drehbares Lagerbauteil umfasst, das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Zwischen einander gegenüber liegenden Flächen der beiden Lagerbauteile ist ein Lagerspalt angeordnet, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist, wobei entlang des Lagerspaltes mindestens ein fluiddynamisches Radiallager und mindestens ein fluiddynamisches Axiallager angeordnet sind. Das feststehende Bauteil umfasst eine Welle mit einem Stopperbauteil, wobei zwischen dem Stopperbauteil und dem drehbaren Lagerbauteil ein Einfüllreservoir für das Lagerfluid angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Welle im Bereich des Stopperbauteils eine umlaufende Rille in Form einer Hohlkehle aufweist.A fluid dynamic bearing system is described which comprises a fixed bearing component and a rotatable bearing component which is rotatably mounted about an axis of rotation relative to the fixed bearing component. A bearing gap, which is filled with a bearing fluid, is arranged between mutually opposite surfaces of the two bearing components, at least one fluid dynamic radial bearing and at least one fluid dynamic axial bearing being arranged along the bearing gap. The fixed component comprises a shaft with a stopper component, a filling reservoir for the bearing fluid being arranged between the stopper component and the rotatable bearing component. The invention is characterized in that the shaft has a circumferential groove in the form of a fillet in the area of the stopper component.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige fluiddynamische Lagersysteme werden beispielsweise zur Drehlagerung von Spindelmotoren eingesetzt, wie sie wiederum zum Antrieb von Speicherplattenlaufwerken verwendet werden.The invention relates to a fluid dynamic bearing system according to the features of the preamble of claim 1. Such fluid dynamic bearing systems are used, for example, for the rotational mounting of spindle motors, as they are in turn used to drive storage disk drives.

Stand der TechnikState of the art

Fluiddynamische Lagersysteme umfassen in der Regel mindestens zwei relativ zueinander drehbare Lagerbauteile, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen wenige Mikrometer breiten und mit einem Lagerfluid, z. B. Lageröl, gefüllten Lagerspalt ausbilden. In bekannter Weise sind den Lagerflächen zugeordnete und auf das Lagerfluid wirkende Lagerrillenstrukturen vorgesehen. In fluiddynamischen Lagern werden die Lagerrillenstrukturen in Form von Vertiefungen oder Erhebungen üblicherweise auf einzelne oder beide Lagerflächen aufgebracht. Diese auf entsprechenden Lagerflächen der Lagerpartner angeordneten Lagerrillenstrukturen 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 („herringbone”) Lagerrillenstrukturen verwendet, die in an einer Fläche parallel zur Rotationsachse der Lagerbauteile über den Umfang mindestens eines Lagerbauteils verteilt angeordnet sind. Bei Axiallagern werden beispielsweise spiralförmige oder fischgrätartige Lagerrillenstrukturen verwendet, die in einer Ebene quer zur Rotationsachse angeordnet werden.Fluid dynamic bearing systems usually comprise at least two relatively rotatable bearing components, the bearing surfaces between each other a few microns wide and with a bearing fluid, for. B. bearing oil, filled bearing gap form. In a known manner, the bearing surfaces assigned and acting on the bearing fluid Lagerrillenstrukturen are provided. In fluid dynamic bearings, the bearing groove structures in the form of depressions or elevations are usually applied to individual or both bearing surfaces. These bearing groove structures arranged on corresponding bearing surfaces of the bearing partners serve as bearing and / or pumping structures which generate a hydrodynamic pressure upon relative rotation of the bearing components within the bearing gap. In radial bearings, for example, sinusoidal, parabolic or herringbone ("herringbone") bearing groove structures are used, which are arranged distributed on a surface parallel to the axis of rotation of the bearing components over the circumference of at least one bearing component. In axial bearings, for example, helical or herringbone bearing groove structures are used, which are arranged in a plane transverse to the axis of rotation.

Es sind fluiddynamische Lagersysteme für Spindelmotoren mit feststehender Welle und beidseitig offenem Lagerspalt bekannt. Diese Lagersysteme umfassen beispielsweise zwei axial voneinander beabstandete fluiddynamische Radiallager und ein fluiddynamisches Axiallager, das oftmals durch ein entgegengesetzt wirkendes magnetisches Axiallager vorgespannt ist. Ein entscheidender Vorteil einer feststehenden Welle ist es, dass diese an beiden Enden fest eingespannt werden kann. Dadurch erhält ein solches Lagersystem eine sehr hohe strukturelle Steifigkeit, wodurch es besonders geeignet ist für Spindelmotoren mit hoher Last, beispielsweise zum Antrieb von Festplattenlaufwerken für Server-Anwendung oder Festplattenlaufwerke mit erhöhten oder besonderen Anforderungen, wie heute unter anderem bei vielen mobilen Anwendungen mit stetig wachsender Datendichte und gleichzeitig während des normalen Betriebs bestehenden Vibrationen auftreten.There are known fluid dynamic bearing systems for spindle motors with fixed shaft and both sides open bearing gap. These storage systems include, for example, two axially spaced-apart fluid dynamic radial bearings and a fluid dynamic thrust bearing, which is often biased by an oppositely acting magnetic thrust bearing. A decisive advantage of a fixed shaft is that it can be firmly clamped at both ends. This gives such a storage system a very high structural rigidity, making it particularly suitable for spindle motors with high load, for example for driving hard disk drives for server application or hard disk drives with increased or special requirements, such as today in many mobile applications with steadily growing Data density and at the same time during normal operation existing vibrations occur.

Ein wichtiger Verfahrenschritt bei der Herstellung eines solchen Lagers ist das Befüllen des Lagerspalts mit Lagerfluid. Das Lagerfluid wird in der Regel erst nach der Montage der Lagerkomponenten in den Lagerspalt eingefüllt. Bei einem bekannten Einfüllverfahren wird eine genau bemessene Menge an Lagerfluid mittels einer Dosiervorrichtung in ein speziell dafür ausgelegtes ringförmiges Einfüllreservoir eingebracht. Das Einfüllreservoir ist beispielsweise zwischen Rotorbauteil und Welle angeordnet und mit dem Lagerspalt verbunden. Das eingefüllte Lagerfluid bildet im Einfüllreservoir einen geschlossenen Ring aus Lagerfluid aus. Das im Einfüllreservoir befindliche Lagerfluid kriecht aufgrund von Kapillarkräften in den Lagerspalt. Durch Vakuumverfahren oder Drehung des Lagers kann der Befüllvorgang beschleunigt bzw. optimiert werden.An important step in the production of such a bearing is the filling of the bearing gap with bearing fluid. The bearing fluid is usually filled in the bearing gap after assembly of the bearing components. In a known filling method, a precisely measured amount of bearing fluid is introduced by means of a metering device in a specially designed annular filling reservoir. The filling reservoir is arranged, for example, between the rotor component and the shaft and connected to the bearing gap. The filled bearing fluid forms a closed ring of bearing fluid in the filling reservoir. The bearing fluid in the filling reservoir creeps into the bearing gap due to capillary forces. By vacuum process or rotation of the bearing, the filling process can be accelerated or optimized.

Damit das Einfüllreservoir die gesamte Menge an Lagerfluid für die Befüllung des Lagers auf einmal aufnehmen kann, muss es ein bestimmtes Volumen aufweisen. Das Einfüllreservoir befindet sich in der Regel zwischen der Welle und der Lagerbuchse bzw. dem Rotorbauteil des Lagers, wobei der Durchmesser der Welle mitbestimmend für die verfügbare Größe und Geometrie des Einfüllreservoirs ist.In order for the filling reservoir to be able to hold the entire amount of bearing fluid for filling the bearing at once, it must have a certain volume. The filling reservoir is usually located between the shaft and the bearing bush or the rotor component of the bearing, wherein the diameter of the shaft is co-determining the available size and geometry of the filling reservoir.

Da die fluiddynamischen Lager immer kleiner werden, spielt die Befestigung der Welle an ihrem oberen Ende eine immer bedeutendere Rolle um die Schwingungsneigung und Stabilität des Lagers zu verbessern. Insbesondere die stirnseitige Auflagefläche der Welle für die Befestigung an einem Gehäuse muss eine gewisse Größe, d. h. einen gewissen Durchmesser, aufweisen. Bei den geringen verfügbaren Platzverhältnissen in einem fluiddynamischen Lager würde eine Vergrößerung des Wellendurchmessers im Bereich des Einfüllreservoirs eine Reduzierung des Volumens des Einfüllreservoirs bedeuten. Die obere Fläche der Welle muss auch ausreichend groß sein für die Einbringung einer Bohrung, welche zur Schraubbefestigung eines Gehäusedeckels (top cover) vorgesehen ist.As the fluid dynamic bearings become smaller and smaller, the attachment of the shaft at its upper end plays an increasingly important role in order to improve the tendency of vibration and stability of the bearing. In particular, the frontal bearing surface of the shaft for attachment to a housing must have a certain size, d. H. have a certain diameter. Given the small space available in a fluid-dynamic bearing, increasing the shaft diameter in the region of the filling reservoir would mean a reduction in the volume of the filling reservoir. The upper surface of the shaft must also be large enough for the introduction of a hole, which is provided for the screw-fastening of a housing cover (top cover).

Ein verringertes Volumen des Einfüllreservoirs ist jedoch ungünstig für den Einfüllprozess. Wenn beim Füllprozess die vorgesehene Menge an Lagerfluid für das Lager nicht auf einmal im Einfüllreservoir aufgenommen werden kann, besteht die Gefahr, dass dem Einfüllreservoir benachbarte Oberflächen der Welle oder die zentrale Bohrung der Welle mit Lagerfluid kontaminiert werden. Um das zu verhindern ist eine aufwendigere Prozessführung beispielsweise ein mehrstufiger Füllprozess notwendig.However, a reduced volume of the filling reservoir is unfavorable for the filling process. If, during the filling process, the intended amount of storage fluid for the bearing can not be accommodated at once in the filling reservoir, there is a risk that the filling reservoir adjacent surfaces of the shaft or the central bore of the shaft are contaminated with bearing fluid. To prevent this, a more complex process management, for example, a multi-stage filling process is necessary.

Auch eine Verringerung der axialen Höhe des Lagers führt automatisch zu einer verringerten axialen Höhe des Einfüllreservoirs und damit zu einem verringerten Einfüllvolumen.A reduction of the axial height of the bearing automatically leads to a reduced axial height of the filling reservoir and thus to a reduced filling volume.

Es besteht daher die Notwendigkeit bei fluiddynamischen Lagern mit verringerter Bauhöhe bzw. mit größerem Wellendurchmesser ein ausreichend großes Einfüllreservoir bereit zu stellen. There is therefore the need to provide a sufficiently large filling reservoir for fluid-dynamic bearings with a reduced overall height or with a larger shaft diameter.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere für einen Spindelmotor zum Antrieb eines Speicherplattenlaufwerks, anzugeben, bei dem trotz verringerter Bauhöhe und/oder größerem Wellendurchmesser ein problemloses Befüllen mit Lagerfluid gewährleistet ist.It is the object of the invention to provide a fluid-dynamic bearing system, in particular for a spindle motor for driving a storage disk drive, in which despite reduced overall height and / or larger shaft diameter easy filling with bearing fluid is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a storage system with the features of claim 1.

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

Das fluiddynamische Lagersystem umfasst ein feststehendes Lagerbauteil sowie ein drehbares Lagerbauteil, das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Zwischen einander gegenüber liegenden Flächen der beiden Lagerbauteile ist ein Lagerspalt angeordnet, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist, wobei entlang des Lagerspaltes mindestens ein fluiddynamisches Radiallager und mindestens ein fluiddynamisches Axiallager angeordnet sind. Das feststehende Bauteil umfasst eine Welle mit einem Stopperbauteil, wobei zwischen dem Stopperbauteil und dem drehbaren Lagerbauteil ein Einfüllreservoir für das Lagerfluid angeordnet ist, dessen Volumen ausreicht, um vorzugsweise das gesamte im Lagersystem benötigte Lagerfluid aufzunehmen.The fluid-dynamic bearing system comprises a fixed bearing component and a rotatable bearing component which is rotatably mounted relative to the stationary bearing component about a rotation axis. Between opposing surfaces of the two bearing components, a bearing gap is arranged, which is filled with a bearing fluid, wherein along the bearing gap at least one fluid dynamic radial bearing and at least one fluid dynamic thrust bearing are arranged. The fixed component comprises a shaft with a stopper component, wherein between the stopper member and the rotatable bearing member, a filling reservoir for the bearing fluid is arranged, the volume of which is sufficient to accommodate preferably the entire storage fluid required in the storage system.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Welle im Bereich des Stopperbauteils eine umlaufende Rille in Form einer Hohlkehle aufweist.The invention is characterized in that the shaft has a circumferential groove in the form of a groove in the region of the stopper component.

Durch die hohlkehlige Ausführung der Welle im Bereich des Einfüllreservoirs wird das Volumen des Einfüllreservoirs vergrößert, ohne den Durchmesser der Welle insgesamt verringern oder die Bauhöhe des Lagersystems vergrößern zu müssen. Erfindungsgemäß ist insbesondere der kleinste Durchmesser des Stopperbauteils im Bereich der Hohlkehle angeordnet, d. h., der kleinste Durchmesser der Hohlkehle ist kleiner als der Durchmesser des freien Endes des Stopperbauteils, das eine obere Befestigungsfläche aufweist.Due to the hollowed-out design of the shaft in the region of the filling reservoir, the volume of the filling reservoir is increased without reducing the diameter of the shaft as a whole or having to increase the overall height of the storage system. According to the invention, in particular the smallest diameter of the stopper component is arranged in the region of the groove, d. h., The smallest diameter of the groove is smaller than the diameter of the free end of the stopper member having an upper mounting surface.

Damit keine Reste von Lagerfluid im Einfüllreservoir zurückbleiben, nachdem das Fluid in den Lagerspalt eingefüllt wurde, wird es bevorzugt, dass die Oberfläche des Stopperbauteils im Bereich des Einfüllreservoirs abgerundete Formen ohne scharfe Kanten oder Grate aufweist, an denen das Lagerfluid haften bleiben könnte.So that no residues of bearing fluid remain in the filling reservoir after the fluid has been introduced into the bearing gap, it is preferred that the surface of the stopper component in the region of the filling reservoir has rounded shapes without sharp edges or burrs, on which the bearing fluid could adhere.

Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion der Welle im Bereich des Stopperbauteils kann eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Stirnfläche des Stopperbauteils und einem Gehäusebauteil realisiert werden. Mit anderen Worten kann das Stopperbauteil einen relativ großen Durchmesser an der oberen Stirnfläche aufweisen, ohne dass die Bauhöhe des Lagersystems oder der Durchmesser der Welle bzw. des Stopperbauteils vergrößert werden müsste.With the inventive construction of the shaft in the region of the stopper component, an enlargement of the contact area between the end face of the stopper component and a housing component can be realized. In other words, the stopper component may have a relatively large diameter at the upper end face, without the height of the bearing system or the diameter of the shaft or the stopper component would have to be increased.

Bei geeigneter Konstruktion kann durch geeignete Formgebung der Hohlkehle erreicht werden, dass das Lagerfluid bei Schockeinwirkung durch die Hohlkehle umgelenkt wird und somit den Bereich des Einfüllreservoirs nicht verlassen und nach außen austreten kann.With a suitable design can be achieved by suitable shaping of the groove that the bearing fluid is deflected by shock during the action of the groove and thus can not leave the area of the filling reservoir and escape to the outside.

Insbesondere liegt der kleinste Durchmesser des Stopperbauteils im Bereich der Hohlkehle.In particular, the smallest diameter of the stopper component is in the region of the groove.

Dabei ist die Hohlkehle so ausgebildet, dass die Oberfläche des Stopperbauteils im Bereich der Hohlkehle zumindest an einem Punkt eine parallel zur Rotationsachse verlaufenden Tangende aufweist.In this case, the groove is formed so that the surface of the stopper member has in the region of the groove at least at one point parallel to the axis of rotation extending Tangende.

Die Erfindung ist insbesondere geeignet für ein fluiddynamisches Lager mit feststehender Welle, die mit einem Ende in einem ersten Lagerbauteil aufgenommen ist und an einem anderen Ende ein Stopperbauteil aufweist.The invention is particularly suitable for a fluid-dynamic bearing with a fixed shaft, which is accommodated with one end in a first bearing component and having a stopper component at another end.

Das rotierende Bauteil des Lagersystems wird vorzugsweise durch eine Lagerbuchse oder ein eine Lagerbuchse aufweisendes Rotorbauteil gebildet, wobei die Lagerbuchse zwischen dem feststehenden Lagerbauteil und dem Stopperbauteil auf der Welle drehbar angeordnet ist.The rotating component of the bearing system is preferably formed by a bearing bush or a bearing component having a rotor component, wherein the bearing bush between the fixed bearing member and the stopper member is rotatably mounted on the shaft.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagers weist der Lagerspalt zwei offene Enden auf, welche durch Dichtungsmittel, beispielsweise Kapilardichtungen oder dynamische Pumpdichtungen, abgedichtet sind. Das Einfüllreservoir ist angrenzend an die Dichtungsmittel angeordnet, d. h. die Dichtungsmittel befinden sich zwischen dem Lagerspalt und dem Einfüllreservoir.In the embodiment according to the invention of a fluid-dynamic bearing, the bearing gap has two open ends, which are sealed by sealing means, for example capillary seals or dynamic pump seals. The filling reservoir is disposed adjacent to the sealing means, i. H. the sealing means are located between the bearing gap and the filling reservoir.

Das beschriebene Lagersystem ist geeignet zur Drehlagerung eines Spindelmotors, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Rotor von einem elektromagnetischen Antriebssystem angetrieben wird.The described bearing system is suitable for the rotary mounting of a spindle motor, which has a stator and a rotor, wherein the rotor is driven by an electromagnetic drive system.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei ergeben sich aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.Preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. This result from the Drawings and their description further features and advantages of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1: zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem erfindungsgemäßen Lagersystem. 1 : shows a section through a spindle motor with a storage system according to the invention.

2: zeigt eine vergrößerte Darstellung des Einfüll- und Dichtungsbereiches des Lagersystems von 1. 2 : shows an enlarged view of the filling and sealing area of the storage system of 1 ,

3: zeigt eine vergrößerte Darstellung einer abgewandelten Ausgestaltung des Einfüll- und Dichtungsbereiches des Lagersystems von 1. 3 : shows an enlarged view of a modified embodiment of the filling and sealing region of the storage system of 1 ,

Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen der ErfindungDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Die 1 zeigt einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lagersystem gemäß der Erfindung. Ein solcher Spindelmotor kann zum Antrieb von Speicherplatten eines Festplattenlaufwerks verwendet werden.The 1 shows a spindle motor with a fluid dynamic bearing system according to the invention. Such a spindle motor can be used to drive disks of a hard disk drive.

Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 10, die eine im Wesentlichen zentrale zylindrische Öffnung aufweist, in welcher ein Lagerbauteil 16 aufgenommen ist. Das Lagerbauteil 16 ist etwa becherförmig ausgebildet und umfasst eine zentrale Öffnung, in welcher ein Ende einer Welle 12 befestigt ist. Die Befestigung der Welle 12 in dem Lagerbauteil 16 kann beispielsweise durch eine Presspassung erfolgen. An dem anderen Ende der feststehenden Welle 12 ist ein Stopperbauteil 18 angeordnet, das vorzugsweise ringförmig und einteilig mit der Welle 12 ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die übrigen Abschnitte der Welle 12. Die genannten Bauteile 10, 12, 16 und 18 bilden die feststehende Komponente des Lagersystems.The spindle motor comprises a base plate 10 having a substantially central cylindrical opening in which a bearing member 16 is included. The bearing component 16 is approximately cup-shaped and comprises a central opening, in which one end of a shaft 12 is attached. The attachment of the shaft 12 in the bearing component 16 can be done for example by a press fit. At the other end of the fixed shaft 12 is a stopper component 18 arranged, preferably annular and integral with the shaft 12 is formed and has a larger diameter than the remaining portions of the shaft 12 , The named components 10 . 12 . 16 and 18 form the fixed component of the storage system.

Das Lagersystem umfasst ein Rotorbauteil in Form einer Nabe mit integrierter Lagerbuchse 14a, die in einem durch die Welle 12 und die beiden Lagerbauteile 16, 18 gebildeten Zwischenraum relativ zu diesen Bauteilen drehbar angeordnet ist. Das Stopperbauteil 18 ist in einer ringförmigen Aussparung der Lagerbuchse 14a angeordnet. Aneinander angrenzende Flächen der Welle 12, der Lagerbuchse 14a und der Lagerbauteile 16, 18 sind durch einen schmalen, beidseitig offenen Lagerspalt 20 voneinander getrennt. Der Lagerspalt 20 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Prinzipiell ist es auch möglich, das Rotorbauteil 14 und die Lagerbuchse 14a als zwei separate Teile auszubilden.The bearing system comprises a rotor component in the form of a hub with integrated bearing bush 14a in one by the shaft 12 and the two bearing components 16 . 18 formed intermediate space is rotatably arranged relative to these components. The stopper component 18 is in an annular recess of the bearing bush 14a arranged. Adjacent surfaces of the shaft 12 , the bearing bush 14a and the bearing components 16 . 18 are through a narrow, open on both sides bearing gap 20 separated from each other. The bearing gap 20 is filled with a bearing fluid, such as a bearing oil. In principle, it is also possible, the rotor component 14 and the bearing bush 14a as two separate parts form.

Die Lagerbuchse 14a hat eine zylindrische Bohrung an deren Innenumfang zwei zylindrische Radiallagerflächen ausbildet sind, welche entsprechenden Radiallagerflächen der Welle gegenüberliegen. Diese Radiallagerflächen weisen Lagerrillenstrukturen 22a, 24a auf, die in Verbindungsrillen 22b und 24b enden und zur Sicherstellung der Pumpwirkung trotz axialer Toleranzen bei der Herstellung und zum Druckausgleich in Umfangsrichtung dienen. Die Lagerrillenstrukturen 22a und 24a bilden zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordnete fluiddynamische Radiallager 22 und 24, die durch einen dazwischen umlaufenden Separatorspalt 21 getrennt sind. Die Radiallagerflächen haben im Betrieb des Lagers einen Abstand von wenigen Mikrometern unter Bildung des axial verlaufenden Lagerspalts 20. Der Separatorspalt 21 ist dabei deutlich breiter als der Lagerspalt 20 und beträgt etwa 50 bis 100 Mikrometer.The bearing bush 14a has a cylindrical bore on the inner circumference of two cylindrical radial bearing surfaces are formed, which opposite radial bearing surfaces of the shaft. These radial bearing surfaces have bearing groove structures 22a . 24a on that in connecting grooves 22b and 24b end and serve to ensure the pumping action despite axial tolerances in the manufacture and pressure equalization in the circumferential direction. The bearing groove structures 22a and 24a form two arranged in an axial distance fluid dynamic radial bearings 22 and 24 passing through an intervening separator gap 21 are separated. The radial bearing surfaces have a distance of a few microns during operation of the bearing to form the axially extending bearing gap 20 , The separator gap 21 is significantly wider than the bearing gap 20 and is about 50 to 100 microns.

An das untere Radiallager 24 schließt sich ein radial verlaufender Abschnitt des Lagerspalts 20 an, der durch radial verlaufende Axiallagerflächen der Lagerbuchse 14a und entsprechend gegenüber liegende Axiallagerflächen des Lagerbauteiles 16, das zumindest in dem Bereich des Axiallagers zur Erhöhung der Lagerlebensdauer mit DLC (diamond like carbon) beschichtet ist, gebildet wird. Diese Axiallagerflächen bilden ein fluiddynamisches Axiallager 26 in Form eines zur Rotationsachse 46 senkrechten Kreisringes. Das fluiddynamische Axiallager 26 ist in bekannter Weise durch beispielsweise spiralförmige Axiallagerrillen 26a gekennzeichnet, die entweder auf der Stirnseite der Lagerbuchse 14a, dem Lagerbauteil 16 oder beiden Teilen angebracht werden können. Die Axiallagerrillen 26a des Axiallagers 26 erstrecken sich vorzugsweise über die ganze Stirnfläche der Lagerbuchse 14a, also von inneren Rand bis zum äußeren Rand.To the lower radial bearing 24 closes a radially extending portion of the bearing gap 20 on, by radially extending thrust bearing surfaces of the bearing bush 14a and corresponding opposite thrust bearing surfaces of the bearing component 16 , which is at least in the region of the thrust bearing to increase the bearing life with DLC (diamond like carbon) is coated formed. These thrust bearing surfaces form a fluid-dynamic thrust bearing 26 in the form of an axis of rotation 46 vertical circular ring. The fluid dynamic thrust bearing 26 is in a known manner by, for example, spiral thrust grooves 26a marked either on the front side of the bearing bush 14a , the bearing component 16 or both parts can be attached. The axial bearing grooves 26a of the thrust bearing 26 preferably extend over the entire end face of the bearing bush 14a that is, from the inner edge to the outer edge.

In vorteilhafter Weise sind alle für die Radiallager 22, 24, das Axiallager 26 sowie evtl. einer Pumpdichtung 36 notwendigen Lager- bzw. Pumprillenstrukturen an der Lagerbuchse 14a angeordnet, was die Herstellung des Lagers insbesondere der Welle 12 und der Lagerbauteile 16, 18 vereinfacht.Advantageously, all are for the radial bearings 22 . 24 , the thrust bearing 26 and possibly a pump seal 36 necessary bearing or pump groove structures on the bearing bush 14a arranged what the production of the bearing, in particular the shaft 12 and the bearing components 16 . 18 simplified.

An den radialen Abschnitt des Lagerspalts 20 im Bereich des Axiallagers 26 schließt sich ein anteilig mit Lagerfluid gefüllter erster Dichtungsspalt 32 an, der durch einander gegenüberliegende Flächen der Lagerbuchse 14a des Rotorbauteils 14 und des Lagerbauteils 16 gebildet wird und das betreffende Ende des Lagerspalts abdichtet. Der erste Dichtungsspalt 32 umfasst einen gegenüber dem Lagerspalt 20 verbreiterten radial verlaufenden Abschnitt, der in einen sich konisch öffnenden nahezu axial verlaufenden Abschnitt übergeht, der von einer äußeren Umfangsfläche der Lagerbuchse 14a und einer inneren Umfangsfläche des Lagerbauteils 16 begrenzt wird. Neben der Funktion als kapillare Dichtung dient der Dichtungsspalt 32 als Fluidreservoir und stellt die für die Lebensdauer des Lagersystems benötigte Fluidmenge bereit. Ferner können Fülltoleranzen und eine eventuelle thermische Ausdehnung des Lagerfluids ausgeglichen werden. Die beiden den konischen Abschnitt des Dichtungsspalts 32 bildenden Flächen an der Lagerbuchse 14a und dem Lagerbauteil 16 können jeweils relativ zur Rotationsachse 46 nach innen geneigt sein. Dadurch wird das Lagerfluid bei einer Drehung des Lagers aufgrund der Fliehkraft nach innen in Richtung des Lagerspalts 20 gedrückt.At the radial portion of the bearing gap 20 in the area of the thrust bearing 26 closes a proportionately filled with bearing fluid first sealing gap 32 on, by opposing surfaces of the bearing bush 14a of the rotor component 14 and the bearing component 16 is formed and seals the relevant end of the storage gap. The first sealing gap 32 includes one opposite the bearing gap 20 widened radially extending portion that merges into a conically opening nearly axially extending portion of an outer peripheral surface of the bearing bush 14a and an inner peripheral surface of the bearing member 16 is limited. In addition to the function as a capillary seal, the sealing gap is used 32 as a fluid reservoir and provides the for the life of the storage system required amount of fluid ready. Furthermore, filling tolerances and a possible thermal expansion of the bearing fluid can be compensated. The two of the conical section of the sealing gap 32 forming surfaces on the bearing bush 14a and the bearing component 16 can each relative to the axis of rotation 46 to be inclined inwards. As a result, the bearing fluid in a rotation of the bearing due to the centrifugal force inward in the direction of the bearing gap 20 pressed.

An der anderen Seite des Lagersystems ist die Lagerbuchse 14a im Anschluss an das obere Radiallager 22 so gestaltet, dass sie eine radiale verlaufende Fläche ausbildet, die mit einer entsprechend gegenüberliegenden Fläche des Stopperbauteils 18 einen radialen Spalt bildet. An den radialen Spalt schließt sich ein axial verlaufender zweiter Dichtungsspalt 34 an, der den Lagerspalt 20 an diesem Ende abdichtet. Dieser Dichtungsspalt 20 setzt sich vorzugsweise aus einer axial verlaufenden Pumpdichtung 36 mit Pumprillenstrukturen 36a und einer Kapillardichtung 35 zusammen. Jenseits der Pumpdichtung 36 weitet sich die Kapillardichtung 35 mit vorzugsweise konischem Querschnitt auf. Der zweite Dichtungsspalt 34 wird durch einander gegenüberliegende Oberflächen der Lagerbuchse 14a und des Stopperbauteils 18 begrenzt und kann von einer ringförmigen Abdeckkappe 30 abgedeckt sein. Die Abdeckkappe 30 ist an einer Stufe 38 des Rotorbauteils 14 gehalten und dort beispielsweise angeklebt, aufgepresst und/oder verschweißt. Der innere Rand der Abdeckkappe 30 kann zusammen mit dem Außenumfang der Welle 12 eine Spaltdichtung 31 ausbilden. Dies erhöht die Sicherheit gegen ein Austreten von Lagerfluid, beispielsweise durch Verdunstung, aus dem zweiten Dichtungsspalt 34.On the other side of the storage system is the bearing bush 14a following the upper radial bearing 22 designed so that it forms a radial extending surface, which with a corresponding opposite surface of the stopper member 18 forms a radial gap. At the radial gap, an axially extending second sealing gap closes 34 on, the bearing gap 20 seals at this end. This sealing gap 20 is preferably made of an axially extending pump seal 36 with pump groove structures 36a and a capillary seal 35 together. Beyond the pump seal 36 expands the capillary seal 35 preferably with a conical cross section. The second sealing gap 34 is made by opposing surfaces of the bearing bush 14a and the stopper member 18 limited and can by an annular cap 30 be covered. The cap 30 is at a stage 38 of the rotor component 14 held and there, for example, glued, pressed and / or welded. The inner edge of the cap 30 can be together with the outer circumference of the shaft 12 a gap seal 31 form. This increases the safety against leakage of bearing fluid, for example by evaporation, from the second sealing gap 34 ,

Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors wird in bekannter Weise gebildet durch eine an der Basisplatte 10 angeordnete Statoranordnung 42 und einem die Statoranordnung in einem Abstand umgebenden, ringförmigen Permanentmagneten 44, der an einer inneren Umfangsfläche des Rotorbauteils 14 angeordnet ist.The electromagnetic drive system of the spindle motor is formed in a known manner by a on the base plate 10 arranged stator arrangement 42 and a ring-shaped permanent magnet surrounding the stator assembly at a distance 44 at an inner circumferential surface of the rotor component 14 is arranged.

Da der Spindelmotor nur ein fluiddynamisches Axiallager 26 aufweist, das eine Kraft in Richtung des Stopperbauteils 18 erzeugt, muss eine entsprechende Gegenkraft oder Vorspannkraft an der beweglichen Lagerkomponente vorgesehen werden, die das Lagersystem axial im Gleichgewicht hält. Hierfür kann die Basisplatte 10 einen ferromagnetischen Ring 40 aufweisen, der dem Rotormagneten 44 axial gegenüberliegt und von diesem magnetisch angezogen wird. Diese magnetische Anziehungskraft wirkt entgegen der Kraft des Axiallagers 26 und hält das Lager axial stabil. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Lösung können die Statoranordnung 42 und der Rotormagnet 44 axial zueinander versetzt angeordnet werden, und zwar so, dass die magnetische Mitte des Rotormagneten 44 axial weiter entfernt von der Basisplatte 10 angeordnet wird als die magnetische Mitte der Statoranordnung 42. Dadurch wird durch das Magnetsystem des Motors eine axiale Kraft aufgebaut, die entgegengesetzt zum Axiallager 26 wirkt.Since the spindle motor only a fluid dynamic thrust bearing 26 having a force in the direction of the stopper member 18 generated, a corresponding counterforce or biasing force must be provided on the movable bearing component, which holds the bearing system axially in balance. For this, the base plate 10 a ferromagnetic ring 40 have, the rotor magnet 44 axially opposite and is magnetically attracted by this. This magnetic attraction acts against the force of the thrust bearing 26 and keeps the bearing axially stable. Alternatively or in addition to this solution, the stator assembly 42 and the rotor magnet 44 axially offset from each other, in such a way that the magnetic center of the rotor magnet 44 axially further away from the base plate 10 is arranged as the magnetic center of the stator assembly 42 , As a result, an axial force is built up by the magnet system of the motor, which is opposite to the thrust bearing 26 acts.

Um eine kontinuierliche Durchspülung des Lagersystems mit Lagerfluid sicherzustellen, ist in bekannter Weise ein Rezirkulationskanal 28 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 28 ist als axial oder leicht schräg verlaufender Kanal in der Lagerbuchse 14a ausgebildet und ist vorzugsweise in einem spitzen Winkel in Bezug auf die Rotationsachse 46 des Lagers angeordnet. Der Rezirkulationskanal 28 verbindet die beiden radialen Abschnitte des Lagerspalts 20 zwischen den Lagerbereichen und den Dichtungsbereichen direkt miteinander und endet vorzugsweise im radial äußeren Abschnitt des Axiallagers 26, in welchem der axiale Spaltabstand größer ist als der Teil des Axiallagerspaltes, der näher zur Welle 12 benachbart angeordnet ist. Aufgrund der gerichteten Pumpwirkung der Lagerrillenstrukturen des Axiallagers 26 und der Radiallager 22, 24 ergibt sich im Lagerspalt 20 vorzugsweise eine Strömung des Lagerfluids vom Axiallager 26, über das unteren Radiallager 24 zum oberen Radiallager 22 und über den Rezirkulationskanal 28 wieder zurück. Außerdem wird das Lagerfluid im Rezirkulationskanal 28 aufgrund der Wirkung der Fliehkraft im schrägen Kanal nach unten in Richtung des Axiallagers 26 gefördert, so dass sich ein stabiler Fluidkreislauf einstellt.In order to ensure a continuous flushing of the storage system with bearing fluid, in a known manner, a recirculation channel 28 intended. The recirculation channel 28 is as axially or slightly inclined channel in the bearing bush 14a is formed and is preferably at an acute angle with respect to the axis of rotation 46 of the warehouse. The recirculation channel 28 connects the two radial sections of the bearing gap 20 between the bearing areas and the sealing areas directly to each other and preferably ends in the radially outer portion of the thrust bearing 26 in that the axial gap distance is greater than the part of the thrust bearing gap which is closer to the shaft 12 is arranged adjacent. Due to the directed pumping action of the bearing groove structures of the thrust bearing 26 and the radial bearing 22 . 24 results in the bearing gap 20 preferably a flow of the bearing fluid from the thrust bearing 26 , over the lower radial bearing 24 to the upper radial bearing 22 and via the recirculation channel 28 back again. In addition, the bearing fluid in the recirculation channel 28 due to the effect of centrifugal force in the inclined channel downwards in the direction of the thrust bearing 26 promoted, so that sets a stable fluid circuit.

Aufgrund der Fliehkraft, die innerhalb des Kanals auf das Lagerfluid wirkt, ist es für die Aufrechterhaltung einer Strömung des Lagerfluids im Lagerspalt 20 ausreichend, wenn das untere Radiallager 24 insgesamt nach oben pumpende asymmetrische Lagerstrukturen aufweist, d. h. die unteren Äste der Radiallagerrillen 24a sind geringfügig länger als die oberen Äste des Radiallagers. Das obere Radiallager 22 kann dagegen weitgehend symmetrisch ausgebildet sein.Due to the centrifugal force acting on the bearing fluid within the channel, it is necessary to maintain a flow of the bearing fluid in the bearing gap 20 sufficient if the lower radial bearing 24 total upwardly pumping asymmetric bearing structures, ie the lower branches of the radial bearing grooves 24a are slightly longer than the upper branches of the radial bearing. The upper radial bearing 22 On the other hand, it can be largely symmetrical.

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Lagers von 1 im Bereich des Stopperbauteils 18. Man erkennt die Welle 12 und das am Ende der Welle 12 angeordnete Stopperbauteil 18, das einen gegenüber der Welle 12 vergrößerten Außendurchmesser aufweist. Die Lagerbuchse 14a ist um die Welle 12 drehbar angeordnet. 2 shows an enlarged view of the bearing of 1 in the area of the stopper component 18 , You can see the wave 12 and that at the end of the wave 12 arranged stopper component 18 , one opposite the shaft 12 having enlarged outer diameter. The bearing bush 14a is around the wave 12 rotatably arranged.

Zwischen der Welle 12 und der Lagerbuchse 14a verläuft der axiale Abschnitt des Lagerspaltes 20. In diesem Abschnitt ist auch das obere Radiallager 22 mit entsprechenden Radiallagerrillen 22a angeordnet.Between the wave 12 and the bearing bush 14a runs the axial portion of the bearing gap 20 , In this section is also the upper radial bearing 22 with corresponding radial bearing grooves 22a arranged.

Oberhalb des Radiallagers 22 endet der axiale Abschnitt des Lagerspalts 20 in einer Auskehlung und knickt dann in radialer Richtung nach außen ab, bevor er wieder in axialer Richtung abknickt und dort in den Dichtungsspalt 34 mündet. Above the radial bearing 22 ends the axial portion of the bearing gap 20 in a groove and then kinks in the radial direction to the outside, before he again kinks in the axial direction and there in the sealing gap 34 empties.

Der Dichtungsspalt 34 weitet sich an seinem Ende konisch auf und geht über in ein Einfüllreservoir 48, welches durch eine äußere Umfangsfläche des Stopperbauteils 18 und eine innere Umfangsfläche des Rotorbauteils 14 bzw. der Lagerbuchse 14a gebildet wird. Das Volumen des Einfüllreservoirs 48 ist vorzugsweise groß genug, um die gesamte benötigte Füllmenge an Lagerfluid für das Lager aufzunehmen.The sealing gap 34 widens conically at its end and merges into a filling reservoir 48 , which by an outer peripheral surface of the stopper member 18 and an inner peripheral surface of the rotor member 14 or the bearing bush 14a is formed. The volume of the filling reservoir 48 is preferably large enough to hold the entire required amount of bearing fluid for the bearing.

Das Einfüllreservoir 48 ist durch eine Abdeckung 30 abgedeckt. Die Abdeckung 30 bildet mit dem Stopperbauteil 18 eine Spaltdichtung 31 aus.The filling reservoir 48 is through a cover 30 covered. The cover 30 forms with the stopper component 18 a gap seal 31 out.

Entlang des Dichtungsspaltes 34 ist eine dynamische Pumpdichtung 36 angeordnet, die durch Pumprillenstrukturen 36a gekennzeichnet ist, die auf der Oberfläche des Stopperbauteils 18 oder vorzugsweise auf der inneren Umfangsfläche der Lagerbuchse 14a angeordnet sind.Along the sealing gap 34 is a dynamic pump seal 36 arranged by pump groove structures 36a which is on the surface of the stopper member 18 or preferably on the inner peripheral surface of the bearing bush 14a are arranged.

Bei Drehung der Lagerbuchse 14a um die Welle 12 erzeugen diese Pumprillenstrukturen 36a eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid im Dichtungsspalt 34 und fördern es in Richtung des Lagerspaltes 20.Upon rotation of the bearing bush 14a around the shaft 12 generate these pump groove structures 36a a pumping action on the bearing fluid in the sealing gap 34 and promote it in the direction of the bearing gap 20 ,

Die Pumpdichtung 36 bildet einen ersten Dichtungsbereich 50. Oberhalb der Pumpdichtung weitet sich der Dichtungsspalt 34 auf und bildet einen weiteren Dichtungsbereich 52 in Form einer Kapillardichtung 35. Dieser Dichtungsbereich 52 darf nicht über die Innenumfangsfläche 58 heraus gehen, damit im Betrieb des Lagers aufgrund der Zentrifugalkraft kein Lagerfluid aus dem Lager geschleudert wird. Beim Stillstand des Lagers nimmt das im Dichtungsspalt 34 befindliche Lagerfluid den dargestellten Füllstand ein, und bildet einen Meniskus entlang des Dichtungsbereichs 52 der Kapillardichtung. Oberhalb des Dichtungsbereichs der Pumpdichtung 50 beginnt der Einfüllbereich 54. Unterhalb des Dichtungsbereichs der Pumpdichtung 50 befindet sich eine Ruhezone 49, die verhindert, dass während des Betriebs des Lagers Luft in den Lagerfluidkreislauf gelangt.The pump seal 36 forms a first sealing area 50 , Above the pumping seal widens the sealing gap 34 on and forms another sealing area 52 in the form of a capillary seal 35 , This sealing area 52 must not over the inner peripheral surface 58 go out so that no bearing fluid is thrown out of the camp during operation of the bearing due to the centrifugal force. When the bearing is at a standstill, this decreases in the sealing gap 34 Bearing fluid present the level shown, and forms a meniscus along the sealing area 52 the capillary seal. Above the sealing area of the pump seal 50 the filling area starts 54 , Below the sealing area of the pump seal 50 there is a rest area 49 which prevents air from entering the bearing fluid circuit during operation of the bearing.

Das Einfüllreservoir 48 wird gebildet durch eine innere Umfangsfläche der Lagerbuchse 14a, die sich von einer zunächst axialen Innenumfangsfläche 58 radial nach außen in Form einer geschwungenen Fläche 60 aufweitet.The filling reservoir 48 is formed by an inner circumferential surface of the bearing bush 14a extending from an initially axial inner peripheral surface 58 radially outward in the form of a curved surface 60 expands.

Gegenüberliegend wird das Einfüllreservoir 48 durch eine radial in Richtung nach innen geschwungene Fläche 62 des Stopperbauteils 18 gebildet, die eine Hohlkehle 56 ausbildet. Durch diese Hohlkehle 56 kann das Volumen des Einfüllreservoirs 48 entsprechend vergrößert werden, je nach Auskehlung der Hohlkehle 56, ohne dass der Durchmesser der Welle bzw. des Stopperbauteils insgesamt verringert werden müsste. Der Radius der Hohlkehle 56 sollte dabei mindestens 0,25 mm betragen, damit ein Teil des Lagerfluids nicht in der Hohlkehle haften bleibt.Opposite is the filling reservoir 48 by a radially inwardly curved surface 62 the stopper component 18 formed, which is a groove 56 formed. Through this groove 56 can the volume of the filling reservoir 48 be increased accordingly, depending on the groove of the groove 56 Without the diameter of the shaft or the stopper component would have to be reduced overall. The radius of the groove 56 should be at least 0.25 mm, so that some of the bearing fluid does not stick in the groove.

Der Durchmesser D3 des Stopperbauteils 18 im Bereich der Hohlkehle 56 ist dabei kleiner als der Durchmesser D4 an der Stirnseite des Stopperbauteils 18, an welcher dieses Bauteil an einem Gehäusebauteil befestigt wird.The diameter D3 of the stopper component 18 in the area of the throat 56 is smaller than the diameter D4 on the front side of the stopper component 18 to which this component is attached to a housing component.

Ferner ist der Durchmesser D3 kleiner als der Durchmesser D2 des Stopperbauteils 18 im Bereich der dynamischen Pumpdichtung 36. Zudem ist der Durchmesser D2 des Stopperbauteils 18 größer als der Durchmesser D1 der Welle 12. Es gilt also folgende Beziehung: D3 < D4 < D2 und D1 < D2. Der Durchmesser D4 ist um mindestens den Faktor 1,2 größer als der Durchmesser D1.Further, the diameter D3 is smaller than the diameter D2 of the stopper member 18 in the field of dynamic pumping seal 36 , In addition, the diameter D2 of the stopper member 18 greater than the diameter D1 of the shaft 12 , The following relation holds: D3 <D4 <D2 and D1 <D2. The diameter D4 is at least 1.2 times larger than the diameter D1.

Nach dem Zusammenbau des Lagers befindet sich im Lagerspalt 20 und in den Dichtungsspalten 34, 32 noch kein Lagerfluid. Zum Befüllen des Lagers wird daher die benötigte Menge an Lagerfluid in das Einfüllreservoirs 48 eingebracht. Vorzugsweise weist das Einfüllreservoir 48 ein ausreichendes Volumen auf, um die gesamte Menge an benötigtem Lagerfluid zur Befüllung des Lagers aufzunehmen.After assembly of the warehouse is located in the bearing gap 20 and in the sealing gaps 34 . 32 still no bearing fluid. For filling the bearing is therefore the required amount of storage fluid in the filling reservoir 48 brought in. Preferably, the filling reservoir 48 a sufficient volume to accommodate the entire amount of storage fluid needed to fill the bearing.

Durch Kapillarkräfte und/oder Anwendung eines Vakuumverfahrens wandert nun das im Einfüllreservoir 48 befindliche Lagerfluid durch den Dichtungsspalt 34 in den Lagerspalt 20 und nimmt den in 2 dargestellten Füllstand an, bei welchem das Lagerfluid bis in den kapillaren Dichtungsbereich 52 reicht.By capillary forces and / or application of a vacuum process now wanders in the filling reservoir 48 located bearing fluid through the sealing gap 34 in the storage gap 20 and takes the in 2 shown level at which the bearing fluid into the capillary sealing area 52 enough.

Axial oberhalb des Dichtungsbereichs der Kapillardichtung 52 befindet sich während des Betriebs kein Öl.Axial above the sealing area of the capillary seal 52 There is no oil during operation.

Die in dem Einfüllbereich 54 sich erstreckende Fläche 62 des Stopperbauteils 18 ist sanft geschwungen und geht in die Hohlkehle 56 über.The in the filling area 54 extending surface 62 the stopper component 18 is gently curved and goes into the groove 56 above.

3 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des in 2 dargestellten Bereichs des Lagerssystems von 1. 3 shows a modified embodiment of the in 2 shown area of the storage system of 1 ,

Der Unterschied zu 2 besteht insbesondere in dem Verlauf (Kontur) der Fläche 62 des Stopperbauteils 18, welche die innere Begrenzung des Einfüllreservoirs 48 bildet. Ausgehend von der axial verlaufenden äußeren Umfangsfläche des Stopperbauteils 18 im Bereich des Dichtungsspalts 34 verringert sich der Radius des Stopperbauteils 18 im wesentlichen linear, so dass sich eine relativ gerade verlaufende Fläche 62' ergibt, die dann an ihrem Ende in einer geschwungene Fläche der Hohlkehle 56 übergeht.The difference to 2 exists in particular in the course (contour) of the surface 62 the stopper component 18 showing the inner boundary of the filling reservoir 48 forms. Starting from the axially extending outer peripheral surface of the stopper member 18 in the area of the sealing gap 34 the radius of the stopper component decreases 18 essentially linear, so that there is a relatively straight surface 62 ' yields, which then at its end in a curved surface of the groove 56 passes.

Im Wesentlichen kann die Fläche 62 bzw. 62' beliebig ausgestaltet sein und die Hohlkehle 56 ausbilden. Es ist jedoch nur darauf zu achten, dass der Winkel, den die Fläche 62 bw. 62' mit der Rotationsachse 46 einschließt, ein relativ spitzer Winkel, beispielsweise kleiner als 50° ist, damit sicher gestellt ist, dass das in das Einfüllreservoir 48 eingeführte Lagerfluid restlos in den Dichtungsspalt 34 und Lagerspalt 20 einfließt und nicht an den Oberflächen des Einfüllreservoirs 48 zurückbleibt.In essence, the area can be 62 respectively. 62 ' be configured arbitrarily and the groove 56 form. However, it is only necessary to pay attention to the angle that the area 62 bw. 62 ' with the rotation axis 46 includes, is a relatively acute angle, for example, less than 50 °, so that is ensured that in the filling reservoir 48 introduced bearing fluid completely into the sealing gap 34 and bearing gap 20 flows in and not on the surfaces of the filling reservoir 48 remains.

Oberhalb der Hohlkehle 56 weitet sich der Durchmesser D3 des Stopperbauteils 18 wieder auf den Durchmesser D4 auf und bildet eine Endfläche zur Befestigung des Stopperbauteils 18 an einem Gehäusebauteil.Above the throat 56 the diameter D3 of the stopper component widens 18 back to the diameter D4 and forms an end surface for attachment of the stopper member 18 on a housing component.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Basisplattebaseplate
1212
Wellewave
1414
Rotorbauteilrotor component
14a14a
Lagerbuchsebearing bush
1616
Lagerbauteilbearing component
1818
Stopperbauteilstop member
2020
Lagerspaltbearing gap
2121
Separatorspaltseparator gap
2222
Radiallagerradial bearings
22a22a
RadiallagerrillenRadial grooves
22b22b
Verbindungsrillenconnecting grooves
2424
Radiallagerradial bearings
24a24a
RadiallagerrillenRadial grooves
24b24b
Verbindungsrillenconnecting grooves
2626
Axiallagerthrust
26a26a
AxiallagerrillenAxiallagerrillen
2828
Rezirkulationskanalrecirculation
3030
Abdeckkappecap
3131
Spaltdichtunggap seals
3232
Dichtungsspaltseal gap
3434
Dichtungsspaltseal gap
3535
Kapillardichtungcapillary
3636
Pumpdichtungpump seal
36a36a
PumprillenstrukturenPumping groove structures
3838
Stufestep
4040
ferromagnetischer Ringferromagnetic ring
4242
Statoranordnungstator
4444
Rotormagnetrotor magnet
4646
Rotationsachseaxis of rotation
4848
EinfüllreservoirEinfüllreservoir
4949
Ruhezonerest area
5050
Dichtungsbereich PumpdichtungSealing area pump seal
5252
Dichtungsbereich KapillardichtungSealing area capillary seal
5454
Einfüllbereichfilling area
5656
Hohlkehlefillet
5858
InnenumfangsflächeInner circumferential surface
6060
Flächearea
62, 62'62, 62 '
Flächearea
D1D1
Durchmesserdiameter
D2D2
Durchmesserdiameter
D3D3
Durchmesserdiameter
D4D4
Durchmesserdiameter
RR
Radius der HohlkehleRadius of the fillet

Claims (13)

Fluiddynamisches Lagersystem, welches aufweist: mindestens ein feststehendes Lagerbauteil (12; 16; 18), mindestens ein drehbares Lagerbauteil (14; 14a), das relativ zum feststehenden Lagerbauteil um eine Rotationsachse (46) drehbar gelagert ist, einen Lagerspalt (20), der zwischen einander gegenüberliegenden Flächen des feststehenden und des drehbaren Lagerbauteils ausgebildet und mit einem Lagerfluid gefüllt ist, mindestens ein fluiddynamisches Radiallager (22; 24) und mindestens ein fluiddynamisches Axiallager (26), die entlang von Abschnitten des Lagerspalts (20) angeordnet sind, wobei das feststehende Bauteil eine Welle (12) mit einem Stopperbauteil (18) umfasst, wobei zwischen dem Stopperbauteil (18) und dem drehbaren Lagerbauteil (14a) ein Einfüllreservoir (48) für das Lagerfluid angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (12) im Bereich des Stopperbauteils (18) eine umlaufende Rille in Form einer Hohlkehle (56) aufweist.Fluid dynamic bearing system, comprising: at least one stationary bearing component ( 12 ; 16 ; 18 ), at least one rotatable bearing component ( 14 ; 14a ), which relative to the fixed bearing component about an axis of rotation ( 46 ) is rotatably mounted, a bearing gap ( 20 ) formed between opposed surfaces of the fixed and rotatable bearing components and filled with a bearing fluid, at least one fluid dynamic radial bearing ( 22 ; 24 ) and at least one fluid dynamic thrust bearing ( 26 ) along sections of the storage gap ( 20 ) are arranged, wherein the fixed component is a shaft ( 12 ) with a stopper component ( 18 ), wherein between the stopper component ( 18 ) and the rotatable bearing component ( 14a ) a filling reservoir ( 48 ) is arranged for the bearing fluid, characterized in that the shaft ( 12 ) in the region of the stopper component ( 18 ) a circumferential groove in the form of a groove ( 56 ) having. Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopperbauteil (18) im Bereich der Hohlkehle (56) seinen geringsten Durchmesser D3 aufweist.Fluid dynamic bearing system according to claim 1, characterized in that the stopper component ( 18 ) in the region of the groove ( 56 ) has its smallest diameter D3. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopperbauteil (18) im Bereich seiner Stirnfläche einen Durchmesser D4 aufweist, der um mindestens den Faktor 1,2 größer ist als der Durchmesser D1 der Welle (12) im Bereich des fluiddynamischen Radiallagers (22; 24).Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the stopper component ( 18 ) has in the region of its end face a diameter D4 which is greater by at least a factor of 1.2 than the diameter D1 of the shaft ( 12 ) in the region of the fluid dynamic radial bearing ( 22 ; 24 ). Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Stopperbauteils (18) im Bereich der Hohlkehle (56) zumindest an einem Punkt eine parallel zur Rotationsachse (46) verlaufende Tangente aufweist.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surface of the stopper component ( 18 ) in the region of the groove ( 56 ) at least at one point one parallel to the axis of rotation ( 46 ) has running tangent. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Stopperbauteils (18) im Bereich des Einfüllreservoirs (48) abgerundete Konturen ohne scharfe Kanten aufweist.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface of the stopper component ( 18 ) in the region of the filling reservoir ( 48 ) has rounded contours without sharp edges. Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der Hohlkehle (56) mindestens 0,25 mm beträgt. Fluid dynamic bearing system according to claim 5, characterized in that the radius of the groove ( 56 ) is at least 0.25 mm. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Bauteil ein Lagerbauteil (16), die in dem Lagerbauteil (16) aufgenommene Welle (12) und das an der Welle angeordnete Stopperbauteil (18) aufweist, wobei die Bauteile (16; 18) in einem gegenseitigen Abstand an der Welle (12) angeordnet sind.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fixed component is a bearing component ( 16 ) in the bearing component ( 16 ) recorded wave ( 12 ) and arranged on the shaft stopper member ( 18 ), wherein the components ( 16 ; 18 ) at a mutual distance on the shaft ( 12 ) are arranged. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Bauteil eine Lagerbuchse (14a) oder ein eine Lagerbuchse aufweisendes Rotorbauteil (14) umfasst, wobei die Lagerbuchse (14a) zwischen den beiden Bauteilen (16; 18) auf der Welle (12) drehbar angeordnet ist.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotating component is a bearing bush ( 14a ) or a rotor bushing having a bearing bush ( 14 ), wherein the bearing bush ( 14a ) between the two components ( 16 ; 18 ) on the shaft ( 12 ) is rotatably arranged. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerspalt (20) zwei offene Enden aufweist, die durch Dichtungsmittel (32; 35; 36) abgedichtet sind.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the bearing gap ( 20 ) has two open ends which are sealed by sealing means ( 32 ; 35 ; 36 ) are sealed. Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel Kapillardichtungen (32; 35) umfassen.Fluid dynamic bearing system according to claim 9, characterized in that the sealing means capillary seals ( 32 ; 35 ). Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel mindestens eine dynamische Pumpdichtung (36) umfasst.Fluid dynamic bearing system according to claim 9 or 10, characterized in that the sealing means at least one dynamic pumping seal ( 36 ). Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dass das Einfüllreservoir (48) angrenzend an eines der Dichtungsmittel (34) angeordnet ist.Fluid dynamic storage system according to one of claims 1 to 11, that the filling reservoir ( 48 ) adjacent to one of the sealants ( 34 ) is arranged. Spindelmotor mit einem Stator (42) und einem Rotor (14) und einem fluiddynamischen Lagersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Drehlagerung des Rotors (14), der von einem elektromagnetischen Antriebssystem (42; 44) angetrieben wird.Spindle motor with a stator ( 42 ) and a rotor ( 14 ) and a fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 12 for pivotal mounting of the rotor ( 14 ) generated by an electromagnetic drive system ( 42 ; 44 ) is driven.
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