Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem mit reduzierter Evaporationsrate des eingefüllten Lagerfluids nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Lagersystem kann beispielsweise zur Drehlagerung eines Spindelmotors zum Antrieb von Festplattenlaufwerken Verwendung finden.The invention relates to a fluid dynamic bearing system with reduced evaporation rate of the filled bearing fluid according to the preamble of claim 1. Such a bearing system can be used for example for the rotary mounting of a spindle motor for driving hard disk drives use.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Als Drehlager in Spindelmotoren, wie sie z. B. zum Antrieb der Speicherplatten in Festplattenlaufwerken eingesetzt werden, kommen größtenteils fluiddynamische Lagersysteme zur Anwendung. Ein fluiddynamisches Lager ist ein weiterentwickeltes Gleitlager, das aus einer Lagerhülse mit beispielsweise zylindrischer Bohrung und einer in die Bohrung eingesetzten Welle gebildet ist. Die Welle bzw. die Innenseite der Bohrung besitzen entsprechende Lagerflächen, die mit einer Rillenstruktur versehen sind, wobei der Durchmesser der Welle geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung. Zwischen den beiden Lagerflächen verbleibt somit ein konzentrischer Lagerspalt, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist. Die Lagerflächen von Welle und Lagerbuchse bilden mindestens ein Radiallager aus, wobei durch die Rillenstrukturen eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid und ein fluiddynamischer Druck im Lagerspalt erzeugt werden, wenn sich die Welle in der Lagerbuchse dreht. Eine axiale Stabilisierung der Lageranordnung entlang der Rotationsachse erfolgt durch ein fluiddynamisches Axiallager oder Drucklager. Das Axiallager wird in bekannter Weise durch senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtete Lagerflächen gebildet, beispielsweise durch eine an der Welle angeordneten Druckplatte, die mit einem Gegenlager zusammenwirkt.As a pivot bearing in spindle motors, as z. B. are used to drive the disks in hard drives, mostly fluid dynamic storage systems are used. A fluid dynamic bearing is a developed sliding bearing, which is formed from a bearing sleeve with, for example, cylindrical bore and a shaft inserted into the bore. The shaft or the inside of the bore have corresponding bearing surfaces, which are provided with a groove structure, wherein the diameter of the shaft is slightly smaller than the diameter of the bore. Between the two bearing surfaces thus remains a concentric bearing gap, which is filled with a bearing fluid. The bearing surfaces of shaft and bushing form at least one radial bearing, wherein a pumping action on the bearing fluid and a fluid dynamic pressure in the bearing gap are generated by the groove structures when the shaft rotates in the bearing bush. An axial stabilization of the bearing assembly along the axis of rotation is effected by a fluid dynamic thrust bearing or thrust bearing. The thrust bearing is formed in a known manner by aligned perpendicular to the axis of rotation bearing surfaces, for example by a pressure plate arranged on the shaft, which cooperates with an abutment.
Es sind auch konische fluiddynamische Lagersysteme bekannt, bei denen die Welle mindestens eine konische Lagefläche aufweist, die in einer zugeordneten konischen Lagerbohrung zu liegen kommt, so dass sich zur Rotationsachse der Welle schräg verlaufende Lagerflächen ergeben, die sowohl eine radiale als auch eine axiale Lagerkraft auf die Welle ausüben. Ein derartiges fluiddynamisches Lager in doppelt-konischer Form ist z. B. aus DE 10 2009 009 505 A1 bekannt. Die beiden konischen Lagerbereiche sind symmetrisch ausgestaltet. Das beschriebene Lager weist eine feststehende Welle auf. Da die Welle feststeht und somit das Lager bzw. der Lagerspalt auf beiden Seiten des Lagers offen ist, kann die Welle an beiden Enden an einem Gehäuse befestigt werden, was die Steifigkeit des Lagers gegenüber einer lediglich einseitig befestigten Welle verbessert. Wird das Lager beispielsweise zur Drehlagerung eines Spindelmotors verwendet, ist ein erstes Ende der Welle in der Regel in einer Basisplatte und ein zweites Wellenende in einer oberen Abdeckung des Spindelmotors (cover plate) fest aufgenommen.Conical fluid-dynamic bearing systems are also known, in which the shaft has at least one conical bearing surface which comes to rest in an associated conical bearing bore, so that oblique bearing surfaces arise with respect to the rotational axis of the shaft, which have both a radial and an axial bearing force to exercise the wave. Such a fluid dynamic bearing in double-conical form is z. B. off DE 10 2009 009 505 A1 known. The two conical bearing areas are designed symmetrically. The bearing described has a fixed shaft. Since the shaft is fixed and thus the bearing or the bearing gap is open on both sides of the bearing, the shaft can be attached to a housing at both ends, which improves the rigidity of the bearing relative to a shaft fixed only on one side. If the bearing is used, for example, for the rotary mounting of a spindle motor, a first end of the shaft is usually firmly received in a base plate and a second shaft end in an upper cover of the spindle motor (cover plate).
Bei allen fluiddynamischen Lagersystemen besteht das Problem der Abdichtung des Lagerspaltes, um zu verhindern, dass Lagerfluid aus dem Lagerspalt austritt bzw. abdampft.In all fluid dynamic bearing systems, there is the problem of sealing the bearing gap in order to prevent bearing fluid from escaping or evaporating from the bearing gap.
Diese Abdichtung wird üblicherweise durch Spaltdichtungen erreicht, insbesondere kapillare Dichtungsspalte.This seal is usually achieved by gap seals, in particular capillary seal gaps.
Diese kapillaren Dichtungsspalte verhindern zwar, dass bei Schockeinwirkung auf das Lager Tröpfchen des Lagerfluids aus dem Lagerspalt austreten, sie können jedoch nicht verhindern, dass gerade bei hohen Betriebstemperaturen eine gewisse Menge des Lagerfluids verdampft und aus dem Lager austritt.Although these capillary sealing gaps prevent droplets of the bearing fluid from escaping from the bearing gap upon shock action on the bearing, they can not prevent a certain amount of the bearing fluid from evaporating and escaping from the bearing, especially at high operating temperatures.
Der sogenannten Evaporation des Lagerfluids aus dem Bereich der Dichtungsspalte wird dahingehend entgegengewirkt, dass die Dichtungsspalte beispielsweise mit einer Abdeckung abgedeckt sind, wie es auch in der DE 10 2009 009 505 A1 gezeigt ist. Diese Abdeckung kann beispielsweise auf der Lagerbuchse des Lagersystems befestigt sein und reicht über die Spaltdichtung bis ganz nah an die Welle und bildet mit der Welle zusammen einen engen Luftspalt.The so-called evaporation of the bearing fluid from the area of the sealing gaps is counteracted to the effect that the sealing gaps are covered, for example, with a cover, as in the DE 10 2009 009 505 A1 is shown. This cover can for example be mounted on the bearing bush of the storage system and extends over the gap seal until very close to the shaft and forms with the shaft together a narrow air gap.
Dieser Luftspalt reduziert die aus dem Lager austretende Menge an Fluiddampf und stellt so sicher, dass Bereiche des Spindelmotors, also die Bereiche außerhalb des Lagers, nicht durch Fluiddampf kontaminiert werden.This air gap reduces the amount of fluid vapor leaving the bearing and thus ensures that areas of the spindle motor, ie the areas outside the bearing, are not contaminated by fluid vapor.
Dennoch kann über die Lebensdauer des Lagers in Summe eine beträchtliche Menge an Lagerfluid als Dampf durch diesen Luftspalt entweichen und sich im Bereich des Motors bzw. eines durch den Motor angetriebenen Festplattenlaufwerkes niederschlagen und die Komponenten des Festplattenlaufwerkes kontaminieren oder deren Betrieb stören.Nevertheless, over the life of the bearing, a substantial amount of bearing fluid may escape as vapor through this air gap and precipitate in the region of the motor or a hard disk drive driven by the motor and contaminate the components of the hard disk drive or interfere with their operation.
Aus der US 2012/0033325 A1 ist ein fluiddynamisches Lager anderer Bauart bekannt, das ebenfalls eine Abdeckung über dem Dichtungsspalt aufweist. Es sind hier axiale bzw. radial verlaufende Luftspalte gezeigt, die durch die Abdeckung und ein gegenüberliegendes Lagerbauteil gebildet werden. Da diese Luftspalte relativ breit sind und nur eine geringe Länge aufweisen, ist die Dichtwirkung gegen eine Evaporation des Lagerfluids ebenfalls unzureichend. From the US 2012/0033325 A1 is a fluid dynamic bearing of another type is known, which also has a cover over the sealing gap. Here, axial or radial air gaps are shown, which are formed by the cover and an opposite bearing component. Since these air gaps are relatively wide and have only a small length, the sealing effect against evaporation of the bearing fluid is also insufficient.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein fluiddynamisches Lagersystem anzugeben, bei dem der aus dem Lager entweichende Anteil des verdunstenden Lagerfluids erheblich reduziert ist.It is the object of the invention to provide a fluid dynamic bearing system in which the escaping from the bearing portion of the evaporating bearing fluid is significantly reduced.
Diese Aufgabe wird durch ein fluiddynamisches Lagersystem mit Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a fluid dynamic bearing system with features of independent claim 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lagersystems und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Preferred embodiments of the storage system according to the invention and further advantageous features of the invention are specified in the dependent claims.
Es ist ein fluiddynamisches Lagersystem mit mindestens einem feststehenden Lagerbauteil und mindestens einem um eine Drehachse drehbaren Lagerbauteil beschrieben. Die Lagerbauteile bilden zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt aus, wobei der Lagerspalt mindestens ein offenes Ende aufweist, das mittels einer Dichtungsanordnung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Die zur Umgebung gerichtete Seite der Dichtungsanordnung ist wiederum mittels einer Abdeckung abgedeckt, wobei die Abdeckung entweder am feststehenden Lagerbauteil oder an dem drehbaren Lagerbauteil befestigt ist und mit dem jeweils anderen Lagerbauteil mindestens einen Luftspalt bildet, der sich vom Bereich der Dichtungsanordnung zur Umgebung erstreckt. Unter Umgebung ist hier die Atmosphäre außerhalb des Lagerspaltes und der Dichtungsanordnung zu verstehen, beispielsweise die Atmosphäre innerhalb des Gehäuses eines Spindelmotors.It is a fluid dynamic bearing system described with at least one fixed bearing component and at least one rotatable about a rotational axis bearing member. The bearing components form between bearing surfaces associated with a bearing fluid filled with a bearing gap, wherein the bearing gap has at least one open end, which is sealed by means of a sealing arrangement relative to the environment. The side facing the environment of the seal assembly is in turn covered by a cover, wherein the cover is attached either to the fixed bearing component or on the rotatable bearing component and forms with the respective other bearing component at least one air gap extending from the region of the seal assembly to the environment. Under environment here is the atmosphere outside the bearing gap and the seal assembly to understand, for example, the atmosphere within the housing of a spindle motor.
Für einen Luftspalt mit N axial verlaufenden Abschnitten ergibt sich die Verdampfungsrate des Lagerfluids des gesamten Spaltes (m/t)N als das Inverse der Summe der Kehrwerte der Verdampfungsraten der einzelnen Abschnitte: wobei die Verdampfungsrate des i'ten Spaltes alleine in guter Näherung durch beschrieben werden kann.For an air gap with N axially extending sections, the evaporation rate of the bearing fluid of the total gap (m / t) N is given as the inverse of the sum of the reciprocal values of the vaporization rates of the individual sections: the evaporation rate of the i'th gap alone in good approximation can be described.
Unter der Annahme einer weitgehend konstanten Diffusionskonstanten (genauer: Diffusionskoeffizient) können die für jeden Abschnitt jeweils konstanten Faktoren Ci in Form einer einzigen Konstanten C berücksichtigt werden und die Verdampfungsrate durch die N Spaltabschnitte wie folgt beschrieben werden: Assuming a substantially constant diffusion constant (more precisely, diffusion coefficient), the factors C i which are constant for each section can be taken into account in the form of a single constant C and the rate of evaporation through the N gap sections can be described as follows:
Die Funktionen Fi sind dann durch gegeben, wobei m [kg] die Masse des verdampften Lagerfluids während der Zeit t [s], δi [mm] die Breite des i'ten, in axialer Richtung verlaufenden Abschnitts des Luftspalts, Di [mm] den Innendurchmesser dieses Abschnittes und Laxi [mm] die entsprechende Länge in axialer Richtung dieses Abschnittes des Luftspaltes bezeichnen. ω bezeichnet die Anzahl der Umdrehung pro Minute (rpm, von „revolutions per minute”) der drehbar gelagerten Lagerbauteile. C [kg/(s mm2)], Ci[kg/(s mm2)], A1 = 2,284, AL = 0,790 mm, B0 = 1,094 10–4/rpm, B1 = 3,805 10–4 und BL = 0,260/rpm sind, bei gegebener Rotationsgeschwindigkeit, Konstanten. Die Konstanten C sowie Ci hängen dabei, unter anderem, von der Diffusionskonstanten und damit auch von der Temperatur des Lagerfluides ab. Nach Formel III ist die Verdampfungsrate des gesamten Luftspaltes, bis auf einen konstanten Faktor C, durch charakterisiert.The functions F i are then through where m [kg] is the mass of vaporized bearing fluid during the time t [s], δ i [mm] is the width of the i'th axially extending portion of the air gap, D i [mm] is the inside diameter of that portion and Lax i [mm] denote the corresponding length in the axial direction of this section of the air gap. ω denotes the number of revolutions per minute (rpm, "revolutions per minute") of the rotatably mounted bearing components. C [kg / (s mm 2 )], C i [kg / (s mm 2 )], A 1 = 2.284, A L = 0.790 mm, B 0 = 1.094 10 -4 / rpm, B 1 = 3.805 10 - 4 and B L = 0.260 / rpm are, given a rotational speed, constants. The constants C and C i depend, inter alia, on the diffusion constant and thus also on the temperature of the bearing fluid. According to formula III, the evaporation rate of the entire air gap, except for a constant factor C, by characterized.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass bei einer Temperatur des Lagerfluids von 70°Celsius der Luftspalt F < 3 mm2 nach Formel (V) erfüllt, bevorzugt F < 2 mm2 und besonders bevorzugt F < 1,7 mm2, wodurch das Verdampfen des Lagerfluids deutlich verringert werden kann.According to the invention, it is provided that at a temperature of the bearing fluid of 70 ° C, the air gap satisfies F <3 mm 2 according to formula (V), preferably F <2 mm 2 and particularly preferably F <1.7 mm 2 , whereby the evaporation of the Storage fluid can be significantly reduced.
Eine Näherung für die Formel (IV) ist für lange Diffusionswege des Lagerfluids, also
für lange, axial verlaufende Spalte durch
Fi ≈ Fapprox,iL0,i mit Fapprox,i = δiDi/Laxi gegeben.An approximation for the formula (IV) is for long diffusion paths of the bearing fluid, ie
for long, axially extending column through
Fi ≈ F approx, i L 0, i with F approx, i = δ i D i / L axi .
Analog kann die Funktion F aus Formel V durch F ≈ FapproxL0 genähert werden, wobei L0 [mm] sowie die L0,i [mm] Konstanten sind, so dass analog zu Formel V, die Formel: gilt, wobei der konstante Faktor L0 wieder unterdrückt wird. Es ist dann im Sinne der Erfindung, dass bei einer Temperatur des Lagerfluids von 70° Celsius die Näherungsfunktion Fapprox < 1 mm, bevorzugt Fapprox < 0,5 mm erfüllt. Im Sinne der Näherung können demnach Spalte ab 0,1 mm Spaltlänge als lang betrachtet werden.Analogously, the function F of formula V can be approximated by F ≈ F approx L 0 , where L 0 [mm] and the L 0, i [mm] are constants, so that, analogously to formula V, the formula: applies, wherein the constant factor L 0 is suppressed again. It is then within the meaning of the invention that at a temperature of the bearing fluid of 70 ° C, the approximation function F approx <1 mm, preferably satisfies F approx <0.5 mm. In the sense of approximation, therefore, gaps as small as 0.1 mm gap length can be considered as long.
In einer vorteilhaften Ausführung ist es vorgesehen, dass der Luftspalt über eine effektive Länge von mindestens 0,6 mm eine maximale Breite von höchstens 50 Mikrometern aufweist. Tatsächlich kann der Luftspalt in dieser Ausführung auch länger als 0,6 mm und auch teilweise breiter als 50 Mikrometer sein, aber es ist dann vorteilhaft, wenn er eine effektive Dichtungslänge von mindestens 0,6 mm aufweist und über mindestens diese Länge von 0,6 mm eine maximale Breite von höchstens 50 Mikrometern hat. Die effektive Dichtungslänge muss dabei nicht zusammenhängend ausgebildet sein, sondern kann in mehrere Teilabschnitte aufgeteilt sein, die dann zusammengerechnet mindestens eine Länge von mindestens 0,6 mm und jeweils eine Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern aufweisen.In an advantageous embodiment, it is provided that the air gap has a maximum width of at most 50 micrometers over an effective length of at least 0.6 mm. In fact, in this embodiment, the air gap may be longer than 0.6 mm and also partially wider than 50 microns, but it is advantageous if it has an effective seal length of at least 0.6 mm and over at least this length of 0.6 mm has a maximum width of at most 50 microns. The effective seal length need not be coherent, but may be divided into several sections, which then have at least a total length of at least 0.6 mm and a gap width of at most 50 microns.
Beispielsweise haben Versuche gezeigt, dass in einer Ausgestaltung der Erfindung für einen Spindelmotor ein Verkleinern der Breite des Luftspaltes von 0.0875 mm auf 0.045 mm bei gleichzeitigem Verlängern des Luftspaltes von 0.32 mm auf 1 mm die Verdampfungsrate des Lagerfluids um einen Faktor zwei reduzieren kann.For example, experiments have shown that in one embodiment of the invention for a spindle motor, reducing the width of the air gap from 0.0875 mm to 0.045 mm while simultaneously increasing the air gap from 0.32 mm to 1 mm can reduce the evaporation rate of the bearing fluid by a factor of two.
Es war bekannt die Abdeckung des Dichtungsspalts aus einem Stanzteil, also durch Materialverformung, herzustellen, wobei diese Stanzteile in ihrer Toleranz sehr ungenau sind, so dass ein erfindungsgemäß schmaler Luftspalt nicht realisierbar war.It was known to produce the covering of the sealing gap from a stamped part, that is to say by material deformation, wherein these stamped parts are very inaccurate in terms of their tolerance, so that a narrow air gap according to the invention was not realizable.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, zumindest die Bereiche der Abdeckung, die als Dichtfläche des Luftspaltes wirken, mit einer höheren Genauigkeit zu maschinieren bzw. die Abdeckung als genau maschiniertes Bauteil herzustellen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Abdeckung als Stanzteil hergestellt wird, dessen Dichtungsflächen anschließend maschinell überarbeitet werden, um eine hinreichend geringe mechanische Bauteil-Toleranz zu gewährleisten.According to the invention it is therefore proposed to machine at least the areas of the cover which act as a sealing surface of the air gap with a higher accuracy or to produce the cover as a precisely machined component. This can be done, for example, that the cover is produced as a stamped part, the sealing surfaces are then machined to ensure a sufficiently low mechanical component tolerance.
Auch wird es erfindungsgemäß angestrebt, die Länge des Luftspaltes möglichst groß zu wählen, beispielsweise indem die Abdeckung zusätzlich profiliert wird und/oder einen zusätzlichen Schenkel aufweist, der beispielsweise zusammen mit der Welle und/oder einem anderen Bauteil des Lagersystems eine Begrenzungsfläche des Luftspaltes bildet. It is also desired according to the invention to choose the length of the air gap as large as possible, for example by the cover is additionally profiled and / or has an additional leg, which forms a boundary surface of the air gap, for example, together with the shaft and / or another component of the storage system.
Der Luftspalt kann vorzugsweise in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse ausgerichtet sein, oder aber auch in radialer Richtung, also in Richtung quer zur Drehachse oder aber vorzugsweise mindestens einen axial verlaufenden Abschnitt und mindestens einen radial verlaufenden Abschnitt aufweisen.The air gap may preferably be aligned in the axial direction, that is to say in the direction of the axis of rotation, or else in the radial direction, ie in the direction transverse to the axis of rotation or else preferably at least one axially extending section and at least one radially extending section.
In manchen Ausgestaltungen der Erfindung, in denen die Abdeckung fest mit der Welle verbunden ist (z. B. mittels einer Press- und/oder Klebeverbindung), kann die Abdeckung zusätzlich als Stopper-Element für Teile des Lagers, insbesondere für den Lagerkonus eines konischen Lagers, wirken. Dadurch kann, falls sich bei axialem Schock des Lagers die Verbindung zwischen Lagerkonus und Welle löst, die Bewegung des Lagerkonus in axialer Richtung begrenzt werden. Außerdem kann durch diese zusätzliche, axiale Lagerung des Lagerkonus die Verbindung zwischen Lagerkonus und Welle schwächer dimensioniert sein, so dass während der Herstellung des Lagers engere Toleranzen für die axiale Positionierung der Lagerkonen eingehalten werden können.In some embodiments of the invention, in which the cover is firmly connected to the shaft (eg by means of a press and / or adhesive connection), the cover can additionally be used as a stopper element for parts of the bearing, in particular for the bearing cone of a conical Camp, act. As a result, if in axial shock of the bearing, the connection between the bearing cone and shaft dissolves, the movement of the bearing cone can be limited in the axial direction. In addition, the connection between the bearing cone and shaft can be dimensioned to be weaker by this additional, axial storage of the bearing cone, so that tighter tolerances for the axial positioning of the bearing zones can be maintained during the production of the bearing.
Im Bereich des Luftspaltes, insbesondere an dessen Ende kann das Lagersystem ein Lagerfluid-absorbierendes Medium aufweisen, um verdampfendes Lagerfluid (z. B. Lageröl) aufzunehmen. Beispielsweise kann dieses Öl-absorbierende Medium Aktivkohle sein, die durch Verkleben mit einem Lagerbauteil fixiert wird. Insbesondere kann das Öl-absorbierende Medium von einer Öl-durchlässigen Membran umschlossen sein und eine Öl-Absorber Einheit bilden, die relativ einfach mit den metallischen Bauteilen des Spindelmotors verklebt werden kann.In the region of the air gap, in particular at its end, the bearing system may comprise a bearing fluid-absorbing medium to accommodate evaporating bearing fluid (eg, bearing oil). For example, this oil-absorbing medium can be activated carbon, which is fixed by gluing to a bearing component. In particular, the oil-absorbing medium may be enclosed by an oil-permeable membrane and form an oil-absorber unit which can be bonded relatively easily to the metallic components of the spindle motor.
Das feststehende Lagerbauteil weist vorzugsweise eine feststehende Welle auf, die in einer feststehenden Basisplatte angeordnet ist.The fixed bearing component preferably has a fixed shaft which is arranged in a fixed base plate.
Ferner kann das feststehende Lagerbauteil mindestens eine an der Welle befestigte feststehende Lagerkomponente, beispielsweise einen Lagerkonus oder ein Stopper- oder Axiallager-Bauteil, aufweisen.Furthermore, the fixed bearing component may have at least one stationary bearing component fastened to the shaft, for example a bearing cone or a stopper or axial bearing component.
Das drehbare Lagerbauteil weist mindestens eine Lagerbuchse auf, die drehbar an der Welle angeordnet ist.The rotatable bearing component has at least one bearing bush which is rotatably arranged on the shaft.
Die Abdeckung ist vorzugsweise im Querschnitt profiliert ausgebildet und weist einen oder mehrere Schenkel auf, wobei mindestens ein Schenkel zusammen mit einem angrenzenden Lagerbauteil den Luftspalt ausbildet.The cover is preferably formed profiled in cross section and has one or more legs, wherein at least one leg forms the air gap together with an adjacent bearing component.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Abdeckung zum Beispiel an einem Rand der Lagerbuchse befestigt sein und mit einem inneren, axial verlaufenden Schenkel an den Außendurchmesser der Welle angrenzen und dort zusammen mit der Welle den Luftspalt ausbilden.In a preferred embodiment of the invention, the cover may for example be attached to an edge of the bearing bush and adjoin an inner, axially extending leg to the outer diameter of the shaft and form there together with the shaft, the air gap.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die profilierte Abdeckung am Außendurchmesser der Welle oder an einer mit der Welle verbundenen Lagerkomponente befestigt sein und zusammen mit einem ringförmigen Rand der Lagerbuchse den Luftspalt ausbilden.In another embodiment of the invention, the profiled cover may be attached to the outer diameter of the shaft or to a bearing component connected to the shaft and form the air gap together with an annular edge of the bearing bush.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Abdeckung als flaches oder abgestuftes ringförmiges Bauteil ausgebildet, wobei zumindest eine innere oder äußere Umfangsfläche der Abdeckung zusammen mit einem angrenzenden Lagerbauteil den Luftspalt ausbildet. Auch in dieser Ausgestaltung kann die ringförmige Abdeckung am feststehenden oder drehbaren Lagerbauteil befestigt sein und zusammen mit dem jeweils anderen Lagerbauteil, also dem drehbaren oder dem feststehenden Lagerbauteil, den Luftspalt ausbilden.In another embodiment of the invention, the cover is formed as a flat or stepped annular member, wherein at least one inner or outer peripheral surface of the cover forms the air gap together with an adjacent bearing component. Also in this embodiment, the annular cover can be fixed to the fixed or rotatable bearing component and form together with the respective other bearing component, ie the rotatable or fixed bearing component, the air gap.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Abdeckung mit einer inneren oder äußeren Umfangsfläche und zusätzlich mit mindestens einer Deckfläche zusammen mit einem angrenzenden Lagerbauteil den Luftspalt ausbilden.According to this embodiment, the cover with an inner or outer circumferential surface and additionally with at least one cover surface together with an adjacent bearing component form the air gap.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch ein feststehender Deckel eines Gehäuses, in welches das Lager eingebaut ist, bzw. eine feststehende zusätzliche obere Abdeckung des Spindelmotors zusammen mit der Abdeckung, einen oder mehrere weitere Abschnitte des Luftspaltes ausbilden. In diesen Ausgestaltungen kann die effektive Länge des Luftspaltes deutlich mehr als einen Millimeter betragen, wobei der Luftspalt mindestens einen axial verlaufenden Abschnitt und mindestens einen radial verlaufenden Abschnitten aufweisen kann.In a further embodiment of the invention, a fixed cover of a housing, in which the bearing is installed, or a fixed additional upper cover of the spindle motor together with the cover, one or more further portions of the air gap form. In these embodiments, the effective length of the air gap can be significantly more than one millimeter, wherein the air gap may have at least one axially extending portion and at least one radially extending portion.
In allen Ausführungen des erfindungsgemäßen Luftspalts kann es vorteilhaft sein, wenn dieser zumindest teilweise mit einer Lagerfluid abweisenden Schicht (barrier film) versehen ist. Dadurch wird zumindest teilweise vermieden, dass sich bei einem mechanischen Schock des fluiddynamischen Lager Lagerfluid im Luftspalt ansammeln kann. Diese Lagerfluid abweisende Schicht kann dabei auch über den Luftspalt hinaus, am Übergang zum Dichtungsspalt, angebracht sein.In all embodiments of the air gap according to the invention, it may be advantageous if it is at least partially provided with a bearing fluid-repellent layer (barrier film). As a result, it is at least partially avoided that bearing fluid can accumulate in the air gap during a mechanical shock of the fluid-dynamic bearing. This bearing fluid-repellent layer can also be attached beyond the air gap at the transition to the sealing gap.
Das beschriebene fluiddynamische Lager kann vorzugsweise zur Drehlagerung eines Spindelmotors eingesetzt werden, wie er beispielsweise zum Antrieb von Festplattenlaufwerken Verwendung findet.The fluid-dynamic bearing described can preferably be used for the rotary mounting of a spindle motor, as used for example for driving hard disk drives.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention will become apparent from the drawings and the following description of a preferred embodiment.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lagersystem mit zwei konischen Lagern. 1 shows a section through a spindle motor with a fluid dynamic bearing system with two conical bearings.
1A zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager von 1. 1A shows an enlarged section through the upper conical bearing of 1 ,
2 zeigt einen Schnitt durch eine gegenüber 1 abgewandelte Ausgestaltung eines Spindelmotors mit fluiddynamischem Lagersystem. 2 shows a section through one opposite 1 modified embodiment of a spindle motor with fluid dynamic storage system.
2A zeigt einen Schnitt durch das obere konisches Lager gemäß 2 in einer weiteren abgewandelten Ausgestaltung. 2A shows a section through the upper conical bearing according to 2 in a further modified embodiment.
3 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lagersystem mit zwei konischen Lagern in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 3 shows a section through a spindle motor with a fluid dynamic bearing system with two conical bearings in a further embodiment of the invention.
4 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 4 shows an enlarged section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention.
5 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 5 shows an enlarged section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention.
6 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 6 shows an enlarged section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention.
7 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 7 shows an enlarged section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention.
8 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 8th shows an enlarged section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention.
9 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 9 shows an enlarged section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention.
10 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lager mit Radiallagern und Axiallagern gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. 10 shows a section through a spindle motor with a fluid dynamic bearing with radial bearings and thrust bearings according to a further embodiment of the invention.
11 zeigt eine alternative Formgebung der Abdeckung. 11 shows an alternative shape of the cover.
12 zeigt eine alternative Formgebung der oberen und unteren Abdeckungen. 12 shows an alternative shape of the upper and lower covers.
13 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des fluiddynamischen Lagers von 4. 13 shows a modified embodiment of the fluid dynamic bearing of 4 ,
14 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des fluiddynamischen Lagers von 3. 14 shows a modified embodiment of the fluid dynamic bearing of 3 ,
15 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagers von 10. 15 shows a modified embodiment of a fluid dynamic bearing of 10 ,
16 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Abdeckung für ein fluiddynamisches Lager. 16 shows a further embodiment of a cover for a fluid dynamic bearing.
17 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Abdeckung für ein fluiddynamisches Lager. 17 shows a further embodiment of a cover for a fluid dynamic bearing.
18 zeigt eine Abwandlung der Abdeckung von 16. 18 shows a modification of the cover of 16 ,
19 zeigt eine wiederum alternative Formgebung der Abdeckung. 19 shows a turn alternative shape of the cover.
20 zeigt einen Querschnitt durch ein doppelt konisches Lager, das im Wesentlichen dem Lager von 3 entspricht. 20 shows a cross section through a double conical bearing, which is essentially the bearing of 3 equivalent.
21 zeigt eine weitere Abwandlung des Lagers von 20 bzw. 3. 21 shows a further modification of the camp of 20 respectively. 3 ,
22 zeigt eine weitere Abwandlung des Lagers von 20 bzw. 3. 22 shows a further modification of the camp of 20 respectively. 3 ,
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der ErfindungDescription of preferred embodiments of the invention
Die 1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lagersystem mit zwei konischen Lagern.The 1 shows a section through a spindle motor with a fluid dynamic bearing system with two conical bearings.
Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 10 als tragende Struktur, in welcher eine feststehende Welle 12 angeordnet ist, so dass sie größtenteils über die Oberfläche der Basisplatte hinausragt. Die Welle 12 bildet zusammen mit zwei Lagerkonussen 14, 26 das feststehende Bauteil des Lagersystems. Die Lagerkonusse 14, 26 sind in einem Abstand voneinander auf der Welle 12 angeordnet und mit dieser fest verbunden. Die Lagerkonusse 14, 26 haben einander zugewandte in einem Winkel zur Drehachse 52 verlaufende konische Lagerflächen. Dem ersten Lagerkonus 14 ist eine erste Lagerbuchse 16 zugeordnet, welche eine teilweise konische Lagerbohrung und eine konische Lagerfläche aufweist, die durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten ersten Lagerspalt 20 von der konischen Lagerfläche des ersten Lagerkonus 14 getrennt ist. Die konischen Lagerflächen und der Lagerspalt 20 verlaufen in einem spitzen Winkel schräg zur Drehachse 52.The spindle motor comprises a base plate 10 as a supporting structure in which a fixed shaft 12 is arranged so that it protrudes largely over the surface of the base plate. The wave 12 forms together with two storage concessions 14 . 26 the fixed component of the storage system. The storage cones 14 . 26 are at a distance from each other on the shaft 12 arranged and firmly connected with this. The storage cones 14 . 26 have facing each other at an angle to the axis of rotation 52 extending conical bearing surfaces. The first storage bonus 14 is a first bearing bush 16 associated, which has a partially conical bearing bore and a conical bearing surface, which is filled by a bearing fluid with a first bearing gap 20 from the conical bearing surface of the first bearing cone 14 is disconnected. The conical bearing surfaces and the bearing gap 20 extend at an acute angle obliquely to the axis of rotation 52 ,
Der Lagerkonus 14 umfasst auf seiner Lagerfläche über den Umfang verteilt eine Anzahl von Lagerrillen 14a. Die Lagerrillen 14a sind in einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt und in einem bekannten Fischgrätenmuster (herringbone) angeordnet. Die Lagerrillen müssen nicht auf der Lagerfläche des Lagerkonus 14 angeordnet sein, sondern können erfindungsgemäß auch auf den konischen Lagerflächen der Lagerbuchse 16 angeordnet werden.The storage bonus 14 comprises on its bearing surface distributed over the circumference a number of bearing grooves 14a , The bearing grooves 14a are inclined at an acute angle to the horizontal and arranged in a known herringbone pattern. The bearing grooves do not have to be on the bearing surface of the bearing cone 14 may be arranged according to the invention but also on the conical bearing surfaces of the bearing bush 16 to be ordered.
Der Lagerspalt 20 hat zwei offene Enden, jeweils angrenzend an die Stirnflächen der Lagerbuchse 16. Das erste offene Ende des Lagerspaltes 20 wird durch einen kapillaren Dichtungsspalt 22 abgedichtet, der durch eine äußere Umfangsfläche des ersten Lagerkonus 14 und eine innere Umfangsfläche der ersten Lagerbuchse 16 begrenzt wird. Der Dichtungsspalt 22 bildet mit dem Lagerspalt 20 einen stumpfen Winkel (>= 90°) und mit der Drehachse 52 einen spitzen Winkel. Der Dichtungsspalt 22 ist teilweise mit Lagerfluid gefüllt und wirkt als Fluidreservoir und Ausgleichsvolumen. Vorzugsweise sind beide begrenzenden Flächen im Verlauf vom Lagerspalt zum Lageräußeren um einen kleinen Winkel von zwischen 0.5 Grad und 20 Grad in Richtung zur Drehachse geneigt, wobei der Neigungswinkel der inneren Umfangsfläche der ersten Lagerbuchse 16 um wenige Winkelgrade kleiner ist als der Neigungswinkel der äußeren Umfangsfläche des ersten Lagerkonusses 14. Das untere Ende des Lagerspaltes 20 ist abgedichtet durch einen weiteren Dichtungsspalt 24, entlang dessen vorzugsweise eine dynamische Pumpdichtung 24a sowie eine konische Kapillardichtung angeordnet sind. Die Pumpdichtung 24a umfasst Pumprillenstrukturen, die entweder auf der Welle 12 oder auf der Lagerbuchse 16 entlang des Dichtungsspaltes 24 aufgebracht sind, wobei die Pumprillenstrukturen bei Rotation der Lagerbuchse 12 eine Pumpwirkung auf das im Dichtungsspalt 24 befindliche Lagerfluid in Richtung des Lagerspalts 20 erzeugen. Im Lagerkonus 14 sind vorzugsweise Rezirkulationskanäle 25 angeordnet, durch welche eine Zirkulation des Lagerfluids innerhalb des konischen Lagers möglich wird.The bearing gap 20 has two open ends, each adjacent to the end faces of the bearing bush 16 , The first open end of the bearing gap 20 is through a capillary sealing gap 22 sealed by an outer peripheral surface of the first bearing cone 14 and an inner peripheral surface of the first bushing 16 is limited. The sealing gap 22 forms with the bearing gap 20 an obtuse angle (> = 90 °) and with the axis of rotation 52 an acute angle. The sealing gap 22 is partially filled with bearing fluid and acts as a fluid reservoir and compensating volume. Preferably, both limiting surfaces are inclined in the course from the bearing gap to the bearing outer by a small angle of between 0.5 degrees and 20 degrees in the direction of the axis of rotation, wherein the inclination angle of the inner peripheral surface of the first bearing bush 16 is smaller by a few degrees than the angle of inclination of the outer peripheral surface of the first bearing cone 14 , The lower end of the bearing gap 20 is sealed by a further sealing gap 24 along which is preferably a dynamic pumping seal 24a and a conical capillary seal are arranged. The pump seal 24a includes pump groove structures that are either on the shaft 12 or on the bearing bush 16 along the sealing gap 24 are applied, wherein the Pumprillenstrukturen during rotation of the bearing bush 12 a pumping action on the in the sealing gap 24 bearing fluid in the direction of the bearing gap 20 produce. In storage bonus 14 are preferably recirculation channels 25 arranged, through which a circulation of the bearing fluid within the conical bearing is possible.
Der zweite Lagerkonus 26 weist konische Lagerflächen mit Lagerrillen 26a auf, die mit der Drehachse 52 einen spitzen Winkel ausbilden. Der Lagerkonus 26 ist in einer zweiten Lagerbuchse 28 angeordnet, die ebenfalls konische Lagerflächen aufweist, die durch einen zweiten mit Lagerfluid gefüllten Lagerspalt 32 von den konischen Lagerflächen des zweiten Lagerkonus 26 getrennt sind. Auch die offenen Enden des zweiten Lagerspalts 32 sind durch jeweils einen Dichtungsspalt 34 in Form einer konischen Kapillardichtung, sowie einen Dichtungsspalt 36 mit Pumpdichtung 36a und einer zusätzlichen konischen Kapillardichtung abgedichtet. Der Dichtungsspalt 34 wird begrenzt durch eine äußere Umfangsfläche des zweiten Lagerkonus 28 und eine innere Umfangsfläche der zweiten Lagerbuchse 28. Der Dichtungsspalt 34 bildet mit dem Lagerspalt 32 einen stumpfen Winkel (>= 90°) und mit der Drehachse 52 einen spitzen Winkel.The second storage bonus 26 has conical bearing surfaces with bearing grooves 26a on that with the axis of rotation 52 form an acute angle. The storage bonus 26 is in a second bushing 28 arranged, which also has conical bearing surfaces, which is filled by a second bearing fluid filled with bearing clearance 32 from the conical bearing surfaces of the second bearing cone 26 are separated. Also the open ends of the second storage gap 32 are each through a sealing gap 34 in the form of a conical capillary seal, as well a sealing gap 36 with pump seal 36a and an additional conical capillary seal sealed. The sealing gap 34 is limited by an outer peripheral surface of the second bearing cone 28 and an inner circumferential surface of the second bushing 28 , The sealing gap 34 forms with the bearing gap 32 an obtuse angle (> = 90 °) and with the axis of rotation 52 an acute angle.
Die beiden Lagerbuchsen 16 und 28 der entgegengesetzt wirkenden konischen Lager grenzen aneinander an und sind durch eine Distanzscheibe 38 voneinander getrennt, die gleichzeitig zur Kompensation der Temperaturausdehnung der Lagerbuchsen 16, 28 dient. Der Zwischenraum zwischen dem Außenumfang der Welle 12 und den beiden Lagerbuchsen 16, 28 bzw. der Distanzscheibe 38 ist belüftet, um einen Druckausgleich zur Umgebung herzustellen. Hierzu kann die Welle 12 entsprechende Bohrungen 54 aufweisen, die den Zwischenraum mit der Außenatmosphäre verbindet. Alternativ zu der gezeigten Ausführung kann eine Bohrung 54 zur Belüftung auch in den erfindungsgemäßen Luftspalt (48, 50) münden. Im Lagerkonus 26 sind vorzugsweise Rezirkulationskanäle 37 angeordnet, durch welche eine Zirkulation des Lagerfluids im konischen Lager möglich wird.The two bushings 16 and 28 the oppositely acting conical bearing abut each other and are by a spacer 38 separated, which at the same time to compensate for the thermal expansion of the bushings 16 . 28 serves. The space between the outer circumference of the shaft 12 and the two bushings 16 . 28 or the spacer 38 is vented to provide pressure equalization to the environment. For this, the wave 12 corresponding holes 54 have, which connects the gap with the outside atmosphere. Alternatively to the embodiment shown, a bore 54 for ventilation in the air gap according to the invention ( 48 . 50 ). In storage bonus 26 are preferably recirculation channels 37 arranged, through which a circulation of the bearing fluid in the conical bearing is possible.
Die beiden Lagerbuchsen 14 und 28 werden in einer zentralen Aussparung einer Nabe 40 des Spindelmotors gehalten, beispielsweise durch eine Pressverbindung, und/oder werden in die Nabe 40 eingeklebt. Hierbei kann der Kleber als Schmiermittel für die Pressverbindung dienen und eine bessere Abdichtung des Lagers gewährleisten. Beide Lagerbuchsen 16 und 28 weisen am Außenumfang vorzugsweise einen Bund auf, der auf einer Stirnseite des Randes der Öffnung der Nabe 40 aufliegt. Vorzugsweise sind die Lagerbuchsen 16, 28 aus Stahl, Keramik oder ähnlichem, insbesondere aus einem Material mit einem kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, während die Nabe 40 beispielsweise aus Aluminium, also einem Material mit vergleichsweise großem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist und zur Aufnahme von Speicherplatten dient, die ebenfalls aus Aluminium bestehen. Alternativ können die beiden Lagerbuchsen einteilig aus Stahl hergestellt sein, insbesondere dann, wenn die Nabe Glasdisks trägt und daher ebenfalls aus Stahl besteht und vorzugsweise einteilig mit den Lagerbuchsen ausgestaltet ist. Die Lagerkonusse 14, 26 sind relativ zu den Lagerbuchsen 16, 28 so angeordnet, dass die Lagerspalte 20, 32 bei Zimmertemperatur eine definierte Breite von einigen Mikrometern aufweisen. Die Tragfähigkeit der konischen Lager hängt unter anderem von der Breite der Lagerspalte 20, 32 und der Viskosität des darin enthaltenen Lagerfluids ab.The two bushings 14 and 28 be in a central recess of a hub 40 held by the spindle motor, for example by a press connection, and / or are in the hub 40 glued. Here, the adhesive can serve as a lubricant for the press connection and ensure better sealing of the bearing. Both bushings 16 and 28 have on the outer circumference preferably a collar, which on an end side of the edge of the opening of the hub 40 rests. Preferably, the bushings 16 . 28 of steel, ceramics or the like, in particular of a material with a low coefficient of thermal expansion, while the hub 40 For example, made of aluminum, so a material with a comparatively large coefficient of thermal expansion and is used to hold storage disks, which also consist of aluminum. Alternatively, the two bushings can be made in one piece of steel, especially if the hub carries glass discs and therefore also made of steel and is preferably designed in one piece with the bushings. The storage cones 14 . 26 are relative to the bushings 16 . 28 arranged so that the bearing column 20 . 32 have a defined width of a few micrometers at room temperature. The load-bearing capacity of the conical bearings depends, among other things, on the width of the bearing gaps 20 . 32 and the viscosity of the bearing fluid contained therein.
Der Spindelmotor wird angetrieben durch ein elektromagnetisches Antriebssystem, das aus einer an der Basisplatte 10 befestigten Statoranordnung 42 besteht und einem gegenüberliegend der Statoranordnung an der Nabe 40 befestigten Rotormagneten 44, der radial von einem ferromagnetischen Joch 46 umgeben ist.The spindle motor is driven by an electromagnetic drive system, which consists of one on the base plate 10 attached stator assembly 42 consists and one opposite the stator assembly to the hub 40 attached rotor magnet 44 which is radially of a ferromagnetic yoke 46 is surrounded.
Die beiden Dichtungsspalte 22, 34 bilden die äußere Begrenzung des mit Lagerfluids gefüllten Teil des Lagers. Damit keine Verunreinigungen in die Dichtungsspalte 22 und 34 eindringen können und insbesondere lediglich eine möglichst geringe Menge von der Oberfläche der Dichtungsspalte verdunstendes Lagerfluid aus dem Lager entweicht, sind die beiden einzelnen konischen Lager jenseits der Dichtungsspalte 22, 34 jeweils durch eine Abdeckung 18, 30 abgedeckt.The two sealing gaps 22 . 34 form the outer boundary of the filled with bearing fluid part of the camp. So that no impurities in the sealing gaps 22 and 34 can penetrate and in particular escapes only the smallest possible amount of the surface of the sealing gaps evaporating bearing fluid from the camp, the two individual conical bearings beyond the sealing gaps 22 . 34 each by a cover 18 . 30 covered.
Die Abdeckungen 18, 30 sind beispielsweise Stanzteile in Form eines profilierten Blechrings, der einen äußeren Rand aufweist, der auf einen Rand 16a bzw. 28a der beiden Lagerbuchsen 16, 28 aufgesteckt bzw. aufgepresst und evtl. dort zusätzlich festgeklebt ist.The covers 18 . 30 For example, are stamped parts in the form of a profiled sheet metal ring having an outer edge, which on an edge 16a respectively. 28a the two bushings 16 . 28 plugged or pressed on and possibly additionally glued there.
Jede der beiden Abdeckungen 18, 30 erstreckt sich radial nach innen in Richtung der Welle 12 und bildet an der Welle 12 einen abgeknickten Schenkel 18a (1A) der zusammen mit der Oberfläche der Welle 12 einen engen Luftspalt 48 bzw. 50 bildet.Each of the two covers 18 . 30 extends radially inward in the direction of the shaft 12 and forms at the shaft 12 a bent leg 18a ( 1A ) together with the surface of the shaft 12 a narrow air gap 48 respectively. 50 forms.
Erfindungsgemäß wird ein sehr genau definierter Luftspalt 48, 50 geringer Spaltbreite gebildet, so dass eine übermäßige Evaporation von Lagerfluid aus dem Dichtungsbereich verhindert wird. Die erfindungsgemäßen Luftspalte 48, 50 sind so ausgebildet, dass sie vorzugsweise mindestens über eine Länge L1 – die Länge bemisst sich in den 1 und 1A in Richtung parallel zur Drehachse – eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern aufweisen. Die Länge L1 entspricht hier der Länge Lax1 nach Formel VI für den erfindungsgemäßen Luftspalt.According to the invention, a very well-defined air gap 48 . 50 formed small gap width, so that excessive evaporation of bearing fluid is prevented from the sealing area. The air gaps according to the invention 48 . 50 are formed so that they preferably at least over a length L 1 - the length is measured in the 1 and 1A in the direction parallel to the axis of rotation - have a maximum gap width of at most 50 microns. The length L 1 here corresponds to the length Lax 1 according to formula VI for the air gap according to the invention.
Der Luftspalt 48, 50 kann durch mindestens einen axial verlaufenden Spalt 48a, 50a definiert sein und kann zusätzlich einen oder mehrere radial verlaufende Spalte 48r, 50r zwischen der Unterseite der Abdeckung 18 bzw. 30 und der Oberseite des Konus 14 bzw. 26 aufweisen sein. Der radiale Spalt 48r weist vorzugsweise über eine Länge L2 eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern auf. Auch dieser radial verlaufende Spalt 48r trägt zur Verringerung des Austritts von evaporiertem Lagerfluid aus dem Lagerspalt 20 bei. Der Luftspalt kann in dieser und in allen folgenden Ausführungsformen zumindest teilweise mit einer das Lagerfluid abweisenden Schicht versehen sein. Diese, das Lagerfluid abweisende, Schicht kann beispielsweise eine auf einem Fluorcarbon basierende, dünne Schicht sein.The air gap 48 . 50 can by at least one axially extending gap 48a . 50a be defined and may additionally one or more radially extending column 48r . 50r between the bottom of the cover 18 respectively. 30 and the top of the cone 14 respectively. 26 be. The radial gap 48r preferably has a maximum gap width of at most over a length L 2 50 Microns. Also this radial gap 48r contributes to the reduction of the escape of evaporated bearing fluid from the bearing gap 20 at. The air gap may be at least partially provided in this and in all subsequent embodiments with a layer which repels the bearing fluid. This bearing fluid repellent layer may be, for example, a fluorocarbon-based thin layer.
Die bisherigen Formteile für die Abdeckungen 18, 30 konnten diese Vorgaben nicht erfüllen, denn es waren einfache Stanzteile, bei denen aufgrund der Fertigungstoleranzen der Luftspalt eher großzügig gewählt wurde, um eine Kollision von Abdeckung und Welle bzw. Lagerkonus zu vermeiden und somit die Funktionstüchtigkeit des Lagers nicht zu beeinträchtigen, da die Abdeckung zusammen mit den Lagerbuchsen rotiert, während die Welle und die Lagerkonusse feststehen.The previous moldings for the covers 18 . 30 could not meet these requirements, because it was simple stampings, where due to the manufacturing tolerances, the air gap was rather generous to avoid a collision of cover and shaft or storage cone and thus not affect the functioning of the bearing, since the cover together rotates with the bushings, while the shaft and the bearing cones are fixed.
1A zeigt einen vergrößerten Schnitt des oberen konischen Lagers von 1, wobei hier die Länge L1 des Luftspaltes 48a sowie die Länge L2 des Luftspaltes 48r dargestellt ist und die Luftspalte deutlicher sichtbar werden. Die Gesamtlänge L = L1 + L2 der Luftspalte 48a und 48r beträgt vorzugsweise mindestens 0,6 mm und besonders bevorzugt 1 mm oder mehr bei einer Spaltbreite von 50 Mikrometern oder weniger. Idealerweise beträgt die Spaltbreite sogar 40 Mikrometer oder weniger. 1A shows an enlarged section of the upper conical bearing of 1 , Here, the length L 1 of the air gap 48a and the length L 2 of the air gap 48r is shown and the air gaps become more visible. The total length L = L 1 + L 2 of the air gaps 48a and 48r is preferably at least 0.6 mm, and more preferably 1 mm or more at a gap width of 50 microns or less. Ideally, the gap width is even 40 microns or less.
Auf der Unterseite des Lagers ist ein weiterer, axial verlaufender Luftspalt 50a vorgesehen, der ausgebildet ist zwischen dem Außenumfang der zweiten Lagerbuchse 28 sowie dem Innenumfang eines mit der Basisplatte 10 verbundenen Kragens 10a. Auf dem Außenumfang dieses Kragens 10a ist die Statoranordnung 42 angeordnet.On the underside of the bearing is another, axially extending air gap 50a provided, which is formed between the outer periphery of the second bearing bush 28 as well as the inner circumference of one with the base plate 10 connected collar 10a , On the outer circumference of this collar 10a is the stator arrangement 42 arranged.
Erfindungsgemäß erfüllt die Verdampfungsrate des Lagerfluids durch die in den 1 bis 22 dargestellten Luftspalte 48 und 50 jeweils F < 3 mm2 nach Gleichungen I bis V, vorzugsweise F < 2 mm2, besonders bevorzugt F < 1,7 mm2.According to the invention, the evaporation rate of the bearing fluid by in the 1 to 22 illustrated air gaps 48 and 50 each F <3 mm 2 according to equations I to V, preferably F <2 mm 2 , particularly preferably F <1.7 mm 2 .
2 zeigt einen Schnitt durch ein fluiddynamisches Lagersystem mit zwei konischen Lagern gemäß 1 in einer abgewandelten Ausgestaltung. Gleiche Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie beim Lagersystem von 1. 2 shows a section through a fluid dynamic bearing system with two conical bearings according to 1 in a modified embodiment. The same components are designated by the same reference numerals as in the storage system of 1 ,
Im Unterschied zu 1 sind die obere Abdeckung 18 und die untere Abdeckung 30 nicht an den Lagerbuchsen 16, 28 sondern an ihren inneren Umfangsflächen unmittelbar an der Welle 12 befestigt.In contrast to 1 are the top cover 18 and the bottom cover 30 not on the bearing bushes 16 . 28 but on their inner peripheral surfaces directly on the shaft 12 attached.
Die Abdeckungen 18 und 30 erstrecken sich von der Welle 12 radial nach außen und enden in einem umlaufenden Rand, der zusammen mit einem Rand 16a bzw. 28a der jeweiligen Lagerbuchse 16, 28 einen axial verlaufenden Abschnitt 48a bzw. 50a des Luftspalt 48 bzw. 50 bildet. Ferner existiert jeweils ein radial verlaufender Abschnitt 48r, 50r zwischen den Abdeckungen 18 und 30 sowie den Rändern 16a und 26a der jeweiligen Lagerbuchsen 16 und 26. Ausserdem ist jeweils zwischen der Unterseite der Abdeckung 18, 30 und der entsprechenden Lagerbuchse 16, 26 ein weiterer, relativ kurzer, Spaltabschnitt 148r, 150r definiert.The covers 18 and 30 extend from the shaft 12 radially outward and terminate in a circumferential edge, which together with an edge 16a respectively. 28a the respective bearing bush 16 . 28 an axially extending section 48a respectively. 50a the air gap 48 respectively. 50 forms. Furthermore, in each case there is a radially extending section 48r . 50r between the covers 18 and 30 as well as the edges 16a and 26a the respective bushings 16 and 26 , In addition, in each case between the underside of the cover 18 . 30 and the corresponding bearing bush 16 . 26 another, relatively short, gap section 148R . 150r Are defined.
Die Luftspalte 48, 50 können hier länger ausgebildet sein als die Luftspalte im Beispiel der 1 und 1a. Die Luftspalte 48, 50 können beispielsweise eine effektive Länge von mindestens 0,6 Millimeter oder sogar von einem Millimeter aufweisen bei einer Spaltbreite von maximal 50 Mikrometern vorzugsweise aber maximal 40 Mikrometern. Somit ergibt sich eine wirkungsvolle Engstelle für austretenden Lagerfluiddampf.The air column 48 . 50 can be made longer than the air gaps in the example of 1 and 1a , The air column 48 . 50 For example, they may have an effective length of at least 0.6 millimeters or even one millimeter with a maximum gap width of 50 microns, but preferably a maximum of 40 microns. This results in an effective bottleneck for escaping bearing fluid vapor.
Radial außerhalb der Abdeckung 18 kann optional ein ringförmiges Bauteil 56 an der Lagerbuchse 16 befestigt sein derart, dass es parallel zum äußeren Rand der Abdeckung 18 zu liegen kommt und mit dem äußeren Rand der Abdeckung 18 einen weiteren engen Abschnitt 148a des Luftspalts 48 bildet. Durch diese Maßnahme lässt sich die effektive Länge des Luftspaltes insgesamt weiter vergrößern. In einer bevorzugten Ausführungsform gilt wiederum, dass beispielsweise der Luftspalt 48, zusammengesetzt aus 48a, 48r und 148a, über mindestens eine effektive Länge von mindestens 0,6 Millimeter beziehungsweise von sogar mindestens einem Millimeter eine Breite von höchstens 50 Mikrometern aufweist.Radially outside the cover 18 Optionally an annular component 56 at the bearing bush 16 be attached such that it is parallel to the outer edge of the cover 18 comes to rest and with the outer edge of the cover 18 another narrow section 148a of the air gap 48 forms. By this measure, the effective length of the air gap can be further increased overall. In a preferred embodiment, in turn, for example, the air gap 48 , consisting of 48a . 48r and 148a , has a width of at most 50 microns over at least an effective length of at least 0.6 millimeters or even of at least one millimeter.
Im Bereich des unteren konischen Lagers weist beispielsweise die Basisplatte 10 einen hochgezogenen Rand 10a auf, der in axialer Richtung mit Teilen der unteren Lagerbuchse 28 überlappt.In the region of the lower conical bearing has, for example, the base plate 10 a raised edge 10a on, in the axial direction with parts of the lower bearing bush 28 overlaps.
Durch geeignete Ausbildung der Bauteile 28 bzw. 10a wird ein weiterer enger Abschnitt 150a definiert, der sich zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Lagerbuchse 28 und einer inneren Umfangsfläche des Randes 10a erstreckt. Dieser enge Abschnitt 150a ist wiederum eine Ergänzung des Luftspaltes 50.By suitable design of the components 28 respectively. 10a will be another close section 150a defined, extending between an outer peripheral surface of the bearing bush 28 and an inner peripheral surface of the rim 10a extends. This narrow section 150a is in turn a supplement to the air gap 50 ,
Dieser Ausgestaltung ist auch ein Beispiel, in dem die Abdeckung 18, 30 zusätzlich als Stopper-Element wirkt, so dass, falls sich bei axialem Schock des Lagers die Verbindung zwischen Lagerkonus 14, 26 und Welle 12 löst, die Bewegung des Lagerkonus 14, 26 in axialer Richtung begrenzt wird. Durch diese zusätzliche, axiale Lagerung des Lagerkonus 14, 26 kann die Verbindung zwischen Lagerkonus 14, 26 und Welle 12 schwächer dimensioniert sein, so dass während der Herstellung des Lagers engere Toleranzen für die axiale Positionierung der Lagerkonen 14, 26 eingehalten werden können. This embodiment is also an example in which the cover 18 . 30 additionally acts as a stopper element, so that, in case of axial shock of the bearing, the connection between the bearing cone 14 . 26 and wave 12 releases the movement of the storage cone 14 . 26 is limited in the axial direction. Through this additional, axial storage of the storage cone 14 . 26 can the connection between storage bonus 14 . 26 and wave 12 be dimensioned smaller so that during the manufacture of the bearing tighter tolerances for the axial positioning of the bearing zones 14 . 26 can be complied with.
2A zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 2, bei dem die Abdeckung 18 nicht oder nicht nur an der Welle 12 befestigt ist, sondern direkt am Lagerkonus 14. Beispielsweise liegt die Abdeckung 18 direkt auf einer Stirnfläche des Lagerkonus 14 auf und ist dort beispielsweise durch Angekleben befestigt. Alternativ kann die Abdeckung an der Welle 12 befestigt, etwa aufgepresst sein und zusätzlich auf der Stirnfläche des Lagerkonus 14 aufliegen. 2A shows a modified embodiment of the bearing of 2 in which the cover 18 not or not only on the shaft 12 is attached, but directly on the storage cone 14 , For example, the cover is located 18 directly on an end face of the storage cone 14 on and is fixed there, for example, by gluing. Alternatively, the cover on the shaft 12 attached, be about pressed and in addition to the end face of the storage cone 14 rest.
3 zeigt einen Schnitt durch ein doppelt konisches Lagersystem, bei dem die Abdeckungen 18 und 30 ähnlich ausgestaltet und befestigt sind, wie beim Lager von 2A. Die Abdeckungen 18 und 30 liegen hier auf den jeweiligen Lagerkonen 14, 26 auf und weisen radial außen einen umlaufenden Rand auf, der zusammen mit jeweils einem Rand 116a bzw. 128a der beiden Lagerbuchsen 116, 128 axial verlaufende Abschnitte 48a, 50a der Luftspalte 48, 50 ausbildet. 3 shows a section through a double conical bearing system, in which the covers 18 and 30 similarly designed and fastened, as in the camp of 2A , The covers 18 and 30 lie here on the respective storage zones 14 . 26 on and radially outward have a peripheral edge, which together with one edge 116a respectively. 128a the two bushings 116 . 128 axially extending sections 48a . 50a the air gap 48 . 50 formed.
Die beiden Ränder 116a bzw. 128a der Lagerbuchsen 116, 128 sind relativ lang gezogen, wobei in dieser Ausgestaltung auch die Abdeckungen 18, 30 relativ lange Ränder (Schenkel) aufweisen, die mit den Rändern 116a und 128a der Lagerbuchsen überlappen und einen relativ langen Luftspalt 48, 50 zulassen.The two edges 116a respectively. 128a the bushings 116 . 128 are drawn relatively long, in which embodiment, the covers 18 . 30 have relatively long edges (legs) with the edges 116a and 128a overlap the bushings and a relatively long air gap 48 . 50 allow.
Die Abdeckung 18 der 3 kann ebenfalls zusätzlich oder alternativ zur Befestigung am Lagerkonus auch an der Welle befestigt werden. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann zwischen der Welle 12 und der Abdeckung 18 ein Vorsprung des Lagerkonus 14 sein, so dass die Abdeckung 18 an ihrem Innenumfang mit dem Vorsprung verbunden oder an diesem ausgerichtet ist, während die Unterseite der Abdeckung 18 auf dem Lagerkonus 14 aufliegt.The cover 18 of the 3 can also be attached to the shaft also in addition to or alternatively to the mounting on the bearing cone. In a further alternative embodiment, between the shaft 12 and the cover 18 a projection of the storage bonus 14 be so the cover 18 is connected at its inner periphery with the projection or aligned with this, while the underside of the cover 18 on the storage cone 14 rests.
4 zeigt einen Schnitt durch das obere konische Lager eines konischen Lagersystems in einer abgewandelten Ausgestaltung im Vergleich zu den 1 und 1A. Die Abdeckung 18 ist hierbei nicht als Kaltformteil, sondern beispielsweise als maschiniertes Teil ausgebildet und im Querschnitt etwa L-förmig. 4 shows a section through the upper conical bearing of a conical bearing system in a modified embodiment in comparison to the 1 and 1A , The cover 18 is here not designed as a cold-formed part, but for example as a machined part and in cross-section approximately L-shaped.
Die maschinierte Abdeckung 18 bildet im Beispiel der 4 zusammen mit dem Außendurchmesser der Welle 12 einen axial verlaufenden Abschnitt 48a des Luftspalt 48 ähnlicher Länge L1, wie der Luftspalt 48 von 1. Auch hier wird der Luftspalt 48 durch einen radial verlaufenden Abschnitt 48r der Länge L2 ergänzt. Die Länge L1 entspricht dabei der Länge Lax1 der Formel IV,The machined cover 18 forms in the example of 4 together with the outer diameter of the shaft 12 an axially extending section 48a the air gap 48 similar length L 1 , as the air gap 48 from 1 , Again, the air gap 48 by a radially extending portion 48r the length L 2 added. The length L 1 corresponds to the length Lax 1 of formula IV,
Auch beim unteren konischen Lager wird eine maschinierte Abdeckung in gleicher Weise verwendet als Ersatz für das Kaltformteil.Even with the lower conical bearing a machined cover is used in the same way as a replacement for the cold-formed part.
5 zeigt einen Schnitt durch das obere konische Lager in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Abdeckung 18 als flache Scheibe ausgebildet ist. Die Lagerbuchse 316 weist einen lang gezogenen oberen Rand 316a auf, der eine Aussparung zur Befestigung der flachen Abdeckung 18 aufweist, so dass die obere Stirnseite der Lagerbuchse 316 mit der Abdeckung 18 in etwa eben abschließt. Auch hier wird zwischen dem inneren Durchmesser der Abdeckung 18 und dem Außendurchmesser der Welle 12 ein Luftspalt 48 im Sinne der Erfindung gebildet. Das Lager ist mit einer oberen Abdeckung 62 versehen, die eine konzentrisch zur Welle 12 ausgerichtete Ausnehmung aufweist, um die Welle 12 mit Hilfe einer Schraube an der oberen Abdeckung 62 zu fixieren. 5 shows a section through the upper conical bearing in a further embodiment of the invention, in which the cover 18 is designed as a flat disc. The bearing bush 316 has a long drawn top 316a on, which has a recess for fixing the flat cover 18 has, so that the upper end side of the bearing bush 316 with the cover 18 Closing in about the same way. Again, between the inner diameter of the cover 18 and the outer diameter of the shaft 12 an air gap 48 formed in the context of the invention. The bearing is with a top cover 62 provided one concentric to the shaft 12 aligned recess to the shaft 12 with the help of a screw on the top cover 62 to fix.
6 zeigt einen Schnitt durch das obere konische Lager des Lagersystems, wobei diese Ausgestaltung der Erfindung eine Abwandlung der Ausgestaltung von 5 ist. 6 shows a section through the upper conical bearing of the storage system, this embodiment of the invention is a modification of the embodiment of 5 is.
Die obere Lagerbuchse 316 ist so ausgebildet wie bei 5 und weist eine Aussparung auf, in welcher die Abdeckung 18 befestigt ist. Die Abdeckung 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht durchgehend flach ausgebildet, sondern weist eine Stufe auf und hat radial außen eine geringere Dicke als radial innen. Zwischen dem inneren Durchmesser der Abdeckung 18 und dem äußeren Durchmesser der Welle 12 wird der erfindungsgemäße Luftspalt 48 definiert, der auch durch einen radial verlaufenden Abschnitt 48r verlängert sein kann Im radial außenliegenden Bereich der Abdeckung 18 mit geringer Dicke kann ein Kleber 64 eingebracht werden, so dass die Abdeckung 18 fest mit dem Rand 316a der Lagerbuchse 316 verbunden ist. Auf der Oberseite der Abdeckung 18 oder auf der Unterseite der oberen Abdeckung 62 kann ein (nicht gezeigter) Öl-Absorber angebracht sein.The upper bearing bush 316 is as educated as at 5 and has a recess in which the cover 18 is attached. The cover 18 is not continuous flat in this embodiment, but has a step and has radially outside a smaller thickness than radially inside. Between the inner diameter of the cover 18 and the outer diameter of the shaft 12 is the air gap according to the invention 48 also defined by a radially extending section 48r can be extended in the radially outer area of the cover 18 a small thickness can be an adhesive 64 be introduced so that the cover 18 stuck with the edge 316a the bearing bush 316 connected is. On the top of the cover 18 or on the bottom of the top cover 62 An oil absorber (not shown) may be attached.
7 zeigt einen Schnitt durch das obere konische Lager eines Lagersystems, das dem Lagersystem der 5 und 6 im Wesentlichen entspricht. Die Lagerbuchse 316 weist einen oberen Rand 316a auf, welche eine Aussparung zur Befestigung der Abdeckung 18 aufweist. Die Abdeckung 18 weist im Ausführungsbeispiel der 7 eine Stufe auf und hat radial außen eine sehr viel geringere Dicke als radial innen. Die Abdeckung 18 bildet mit dem Außendurchmesser der Welle 12 den Luftspalt 48. Eine obere Fläche der Abdeckung 18 bildet ferner zusammen mit einer zusätzlichen oberen Abdeckung 62 einen radial verlaufenden Abschnitt 48r des Luftspaltes. Der Luftspalt 48 setzt sich demnach aus einem axialen Abschnitt 48a und einem radial verlaufenden Abschnitt 48r zusammen. Um verdampfendes Lagerfluid aufzufangen, kann an der Unterseite der Abdeckung 62 ein Öl-Absorber 60 angebracht sein. 7 shows a section through the upper conical bearing of a storage system, the storage system of 5 and 6 essentially corresponds. The bearing bush 316 has an upper edge 316a on which a recess for fixing the cover 18 having. The cover 18 has in the embodiment of 7 one step up and radially outwardly has a much smaller thickness than radially inside. The cover 18 forms with the outer diameter of the shaft 12 the air gap 48 , An upper surface of the cover 18 also forms together with an additional top cover 62 a radially extending portion 48r of the air gap. The air gap 48 is therefore made up of an axial section 48a and a radially extending portion 48r together. To catch evaporating bearing fluid may be at the bottom of the cover 62 an oil absorber 60 to be appropriate.
8 zeigt wiederum eine abgewandelte Ausgestaltung von 7, wobei hier im Unterschied zu 7 die obere Abdeckung vorzugsweise zweiteilig ausgestaltet ist und aus einer oberen Abdeckung 62 sowie der zweiten oberen Abdeckung 58 zusammengesetzt ist. Beide oberen Abdeckungen 58, 62 können beispielsweise durch Verkleben miteinander verbunden werden. Dadurch können die beiden oberen Abdeckungen 58, 62 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden um auf unterschiedliche Materialanforderungen der Herstellungsprozesse einzugehen, so dass die Abdeckungen gemäß ihrer Funktionen als äußere Abdeckung des Spindelmotors, als Haltevorrichtung zum Verschrauben der Welle und als Begrenzung der Luftspalte möglichst einfach maschiniert und ausgeformt werden können. Alternativ können die beiden oberen Abdeckungen 58, 62, eventuell mit dem Nachteil eines aufwendigeren Herstellungsprozesses, auch einteilig ausgestaltet sein. Im Bereich der Stufe der Abdeckung 18 weist die zweite obere Abdeckung 58 einen nach unten gerichteten Rand 58a aufweist. Dadurch wird ein weiterer axialer Abschnitt 148a des Luftspaltes 48 gebildet. Der Luftspalt 48 setzt sich nun aus einem ersten radial verlaufenden Abschnitt 48r, einem zweiten, axial verlaufenden Abschnitt 48a, einem dritten wiederum radial verlaufenden Abschnitt 148r, einem vierten, axial verlaufenden Abschnitt 148a sowie einem fünften, radial verlaufenden Abschnitt 248r zusammen. Ein Öl-Absorber 60 kann hier beispielsweise auf der Unterseite der zweiten oberen Abdeckung 58, radial außerhalb des Randes 58a, angebracht sein. 8th again shows a modified embodiment of 7 , here, unlike 7 the upper cover is preferably designed in two parts and from an upper cover 62 and the second top cover 58 is composed. Both upper covers 58 . 62 For example, they can be joined together by gluing. This allows the top two covers 58 . 62 are made of different materials in order to respond to different material requirements of the manufacturing processes, so that the covers can be easily machined and shaped according to their functions as outer cover of the spindle motor, as a holding device for screwing the shaft and as a limitation of the air gaps. Alternatively, the two upper covers 58 . 62 , possibly with the disadvantage of a more complex production process, also be designed in one piece. In the area of the level of coverage 18 has the second upper cover 58 a down-facing edge 58a having. This will be another axial section 148a of the air gap 48 educated. The air gap 48 is now made up of a first radially extending section 48r a second axially extending section 48a a third, in turn, radially extending section 148R , a fourth, axially extending portion 148a and a fifth, radially extending portion 248r together. An oil absorber 60 can be here, for example, on the bottom of the second top cover 58 , radially outside the edge 58a , to be appropriate.
9 zeigt eine nochmals abgewandelte Ausgestaltung gegenüber 8, bei welcher der axial verlaufende Rand 58a der zweiten oberen Abdeckung 58 so ausgebildet ist, dass er mit der oberen Deckfläche der Abdeckung 18 sowie mit einer inneren Umfangsfläche des Randes 316a der Lagerbuchse 316 zwei weitere Abschnitte 248a und 348r des Luftspaltes bildet. Der Luftspalt 48 setzt sich also aus einem ersten radial verlaufenden Abschnitt 48r und einem zweiten, axial verlaufenden Abschnitt 48a, einem dritten, wiederum radial verlaufenden Abschnitt 148r, einem axial verlaufenden Abschnitt 148a, einem nochmals radial verlaufenden Abschnitt 248r zusammen, einem axial verlaufenden Abschnitt 248a und einem radial verlaufenden Abschnitt 348r zusammen. Die obere Abdeckung ist auch in dieser Variante zweiteilig ausgestaltet. Oberhalb der zweiten oberen Abdeckung 58 befindet sich wiederum eine obere Abdeckung 62, die sich in radialer Richtung über. die zweite obere Abdeckung 58 hinaus erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel kann auf der Unterseite der Abdeckung 62, radial außerhalb der Abdeckung 58, ein optionaler Öl-Absorber 60 ausgeformt sein kann. Auch in diesem Ausführungsbeispiel können die beiden oberen Abdeckungen 58, 62 einteilig ausgestaltet sein. 9 shows a further modified embodiment opposite 8th in which the axially extending edge 58a the second upper cover 58 is designed so that it matches the upper cover surface of the cover 18 and with an inner peripheral surface of the rim 316a the bearing bush 316 two more sections 248a and 348r of the air gap forms. The air gap 48 is thus made up of a first radially extending section 48r and a second, axially extending portion 48a a third, again radially extending portion 148R an axially extending section 148a , a again radially extending section 248r together, an axially extending section 248a and a radially extending portion 348r together. The upper cover is designed in two parts in this variant. Above the second upper cover 58 again there is an upper cover 62 extending in the radial direction. the second top cover 58 extends beyond. In this embodiment, on the underside of the cover 62 , radially outside the cover 58 , an optional oil absorber 60 can be formed. Also in this embodiment, the two upper covers 58 . 62 be designed in one piece.
10 zeigt einen Spindelmotor mit einer anderen Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagers. Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 410, die eine im Wesentlichen zentrale zylindrische Öffnung aufweist, in welcher ein topfförmiges Bauteil 411 aufgenommen ist. Das topfförmige Bauteil 411 umfasst eine zentrale Öffnung, in welcher eine Welle 412 befestigt ist. An dem freien Ende der feststehenden Welle 412 ist ein ringförmiges Bauteil 413 angeordnet, das vorzugsweise einteilig mit der Welle 412 ausgebildet ist. Die genannten Bauteile 410, 411, 412 und 413 bilden die feststehende Komponente des Lagersystems. Das Lager umfasst eine Lagerbuchse als Teil einer Nabe 440, die in einem durch die Welle 412 und die beiden Bauteile 411, 413 gebildeten Zwischenraum relativ zu diesen Bauteilen drehbar um eine Drehachse 452 angeordnet ist. Das obere Bauteil 413 wird auch als Stopperbauteil bezeichnet und ist in einer ringförmigen Aussparung der Lagerbuchse 416 angeordnet. Das Stopperbauteil 413 limitiert eine Bewegung des Rotorbauteils 416 in axialer Richtung und verhindert somit insbesondere eine Demontage des Lagers im Schockfall. Aneinander angrenzende Flächen der Welle 412, der Lagerbuchse 416 und der beiden Bauteile 411, 413 sind durch einen beidseitig offenen Lagerspalt 420 voneinander getrennt. Der Lagerspalt 420 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Wenn der Spindelmotor zum Antrieb eines Festplattenlaufwerks eingesetzt wird, trägt die Nabe 440 eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt). 10 shows a spindle motor with another embodiment of a fluid dynamic bearing. The spindle motor comprises a base plate 410 having a substantially central cylindrical opening in which a cup-shaped member 411 is included. The cup-shaped component 411 includes a central opening in which a shaft 412 is attached. At the free end of the fixed shaft 412 is an annular component 413 arranged, preferably in one piece with the shaft 412 is trained. The named components 410 . 411 . 412 and 413 form the fixed component of the storage system. The bearing comprises a bushing as part of a hub 440 in one by the shaft 412 and the two components 411 . 413 formed gap relative to these components rotatable about an axis of rotation 452 is arranged. The upper component 413 is also referred to as a stopper member and is in an annular recess of the bearing bush 416 arranged. The stopper component 413 limits movement of the rotor component 416 in the axial direction and thus in particular prevents disassembly of the bearing in case of shock. Adjacent surfaces of the shaft 412 , the bearing bush 416 and the two components 411 . 413 are by a bearing gap open on both sides 420 separated from each other. The bearing gap 420 is filled with a bearing fluid, such as a bearing oil. When the spindle motor is used to drive a hard disk drive, the hub will support 440 one or more storage disks (not shown).
Die Lagerbuchse 416 hat eine zylindrische Lagerbohrung, an deren Innenumfang zwei in einem Abstand voneinander angeordnete zylindrische Radiallagerflächen ausbildet sind, welche durch einen dazwischen angeordneten Separatorspalt 432 voneinander getrennt sind. Die Radiallagerflächen umschließen die stehende Welle 412 in einem Abstand von wenigen Mikrometern unter Bildung eines axial verlaufenden Abschnitts des Lagerspalts 420. Die Radiallagerflächen sind mit geeigneten Radiallagerrillen versehen, so dass sie mit jeweils gegenüberliegenden Lagerflächen der Welle 412 zwei fluiddynamische Radiallager 414, 415 ausbilden. The bearing bush 416 has a cylindrical bearing bore, on whose inner circumference two spaced-apart cylindrical radial bearing surfaces are formed, which by a separator gap arranged therebetween 432 are separated from each other. The radial bearing surfaces surround the standing wave 412 at a distance of a few microns to form an axially extending portion of the bearing gap 420 , The radial bearing surfaces are provided with suitable radial bearing grooves, so that they each with opposite bearing surfaces of the shaft 412 two fluid dynamic radial bearings 414 . 415 form.
An das untere Radiallager 415 schließt sich ein radial verlaufender Abschnitt des Lagerspalts 420 an, der durch radial verlaufende Lagerflächen der Lagerbuchse 416 und entsprechend gegenüber liegende Lagerflächen des Bauteiles 411 gebildet wird. Diese Lagerflächen bilden das fluiddynamische Axiallager 428 in Form eines zur Rotationsachse 452 senkrechten Kreisringes. Das fluiddynamische Axiallager 428 ist beispielsweise durch spiralförmige Axiallagerrillen gekennzeichnet, die entweder auf der Stirnseite der Lagerbuchse 416, der Innenseite des Bauteils 411 oder beiden Bauteilen angebracht sind. In einer anderen Ausgestaltung des Axiallagers kann dieses eine Fischgrätenartige (Herringbone) Lagerillenstruktur aufweisen. Die Axiallagerrillen des Axiallagers 428 sind so ausgebildet, dass sie auf das im radial verlaufenden Abschnitt des Lagerspalts 420 befindliche Lagerfluid eine Pumpwirkung radial nach innen in Richtung des Radiallagers 415 erzeugen. Dadurch nimmt der Fluiddruck von einer radial äußeren zu einer radial inrieren Position des Axiallagerspalts kontinuierlich zu.To the lower radial bearing 415 closes a radially extending portion of the bearing gap 420 on, by radially extending bearing surfaces of the bearing bush 416 and corresponding opposite bearing surfaces of the component 411 is formed. These bearing surfaces form the fluid-dynamic thrust bearing 428 in the form of an axis of rotation 452 vertical circular ring. The fluid dynamic thrust bearing 428 is for example characterized by spiral axial bearing grooves, which are either on the front side of the bearing bush 416 , the inside of the component 411 or both components are attached. In another embodiment of the thrust bearing this may have a herringbone (Herringbone) Lagerillenstruktur. The thrust bearing grooves of the thrust bearing 428 are formed so that they on the radially extending portion of the bearing gap 420 located bearing fluid pumping action radially inward in the direction of the radial bearing 415 produce. As a result, the fluid pressure continuously increases from a radially outer to a radially inert position of the thrust bearing gap.
An den radialen Abschnitt des Lagerspalts 430 im Bereich des Axiallagers 428 schließt sich ein anteilig mit Lagerfluid gefüllter Dichtungsspalt 424 an, der durch einander gegenüberliegende Flächen der Lagerbuchse 416 und des topfförmigen Bauteils 411 gebildet wird. Der Dichtungsspalt 424 dichtet den Lagerspalt 420 an diesem Ende ab. Der Dichtungsspalt 424 umfasst einen gegenüber dem Lagerspalt 420 verbreiterten radial verlaufenden Abschnitt, der in einen sich konisch öffnenden nahezu axial verlaufenden Abschnitt übergeht, der von einer äußeren Umfangsfläche der Lagerbuchse 416 und einer inneren Umfangsfläche des topfförmigen Bauteils 411 begrenzt wird. Neben der Funktion als kapillare Dichtung dient der Dichtungsspalt 424 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 424 bildenden Flächen an der Lagerbuchse 416 und des topfförmigen Bauteils 411 können jeweils relativ zur Drehachse 452 nach innen geneigt sein. Dadurch wird das Lagerfluid bei einer Drehung des Lagers aufgrund der Fliehkraft nach innen in Richtung des Lagerspalts 420 gedrückt. Der entlang des Axiallagers 428 verlaufende Abschnitt des Lagerspaltes 420 weist radial außerhalb des Axiallagers 428 im Bereich der Einmündung eines Rezirkulationskanals 425 eine wesentlich größere Spaltbreite im Vergleich zum Lagerspalt 420 auf. Dieser verbreitete Spalt kann durch eine ringförmige Aussparung oder Stufe am Bauteil 411 und/oder der Lagerbuchse 416 gebildet werden. Durch diesen Abschnitt mit vergrößerter Spaltbreite wird die Gesamtreibung des Lagers reduziert und eine bessere Ausleitung von im Lagerfluid gelösten Luftbläschen aus dem Lagerspalt 420 erreicht. Zwischen der Lagerplatte 410 und dem Bauteil 411 ist ein weiterer Luftspalt 451 angeordnet, durch den ein Entweichen von Lagerfluid minimiert wird.At the radial portion of the bearing gap 430 in the area of the thrust bearing 428 closes a proportionately filled with bearing fluid sealing gap 424 on, by opposing surfaces of the bearing bush 416 and the cup-shaped component 411 is formed. The sealing gap 424 seals the bearing gap 420 off at this end. The sealing gap 424 includes one opposite the bearing gap 420 widened radially extending portion that merges into a conically opening nearly axially extending portion of an outer peripheral surface of the bearing bush 416 and an inner peripheral surface of the cup-shaped member 411 is limited. In addition to the function as a capillary seal, the sealing gap is used 424 as a fluid reservoir and provides the required for the life of the storage system fluid amount. 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 424 forming surfaces on the bearing bush 416 and the cup-shaped component 411 can each relative to the axis of rotation 452 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 420 pressed. The along the thrust bearing 428 extending section of the bearing gap 420 has radially outside of the thrust bearing 428 in the area of the confluence of a recirculation channel 425 a much larger gap width compared to the bearing gap 420 on. This widespread gap can be through an annular recess or step on the component 411 and / or the bearing bush 416 be formed. Through this section with increased gap width, the total friction of the bearing is reduced and a better discharge of air bubbles dissolved in the bearing fluid from the bearing gap 420 reached. Between the bearing plate 410 and the component 411 is another air gap 451 arranged, through which an escape of bearing fluid is minimized.
Auf der anderen Seite des Fluidlagersystems ist die Lagerbuchse 416 im Anschluss an das obere Radiallager 414 so gestaltet, dass es eine radial verlaufende Fläche ausbildet, die mit einer entsprechend gegenüberliegenden Fläche des ringförmigen Bauteils 413 einen radialen Spalt bildet. An den radialen Spalt schließt sich ein axial verlaufender Dichtungsspalt 422 an, der das Fluidlagersystem an diesem Ende abdichtet. Der Dichtungsspalt 422 wird durch einander gegenüberliegende Oberflächen der Lagerbuchse 416 und des ringförmigen Bauteils 413 begrenzt und weitet sich am äußeren Ende mit vorzugsweise konischem Querschnitt auf. Der Dichtungsspalt 422 umfasst vorzugsweise eine dynamische Pumpdichtung 423, die durch Pumprillenstrukturen gekennzeichnet ist, welche das Lagerfluid in Richtung des Lagerinneren pumpen.On the other side of the fluid bearing system is the bearing bush 416 following the upper radial bearing 414 designed so that it forms a radially extending surface, with a corresponding opposite surface of the annular member 413 forms a radial gap. At the radial gap, an axially extending sealing gap closes 422 on, which seals the fluid bearing system at this end. The sealing gap 422 is made by opposing surfaces of the bearing bush 416 and the annular member 413 limited and widens at the outer end with preferably conical cross section. The sealing gap 422 preferably comprises a dynamic pumping seal 423 , which is characterized by pump groove structures, which pump the bearing fluid in the direction of the bearing interior.
Der obere Dichtungsspalt 422 ist ähnlich wie beim Lagersystem von 1 durch eine Abdeckung 18 abgedeckt. Die Abdeckung 18 ist beispielsweise als Stanzteil in Form eines profilierten Blechrings ausgebildet, der einen äußeren Rand aufweist, der auf einen Rand 416a der Lagerbuchse 416 aufgesteckt und evtl. dort festgeklebt ist. Die Abdeckung 18 erstreckt sich radial nach innen in Richtung der Welle 412 und bildet an der Welle 412 einen abgeknickten Schenkel, der zusammen mit der Oberfläche der Welle 12 einen engen Luftspalt 48 in Form des axialen Abschnittes 48a bildet. Erfindungsgemäß wird ein sehr genau definierter Luftspalt 48 gebildet, der vorzugsweise über eine Länge von 0,6 mm eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern aufweist.The upper sealing gap 422 is similar to the storage system of 1 through a cover 18 covered. The cover 18 For example, is formed as a stamped part in the form of a profiled sheet metal ring having an outer edge, which on an edge 416a the bearing bush 416 attached and possibly stuck there. The cover 18 extends radially inward in the direction of the shaft 412 and forms at the shaft 412 a bent leg, which together with the surface of the shaft 12 a narrow air gap 48 in the form of the axial section 48a forms. According to the invention, a very well-defined air gap 48 formed, which preferably has a maximum gap width of at most 50 micrometers over a length of 0.6 mm.
Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors wird in bekannter Weise gebildet durch eine an der Basisplatte 410 angeordnete Statoranordnung 442 und einem die Statoranordnung in einem radialen Abstand umgebenden, ringförmigen Rotormagneten 444, der an einer inneren Umfangsfläche der Nabe 440 angeordnet ist.The electromagnetic drive system of the spindle motor is formed in a known manner by a on the base plate 410 arranged stator arrangement 442 and a stator assembly in one Radial distance surrounding annular rotor magnet 444 attached to an inner circumferential surface of the hub 440 is arranged.
Da der Spindelmotor nur ein fluiddynamisches Axiallager 428 aufweist, das eine axiale Kraft auf die Nabe 440 in Richtung des ringförmigen Bauteils 413 erzeugt, muss eine entsprechende Gegenkraft oder Vorspannkraft am beweglichen Lagerteil vorgesehen werden, die das Lagersystem axial im Gleichgewicht hält. Hierfür kann die Basisplatte 410 einen ferromagnetischen Ring 430 aufweisen, der dem Rotormagneten 444 axial gegenüberliegt und von diesem magnetisch angezogen wird. Diese magnetische Anziehungskraft wirkt entgegen der Kraft des Axiallagers 428 und hält das Lager axial stabil. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Lösung können die Statoranordnung 442 und der Rotormagnet 444 axial zueinander versetzt angeordnet werden, und zwar so, dass die magnetische Mitte des Rotormagneten 444 axial weiter entfernt von der Basisplatte 410 angeordnet wird als die magnetische Mitte der Statoranordnung 442. Dadurch wird durch das Magnetsystem des Motors eine axiale Kraft aufgebaut, die entgegengesetzt zum Axiallager 428 wirkt.Since the spindle motor only a fluid dynamic thrust bearing 428 having an axial force on the hub 440 in the direction of the annular component 413 generated, a corresponding counterforce or biasing force must be provided on the movable bearing part, which holds the bearing system axially in balance. For this, the base plate 410 a ferromagnetic ring 430 have, the rotor magnet 444 axially opposite and is magnetically attracted by this. This magnetic attraction acts against the force of the thrust bearing 428 and keeps the bearing axially stable. Alternatively or in addition to this solution, the stator assembly 442 and the rotor magnet 444 axially offset from each other, in such a way that the magnetic center of the rotor magnet 444 axially further away from the base plate 410 is arranged as the magnetic center of the stator assembly 442 , As a result, an axial force is built up by the magnet system of the motor, which is opposite to the thrust bearing 428 acts.
Das Lagersystem weist einen Rezirkulationskanal 425 in der Lagerbuchse 416 auf. Der Rezirkulationskanal 425 verbindet einen Abschnitt des Lagerspalts 420 radial außerhalb des Axiallagers 428 direkt mit einem Abschnitt des Lagerspalts 420 unterhalb des Bauteils 413 miteinander. Dieser Rezirkulationskanal 425 dient insbesondere dem Druckausgleich zwischen den voneinander entfernten Enden des Lagerspalts 420 und ermöglicht eine Zirkulation des Lagerfluids im Lagerspalt 420.The storage system has a recirculation channel 425 in the bearing bush 416 on. The recirculation channel 425 connects a section of the storage gap 420 radially outside of the thrust bearing 428 directly with a section of the storage gap 420 below the component 413 together. This recirculation channel 425 in particular serves to equalize the pressure between the mutually remote ends of the bearing gap 420 and allows circulation of the bearing fluid in the bearing gap 420 ,
11 zeigt eine mögliche alternative Formgebung der Abdeckung 18, welche einen abgeknickten radial verlaufenden Schenkel aufweist und beispielsweise alternativ zur in 10 gezeigten Ausführungsform verwendet werden kann. 11 shows a possible alternative shape of the cover 18 which has a bent radially extending leg and, for example, as an alternative to in 10 shown embodiment can be used.
12 zeigt im Querschnitt L-förmige alternative Ausgestaltungen der Abdeckungen 18 und 30 für ein beispielsweise in 1 dargestelltes konisches Lagersystem. Durch die Abdeckung 18 werden dann die Abschnitte 48a und 48r des Luftspaltes 48 definiert. 12 shows in cross-section L-shaped alternative embodiments of the covers 18 and 30 for example, in 1 illustrated conical bearing system. Through the cover 18 then become the sections 48a and 48r of the air gap 48 Are defined.
In 13 ist eine abgewandelte Ausgestaltung des Spindelmotors von 4 dargestellt. Im Gegensatz zu 4 ist bei 13 die Abdeckung 18 anders geformt.In 13 is a modified embodiment of the spindle motor of 4 shown. In contrast to 4 is at 13 the cover 18 shaped differently.
Die Abdeckung 18 ist hier vorzugsweise als ringförmiges Drehteil ausgebildet und weist einen inneren Rand auf, der parallel zur Drehachse 52 verläuft und am Außenumfang der Welle 12 befestigt ist. Die Verbindung zwischen der Welle 12 und dem inneren Rand der Abdeckung 18 kann in der in 13 gezeigten Ausführung beispielsweise eine Pressverbindung, Klebeverbindung oder Schweißverbindung sein. Im Bereich der Verbindung zwischen Welle 12 und Abdeckung 18 kann die Welle 12 einen reduzierten Durchmesser aufweisen. Die Abdeckung 18 kann in axialer Richtung an dem Lagerkonus 14 ausgerichtet werden und auf diesem aufliegen, bzw. befestigt werden. Nach einem Aspekt der Erfindung dient die Abdeckung durch ihre Befestigung an der Welle 12 dann auch als Stopper-Element für die axiale Bewegung des Lagerkonus 14, falls sich die Pressverbindung zwischen Welle 12 und Lagerkonus 14 lösen sollte.The cover 18 is here preferably designed as an annular rotary member and has an inner edge which is parallel to the axis of rotation 52 runs and on the outer circumference of the shaft 12 is attached. The connection between the shaft 12 and the inner edge of the cover 18 can in the in 13 For example, be shown a press connection, adhesive bond or welded connection. In the area of the connection between shaft 12 and cover 18 can the wave 12 have a reduced diameter. The cover 18 can be in the axial direction on the bearing cone 14 be aligned and rest on this, or be attached. According to one aspect of the invention, the cover serves by its attachment to the shaft 12 then as a stopper element for the axial movement of the bearing cone 14 , if the press connection between shaft 12 and storage bonus 14 should solve.
Die Abdeckung 18 erstreckt sich von ihrem inneren Rand radial nach außen und weist einen äußeren verbreiterten Rand auf, der sich in axialer Richtung zwischen einem Außenumfang des Randes 16a der Lagerbuchse 16 und einem Innenumfang der Nabe 40 erstreckt.The cover 18 extends radially outwardly from its inner edge and has an outer widened edge extending axially between an outer periphery of the rim 16a the bearing bush 16 and an inner circumference of the hub 40 extends.
Zwischen der Stirnfläche des Randes 16a der Lagerbuchse 16 und der Abdeckung 18 sowie zwischen einem Außenumfang des Randes 16a und dem Innenumfang des Randes der Abdeckung 18 verbleiben enge Luftspalte 48a, 48r, die erfindungsgemäß einen Teil des Luftspalts 48 und damit einen Teil der Labyrinthdichtung darstellen.Between the end face of the edge 16a the bearing bush 16 and the cover 18 as well as between an outer periphery of the edge 16a and the inner periphery of the edge of the cover 18 remain narrow air gaps 48a . 48r according to the invention, a part of the air gap 48 and thus represent a part of the labyrinth seal.
Die Labyrinthdichtung umfasst den ersten axial verlaufenden Luftspalt 48a mit einer Länge L1 und den zweiten radial verlaufenden Luftspalt 48r mit einer Länge L2.The labyrinth seal comprises the first axially extending air gap 48a with a length L 1 and the second radially extending air gap 48r with a length L 2 .
Zwischen einem Außenumfang des Randes der Abdeckung 18 und einem Innenumfang der Nabe 40 verläuft ein weiterer enger Luftspalt 148a mit einer Länge L3. Desweiteren kann noch ein weiterer, radial verlaufender Abschnitt 148r mit einer Länge L4 zwischen einer Unterseite der Abdeckung 18 und einer weiteren Oberseite der Lagerbuchse 16 ausgebildet sein.Between an outer periphery of the edge of the cover 18 and an inner circumference of the hub 40 There is another narrow air gap 148a with a length L 3 . Furthermore, still another, radially extending section 148R having a length L 4 between an underside of the cover 18 and another top of the bushing 16 be educated.
Vorzugsweise ist die Gesamtlänge L1 + L2 + L3 + L4 der Luftspalte 48a, 148a, 48r und 148r größer als 0,6 mm und weisen vorzugsweise zumindest abschnittsweise eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometer auf. Preferably, the total length L 1 + L 2 + L 3 + L 4 of the air gaps 48a . 148a . 48r and 148R greater than 0.6 mm and preferably have, at least in sections, a maximum gap width of at most 50 micrometers.
Der Hohlraum, der zwischen dem Außenumfang der Lagerbuchse 16, dem Innenumfang der Nabe 40 und der Unterseite der Abdeckung 18 gebildet wird, reichert sich im Laufe der Zeit mit verdampftem Lagerfluid an und bildet aufgrund der sich einstellenden Sättigung des Fluiddampfes im Hohlraum eine weitere Barriere gegen das Austreten des Fluiddampfes aus den engen Luftspalt 148a.The cavity between the outer circumference of the bearing bush 16 , the inner circumference of the hub 40 and the bottom of the cover 18 is formed, accumulates over time with vaporized bearing fluid and forms due to the self-adjusting saturation of the fluid vapor in the cavity another barrier against the escape of fluid vapor from the narrow air gap 148a ,
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann in diesem Hohlraum auch ein geeignetes Material zur Absorption des Lagerfluiddampfes angeordnet werden.In a preferred embodiment of the invention, a suitable material for absorbing the storage fluid vapor can also be arranged in this cavity.
14 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 3. Im Gegensatz zu 3 ist bei 14 die Formgebung der Abdeckung 18 unterschiedlich ausgebildet. 14 shows a modified embodiment of the bearing of 3 , In contrast to 3 is at 14 the shape of the cover 18 designed differently.
Die ringförmige Abdeckung 18 weist hier zwei in dieselbe Richtung abgewinkelte Ränder auf, die in Richtung des Lagers zeigen. Der innere Rand der Abdeckung 18 ist dabei an dem Außenumfang der Welle 12 befestigt.The annular cover 18 here has two edges angled in the same direction pointing in the direction of the bearing. The inner edge of the cover 18 is on the outer circumference of the shaft 12 attached.
Die Umfangfläche des äußeren Randes der Abdeckung 18 grenzt in dieser Ausgestaltung an eine innere Umfangsfläche der Nabe 40 an und bildet mit dieser zusammen einen durch den axialen Abschnitt 48a definierten, engen Luftspalt 48, der als Labyrinthdichtung wirkt. Der Luftspalt 48 weist vorzugsweise über eine Länge L1 von mindestens 0,6 mm eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern auf. Auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung kann auf der Unterseite der Abdeckung 18 ein Öl-Absorber 60 angebracht sein. Zwischen der Abdeckung 30 und der zweiten Lagerbuchse 128 sowie deren Rand 128a wird in dieser Ausgestaltung der Luftspalt 50 mit zwei radial verlaufenden Abschnitten 50r, 150r und einem langen, erfindungsgemäßen, axial verlaufenden Abschnitt 50a gebildet.The peripheral surface of the outer edge of the cover 18 in this embodiment, it adjoins an inner peripheral surface of the hub 40 and forms together with this one through the axial section 48a defined, narrow air gap 48 acting as a labyrinth seal. The air gap 48 preferably has a maximum gap width of at most 50 microns over a length L 1 of at least 0.6 mm. Also in this embodiment of the invention can on the underside of the cover 18 an oil absorber 60 to be appropriate. Between the cover 30 and the second bushing 128 as well as their edge 128a In this embodiment, the air gap 50 with two radially extending sections 50r . 150r and a long, axially extending portion according to the invention 50a educated.
15 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagers von 10. Eine erste Abwandlung gegenüber 10 besteht darin, dass das erste feststehende Lagerbauteil 411 nicht in einer Öffnung der Basisplatte 410 gehalten ist, sondern die Welle 412 direkt in einer Öffnung der Basisplatte 410 gehalten ist und das erste Lagerbauteil 411 in einem Abstand zur Basisplatte ebenfalls an der Welle 412 befestigt ist. Das Rotorbauteil ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einer Lagerbuchse 416 und einer mit der Lagerbuchse 416 verbundenen Nabe 440. 15 shows a modified embodiment of a fluid dynamic bearing of 10 , A first modification opposite 10 is that the first fixed bearing component 411 not in an opening of the base plate 410 is held, but the wave 412 directly in an opening of the base plate 410 is held and the first bearing component 411 at a distance to the base plate also on the shaft 412 is attached. The rotor component is formed in two parts and consists of a bearing bush 416 and one with the bearing bush 416 connected hub 440 ,
Die ringförmige Abdeckung 18 ist in dieser Ausführung vorzugsweise als gestanztes Blechteil ausgebildet und mit ihrem inneren Rand fest mit der Welle 412 verbunden.The annular cover 18 is preferably formed in this embodiment as a stamped sheet metal part and with its inner edge fixed to the shaft 412 connected.
Die Abdeckung 18 weist nun einen äußeren nach unten gezogenen umlaufenden Rand auf, dessen innere Umfangsfläche zusammen mit einer äußeren Umfangsfläche eines Randes 440a der Nabe 440 einen engen Abschnitt 48a des Luftspalts 48 ausbildet. Der Abschnitt 48a verläuft in axialer Richtung parallel zur Drehachse 452.The cover 18 now has an outer downwardly drawn peripheral edge, the inner peripheral surface together with an outer peripheral surface of an edge 440a the hub 440 a narrow section 48a of the air gap 48 formed. The section 48a runs in the axial direction parallel to the axis of rotation 452 ,
An den axial verlaufenden Abschnitt 48a schließt sich ein radial nach innen verlaufender Abschnitt 48r an, der durch eine Stirnfläche des Randes 440a der Nabe 440 und die Unterseite der Abdeckung 18 begrenzt ist. Radial weiter außen liegend schließt sich der radial verlaufende Abschnitt 148r an.To the axially extending section 48a closes a radially inwardly extending section 48r on, passing through an end face of the edge 440a the hub 440 and the bottom of the cover 18 is limited. Radially further out, the radially extending section closes 148R at.
Vorzugsweise weisen die radial und axial verlaufenden Abschnitte 48r, 148r und 48a des Luftspalts 48 zusammen einen oder mehrere Abschnitte auf, deren Länge mindestens 0,6 mm beträgt bei einer maximalen Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern.Preferably, the radially and axially extending portions 48r . 148R and 48a of the air gap 48 together one or more sections whose length is at least 0.6 mm with a maximum gap width of 50 micrometers or less.
Der Bauraum oberhalb der Abdeckung 18 kann zur Aufnahme eines Materials zur Absorption von austretendem Lagerfluiddampfes ausgebildet sein.The installation space above the cover 18 may be configured to receive a material for absorbing leaking bearing fluid vapor.
Das Lagersystem weist zwei offene Enden auf, die jeweils durch einen kapillaren Dichtungsspalt 422 und 424 abgedichtet sind. Eine Abdampfung von Lagerfluid aus dem unteren Dichtungsspalt 424 wird wirkungsvoll durch einen engen Luftspalt 451 reduziert, der in axialer Richtung verläuft und begrenzt ist von einer äußeren Umfangsfläche der Lagerbuchse 416 und einer inneren Umfangsfläche des Randes des ersten Lagerbauteils 411.The storage system has two open ends, each through a capillary sealing gap 422 and 424 are sealed. Evaporation of bearing fluid from the lower sealing gap 424 becomes effective through a narrow air gap 451 reduced, which extends in the axial direction and is limited by an outer peripheral surface of the bearing bush 416 and an inner peripheral surface of the edge of the first bearing member 411 ,
Die 16 bis 18 zeigen weitere Ausgestaltungen von Abdeckungen für ein fluiddynamisches Lager. Es ist jeweils ein Ausschnitt eines fluiddynamischen Lagers mit ähnlicher Bauart wie in 3 dargestellt. The 16 to 18 show further embodiments of covers for a fluid dynamic bearing. It is in each case a section of a fluid dynamic bearing with a similar construction as in FIG 3 shown.
Man erkennt die Welle 812, auf welcher ein ringförmiges Lagerbauteil 813 befestigt ist. Die Welle 812 ist in einer durch die Nabe 840 gebildeten Lagerbuchse drehbar gelagert. Der Lagerspalt ist durch einen Dichtungsspalt 822 abgedichtet, der zur Außenatmosphäre offen ist, so dass Lagerfluid aus dem Dichtungsspalt verdampfen kann. Ferner ist der Rezirkulationskanal 825 dargestellt, der zwischen dem Lagerspalt und dem Dichtungsspalt 822 in einen radial verlaufenden Spaltabschnitt mündet. Das Lager dreht sich um die Drehachse 852.You can see the wave 812 on which an annular bearing component 813 is attached. The wave 812 is in one by the hub 840 rotatably mounted bearing bush formed. The bearing gap is through a sealing gap 822 sealed, which is open to the outside atmosphere, so that bearing fluid can evaporate from the sealing gap. Furthermore, the recirculation channel 825 represented between the bearing gap and the sealing gap 822 opens into a radially extending gap section. The bearing rotates around the axis of rotation 852 ,
16 zeigt eine Ausführung der Abdeckung 18 des Dichtungsspaltes 822, die etwa ringförmig mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist. Die Abdeckung 18 ist hier in eine Öffnung der Nabe 814 eingepasst und liegt vorzugsweise auf einer Stirnfläche der Nabe 840 auf. Mittels einer Klebeverbindung oder Schweißverbindung 854 ist die Abdeckung 18, bzw. deren Außenumfang, mit einer inneren Umfangsfläche der Nabe 840 verbunden. Der innere Rand der Abdeckung 18 bildet eine innere Umfangsfläche, welche zusammen mit der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Lagerbauteils 813 einen engen Luftspalt 48 in Form des axialen Abschnitts 48a ausbildet. Dieser erfindungsgemäße Luftspalt 48 weist vorzugsweise über eine Länge von mindestens 0,6 mm eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern auf und verhindert ein übermäßiges Entweichen von Lagerfluiddampf aus dem Hohlraum oberhalb des Dichtungsspaltes 822. 16 shows an embodiment of the cover 18 the sealing gap 822 , which is approximately annular with a U-shaped cross-section. The cover 18 is here in an opening of the hub 814 fitted and preferably located on an end face of the hub 840 on. By means of an adhesive connection or welded connection 854 is the cover 18 , or its outer periphery, with an inner peripheral surface of the hub 840 connected. The inner edge of the cover 18 forms an inner circumferential surface, which together with the outer peripheral surface of the annular bearing member 813 a narrow air gap 48 in the form of the axial section 48a formed. This air gap according to the invention 48 preferably has a maximum gap width of at most 50 microns over a length of at least 0.6 mm and prevents excessive leakage of bearing fluid vapor from the cavity above the seal gap 822 ,
17 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung der Abdeckung 18 von 16, wobei die Abdeckung 18 nun ringförmig mit etwa L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist. Der durch die Abdeckung 18 und die Welle 812 gebildete axiale Abschnitt 48a des Luftspalts 48 entspricht dem Luftspalt 48 von 16. Am Außendurchmesser weist die Abdeckung 18 keinen abgewinkelten Rand auf, sondern der Außendurchmesser der Abdeckung wird durch eine Klebeverbindung oder Schweißverbindung 854 unmittelbar mit einer inneren Umfangsfläche der Nabe 840 verbunden. 17 shows a modified embodiment of the cover 18 from 16 where the cover 18 is now annular with approximately L-shaped cross-section. The one through the cover 18 and the wave 812 formed axial section 48a of the air gap 48 corresponds to the air gap 48 from 16 , At the outer diameter, the cover shows 18 no angled edge, but the outer diameter of the cover is by an adhesive bond or weld 854 directly with an inner peripheral surface of the hub 840 connected.
18 zeigt eine weitere Abwandlung der Abdeckung von 16, wobei diese Abdeckung 18 nun einen inneren längeren Rand, entsprechend den Ausführungen der Abdeckung 18 der 16, 17 aufweist, und einen kürzeren äußeren Rand, der wiederum mittels einer Klebeverbindung oder Schweißverbindung 854 an einer Stufe der Nabe 840 befestigt ist. Der Luftspalt 48 ist wie bei den 16 und 17 durch den axialen Abschnitt 48a zwischen dem inneren Rand der Abdeckung 18 und dem Außenumfang des ringförmigen Lagerbauteils 813 gebildet. 18 shows a further modification of the cover of 16 , this cover 18 now an inner longer edge, according to the versions of the cover 18 of the 16 . 17 and a shorter outer edge, in turn, by means of an adhesive bond or weld 854 at one level of the hub 840 is attached. The air gap 48 is like the 16 and 17 through the axial section 48a between the inner edge of the cover 18 and the outer periphery of the annular bearing member 813 educated.
19 zeigt eine weitere, im Querschnitt etwa Z-förmige, alternative Ausgestaltung der Abdeckungen 18 für ein fluiddynamisches Lagersystem nach 16, bzw. nach 3. 19 shows a further, in cross-section approximately Z-shaped, alternative embodiment of the covers 18 for a fluid dynamic bearing system 16 , or after 3 ,
20 zeigt einen Querschnitt durch ein doppelt konisches Lager, das im Wesentlichen dem Lager von 3 entspricht. Im Unterschied zu 3 sind bei 20 die Abdeckungen 18 und 30 der Dichtungsspalte 22 und 34 anders ausgebildet. Die Abdeckung 18 ist hier mit einem äußeren Rand über den Rand 116a der ersten Lagerbuchse 116 gestülpt und dort befestigt. Ein innerer, axial verlaufender Rand bildet mit der äußeren Umfangsfläche der Welle 12 den axialen Abschnitt 48a des erfindungsgemäßen engen Luftspalts 48. 20 shows a cross section through a double conical bearing, which is essentially the bearing of 3 equivalent. In contrast to 3 are at 20 the covers 18 and 30 the sealing gap 22 and 34 trained differently. The cover 18 is here with an outer edge over the edge 116a the first bearing bush 116 slipped over and fastened there. An inner, axially extending edge forms with the outer peripheral surface of the shaft 12 the axial section 48a the narrow air gap according to the invention 48 ,
Ferner weist die Abdeckung 18 an ihrem inneren Rand eine leichte Stufe auf, die in Richtung der Stirnseite des ersten Lagerkonus 14 gerichtet ist und zusammen mit dieser einen weiteren engen Abschnitt 48r des Luftspalts 48 bildet. Die Abschnitte 48a und 48r des Luftspaltes 48 bilden die erfindungsgemäße Labyrinthdichtung.Further, the cover has 18 at its inner edge a slight step towards the front of the first bearing cone 14 is directed and together with this another narrow section 48r of the air gap 48 forms. The sections 48a and 48r of the air gap 48 form the labyrinth seal according to the invention.
Die untere Abdeckung 30 ist im Prinzip gleich geformt wie die obere Abdeckung 18 und ebenfalls mit ihrem äußere Rand an einem äußeren Rand 128a der zweiten Lagerbuchse 128 befestigt. Ein innerer Rand der Abdeckung 30 bildet mit dem Außenumfang der Welle 12 einen axialen Abschnitt 50a des erfindungsgemäßen engen Luftspalt 50. Ein weiterer enger Abschnitt 50r des Luftspalts 50 befindet sich zwischen dem inneren Randbereich der Abdeckung 30 und einer Stirnfläche des unteren Lagerkonus 26. Insgesamt besteht der an der Abdeckung 50 angeordnete Luftspalt im Wesentlichen aus den Abschnitten 50a, 150a und 250a, sowie 50r und 150r. Erfindungsgemäß erfüllen der Luftspalt 48 und der in diesem Beispiel die axialen Abschnitte 50a, 150a und 250 aufweisende Luftspalt 50 F < 3 mm2 nach den Formeln IV und V, bevorzugt F < 3 mm2 und besonders bevorzugt F < 1,7 mm2.The lower cover 30 is basically the same shape as the top cover 18 and also with its outer edge on an outer edge 128a the second bearing bush 128 attached. An inner edge of the cover 30 forms with the outer circumference of the shaft 12 an axial section 50a the narrow air gap according to the invention 50 , Another close section 50r of the air gap 50 is located between the inner edge area of the cover 30 and an end face of the lower bearing cone 26 , Overall, there is the on the cover 50 arranged air gap substantially from the sections 50a . 150a and 250a , such as 50r and 150r , According to meet the air gap 48 and in this example the axial sections 50a . 150a and 250 having air gap 50 F <3 mm 2 according to formulas IV and V, preferably F <3 mm 2 and particularly preferably F <1.7 mm 2 .
Die 21 und 22 zeigen weitere Abwandlungen des Lagers von 20 bzw. 3.The 21 and 22 show further modifications of the camp of 20 respectively. 3 ,
Bei den Ausgestaltungen gemäß den 21 und 22 ist neben der Abdeckung 18 eine zusätzliche, optionale zweite Abdeckung 118 gezeigt, die zum Einen dafür sorgt, dass bei axialem Schock das Lagerfluid im Lagerspalt gehalten wird und gleichzeitig dabei hilft einen möglichst langen Dichtungsspalt zu definieren. Zum Anderen kann die Abdeckung 18 in dieser Ausführung durch die hier nicht gezeigte, obere Abdeckung 62, gegen den Lagerkonus 14 gedrückt werden, so dass der Lagerkonus 14 axial gelagert wird. In the embodiments according to the 21 and 22 is next to the cover 18 an additional, optional second cover 118 shown, on the one hand ensures that in axial shock, the bearing fluid is held in the bearing gap and at the same time helps to define the longest possible sealing gap. On the other hand, the cover 18 in this embodiment by the upper cover, not shown here 62 , against the storage bonus 14 be pressed so that the storage cone 14 is stored axially.
In beiden Ausführungsformen gemäß den 21 und 22 wird der obere Dichtungsspalt 22 nur grob von der jeweiligen Abdeckung 18 abgedeckt, wobei die Abdeckung 18 in diesen Ausführungsbeispielen mit ihrem äußeren Rand über den Rand 116a der Lagerbuchse 116 gestülpt und dort befestigt ist. In Richtung zur Welle 12 bzw. zur zweiten Abdeckung 118 verbleibt ein relativ breiter Spalt.In both embodiments according to the 21 and 22 becomes the upper sealing gap 22 only roughly from the respective cover 18 covered, with the cover 18 in these embodiments, with its outer edge over the edge 116a the bearing bush 116 slipped over and fastened there. Towards the wave 12 or to the second cover 118 there remains a relatively wide gap.
Die zweite Abdeckung 118 ist jeweils über der Abdeckung 18 angeordnet und mit einem inneren, axial verlaufenden Rand am Außenumfang der Welle 12 befestigt.The second cover 118 is above the cover 18 arranged and with an inner, axially extending edge on the outer circumference of the shaft 12 attached.
Ein radial verlaufender Schenkel der zweiten Abdeckung 118 erstreckt sich in den 21 und 22 etwa parallel zu dem radial verlaufenden Schenkel der Abdeckung 18, wobei zwischen der zweiten Abdeckung 118 und der Abdeckung 18 jeweils ein relativ breiter Luftspalt verbleibt.A radially extending leg of the second cover 118 extends into the 21 and 22 approximately parallel to the radially extending leg of the cover 18 , wherein between the second cover 118 and the cover 18 in each case a relatively wide air gap remains.
Dieser Luftspalt setzt sich fort in axialer Richtung und zwar zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Abdeckung 18 und einer inneren Umfangsfläche der jeweiligen zweiten Abdeckung 118.This air gap continues in the axial direction between an outer peripheral surface of the cover 18 and an inner peripheral surface of the respective second cover 118 ,
In 22 bildet eine innere Umfangsfläche des äußeren Randes der Abdeckung 18 mit einer äußeren Umfangsfläche der Lagerbuchse 116 den in axialer Richtung verlaufenden Abschnitt 148a des erfindungsgemäßen engen Luftspalts 48 aus, der vorzugsweise über eine Länge von mindestens 0,6 mm eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern aufweist. Insgesamt besteht der Luftspalt 48 in dieser Ausgestaltung aus den axialen Abschnitten 48a, 148a und 248a, sowie aus den radial verlaufenden Abschnitten 48r, 148r und 248r.In 22 forms an inner peripheral surface of the outer edge of the cover 18 with an outer circumferential surface of the bearing bush 116 the section extending in the axial direction 148a the narrow air gap according to the invention 48 which preferably has a maximum gap width of at most 50 micrometers over a length of at least 0.6 mm. Overall, there is the air gap 48 in this embodiment of the axial sections 48a . 148a and 248a , as well as from the radially extending sections 48r . 148R and 248r ,
In 21 ist der äußere Rand der Abdeckung 18 in radialer Richtung breiter ausgebildet, so dass zwischen dem Außendurchmesser der Abdeckung 18 und dem Innendurchmesser der Nabe 40 ein weiterer axial verlaufender und enger Luftspalt 348a entsteht. Hierbei bilden definitionsgemäß die axial verlaufenden Abschnitte 48a, 148a, 248a und 348a des Luftspalts 48 Abschnitte einer Labyrinthdichtung, die vorzugsweise über mindestens eine Länge von 0,6 mm eine maximale Spaltbreite von höchstens 50 Mikrometern aufweist. Insgesamt besteht die durch den Luftspalt 48 definierte Labyrinthdichtung in dieser Ausgestaltung aus den axialen Abschnitten 48a, 148a, 248a und 348a, sowie aus den radial verlaufenden Abschnitten 48r, 148r und 248r. Erfindungsgemäß erfüllen die axial verlaufenden Abschnitte 48a bis 348a mit den Längen Lax1, Lax2, Lax3, Lax4, den Innendurchmessern D1, D2, D3, D4 und den nicht eingezeichneten Breiten δ1, δ2, δ3, δ4 nach Gleichungen (I) bis (VII) F < 3 mm2, vorzugsweise F < 2 mm2, besonders bevorzugt F < 1,7 mm2.In 21 is the outer edge of the cover 18 formed wider in the radial direction, so that between the outer diameter of the cover 18 and the inner diameter of the hub 40 another axially extending and narrow air gap 348a arises. By definition, the axially extending sections form this 48a . 148a . 248a and 348a of the air gap 48 Sections of a labyrinth seal, which preferably has a maximum gap width of at most 50 micrometers over at least a length of 0.6 mm. Overall, there is the through the air gap 48 defined labyrinth seal in this embodiment of the axial sections 48a . 148a . 248a and 348a , as well as from the radially extending sections 48r . 148R and 248r , According to meet the axially extending sections 48a to 348a with the lengths Lax 1 , Lax 2 , Lax 3 , Lax 4 , the inner diameters D 1 , D 2 , D 3 , D 4 and the non-illustrated widths δ 1 , δ 2 , δ 3 , δ 4 according to equations (I) to (VII) F <3 mm 2 , preferably F <2 mm 2 , more preferably F <1.7 mm 2 .
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
1010
-
Basisplattebaseplate
-
10a10a
-
Kragencollar
-
1212
-
Wellewave
-
1414
-
erster Lagerkonusfirst storage bonus
-
14a14a
-
Lagerrillenraceways
-
16, 116, 31616, 116, 316
-
erste Lagerbuchsefirst bearing bush
-
16a, 116a, 316a16a, 116a, 316a
-
Randedge
-
1818
-
Abdeckungcover
-
118118
-
Zweite AbdeckungSecond cover
-
18a18a
-
abgeknickter Schenkelbent leg
-
2020
-
erster Lagerspaltfirst bearing gap
-
2222
-
Dichtungsspaltseal gap
-
2424
-
Dichtungsspaltseal gap
-
24a24a
-
Pumpdichtungpump seal
-
2525
-
Rezirkulationskanalrecirculation
-
2626
-
zweiter Lagerkonussecond storage bonus
-
26a26a
-
Lagerrillenraceways
-
28, 12828, 128
-
zweite Lagerbuchsesecond bearing bush
-
28a, 128a28a, 128a
-
Randedge
-
30 30
-
Abdeckungcover
-
3232
-
zweiter Lagerspaltsecond bearing gap
-
3434
-
Dichtungsspaltseal gap
-
3636
-
Dichtungsspaltseal gap
-
36a36a
-
Pumpdichtungpump seal
-
3737
-
Rezirkulationskanalrecirculation
-
3838
-
Distanzscheibespacer
-
4040
-
Nabehub
-
4242
-
Statoranordnungstator
-
4444
-
Rotormagnetrotor magnet
-
4646
-
Jochyoke
-
48, 5048, 50
-
Luftspaltair gap
-
48a, 148a, 248a, 348a48a, 148a, 248a, 348a
-
Axialer Abschnitt des LuftspaltsAxial section of the air gap
-
48r, 148r, 248r48r, 148r, 248r
-
Radialer Abschnitt des LuftspaltsRadial section of the air gap
-
50a, 150a, 250a50a, 150a, 250a
-
Axialer Abschnitt des LuftspaltsAxial section of the air gap
-
50r, 150r, 250r50r, 150r, 250r
-
Radialer Abschnitt des LuftspaltsRadial section of the air gap
-
5252
-
Drehachseaxis of rotation
-
5454
-
Bohrungdrilling
-
5656
-
Bauteilcomponent
-
5858
-
Zweite obere AbdeckungSecond upper cover
-
58a58a
-
Randedge
-
6060
-
Öl-AbsorberOil absorbers
-
6262
-
Obere AbdeckungUpper cover
-
6464
-
KleberGlue
-
410410
-
Basisplattebaseplate
-
411411
-
erstes Bauteilfirst component
-
412, 812412, 812
-
Wellewave
-
413, 813413, 813
-
zweites Bauteilsecond component
-
414414
-
Radiallagerradial bearings
-
415415
-
Radiallagerradial bearings
-
416416
-
Lagerbuchsebearing bush
-
416a416a
-
Randedge
-
420420
-
Lagerspaltbearing gap
-
422, 822422, 822
-
Dichtungsspaltseal gap
-
423423
-
Pumpdichtungpump seal
-
424424
-
Dichtungsspaltseal gap
-
425, 825425, 825
-
Rezirkulationskanalrecirculation
-
428428
-
Axiallagerthrust
-
430430
-
ferromagnetischer Ringferromagnetic ring
-
432432
-
Separatorspaltseparator gap
-
440, 840440, 840
-
Nabehub
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440a440a
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Randedge
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442442
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Statoranordnungstator
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444444
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Rotormagnetrotor magnet
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451451
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Luftspaltair gap
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452, 852452, 852
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Drehachseaxis of rotation
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854854
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Klebeverbindung, SchweißverbindungAdhesive connection, welded connection
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L1, L2, L3 L 1 , L 2 , L 3
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Luftspalt-LängeAir gap length
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D1, D2, D3, D4_ D 1 , D 2 , D 3 , D 4_
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Innendurchmesser der axial verlaufenden Abschnitte der LuftspalteInner diameter of the axially extending sections of the air gaps
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Lax1, Lax2, Lax3, Lax4_ Lax 1 , Lax 2 , Lax 3 , Lax 4_
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Länge der axial verlaufenden Abschnitte der LuftspalteLength of the axially extending sections of the air gaps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102009009505 A1 [0003, 0007] DE 102009009505 A1 [0003, 0007]
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US 2012/0033325 A1 [0010] US 2012/0033325 A1 [0010]
