DE102013015576A1 - Spindle motor for driving fan, has electromagnetic drive unit for rotating the rotatable motor component, and axial force generating unit for generating an aerodynamic force to fan wheel - Google Patents
Spindle motor for driving fan, has electromagnetic drive unit for rotating the rotatable motor component, and axial force generating unit for generating an aerodynamic force to fan wheel Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013015576A1 DE102013015576A1 DE201310015576 DE102013015576A DE102013015576A1 DE 102013015576 A1 DE102013015576 A1 DE 102013015576A1 DE 201310015576 DE201310015576 DE 201310015576 DE 102013015576 A DE102013015576 A DE 102013015576A DE 102013015576 A1 DE102013015576 A1 DE 102013015576A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bearing
- axial
- force
- generating
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/085—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/107—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one surface for radial load and at least one surface for axial load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2229/00—Setting preload
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/46—Fans, e.g. ventilators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/1085—Channels or passages to recirculate the liquid in the bearing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor, insbesondere einen Lüftermotor, mit einem fluiddynamischen Lagersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a spindle motor, in particular a fan motor, with a fluid dynamic bearing system according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Spindelmotoren für die Anwendung in Lüftern sind in vielfältigen Bauformen bekannt. In modernen Lüftern werden insbesondere auch Spindelmotoren mit fluiddynamischen Lagersystemen verwendet. Ein solcher Spindelmotor ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
Der Spindelmotor umfasst ein feststehendes Motorbauteil, welches Basisplatte und eine darin angeordnete Lagerbuchse umfasst, sowie ein drehbares Motorbauteil, welches eine in der Lagerbuchse drehbar angeordnete Welle und ein auf der Welle befestigtes Rotorbauteil aufweist, welches ein Lüfterrad trägt bzw. unmittelbar als Lüfterrad ausgebildet ist. Der Lüftermotor umfasst ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung des drehbaren Motorbauteils relativ zum feststehenden Motorbauteil. Das fluiddynamische Lagersystem umfasst vorzugsweise zwei in einem Abstand angeordnete fluiddynamische Radiallager und ein fluiddynamisches Axiallager, das durch magnetische Mittel vorgespannt, d. h. im axialen Gleichgewicht gehalten wird. Das drehbare Motorbauteil wird mittels eines elektromagnetischen Antriebssystems angetrieben, welches in bekannter Weise eine Statoranordnung umfasst, die vorzugsweise an der Basisplatte angeordnet ist, sowie einen Rotormagneten, der an einem Innenumfang des Rotors gegenüberliegend der Statoranordnung angeordnet ist.The spindle motor comprises a stationary motor component which comprises base plate and a bearing bush arranged therein, and a rotatable motor component which has a shaft rotatably mounted in the bearing bush and a rotor component fixed on the shaft which carries a fan wheel or is designed directly as a fan wheel. The fan motor comprises a fluid-dynamic bearing system for rotational mounting of the rotatable engine component relative to the stationary engine component. The fluid dynamic bearing system preferably comprises two spaced apart fluid dynamic radial bearings and a fluid dynamic thrust bearing biased by magnetic means, i. H. is maintained in axial equilibrium. The rotatable motor component is driven by means of an electromagnetic drive system, which in a known manner comprises a stator arrangement, which is preferably arranged on the base plate, and a rotor magnet, which is arranged on an inner circumference of the rotor opposite the stator arrangement.
Das fluiddynamische Axiallager erzeugt eine Lagerkraft in eine definierte Richtung, die, wie oben angegeben, in bekannter weise durch magnetische Mittel kompensiert wird.The fluid-dynamic thrust bearing generates a bearing force in a defined direction, which, as stated above, is compensated in a known manner by magnetic means.
Bei einem Einsatz des Spindelmotors zum Antrieb eines Lüfters wird in Folge der Luftströmung eine auf das Rotorbauteil wirkende aerodynamische Kraft generiert. Diese aerodynamische Kraft ist bei einem Axiallüfter in axiale Richtung, d. h. parallel zur Rotationsachse des Rotorbauteils gerichtet und wirkt der vom Lüfterrad erzeugten Luftströmung entgegen.When using the spindle motor to drive a fan, an aerodynamic force acting on the rotor component is generated as a result of the air flow. This aerodynamic force is in the axial direction with an axial fan, i. H. directed parallel to the axis of rotation of the rotor member and counteracts the air flow generated by the fan.
Durch diese axiale Richtung der aerodynamischen Kraft wird die Funktion des fluiddynamischen Axiallagers beeinflusst. Insbesondere beeinflusst dies die Breite des Lagerspalts im Bereich des Axiallagers, und insbesondere die sogenannte Flughöhe des Rotors relativ zu der gegenüberliegenden Lagerfläche. Im ungünstigsten Fall kann die Flughöhe des Rotors zu groß oder zu klein werden, und es kommt in Folge dessen zu einer Berührung von Lagerflächen und damit zu einem erhöhten Verschleiß der Axiallagerflächen bzw. den Wirkungsflächen eines Stopperbauteils, welches eine übermäßige axiale Verschiebung des Lagers verhindert.This axial direction of the aerodynamic force influences the function of the fluid-dynamic thrust bearing. In particular, this affects the width of the bearing gap in the region of the axial bearing, and in particular the so-called flying height of the rotor relative to the opposite bearing surface. In the worst case, the flying height of the rotor can be too large or too small, and it comes as a result to contact bearing surfaces and thus increased wear of the thrust bearing surfaces or the action surfaces of a stopper component, which prevents excessive axial displacement of the bearing.
Eine erhöhte Reibung im Lager, d. h. erhöhter Lagerverschleiß, beeinträchtigt die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Lagers und des gesamten Lüfters.Increased friction in the bearing, d. H. increased bearing wear will affect the reliability and life of the bearing and the entire fan.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Spindelmotor der eingangs beschriebenen Art, insbesondere zum Antrieb eines Lüfters, hinsichtlich seiner Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu verbessern.It is the object of the invention to improve a spindle motor of the type described above, in particular for driving a fan, in terms of its reliability and service life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spindelmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a spindle motor with the features of
Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and further advantageous features of the invention are specified in the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Spindelmotor zum Antrieb eines Lüfters umfasst ein feststehendes Motorbauteil, ein relativ zum feststehenden Motorbauteil drehbares Motorbauteil, ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung des drehbaren Motorbauteils relativ zum feststehenden Motorbauteil, wobei das fluiddynamische Lagersystem mindestens ein fluiddynamisches Radiallager und mindestens ein fluiddynamisches Axiallager umfasst, Mittel zur Erzeugung einer axialen Kraft zur Vorspannung des fluiddynamischen Axiallagers und ein elektromagnetisches Antriebssystem zum Drehantrieb des drehbaren Motorbauteils.The spindle motor according to the invention for driving a fan comprises a fixed motor component, a motor component rotatable relative to the stationary motor component, a fluid dynamic bearing system for pivotally mounting the rotatable motor component relative to the stationary engine component, wherein the fluid dynamic bearing system comprises at least one fluid dynamic radial bearing and at least one fluid dynamic thrust bearing, means for Generation of an axial force for biasing the fluid dynamic thrust bearing and an electromagnetic drive system for rotary drive of the rotatable engine component.
Der Spindelmotor zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel zur Erzeugung der axialen Kraft sowohl Mittel zur Erzeugung einer magnetischen Kraft als auch Mittel zur Erzeugung einer aerodynamischen Kraft umfassen.The spindle motor is characterized in that the means for generating the axial force comprise both means for generating a magnetic force and means for generating an aerodynamic force.
Mit anderen Worten wird die Gegenkraft zum fluiddynamischen Axiallager sowohl durch magnetische Mittel als auch aerodynamische Mittel erzeugt. Die aerodynamische Kraft kann aber auch in Richtung der fluiddynamischen Kraft wirken und dabei zum Justieren der in axialer Richtung wirkenden Lagerkräfte benutzt werden.In other words, the counterforce to the fluid dynamic thrust bearing is generated by both magnetic means and aerodynamic means. However, the aerodynamic force can also act in the direction of the fluid-dynamic force and thereby be used for adjusting the forces acting in the axial direction of the bearing forces.
Sämtliche in axialer Richtung auf das rotierende Bauteil des Motors wirkenden Kräfte müssen dabei im Gleichgewicht sein.All forces acting in the axial direction on the rotating component of the engine must be in equilibrium.
Auf das rotierende Motorbauteil wirkt zum einen die axiale Kraft des fluiddynamischen Axiallagers. Dieser Kraft des fluiddynamischen Axiallagers entgegen wirkt zum einen die Gewichtskraft des rotierenden Motorbauteils sowie magnetische Kräfte zur Vorspannung des fluiddynamischen Axiallagers als auch aerodynamische Kräfte, die im besonderen durch die Luftströmung des Lüfterrades erzeugt werden. On the rotating motor component acts on the one hand, the axial force of the fluid dynamic thrust bearing. This force of the fluid dynamic thrust bearing counteracts the one hand, the weight of the rotating motor component and magnetic forces for biasing the fluid dynamic thrust bearing and aerodynamic forces that are generated in particular by the air flow of the fan.
Die Summe aller auf das rotierende Motorbauteil wirkenden Kräfte muss derart eingestellt werden, dass die axiale Flughöhe des rotierenden Motorbauteils in Bezug auf die gegenüberliegende Lagerfläche des feststehenden Motorbauteils im Bereich des Axiallagers zwischen 4 bis 100 Mikrometer beträgt und das in jeder Betriebslage und unter jeder Betriebsbedingung des Motors.The sum of all the forces acting on the rotating engine component forces must be adjusted so that the axial flying height of the rotating engine component with respect to the opposite bearing surface of the stationary engine component in the region of the thrust bearing between 4 to 100 microns and that in each operating position and under each operating condition of the engine.
Die Mittel zur Erzeugung der magnetischen Kraft umfassen vorzugsweise die Statoranordnung und den Rotormagneten des elektromagnetischen Antriebssystems, die beide axial zueinander versetzt angeordnet sind, so dass sich eine axiale magnetische Kraftkomponente ergibt, die der axialen Kraft des fluiddynamischen Axiallagers entgegen wirkt. Der axiale Versatz bezieht sich hier und im Folgenden jeweils auf die axiale Lage der magnetischen Zentren.The means for generating the magnetic force preferably comprise the stator assembly and the rotor magnet of the electromagnetic drive system, both of which are arranged axially offset from each other, so that an axial magnetic force component results, which counteracts the axial force of the fluid dynamic thrust bearing. The axial offset refers here and below in each case to the axial position of the magnetic centers.
Alternativ oder zusätzlich zu diesem axialen Versatz des elektromagnetischen Antriebssystems kann die magnetische Kraft mit Hilfe eines ferromagnetischen Zugrings erzeugt werden, der unterhalb der Stirnseite des Rotormagneten angeordnet ist. Der Zugring wird vom Rotormagneten magnetisch angezogen und erzeugt eine axiale Kraft, die der axialen Kraft des fluiddynamischen Axiallagers entgegenwirkt.Alternatively or in addition to this axial displacement of the electromagnetic drive system, the magnetic force can be generated by means of a ferromagnetic pull ring, which is arranged below the end face of the rotor magnet. The pull ring is magnetically attracted to the rotor magnet and generates an axial force which counteracts the axial force of the fluid dynamic thrust bearing.
Wie bereits oben erwähnt wurde, können die beiden Möglichkeiten der Erzeugung einer magnetischen axialen Gegenkraft Fmag zum fluiddynamischen Axiallager miteinander kombiniert werden oder aber jeweils eigenständig verwendet werden. Typischerweise ist die Summe dieser magnetischen Kräfte Fmag etwa 0,25 N bis 2 N groß, bevorzugt zwischen 0,5 N und 1 N groß.As already mentioned above, the two possibilities of generating a magnetic axial counterforce F mag to the fluid dynamic thrust bearing can be combined or used independently. Typically, the sum of these magnetic forces F mag is about 0.25 N to 2 N, preferably between 0.5 N and 1 N.
Zusätzlich zu der Erzeugung der magnetischen Kraft wird erfindungsgemäß eine aerodynamische Kraft erzeugt und zwar durch ein am Rotorbauteil angeordnetes Lüfterrad. Das Lüfterrad erzeugt eine axiale aerodynamische Kraft Faero, die vorzugsweise der axialen Kraft des fluiddynamischen Lagers Ffluid entgegenwirkt. Alternativ kann die axiale aerodynamische Kraft Faero aber auch in die gleiche Richtung wie die axiale Kraft des fluiddynamischen Lagers Ffluid wirken.In addition to the generation of the magnetic force, an aerodynamic force is generated according to the invention by a fan wheel arranged on the rotor component. The fan generates an axial aerodynamic force F aero , which preferably counteracts the axial force of the fluid dynamic bearing F fluid . Alternatively, however, the axial aerodynamic force F aero can also act in the same direction as the axial force of the fluid dynamic bearing F fluid .
Zusätzlich wirkt auf das rotierende Motorbauteils noch die Gewichtskraft FG, die, je nach Betriebslage, d. h. Einbaulage des Motors, sich entweder zur axialen Kraft des fluiddynamischen Axiallagers addiert oder subtrahiert.In addition, the weight force F G which, depending on the operating position, ie installation position of the motor, either adds to or subtracts from the axial force of the fluid-dynamic thrust bearing acts on the rotating engine component.
Die axialen Kräfte, die durch das fluiddynamische Axiallager, die Gewichtskraft des Rotorbauteils, die magnetischen axialen Kräfte sowie die aerodynamische axiale Kraft gebildet werden, müssen derart abgestimmt sein, dass sich im Bereich des Axiallagers eine Flughöhe des Rotorbauteils im Bereich zwischen 4 bis 5 Mikrometern ergibt. Diese Flughöhe stellt sich also bei einem Gleichgewicht der axialen Kräfte ein, wenn ± FG + Fmag ± Faero = Ffluid gilt, wobei das Vorzeichen der Gewichtskraft FG von der Einbaulage des Motors abhängt und das Vorzeichen der axialen aerodynamischen Kraft Faero von der Richtung des vom Lüfter generierten Luftstroms abhängt. Der Betrag der axialen aerodynamischen Kraft ist üblicherweise kleiner als der Betrag der axialen magnetischen Kraft, jedenfalls nicht wesentlich größer als diese, so dass das Austarieren der Kräfte möglich ist.The axial forces, which are formed by the fluid dynamic thrust bearing, the weight of the rotor component, the magnetic axial forces and the aerodynamic axial force must be adjusted so that in the region of the thrust bearing an altitude of the rotor component in the range between 4 to 5 microns results , This altitude thus sets in an equilibrium of the axial forces, if ± F G + F mag ± F aero = F fluid applies, the sign of the weight F G depends on the installation position of the engine and the sign of the axial aerodynamic force F aero depends on the direction of the fan generated airflow. The amount of the axial aerodynamic force is usually smaller than the amount of the axial magnetic force, at least not much larger than this, so that the balancing of the forces is possible.
Die Erfindung kann auch auf in radialer Richtung verlaufende Luftströme, wie sie zum Beispiel von einem Radiallüfter generiert werden, angewandt werden. In diesem Fall kann der radiale Luftstrom weiterhin eine axiale Komponente aufweisen, die wie zuvor beschrieben zur Justierung der axialen Kräfte benutzt werden kann.The invention may also be applied to radially extending airflows, such as those generated by a radial fan. In this case, the radial air flow may further comprise an axial component which may be used to adjust the axial forces as previously described.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, die radiale Komponente, der durch den Luftstrom eines Axiallüfters oder insbesondere eines Radiallüfters generierten Kraft, zur Unterstützung der radialen Lagerung des Spindelmotors zu verwenden.However, it may also be advantageous to use the radial component of the force generated by the air flow of an axial fan or in particular a radial fan to support the radial bearing of the spindle motor.
Es ist bei der Justierung der axialen und radialen Lagerkräfte von Vorteil, eine weitgehend symmetrische Verteilung der aerodynamischen Kraft zu erzielen. Im Falle eines Axiallüfters ist es dabei vorteilhaft, wenn der Luftstrom auf eine ebene, senkrecht zur Rotationsachse des Spindelmotors angeordnete Fläche trifft. Bei einem Radiallüfter kann zum Beispiel eine in radialer Richtung beabstandete, kreisförmige und konzentrisch zur Drehachse ausgebildete Umrandung günstig sein, um eine symmetrische Verteilung der aerodynamischen Kraft zu erzielen.It is in the adjustment of the axial and radial bearing forces of advantage to achieve a largely symmetrical distribution of the aerodynamic force. In the case of an axial fan, it is advantageous if the air flow strikes a plane surface arranged perpendicular to the axis of rotation of the spindle motor. In a radial fan, for example, a radially spaced, circular and concentric with the axis of rotation trained border may be beneficial to achieve a symmetrical distribution of the aerodynamic force.
Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf einen Lüfter mit einem Spindelmotor gemäß den oben genannten Merkmalen zum Antrieb des Lüfterrades.The invention equally relates to a fan with a spindle motor according to the above features for driving the fan wheel.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher beschrieben. Hierbei ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.The invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to the drawing figures. This results in further features and advantages of the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen: Brief description of the drawings:
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der ErfindungDescription of preferred embodiments of the invention
Die
Ein freies Ende der Welle
In der Lagerbuchse
Der Lagerspalt
An der in der Basisplatte
Der Spindelmotor weist ein elektromagnetisches Antriebssystem auf, das aus einer Statoranordnung
Da das fluiddynamische Axiallager
Die axiale Vorspannung des fluiddynamischen Axiallagers
Dieser axiale Versatz d der jeweiligen magnetischen Mittelpunkte der Statoranordnung
Des Weiteren kann eine magnetische Axialkraft Fmag durch die Anordnung eines Zugrings
Der Zugring
Die beiden Möglichkeiten der magnetischen Vorspannung können sowohl einzeln verwendet werden als auch in Kombination miteinander.The two possibilities of magnetic preload can be used individually as well as in combination with each other.
Ferner wird erfindungsgemäß eine Vorspannung für das fluiddynamische Axiallager
Dadurch wird eine auf das Rotorbauteil
Die aerodynamische Kraft Faero kann alternativ aber auch in Richtung der fluiddynamischen Kraft wirken und so zum Justieren der in axialer Richtung wirkenden Lagerkräfte benutzt werden. Dies kann zum Beispiel in einer Ausgestaltung der Erfindung der Fall sein, in welcher das Lüfterrad einen Luftstrom in Richtung
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Basisplatte
Auch die Gewichtskraft FG des rotierenden Motorbauteils inklusive Lüfterrad
Erfindungsgemäß werden die axialen Kräfte des fluiddynamischen Axiallagers
Mit Bezug auf
Der Spindelmotor von
In
In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die Statoranordnung
Das Rotorbauteil
Das untere Ende des Lagers im Bereich des Stopperrings
Das fluiddynamische Axiallager
Um diese Flughöhe in den entsprechend vorgegebenen Grenzen einzustellen, ist es notwendig, eine Gegenkraft zur axialen Lagerkraft (Ffluid) des Axiallagers
Diese axiale Vorspannung für das fluiddynamische Axiallager
Mit anderen Worten befindet sich die magnetische Mitte des Rotormagneten
Dadurch ergibt sich eine axial gerichtete magnetische Kraft Fmag in Richtung
Zusätzlich wird erfindungsgemäß eine Vorspannung für das fluiddynamische Axiallager
Da der Spindelmotor vorzugsweise zum Antrieb eines Lüfterrades
Das Lüfterrad
Die Gewichtskraft FG des rotierenden Motorbauteils
Je nach Einbaulage des Spindelmotors wirkt diese Gewichtskraft FG entweder entgegen der Lagerkraft Ffluid des fluiddynamischen Axiallagers
Die axiale Kraft Ffluid des fluiddynamischen Axiallagers
Das Rotorbauteil
Das gilt für alle beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.This applies to all described embodiments of the invention.
Der Spindelmotor gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Basisplattebaseplate
- 12, 11212, 112
- Lagerbuchsebearing bush
- 14, 11414, 114
- Wellewave
- 14a, 144a14a, 144a
- Stopperbauteilstop member
- 16, 11616, 116
- Lagerspaltbearing gap
- 18, 11818, 118
- Rotationsachseaxis of rotation
- 20, 12020, 120
- Radiallagerradial bearings
- 20a, 120a20a, 120a
- LagerrillenstrukturenBearing groove structures
- 22, 12222, 122
- Radiallagerradial bearings
- 22a, 122a22a, 122a
- LagerrillenstrukturenBearing groove structures
- 24, 12424, 124
- Rotorbauteil (Nabe)Rotor component (hub)
- 24a, 124a24a, 124a
- Ansatzapproach
- 24b, 124b24b, 124b
- Randedge
- 26, 12626, 126
- Axiallagerthrust
- 28, 12828, 128
- Rezirkulationskanalrecirculation
- 30, 13030, 130
- Abdeckplattecover
- 32, 13232, 132
- Statoranordnungstator
- 34, 13434, 134
- Rotormagnetrotor magnet
- 36, 13636, 136
- Dichtungsspaltseal gap
- 3838
- Zugringpull ring
- 40, 14040, 140
- Lüfterradfan
- 42, 14242, 142
- Richtungdirection
- 44, 14444, 144
- Richtungdirection
- Faero Feroero
- Aerodynamische AxialkraftAerodynamic axial force
- Ffluid F fluid
- Fluiddynamische AxialkraftFluid dynamic axial force
- FG F G
- Gewichtskraftweight force
- Fmag F likes
- Magnetische AxialkraftMagnetic axial force
- dd
- axialer Versatzaxial offset
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007036790 A1 [0002] DE 102007036790 A1 [0002]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310015576 DE102013015576A1 (en) | 2012-09-21 | 2013-09-20 | Spindle motor for driving fan, has electromagnetic drive unit for rotating the rotatable motor component, and axial force generating unit for generating an aerodynamic force to fan wheel |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012018676 | 2012-09-21 | ||
DE102012018676.2 | 2012-09-21 | ||
DE201310015576 DE102013015576A1 (en) | 2012-09-21 | 2013-09-20 | Spindle motor for driving fan, has electromagnetic drive unit for rotating the rotatable motor component, and axial force generating unit for generating an aerodynamic force to fan wheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013015576A1 true DE102013015576A1 (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=50235445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310015576 Pending DE102013015576A1 (en) | 2012-09-21 | 2013-09-20 | Spindle motor for driving fan, has electromagnetic drive unit for rotating the rotatable motor component, and axial force generating unit for generating an aerodynamic force to fan wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013015576A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014014123A1 (en) * | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Maxon Motor Ag | Electric motor for applications in cleanroom environment |
DE102019106064A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindle motor |
DE102020113624A1 (en) | 2020-02-05 | 2021-08-05 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindle motor with a fluid dynamic bearing system and fan with such a spindle motor |
DE102022127657A1 (en) | 2022-10-20 | 2024-04-25 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindle motor with preferred operating position and fan or laser scanner with such a spindle motor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007036790A1 (en) | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Minebea Co., Ltd. | Fluid dynamic bearing system for pivot bearing of motors, particularly spindle motor for fixed disk drive or blower, has fixed bearing components where shell of components forms angle between zero to ten degree with rotation axis |
DE102008052469A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Minebea Co., Ltd. | Spindle motor with fluid dynamic bearing system and fixed shaft |
DE102008057551A1 (en) * | 2008-11-15 | 2010-05-20 | Minebea Co., Ltd., Oaza Miyota | Fluid dynamic bearing system for rotary bearing of e.g. wheel in fan, has insertion part i.e. circular disk, arranged at rotary and fixed bearing components, and forming bearing surfaces of bearing components |
DE102009019750A1 (en) * | 2009-05-02 | 2010-11-04 | Minebea Co., Ltd. | Device for treating surface of rotor component of fluid-dynamic bearing of spindle motor, has drive device comprising electrical motor for driving rotor component, and machining tool treating surface of to-be-treated rotor component |
US20120224951A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Apple Inc. | Compact fan assembly with thrust bearing |
-
2013
- 2013-09-20 DE DE201310015576 patent/DE102013015576A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007036790A1 (en) | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Minebea Co., Ltd. | Fluid dynamic bearing system for pivot bearing of motors, particularly spindle motor for fixed disk drive or blower, has fixed bearing components where shell of components forms angle between zero to ten degree with rotation axis |
DE102008052469A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Minebea Co., Ltd. | Spindle motor with fluid dynamic bearing system and fixed shaft |
DE102008057551A1 (en) * | 2008-11-15 | 2010-05-20 | Minebea Co., Ltd., Oaza Miyota | Fluid dynamic bearing system for rotary bearing of e.g. wheel in fan, has insertion part i.e. circular disk, arranged at rotary and fixed bearing components, and forming bearing surfaces of bearing components |
DE102009019750A1 (en) * | 2009-05-02 | 2010-11-04 | Minebea Co., Ltd. | Device for treating surface of rotor component of fluid-dynamic bearing of spindle motor, has drive device comprising electrical motor for driving rotor component, and machining tool treating surface of to-be-treated rotor component |
US20120224951A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Apple Inc. | Compact fan assembly with thrust bearing |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014014123A1 (en) * | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Maxon Motor Ag | Electric motor for applications in cleanroom environment |
DE102014014123B4 (en) | 2014-09-22 | 2023-06-01 | Maxon International Ag | Electric motor for applications in clean room environment |
DE102019106064A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindle motor |
DE102020113624A1 (en) | 2020-02-05 | 2021-08-05 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindle motor with a fluid dynamic bearing system and fan with such a spindle motor |
DE102022127657A1 (en) | 2022-10-20 | 2024-04-25 | Minebea Mitsumi Inc. | Spindle motor with preferred operating position and fan or laser scanner with such a spindle motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102008031618A1 (en) | Fluid-dynamic storage system for spindle motor, has fixed components and rotary component, which is pivoted relative to fixed components around rotational axis | |
DE102006051018B3 (en) | Spindle motor with radial and axial bearing systems | |
DE102009019936A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
DE102007046248A1 (en) | Fluid dynamic bearing with recirculation channel | |
DE102007005516A1 (en) | Spindle motor with fluid dynamic bearing system | |
DE102013015576A1 (en) | Spindle motor for driving fan, has electromagnetic drive unit for rotating the rotatable motor component, and axial force generating unit for generating an aerodynamic force to fan wheel | |
DE102008062679A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
DE102008057551A1 (en) | Fluid dynamic bearing system for rotary bearing of e.g. wheel in fan, has insertion part i.e. circular disk, arranged at rotary and fixed bearing components, and forming bearing surfaces of bearing components | |
DE102009035125A1 (en) | Fluid dynamic bearing system for spindle motor that is utilized for driving magnetic storage disk of hard disk drive, has axial section formed by regions of bearing component and rotor component | |
DE102011014371A1 (en) | Fluid dynamic bearing system, particularly for rotational bearing of spindle motor of hard disk drive, comprises primary bearing component, which has bearing bush with bearing borehole, and secondary bearing component with shaft | |
DE102014015553A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
DE102012018675A1 (en) | Spindle motor for fan, has base plate that comprises outer peripheral surface that overlaps with inner peripheral surface of rotor structure in axial direction so as to form specific portion of labyrinth seal | |
DE102016009370A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
DE102008039966A1 (en) | Fluid dynamic bearing for spindle motor of hard disk drive, has two bearing components rotatable together at axis of rotation, where one bearing component has bearing bush, and another bearing component has shaft | |
DE102020115596A1 (en) | Spindle motor with fluid dynamic bearing system | |
DE102014010689A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
DE102009037519A1 (en) | Fluid dynamic bearing system for rotary bearing of spindle in fixed disk drive for rotary drive of magnetic storage disk, has fixed bearing component and another bearing component that is pivotably supported relative to fixed bearing | |
DE102010056252A1 (en) | Fluid dynamic bearing system for spindle motor used in hard disk drive, has separator plate that is arranged between fluid dynamic radial bearings and formed with groove to enlarge bearing gap between shaft and bearing bush | |
DE102009031219A1 (en) | Spindle motor for driving hard disk drive, has magnetic prestress-generating unit generating magnetic force for bearing exclusively from components of drive system, where hydraulic and magnetic forces are directed in opposite direction | |
DE102011122704A1 (en) | Fluid-dynamic bearing system for use in spindle motor utilized for driving storage disks of hard disk drive, has axial bearing grooves formed such that bearing fluid is pumped towards axial section of bearing gap | |
DE102011108465A1 (en) | Fluid-dynamic bearing system of spindle motor for hard disc drive, has recirculation channel that is connected to sealing gap, and outer periphery of bearing gap that is connected to annular gap | |
DE102011111396A1 (en) | Spindle motor for hard disk drive for driving memory disk and writing and reading device, has fluid dynamic bearing system with fixed motor component and movable motor component, which is pivoted mounted by fluid dynamic bearing system | |
DE102018110688A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
DE102008008439A1 (en) | Fluid dynamic bearing system for use in spindle motor for driving storage disc drive, has bearing bush comprising conical bearing bore and bearing surface, and magnetic axial bearing producing axial prestressing force on shaft | |
DE102011106511A1 (en) | Fluid-dynamic bearing system for spindle motor for e.g. 2.5 inch hard disk drive for laptop, has bearing component arranged at shaft, where ratio of length of shaft and mutual distance between radial bearings is larger than specified value |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MINEBEA MITSUMI INC., JP Free format text: FORMER OWNER: MINEBEA CO., LTD., NAGANO, JP |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: RIEBLING, PETER, DIPL.-ING. DR.-ING., DE |
|
R012 | Request for examination validly filed |