DE10315222B3 - Method and device for introducing lubricant in a hydrodynamic bearing - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur optimierten Einbringung von Schmiermittel in den Lagerspalt zwischen Welle und Wellenaufnahme eines hydrodynamischen Lagers, bei dem ein Lagerspaltbereich zwischen Welle und Wellenaufnahme und/oder ein Bereich, welcher mit dem Lagerspalt in fluidwirksamer Verbindung steht, gesteuert mit Schmiermitteltropfen beaufschlagt wird.Method for the optimized introduction of lubricant into the bearing gap between the shaft and shaft receiving a hydrodynamic bearing, wherein a bearing gap area between the shaft and shaft receiving and / or a region which is in fluidly effective communication with the bearing gap, controlled with lubricant drops is applied.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einbringung von Schmiermittel in den Lagerspalt zwischen Welle und Wellenaufnahme eines hydrodynamischen Lagers.The The invention relates to a method and a device for introduction of lubricant in the bearing gap between shaft and shaft mount a hydrodynamic bearing.
Hydrodynamische Lager (Fluidlager) werden beispielsweise zur Drehlagerung von Hochpräzisionsspindelmotoren eingesetzt, wie sie in Festplattenlaufwerken verwendet werden. Hydrodynamische Lager weisen im Vergleich mit Kugellagern eine hohe Laufgenauigkeit (geringe Exzentrizität) und Laufruhe bei sehr viel höherer Schockfestigkeit (Robustheit) auf. Sie arbeiten nahezu geräuschlos und verschleißfrei, da während des Betriebs mit Nenndrehzahl kein direkter Körperkontakt mit Festkörperreibung zwischen den relativ zueinander rotierenden Lagerteilen vorliegt.Hydrodynamic Bearings (fluid bearings) are used, for example, for the rotary mounting of high-precision spindle motors used, as they are used in hard disk drives. Hydrodynamic bearings have in comparison with ball bearings a high running accuracy (low Eccentricity) and smoothness at much higher Shock resistance (robustness) on. They work almost noiselessly and wear-free, there while operating at rated speed no direct body contact with solid state friction exists between the relatively rotating bearing parts.
Zwischen der Welle und der Wellenaufnahme befindet sich dabei eine dünne Schmiermittelschicht beispielsweise eines Schmieröls.Between The shaft and the shaft mount is doing a thin layer of lubricant for example, a lubricating oil.
Aus
der
Aus
der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine optimierte Einbringung von Schmiermittel in den Lagerspalt ermöglicht wird.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus to create, by means of which an optimized introduction of lubricant allowed in the bearing gap becomes.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Lagerspaltbereich zwischen Welle und Wellenaufnahme und/oder ein Bereich, welcher mit dem Lagerspalt in fluidwirksamer Verbindung steht, gesteuert mit Schmiermitteltropfen beaufschlagt wird, wobei die Schmiermitteltropfenerzeugung bezüglich der Tropfengröße und/oder der Tropfengeschwindigkeit und/oder der Tropfenerzeugungsrate und/oder der Tropfenmenge gesteuert wird.These The object is achieved according to the invention in the method mentioned solved that a bearing gap area between wave and wave recording and / or an area which with the bearing gap in fluidly effective connection is controlled with lubricant drops is applied, wherein the lubricant drop generation regarding the Drop size and / or the drop velocity and / or the drop generation rate and / or the Drop quantity is controlled.
Durch die gesteuerte Beaufschlagung mit Schmiermitteltropfen läßt sich der Lagerspalt mit Schmiermittel befüllen, ohne daß Kontakt zwischen dem Beaufschlagungsbereich und einer Schmiermittelquelle vorliegt. Dadurch wird der Rückfluß von Schmiermittel und eine damit verbundene Verunreinigung des Schmiermittels in der Schmiermittelquelle durch rückfließendes Schmiermittel vermieden.By the controlled application of lubricant drops can be Fill the bearing gap with lubricant without contact between the loading area and a lubricant source is present. This will cause the backflow of lubricant and an associated contamination of the lubricant in the Lubricant source due to refluxing lubricant avoided.
Über die gesteuerte Beaufschlagung mittels Schmiermitteltropfen läßt sich der Befüllungsvorgang zeitlich, räumlich und volumetrisch mit hoher Reproduzierbarkeit steuern und eine Befüllung des Lagerspalts bis zu einem gewünschten definierten Pegel erreichen. Weiterhin lassen sich Lufteinschlüsse in dem in den Lagerspalt eingebrachten Schmiermittel vermeiden. Dadurch wiederum werden die Eigenschaften eines entsprechend befüllten Lagers optimiert.About the Controlled admission by means of lubricant drops can be the filling process in time, spatial and volumetrically control with high reproducibility and a filling of the Storage gaps up to a desired reach defined level. Furthermore, air pockets in the Avoid introducing lubricant into the bearing gap. Thereby Again, the properties of a suitably filled warehouse optimized.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist reinraumtauglich, so daß die Befüllung des Lagers im Reinraum stattfinden kann.The inventive method is clean room suitable, so that the filling of the warehouse can take place in the clean room.
Die Schmiermitteltropfen lassen sich einzeln erzeugen und nacheinander emittieren. Dadurch läßt sich eine Kontaminierung eines Arbeitsraums durch Schmiermittel minimieren.The Lubricant drops can be generated individually and in succession emit. This can be done minimize contamination of a working space by lubricant.
Insbesondere ist vorgesehen, daß die Schmiermitteltropfenerzeugung in einem räumlichen Abstand zu dem beaufschlagten Bereich erfolgt. Dadurch läßt sich eine gezielte berührungslose Schmiermittelbeaufschlagung erreichen. Weiterhin wird eine Verunreinigung von Schmiermittel durch Rücklauf von Schmiermittel verhindert, da eine solche Rückflußverbindung entfällt.Especially it is envisaged that the lubricant drop generation in a spatial distance to the affected area. This allows a targeted non-contact Schmiermittelbeaufschlagung to reach. Furthermore, a contamination of lubricant by return prevented by lubricant, since such a reflux connection is eliminated.
Bevorzugterweise werden die Schmiermitteltropfen von einem Schmiermitteltropfen-Generator in den beaufschlagten Bereich gerichtet. Auf diese Weise lassen sich auch Lagerspalte mit sehr kleinem hydraulischen Durchmesser befüllen. Durch Steuerung der Anzahl der Tropfen läßt sich ein definierter Füllstand in dem Lagerspalt erreichen.preferably, The lubricant drops from a lubricant drop generator in directed to the applied area. That way you can Also fill the bearing gap with a very small hydraulic diameter. By Control of the number of drops can be a defined level reach in the bearing gap.
Insbesondere ist es vorgesehen, daß der beaufschlagte Bereich nicht in fluidwirksamem Kontakt mit einer Schmiermittelquelle steht, um so eine Verunreinigung von Schmiermittel in der Schmiermittelquelle durch rückfließendes Schmiermittel zu verhindern.Especially it is envisaged that the applied area not in fluidly effective contact with a Lubricant source is so as to contamination of lubricant in the lubricant source by refluxing lubricant to prevent.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schmiermitteltropfenerzeugung bezüglich der Tropfengröße gesteuert wird, um so auch bei Lagerspalten mit kleinem hydraulischen Durchmesser eine Befüllung zu erreichen. Es läßt sich dann bei entsprechend gewählter Tropfengröße ein Schmiermittelfilm in einem definierten Bereich an der Welle und der Wellenaufnahme ausbilden, über den dann wiederum eine optimale Befüllung des Lagerspalts erreichbar ist.It is particularly advantageous if the lubricant drop generation is controlled with respect to the droplet size, so as to achieve a filling even with bearing gaps with a small hydraulic diameter. It can then be a suitably selected drop size a lubricant film in a defined range on the shaft and the Forming wave recording, on the turn then optimal filling of the bearing gap is reached.
Insbesondere werden dabei Mikrotropfen erzeugt, deren mittlerer Tropfendurchmesser im Bereich zwischen 50 μm und 150 μm liegt und insbesondere im Bereich zwischen 75 μm und 95 μm liegt, wenn beispielsweise Ester-Öl als Schmieröl verwendet wird.Especially In the process, microdroplets are produced whose mean droplet diameter in the range between 50 μm and 150 μm is and in particular in the range between 75 microns and 95 microns, if, for example Ester oil as a lubricating oil is used.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Beaufschlagungsbereich der Schmiermitteltropfen räumlich vorgegeben wird. Es läßt sich so insbesondere erreichen, daß sich ein Schmiermittelfilm bildet, der den Lagerspalt zwischen Welle und Wellenaufnahme überdeckt; dieser Schmiermittelfilm ist dann beispielsweise unter Druckbeaufschlagung in den Lagerspalt einbringbar. Dadurch läßt sich auch bei sehr kleinen Lagerspalten (mit geringem hydraulischen Durchmesser) eine Befüllung erreichen, ohne daß direkt in den Lagerspalt hinein oder zumindest tief in den Lagerspalt hinein eine Tropfeninjektion durchgeführt werden muß.Farther it is advantageous if the loading region of the lubricant drops spatial is given. It can be so in particular to achieve that forms a lubricant film, which the bearing gap between shaft and wave recording covered; This lubricant film is then pressurized, for example can be brought into the bearing gap. This can be synonymous with very small Bearing gaps (with a low hydraulic diameter) reach a filling, without that directly into the bearing gap or at least deep into the bearing gap a drop injection performed must become.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn dafür gesorgt wird, daß sich eine geschlossene Schmiermittelschicht um die Welle bildet, welche den Lagerspalt nach außen hin abdeckt. Dadurch ist der Bereich des Lagerspalts, welcher unterhalb des Schmiermittelfilms liegt, gasdicht von einem Außenraum getrennt. Wird dann beispielsweise unter Einfluß des Atmosphärendrucks das Schmiermittel in den Lagerspalt gedrückt, dann ist sichergestellt, daß keine Luft in den Lagerspalt mit eingesaugt wird, so daß Lufteinschlüsse im Schmiermittel im Lagerspalt vermieden werden. Weiterhin läßt sich auf diese Weise ein zusammenhängender Schmiermittelfilm ausbilden, dessen Volumen so bemessen ist, daß der gewünschte Befüllungspegel in dem Lagerspalt erreicht wird. Durch Steuerung der Tropfenmenge läßt sich das Schmiermittelvolumen des Schmiermittelfilms einstellen.Especially It is advantageous if taken care of that will happen forms a closed lubricant layer around the shaft, which the bearing gap to the outside covering. This is the area of the storage gap, which is below the lubricant film is located, gas-tight from an outside space separated. Will then, for example, under the influence of atmospheric pressure the lubricant is pressed into the bearing gap, then it is ensured that no Air in the bearing gap is sucked in, so that air bubbles in the lubricant be avoided in the bearing gap. Furthermore, can be in this way related Form lubricant film whose volume is such that the desired filling level is reached in the bearing gap. By controlling the amount of drops let yourself Adjust the lubricant volume of the lubricant film.
Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Schmiermitteltropfenerzeugung bezüglich der Tropfengeschwindigkeit gesteuert wird. Dadurch läßt sich ein optimaler Wert der Geschwindigkeit einstellen; diese wird so eingestellt, daß die Tropfen den gewünschten Beaufschlagungsbereich erreichen, ohne daß auf die Schmiermittelschicht auftreffende Tropfen beispielsweise den Schmiermittelfilm unterbrechen oder aufreißen.It can also be provided that the lubricant drop generation in terms of the drop speed is controlled. This can be a set the optimal value of the speed; this is set up that the Drop the desired one Reach the loading area, without affecting the lubricant layer impinging drops, for example, interrupt the lubricant film or tear open.
Weiterhin ist es günstig, wenn die Schmiermitteltropfenerzeugung bezüglich der Tropfenerzeugungsrate gesteuert wird. Dadurch läßt sich eine volumetrische Steuerung der Tropfenbeaufschlagung erreichen, d. h. es läßt sich eine Mengensteuerung der Tropfen erreichen, welche auf den Beaufschlagungsbereich treffen. Dadurch wiederum läßt sich ein gewünschter Befüllungspegel des Schmiermittels im Lagerspalt einstellen.Farther is it cheap when the lubricant drop generation with respect to the drop generation rate is controlled. This can be done achieve a volumetric control of the drop application, d. H. it can be done achieve a quantity control of the drops, which on the loading area to meet. This in turn can be a desired one filling level adjust the lubricant in the bearing gap.
Zur volumetrischen Steuerung der Tropfenbeaufschlagung ist es insbesondere vorgesehen, daß die Anzahl der erzeugten Tropfen gezählt wird. Dies kann auf elektronische Weise und/oder optische Weise erfolgen. Bei der optischen Zählung kann insbesondere die Anzahl der Tropfen, welche den gewünschten Beaufschlagungsbereich erreichen, ermittelt werden.to In particular, it is volumetric control of the drop action provided that the Number of generated drops counted becomes. This can be done electronically and / or optically respectively. At the optical count In particular, the number of drops, which the desired Be reached.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tropfenbeaufschlagung in einem Arbeitsraum unter Vakuumbedingungen erfolgt, wobei insbesondere der Druck zumindest zeitweise unter 1 mbar liegt. Unter diesen Bedingungen läßt sich auch ein einseitig geschlossenes Lager, dessen Lagerspalt lediglich von einer Stirnseite der Wellenaufnahme zugänglich ist, unter Vermeidung von Lufteinschlüssen mit Schmiermittel befüllen; der Lagerspalt wird hierzu vor der Befüllung evakuiert. Diese lufteinschlußfreie Befüllung läßt sich dadurch erreichen, daß dafür gesorgt wird, daß sich in einem Kehlbereich zwischen Welle und Wellenaufnahme zunächst eine Schmiermittelanhäufung ausbildet, aus der Schmiermittel um die Welle herum fließt und dann einen in sich geschlossenen Schmiermittelring bildet, welcher wiederum den Lagerspalt abdeckt und damit auch abdichtet. Anschließend wird der Arbeitsraum belüftet, so daß der äußere Luftdruck das Schmiermittel vom Schmiermittelring in den Lagerspalt drückt und dadurch die Befüllung des Lagerspalts erfolgt. Dieses Befüllungsverfahren läßt sich dabei auch für Lagerspalte mit sehr kleinem hydraulischen Durchmesser anwenden, ohne daß die Gefahr von Lufteinschlüssen besteht.All It is particularly advantageous if the application of drops in a working space under vacuum conditions, in particular the Pressure is at least temporarily below 1 mbar. In these conditions let yourself also a one-sided closed bearing, the bearing gap of only one end face of the shaft receptacle is accessible, while avoiding of air bubbles fill with lubricant; the bearing gap is evacuated for this purpose before filling. This air-free filling can be achieve this by ensuring that that yourself in a throat area between shaft and shaft intake first a grease buildup from which lubricant flows around the shaft and then forms a self-contained lubricant ring, which in turn the Covering the bearing gap and therefore also seals. Subsequently, will the working space ventilated, so that the outer air pressure the lubricant from the lubricant ring in the bearing gap presses and thereby the filling of the storage gap takes place. This filling process can be also for Apply bearing gaps with a very small hydraulic diameter, without that Risk of air bubbles consists.
Es erfolgt also eine Beaufschlagung mit einer Schmiermittelmenge (vor Belüftung des Arbeitsraums) entsprechend dem gewünschten Befüllungsgrad des Lagerspalts.It So there is an admission with a quantity of lubricant (before ventilation the working space) according to the desired degree of filling of the storage gap.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schmiermittel-Generator so ausgebildet ist, daß erzeugten Schmiermitteltropfen ein solcher kinetischer Impuls erteilt wird, daß der definierte Beaufschlagungsbereich mit Schmiermitteltropfen belegt wird.The The object mentioned above is further in the aforementioned Device according to the invention thereby solved, that the Lubricant generator is designed so that generated drops of lubricant such a kinetic impulse is given that the defined loading area is covered with lubricant drops.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.The Advantages of the device according to the invention were already in connection with the method according to the invention explained.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.Further advantageous embodiments have also already been related with the method according to the invention explained.
Insbesondere ist dabei ein evakuierbarer Arbeitsraum zur Aufnahme des Lagers vorgesehen, um so unter Vakuumbedingungen einen Schmiermitteltropfenzusammenhang erzeugen zu können, wobei dann nach Belüftung durch Atmosphärendruck Schmiermittel in den Lagerspalt eindringt und diesen vollständig ohne Lufteinschlüsse bis zum gewünschten Pegelstand füllt.Especially is an evacuable work space for receiving the camp provided so under vacuum conditions a lubricant drop connection to be able to produce taking then for ventilation by atmospheric pressure lubricant penetrates into the bearing gap and this completely without air bubbles up to the desired Water level fills.
Weiterhin ist es günstig, wenn das Lager und der Schmiermitteltropfen-Generator relativ zueinander positionierbar sind und insbesondere zueinander beweglich sind. Dadurch läßt sich mittels des Schmiermitteltropfen-Generators, über welchen sich ein räumlich definierter Beaufschlagungsbereich mit hoher Reproduzierbarkeit einstellen läßt, eine definierte Befüllung des Lagerspalts erreichen. Insbesondere ist es ermöglicht, einen geschlossenen Schmiermittelfilm um die Welle an dem Lagerspalt zu erzeugen, der dann in den Lagerspalt bringbar ist.Farther is it cheap when the bearing and the lubricant drop generator relative to each other are positionable and in particular are mutually movable. This can be done by means of the lubricant drop generator, over which a spatially defined Can set admission area with high reproducibility, a defined filling reach the storage gap. In particular, it is possible a closed lubricant film around the shaft at the bearing gap to produce, which is then brought into the bearing gap.
Weiterhin ist es günstig, wenn der Schmiermitteltropfen-Generator in einem Abstand zu dem Lager positioniert ist, um so insbesondere einen Schmiermittelrückfluß zu vermeiden, wodurch wiederum die Gefahr der Schmiermittelverunreinigung vermieden ist.Farther is it cheap when the lubricant drop generator at a distance from the Bearing is positioned so as to avoid in particular a lubricant return, which in turn avoids the risk of lubricant contamination is.
Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt der Schmiermitteltropfen-Generator einen Düsenkopf mit einem Piezoaktuator. Über einen solchen Piezoaktuator läßt sich in einer Schmiermittel-Flüssigkeitssäule ein Impuls erzeugen, welcher die Flüssigkeit beschleunigt; mittels dieser Beschleunigung läßt sich die Abschnürung eines Mikrotropfens erreichen, wobei die Tropfenerzeugung beispielsweise bezüglich Tropfengröße steuerbar ist. Die Tropfenerzeugung läßt sich auch zeitlich steuern. Ferner läßt sich die Tropfengeschwindigkeit steuern und durch entsprechende Positionierung des Dosierkopfs zum Lagerspalt läßt sich die Schmiermitteltropfen-Richtung zur Beaufschlagung des Lagers einstellen.at an embodiment comprises the lubricant drop generator a nozzle head with a piezo actuator. About one such piezo actuator can be in a lubricant fluid column Generate impulse, which the liquid accelerated; By means of this acceleration, the constriction of a Microdrop, for example, the drop generation controllable in terms of drop size is. The drop production can be also timed. Furthermore, can be control the drop speed and by appropriate positioning the dosing head to the bearing gap can be the lubricant drop direction for loading the bearing to adjust.
Günstig ist es, wenn eine Einrichtung zur Zählung von erzeugten Schmiermitteltropfen vorgesehen ist. Dadurch läßt sich eine Mengensteuerung (volumetrische Steuerung) der Schmiermitteltropfenbeaufschlagung über Bestimmung der Tropfenzahl erreichen. Die Zählung kann beispielsweise elektronisch und/oder optisch erfolgen.Cheap is it if a means of counting provided by generated lubricant drops. This can be done a quantity control (volumetric control) of the lubricant drop application via determination reach the drop number. The count can be done electronically and / or optically, for example.
Beispielsweise kann eine Zähleinrichtung dem Schmiermitteltropfen-Generator zugeordnet sein. Dabei kann es sich um eine elektronische Zählung (beispielsweise über Zählung der tröpfchenerzeugenden Impulse eines Piezoaktuators) oder um eine optische Zählung handeln.For example can a counter the Be associated with lubricant drop generator. It can be to an electronic count (for example, about count the droplet-producing Pulses from a piezoactuator) or an optical count.
Bei einer optischen Zählung ist insbesondere eine Kamera vorgesehen, beispielsweise CCD-Kamera (die auch in einem Abstand zum Generator angeordnet sein kann).at an optical count In particular, a camera is provided, for example a CCD camera (Which can also be arranged at a distance from the generator).
Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgehen ist, mittels welcher die Schmiermitteltropfenerzeugung und Schmiermitteltropfenbeaufschlagung des Lagers steuerbar und/oder regelbar ist. Zusätzlich günstig ist es, wenn diese Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung eine gesteuerte und/oder geregelte Änderung des Druckes in dem Arbeitsraum ermöglicht, in welchem der Schmiermittelbefüllungsprozeß stattfindet. Eine solche, vorzugsweise automatisch ablaufende Schmiermittelbefüllung des hydrodynamischen Lagers stellt sicher, daß der gewünschte Befüllungspegel auf reproduzierbare Weise eingehalten wird, ohne daß es zu Lufteinschlüssen kommt.Further it is advantageous if a control and / or regulating device proceed by means of which the lubricant drop generation and Lubricant dropping of the bearing controllable and / or is controllable. additionally Cheap it is when this control and / or regulating device a controlled and / or regulated change allows the pressure in the working space in which the lubricant filling process takes place. Such, preferably automatically running lubricant filling the hydrodynamic bearing ensures that the desired filling level on reproducible Way is maintained without it to air pockets comes.
Günstig ist es, wenn eine Schmiermittelquelle in einem evakuierten Raum und insbesondere in dem Arbeitsraum angeordnet ist. Dadurch wird das Entgasen des flüssigen Schmiermittels gefördert und dadurch wiederum gewährleistet, daß die Tropfenerzeugung nicht abbricht.Cheap is it if a source of lubricant in an evacuated room and is arranged in particular in the working space. This will degas the gas of the liquid Promoted lubricant and thereby in turn ensures that the Drop production does not stop.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The The following description of a preferred embodiment is used in conjunction with the drawing of the closer explanation the invention. Show it:
Bei hydrodynamischen Lagern (die auch als Fluidlager bezeichnet werden) ist in den Lagerspalt zwischen Welle und Wellenaufnahme (Lagerhülse) ein Schmiermittelfilm eingebracht. Dieser Schmiermittelfilm ermöglicht ein Aufschwimmen des rotierenden Lagerteils (der Welle, wenn diese drehfest mit einem Rotor verbunden ist, oder der Lagerhülse, wenn diese drehfest mit dem Rotor verbunden ist) beim Hochlaufen beispielsweise eines Elektromotors. Die entsprechende Druckerzeugung erfolgt berührungsfrei, das heißt es liegt keine Festkörperreibung vor.at hydrodynamic bearings (also referred to as fluid bearings) is in the bearing gap between the shaft and shaft mount (bearing sleeve) Introduced lubricant film. This lubricant film allows a Floating of the rotating bearing part (the shaft, if this rotatably is connected to a rotor, or the bearing sleeve, if this rotatably with the rotor is connected) when starting up, for example, an electric motor. The appropriate pressure generation is non-contact, that is it is no solid friction in front.
Verwirbelungsstrukturen, die durch entsprechende Riffelmuster gebildet sind und auf entsprechenden Oberflächen der Welle und/oder der Lagerhülse angeordnet sind, lassen im Schmiermittelfilm Zonen hydrodynamischen Drucks entstehen. Die lokalen Druckradienten sind im wesentlichen umgekehrt proportional zur Spaltdicke des Lagerspalts, so daß Verschiebungen zwischen Wellen und Wellenaufnahme sofort selbstregelnd kompensiert werden. Es läßt sich dadurch eine stabile konzentrische Ausrichtung zwischen Welle und Wellenaufnahme gewährleisten.Turbulence structures that correspond by Chen ripple patterns are formed and are arranged on corresponding surfaces of the shaft and / or the bearing sleeve, can arise in the lubricant film zones of hydrodynamic pressure. The local pressure gradients are substantially inversely proportional to the gap thickness of the bearing gap, so that shifts between waves and shaft recording are compensated for immediately self-regulating. It can thereby ensure a stable concentric alignment between the shaft and shaft recording.
Hydrodynamische Lager weisen aus diesem Grund eine besonders hohe Laufgenauigkeit und Rotationsgenauigkeit auf. Sie arbeiten nahezu verschleißfrei. Sie zeichnen sich durch Geräuscharmut und Schockresistenz aus.Hydrodynamic Bearings have for this reason a particularly high running accuracy and rotational accuracy. They work almost wear-free. she characterized by low noise and Shock resistance.
Fluiddynamische Lager werden bevorzugt zur Drehlagerung von Hochpräzisionsspindelmotoren für Festplattenlaufwerke eingesetzt.fluid Dynamic Bearings are preferred for rotary bearing of high precision spindle motors for hard drives used.
Bei der Herstellung eines hydrodynamischen Lagers muß der Lagerspalt nach dem Zusammenbau der Komponenten mit dem Schmiermittel befüllt werden. Ein typisches Beispiel für ein Schmiermittel ist Ester-Öl.at the production of a hydrodynamic bearing of the bearing gap after assembly of the Components are filled with the lubricant. A typical example for a Lubricant is ester oil.
Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Einbringung von Schmiermittel in den Lagerspalt
Die
Vorrichtung
Dazu
ist der Arbeitsraum
Ferner
ist ein steuerbares Ventil
Das
zu befüllende
Lager
Am
gegenüberliegenden
Ende ist eine Aufweitung
Die
Befüllung
des Lagerspalts
In
dem Arbeitsraum
Aufgrund
ihres kinetischen Impulses fliegen die Schmiermitteltropfen auf
den Lagerspalt
Der
Schmiermitteltropfen-Generator
Die
Schmiermittelquelle
Der
Schmiermitteltropfen-Generator
Insbesondere
sind dabei der Dosierkopf
In der Praxis hat sich gezeigt, daß man eine gleichmäßige Befüllung um den Umfang auch ohne Relativbewegung erreicht, da die Fließeigenschaften des Schmieröls ausreichen.In Practice has shown that one a uniform filling around reaches the circumference without relative movement, since the flow properties of the lubricating oil suffice.
Bei
einer Ausführungsform
des Dosierkopfes
Die
Düse
Bei
Aktivierung des Piezoaktuators
Über den
Piezoaktuator
Es
kann dabei noch eine Düsenheizung
Zur
Steuerung der Tropfenbildung und Tropfenbeaufschlagung kann eine
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
Über die
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
Bei
einer Variante einer Ausführungsform umfaßt der Dosierkopf
Insbesondere
steht die Zähleinrichtung
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Einbringen von Schmiermittel in den Lagerspalt
In dem Arbeitsraum
In the workroom
Der
Arbeitsraum
Über den
Dosierkopf
Der
Schmiermitteltropfen-Generator
Dadurch,
daß aufgrund
der Ausrichtung der Düse
Es
hat sich gezeigt, daß sich
der Schmiermittelring
Es
kann auch vorteilhaft sein, eine Mehrzahl von um die Welle
Die
Steuerung der Beaufschlagung des zu befüllenden Lagers
Die
Tropfenbeaufschlagung ist derart mengengesteuert, daß das Volumen
des Schmiermittelrings
Nach
Beendigung des Tropfentransfers von der Düse
Unter
Atmosphärenbedingung,
also bei Normaldruck, ist der gesamte Lagerspalt
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren, welches sich mit dieser Vorrichtung durchführen läßt, lassen sich auch Lagerspalte mit sehr kleinem hydraulischen Durchmesser ohne Lufteinschlüsse definiert befüllen.By the device according to the invention and the method according to the invention, which can be carried out with this device, can also be bearing column defined with very small hydraulic diameter without air inclusions fill.
- 1010
- Lagerspaltbearing gap
- 1212
- Wellewave
- 1414
- Wellenaufnahmeshaft mount
- 1616
- hydrodynamisches Lagerhydrodynamic camp
- 1818
- Vorrichtungcontraption
- 2020
- Kapselcapsule
- 2222
- Arbeitsraumworking space
- 2424
- VentilValve
- 2626
- Pumpepump
- 2828
- VentilValve
- 3030
- EndeThe End
- 3131
- Widerlagerabutment
- 3232
- Schmiermitteltropfen-GeneratorLubricant drop generator
- 3333
- Aufweitungwidening
- 3434
- Schmiermittelquellelubricant source
- 3636
- Dosierkopfdosing
- 3838
- Düsejet
- 4040
- Piezoaktuatorpiezo actuator
- 4242
- Gehäusecasing
- 4444
- Flüssigkeitsleitungliquid line
- 4646
- Kapillarrohrcapillary
- 4848
- Düsenheizungnozzle heater
- 5050
- Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungcontrol and / or regulating device
- 5252
- Zähleinrichtungcounting
- 5454
- LagerspaltbereichBearing gap area
- 5656
- KehlbereichKehlbereich
- 5757
- Stirnseitefront
- 5858
- Flüssigkeitsringliquid ring
Claims (24)
Priority Applications (3)
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