DE10345907B4 - Hydrodynamisches Lager, Spindelmotor und Festplattenlaufwerk - Google Patents

Hydrodynamisches Lager, Spindelmotor und Festplattenlaufwerk Download PDF

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Abstract

Hydrodynamisches Lager mit einer Welle (4), einer mit der Welle verbundenen Druckplatte (13) und einer durch eine Abdeckplatte (14; 314) einseitig verschlossenen Lagerhülse (3), welche Welle und Druckplatte mit geringem radialen Abstand unter Bildung eines konzentrischen mit einem Schmiermittel gefüllten Lagerspaltes (8) umgreift, wobei einander zugewandte Oberflächen der Lagerhülse (3) und der Welle (4) mindestens einen Radiallagerbereich (9; 10) und einander zugewandte Oberflächen der Lagerhülse (3), der Abdeckplatte (14; 314) und der Druckplatte (13) mindestens einen Axiallagerbereich (20) ausbilden, wobei mindestens ein Verbindungskanal (17; 117) vorgesehen ist, der einen an den Radiallagerbereich (9) angrenzenden Abschnitt zwischen Lagerhülse (3) und Welle (4) und einen an den Axiallagerbereich (20) angrenzenden Abschnitt des Lagerspalts (8) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (3) an ihrer Stirnseite durch eine mehrteilige Lagerabdeckung (15; 115) verschlossen ist, die eine Ringscheibe (15'; 115') und eine Abdeckkappe (15''; 115'') umfasst, und dass ein Ausgleichsvolumen (16; 116) zwischen der...

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Spindelmotor und ein Festplattenlaufwerk.
  • Üblicherweise besteht ein Spindelmotor für ein Festplattenlaufwerk aus einem drehenden Bauteil, dem Rotor, dem ein ringförmiger Permanentmagnet zugeordnet ist, und einem stehenden Bauteil, dem Stator, dem ein mit Spulen bewickeltes Blechpaket zugeordnet ist, wobei der Rotor gegenüber dem Stator mittels eines geeigneten Lagersystems drehgelagert ist.
  • Dabei kommen neben den seit langem verwendeten Wälzlagern zunehmend hydrodynamische Lager zur Anwendung. Ein hydrodynamisches Lager ist ein weiterentwickeltes Gleitlager, das aus einer Lagerhülse mit zylindrischer Lagerinnenfläche und einer in die Hülse eingesetzten Welle mit zylindrischer Lageraußenfläche gebildet ist. Der Durchmesser der Welle ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Hülse, wodurch zwischen den beiden Lagerflächen ein konzentrischer Lagerspalt entsteht, der unter Bildung eines zusammenhängenden Kapillarfilms mit einem Schmiermittel, vorzugsweise mit Öl, gefüllt ist.
  • Lagerhülse und Welle bilden zusammen den Radiallagerbereich aus. In wenigstens eine der beiden Lageroberflächen ist ein Rillenmuster eingearbeitet, welches infolge der rotatorischen Relativbewegung lokale Beschleunigungskräfte auf das im Lagerspalt befindliche Schmiermittel ausübt. Auf diese Weise entsteht eine Art Pumpwirkung, die das Schmiermittel unter Druck durch den Lagerspalt presst und zur Ausbildung eines homogenen und gleichmäßig dicken Schmiermittelfilms führt, der durch Zonen hydrodynamischen Druckes stabilisiert wird.
  • Der zusammenhängende, kapillare Schmiermittelfilm und der selbstzentrierende Mechanismus des hydrodynamischen Radiallagers sorgen für eine stabile, konzentrische Rotation zwischen Welle und Buchse.
  • Eine Stabilisierung des Lagers entlang der Rotationsachse erfolgt durch ein entsprechend ausgestaltetes hydrodynamische Axiallager oder Drucklager. Das Drucklager wird vorzugsweise durch die beiden Stirnflächen einer an einem Ende der Welle angeordneten Druckplatte gebildet, die in einer durch die Lagerhülse und eine Abdeckplatte gebildeten Aussparung aufgenommen ist. Einer Stirnfläche der Druckplatte ist eine entsprechende Stirnfläche der Lagerhülse und der anderen Stirnfläche eine innenliegende Stirnfläche der Abdeckplatte zugeordnet. Die Abdeckplatte bildet also ein Gegenlager zur Druckplatte und verschließt das gesamte Lagersystem nach unten und verhindert dass Luft in den mit Schmiermittel gefüllten Lagerspalt eindringt bzw. Schmiermittel aus dem Lagerspalt entweicht. Auch bei einem hydrodynamischen Axiallager sind die in gegenseitiger Wirkverbindung stehenden Lageroberflächen mit einem Rillenmuster versehen, um eine notwendige Zirkulation des Schmiermittels innerhalb des Axiallagerbereiches sicherzustellen.
  • Am gegenüberliegenden offenen Ende des Lagers, zwischen Motorwelle und Lagerinnenfläche, kann ein Freiraum ausgebildet sein, der gleichermaßen als Schmiermittelreservoir und als Ausdehnungsvolumen für das Schmiermittel dient. Dieser Freiraum übernimmt auch die Funktion der Abdichtung des Lagers. Das in dem Freiraum zwischen Motorwelle und konischer Austrittsöffnung der Lagerhülse befindliche Öl bildet unter dem Einfluss der Kapillarkräfte einen stabilen zusammenhängenden Flüssigkeitsfilm, weshalb diese Art der Dichtung auch als Kapillardichtung (capillary seal) bezeichnet wird.
  • Aufgrund des erwähnten Rillenmusters ergibt sich bei entsprechender Rotation der Welle ein dynamischer Fluss des Schmiermittels innerhalb des Lagerspalts in Richtung des geschlossenen Endes des Lagers, wobei der hydrodynamische Druck im Axiallagerbereich höher ist als im Radiallagerbereich, insbesondere in dem am freien Wellenende angeordneten Radiallagerbereich. Dieser sich in axialer Richtung des Lagers aufbauende Druckunterschied führt dazu, dass die Druckplatte nicht wie erwartet mittig innerhalb des axialen Lagerspalts der sie umgebenden Aussparung rotiert, sondern dass der axiale Lagerspalt zwischen der Stirnfläche der Druckplatte und der Lagerhülse wesentlich kleiner ist als der Lagerspalt zwischen der Stirnfläche der Druckplatte und der Abdeckplatte. Insbesondere herrscht auch am Außenumfang der Druckplatte ein größerer Druck als im wellennahen Bereich was den beschrieben Effekt noch verstärken kann. Je nach Ausgestaltung und Belastung des Lagers kann dieses Ungleichgewicht des hydrodynamischen Drucks dazu führen, dass die Stirnfläche der Druckplatte der Lagerhülse gefährlich nahe kommt und diese sogar berührt. Dies kann zu einer Verringerung der Lebensdauer oder gar einer Beschädigung des Lagers führen.
  • Ein hydrodynamisches Lager mit Mitteln zum Druckausgleich zwischen den Lagerbereichen ist im U.S. Patent Nr. 5 855 438 A offenbart. Als Lagerfluid wird hier vorzugsweise Luft verwendet, wobei ein Druckausgleich zwischen den Radiallagerbereichen durch eine Entlüftungsbohrung erfolgt, die den mittleren Bereich des Lagerspalts mit der Umgebungsatmosphäre verbindet. Diese Art des Druckausgleichs ist jedoch für ein hydrodynamisches Lager mit flüssigem Schmiermittel nicht geeignet, da dann die Gefahr besteht, dass das Schmiermittel durch die Entlüftungsbohrung entweichen kann. Das Einbringen des Schmiermittels in ein solches Lager wäre aufgrund der zusätzlichen Entlüftungsbohrung ohnehin äußerst problematisch. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein direkter Druckausgleich im Bereich des Axiallagers nicht erfolgt.
  • Die US 5 667 309 A , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, offenbart zahlreiche Ausführungsformen von Fluidlagern mit Schmiermittelreservoir, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweisen. Hierbei ist das Schmiermittelreservoir offenliegend am Ende des Lagerspalts angeordnet, so dass die Gefahr besteht, dass bei Schockbelastungen auf das Lager Schmiermittel aus dem Reservoir austritt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein hydrodynamisches Lager mit einem Schmiermittelreservoir anzugeben, aus welchem auch unter Schockbelastung kein Lagerfluid austritt, insbesondere auch nicht durch die Befüllöffnung.
  • Diese Aufgabe wird durch ein hydrodynamisches Lager mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung sieht auch einen Spindelmotor gemäß Anspruch 11 sowie ein Festplattenlaufwerk gemäß Anspruch 12 vor.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung sieht ein hydrodynamisches Lager insbesondere für einen Spindelmotor vor, mit einer Welle, einer mit der Welle verbundenen Druckplatte und einer durch eine Abdeckplatte einseitig verschlossenen Lagerhülse, welche Welle und Druckplatte mit geringem radialem Abstand unter Bildung eines konzentrischen mit einem Schmiermittel gefüllten Lagerspaltes umgreift. In bekannter Weise bilden dabei einander zugewandte Oberflächen der Lagerhülse und der Welle mindestens einen Radiallagerbereich und einander zugewandte Oberflächen der Lagerhülse, der Abdeckplatte und der Druckplatte mindestens einen Axiallagerbereich aus. Es ist mindestens ein Verbindungskanal vorgesehen, der einen an den Radiallagerbereich angrenzenden Abschnitt zwischen Lagerhülse und Welle und einen an den Axiallagerbereich angrenzenden Abschnitt des Lagerspalts miteinander verbindet. Hierbei kann eine unmittelbare, also direkte, oder mittelbare, also indirekte, Verbindung der Lagerbereiche durch den Verbindungskanal vorgesehen sein. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerhülse an ihrer Stirnseite durch eine mehrteilige Lagerabdeckung verschlossen ist, die eine Ringscheibe und eine Abdeckkappe umfasst, und dass ein Ausgleichsvolumen zwischen der Ringscheibe und der Abdeckkappe vollständig innerhalb der Lagerabdeckung im wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse des Lagers angeordnet ist.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Lagerfluid im Ausgleichsvolumen innerhalb der Lagerabdeckung eingeschlossen ist, so dass sich Schockbelastungen auf das Lager nur geringfügig auf das im Ausgleichsvolumen befindliche Schmiermittel auswirken. Ferner kann das im Lagerspalt befindliche Lagerfluid nicht nur über den Lagerspalt sondern auch über den Verbindungskanal zwischen den Radiallagerbereichen und dem Axiallagerbereich zirkulieren, wobei der Verbindungskanal vorzugsweise die am weitesten voneinander entfernten Bereiche des Lagers miteinander verbindet. Dadurch ist ein Druckausgleich innerhalb des Lagerspalts möglich, wodurch die Druckdifferenzen zwischen den Lagerbereichen ausgeglichen werden.
  • Innerhalb es Lagerspaltes herrscht nun ein relativ ausgeglichener Druckverlauf im Lagerfluid, so dass sich während der Rotation des Lagers auf beiden Stirnseiten der Druckplatte in etwa dieselbe Breite des Lagerspaltes einstellt. Dass heißt die Druckplatte rotiert in axialer Richtung gesehen etwa mittig innerhalb der durch die Lagerhülse und die Abdeckplatte gebildeten Aussparung.
  • Somit verringert sich die Gefahr einer Beschädigung des Lagers durch sich berührende Bauteile des Axiallagers und das Lager ist in beiden axialen Richtungen gleich stark belastbar.
  • In bevorzugter Weise erstreckt sich der Verbindungskanal von einem stirnseitigen Ende zum anderen stirnseitigen Ende der Lagerhülse, so dass die beiden am weitesten voneinander beabstandeten Bereiche des Lagerspalts miteinander verbunden werden.
  • Ferner kann der Verbindungskanal aus einem vorzugsweise parallel zu einer Rotationsachse der Welle verlaufenden axialen Abschnitt und einem quer, vorzugsweise senkrecht, zur Rotationsachse verlaufenden radialen Abschnitt bestehen. Grundsätzlich können sowohl der axiale als auch der radiale Abschnitt jeden Winkel zwischen 0° und 90° mit der Rotationsachse einschließen.
  • Der gesamte Verbindungskanal, das heißt sowohl dessen axialer als auch radialer Abschnitt, kann innerhalb der Lagerhülse verlaufen. Dies hat den Vorteil, dass lediglich die Lagerhülse zusätzlicher Bearbeitungsschritte bedarf, um den Verbindungskanal zu schaffen.
  • In der beschriebenen Ausgestaltung des Lagers sind der axiale Abschnitt des Verbindungskanals vorzugsweise in der Lagerhülse und der radiale Abschnitt des Verbindungskanals vorzugsweise in der Lagerabdeckung vorgesehen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der radiale Abschnitt des Verbindungskanals teilweise in der Lagerhülse und teilweise in der Lagerabdeckung oder aber vollständig in der Lagerhülse ausgebildet ist.
  • Der axiale Abschnitt des Verbindungskanals ist vorzugsweise als axiale Bohrung innerhalb der Lagerhülse ausgebildet, wogegen der radiale Abschnitt des Verbindungskanals als Bohrung oder vorzugsweise als ringförmige Nut in der Lagerhülse und/oder Teilen der Lagerabdeckung ausgebildet sein kann. Eine ringförmige Nut hat den Vorteil, dass sich das Lagerfluid gleichmäßig über den Umfang des Lagerspalts verteilt und diesem zugeführt werden kann.
  • Das im Bereich des stirnseitigen Endes der Lagerhülse angeordnete Ausgleichsvolumen für das Lagerfluid wirkt gleichzeitig als Kapillardichtung. Dieses Ausgleichsvolumen ist vorzugsweise als ein mit dem Lagerspalt verbundener, kegelförmiger Hohlraum ausgebildet, der sich zwischen der Ringscheibe und der Abdeckkappe vollständig innerhalb der Lagerabdeckung im wesentlichen senkrecht zu einer Rotationsachse des Lagers erstreckt. Generell kann das Ausgleichsvolumen auch jeden möglichen anderen Winkel zwischen 0° und 90° mit der Rotationsachse einschließen.
  • Erfindungsgemäß ist nun ein Ende des Verbindungskanals über den Lagerspalt mit dem Ausgleichsvolumen verbunden. Am axiallagerseitigen Ende des Verbindungskanals herrscht nun Umgebungsdruck genau so wie im Ausgleichsvolumen.
  • Das hydrodynamische Lager gemäß der Erfindung kann bei Elektromotoren zum Einsatz kommen und insbesondere bei Spindelmotoren für Festplattenlaufwerke.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:
  • 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Spindelmotors mit hydrodynamischem Lager gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 1a zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch das Lager gemäß 1 im Bereich der Lagerabdeckung.
  • 1b zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch das Lager gemäß 1 im Bereich des Axiallagerbereichs.
  • 2 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Spindelmotors mit hydrodynamischem Lager gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 2a zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch das Lager gemäß 2 im Bereich der Lagerabdeckung.
  • 2b zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch das Lager gemäß 2 im Bereich des Axiallagerbereichs.
  • Die Zeichnungen zeigen Spindelmotoren zum Antrieb eines Festplattenlaufwerks mit erfindungsgemäßem hydrodynamischen Lagersystem. In den gezeigten Beispielen ist eine den Rotor tragende Welle drehbar in einer feststehenden Lagerhülse gelagert. Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch Konstruktionen, bei denen eine feststehende Welle von einer den Rotor tragenden, drehbaren Lagerhülse umgeben ist.
  • Der Spindelmotor gemäß 1 umfasst eine feststehende Basisplatte 1, an der eine Statoranordnung 2, bestehend aus Statorkern und Wicklungen, angeordnet ist. Eine Lagerhülse 3 ist in einer Ausnehmung der Basisplatte 1 fest aufgenommen und weist eine axiale zylindrische Bohrung auf, in welcher eine Welle 4 drehbar aufgenommen ist. Das freie Ende der Welle 4 trägt eine Rotorglocke 5, auf der eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt) des Festplattenlaufwerks angeordnet und befestigt sind. An dem inneren, unteren Rand der Rotorglocke 5 ist ein ringförmiger Permanentmagnet 6 mit einer Mehrzahl von Polpaaren angeordnet, die von der über einen Arbeitsluftspalt beabstandeten Statoranordnung 2 mit einem elektrischen Wechselfeld beaufschlagt werden, so dass der Rotor 5 zusammen mit der Welle 4 in Drehung versetzt wird. Die Stromversorgung der Statorwicklungen erfolgt beispielsweise über elektrische Kontakte 7.
  • Zwischen dem Innendurchmesser der Lagerhülse 3 und dem geringfügig kleineren Außendurchmesser der Welle 4 verbleibt ein Lagerspalt 8, der mit einem Schmiermittel, vorzugsweise einem flüssigen Lagerfluid, gefüllt ist. Die hydrodynamische Lageranordnung wird durch zwei Radiallagerbereiche 9, 10 gebildet, die durch ein Rillenmuster 11, 12 gekennzeichnet sind, das auf der Oberfläche der Welle 3 und/oder auf der Innenfläche der Lagerhülse 3 vorgesehen ist. Sobald der Rotor 5, und somit auch die Welle 4, in Rotation versetzt werden, baut sich aufgrund des Rillenmusters 11, 12 ein hydrodynamischer Druck im Lagerspalt 8 bzw. im darin befindlichen Schmiermittel auf, so dass das Lager tragfähig wird.
  • Ein durch eine mit der Welle 4 verbundene Druckplatte 13 und eine Abdeckplatte 14 gebildetes hydrodynamisches Drucklager am unteren Ende der Welle 4 nimmt die axialen Kräfte der Lageranordnung auf. Dieser Axiallagerbereich 20 wird durch die Abdeckplatte 14 luftdicht verschlossen, so dass kein Schmiermittel aus dem Lagerspalt 8 austreten kann. Damit sich ein ausreichender hydrodynamischer Druck im Axiallager aufbaut, sind die einander zugewandten Oberflächen der Druckplatte 13 und/oder der Abdeckplatte 14 mit einem Rillenmuster versehen.
  • Die Welle 4 ist an ihrem Wellenende 4' aus der Lagerhülse 3 herausgeführt. Die Lagerhülse 3 ist an diesem Ende durch eine Lagerabdeckung 15 verschlossen.
  • Wie sich aus 1 und insbesondere 1a ergibt, ist die Lagerabdeckung 15 zweiteilig ausgebildet und umfasst eine in eine Vertiefung auf der Stirnseite 3' der Lagerhülse 3 eingesetzte Ringscheibe 15', deren Dicke in Richtung radial nach außen abnimmt. Ferner umfasst die Lagerabdeckung 15 eine Abdeckkappe 15'', die auf einen ringförmigen axialen Ansatz aufgesteckt ist, der radial außerhalb der Ringscheibe 15' angeordnet ist. Der axiale Ansatz sorgt zusätzlich für einen bestimmten Abstand zwischen der Ringscheibe 15' und der Abdeckkappe 15''.
  • Durch die im Querschnitt etwa konische Ausgestaltung der Ringscheibe 15' ergibt sich zwischen dieser 15' und der Abdeckkappe 15'' ein ringförmiger und im Querschnitt ebenfalls konischer Hohlraum, der sich radial nach außen aufweitet und als Ausgleichsvolumen 16 für das Lagerfluid dient. Der radial innen liegende Bereich des Ausgleichsvolumens 16 grenzt an den Lagerspalt 8 an. Die Abdeckkappe 15'' besitzt außerdem eine in das Ausgleichsvolumen 16 mündende Befüllöffnung 15''' zum Einbringen des Lagerfluids.
  • Als Mittel zum Druckausgleich zwischen dem Axiallagerbereich 20 und den Radiallagerbereichen, insbesondere dem „oberen" Radiallagerbereich 9, ist erfindungsgemäß mindestens ein Verbindungskanal 17 vorgesehen, durch welchen das Lagerfluid frei strömen kann. Der Verbindungskanal 17 ist größtenteils als Bohrung innerhalb der Lagerhülse 3 ausgebildet.
  • Insbesondere in 1 b erkennt man, dass der Verbindungskanal 17 an der unteren Stirnseite 3'' der Lagerhülse am Außendurchmesser der Druckscheibe 13 beginnt und sich in Form eines axialen Abschnitts 17' bis zur anderen Stirnseite 3' der Lagerhülse erstreckt.
  • Wie sich aus 1a ergibt, geht der axiale Abschnitt 17' des Verbindungskanals 17 in einen radialen Abschnitt 17'' über, der als Aussparung bzw. Nut innerhalb der Ringscheibe 15' ausgebildet ist, wobei die Ringscheibe 15' direkt auf der Stirnseite 3' der Lagerhülse 3 aufliegt. Der radiale Abschnitt 17'' des Verbindungskanals mündet nahe beim oberen Radiallagerbereich 9 in den Lagerspalt 8. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Verbindungskanal 17 teilweise innerhalb der Lagerhülse 3 und teilweise innerhalb der Ringscheibe 15' realisiert und sorgt für einen Druckausgleich im Lagerspalt zwischen dem Axiallagerbereich 20 und dem oberen Radiallagerbereich 9.
  • 2 zeigt einen Spindelmotor, dessen Aufbau im wesentlichen dem Aufbau des in 1 dargestellten Spindelmotors entspricht. Es wird auf die oben stehenden Erläuterungen verwiesen, insbesondere was die mit den Bezugsziffern 114 bezeichneten Bauteile und Merkmale betrifft.
  • Aus den 2 und 2a ergibt sich, dass hier ebenfalls eine zweiteilige Lagerabdeckung 115 verwendet wird, die aus einer in eine Vertiefung auf der Stirnseite 3' der Lagerhülse 3 eingesetzte Ringscheibe 115' und einer Abdeckkappe 115'' besteht. Die Ringscheibe 115' weist eine gleichbleibende Dicke auf. Die Abdeckkappe 115'' ist auf einen ringförmigen axialen Ansatz aufgesteckt, der radial außerhalb der Ringscheibe 115' angeordnet ist. Der Boden der Abdeckkappe 115'' ist in Richtung zur Welle kegelförmig eingezogen und zwar so, dass sich zwischen der Abdeckkappe 115'' und der Ringscheibe 115' ein ringförmiger und im Querschnitt konischer Hohlraum ergibt, der sich radial nach außen aufweitet und als Ausgleichsvolumen 116 für das Lagerfluid dient. Der radial innen liegende Bereich des Ausgleichsvolumens 116 grenzt an den Lagerspalt 8 an. Die Abdeckkappe 115'' besitzt eine in das Ausgleichsvolumen 116 mündende Befüllöffnung 115''' zum Einbringen des Lagerfluids.
  • Auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Verbindungskanal 117 vorgesehen, der den Axiallagerbereich 20 und den Radiallagerbereich, insbesondere den „oberen" Radiallagerbereich 9, direkt miteinander verbindet und für einen Druckausgleich im Lagerspalt 8 sorgt. Der Verbindungskanal 117 ist größtenteils als Bohrung innerhalb der Lagerhülse 3 ausgebildet.
  • Insbesondere in 2b erkennt man, dass der Verbindungskanal 117 an der unteren Stirnseite 3'' der Lagerhülse am Außendurchmesser der Druckscheibe 13 beginnt und sich in Form eines axialen Abschnitts 117' bis zur anderen Stirnseite 3' der Lagerhülse erstreckt.
  • Dort geht der axiale Abschnitt 117' des Verbindungskanals 117 in einen radialen Abschnitt 117'' über, wie sich aus 2a ergibt. Der radiale Abschnitt 117'' ist als Aussparung bzw. Nut an der Stirnseite 3' der Lagerhülse 3 ausgebildet ist. Die Ringscheibe 115' liegt direkt auf der Stirnseite 3' der Lagerhülse 3 auf, so dass sich ein geschlossener, radial verlaufender Kanalabschnitt 117'' ergibt, der nahe beim oberen Radiallagerbereich 9 in den Lagerspalt 8 mündet. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Verbindungskanal 117 vollständig innerhalb der Lagerhülse 3 realisiert.
  • 1
    Basisplatte
    2
    Statoranordnung
    3
    Lagerhülse
    3', 3''
    Stirnseite der Lagerhülse
    4
    Welle
    4'
    Wellenende
    5
    Rotorglocke
    6
    Permanentmagnet
    7
    elektrische Kontakteinheit
    8
    Lagerspalt
    9
    Radiallagerbereich
    10
    Radiallagerbereich
    11
    Rillenmuster
    12
    Rillenmuster
    13
    Druckplatte
    14
    Abdeckplatte
    15
    Lagerabdeckung
    15'
    Ringscheibe
    15''
    Abdeckkappe
    15'''
    Befüllöffnung
    16
    Ausgleichsvolumen
    17
    Verbindungskanal
    17'
    axialer Abschnitt
    17''
    radialer Abschnitt
    18
    Rotationsachse
    20
    Axiallagerbereich
    115
    Lagerabdeckung
    115'
    Ringscheibe
    115''
    Abdeckkappe
    115'''
    Befüllöffnung
    116
    Ausgleichsvolumen
    117
    Verbindungskanal
    117'
    axialer Abschnitt
    117''
    radialer Abschnitt

Claims (12)

  1. Hydrodynamisches Lager mit einer Welle (4), einer mit der Welle verbundenen Druckplatte (13) und einer durch eine Abdeckplatte (14; 314) einseitig verschlossenen Lagerhülse (3), welche Welle und Druckplatte mit geringem radialen Abstand unter Bildung eines konzentrischen mit einem Schmiermittel gefüllten Lagerspaltes (8) umgreift, wobei einander zugewandte Oberflächen der Lagerhülse (3) und der Welle (4) mindestens einen Radiallagerbereich (9; 10) und einander zugewandte Oberflächen der Lagerhülse (3), der Abdeckplatte (14; 314) und der Druckplatte (13) mindestens einen Axiallagerbereich (20) ausbilden, wobei mindestens ein Verbindungskanal (17; 117) vorgesehen ist, der einen an den Radiallagerbereich (9) angrenzenden Abschnitt zwischen Lagerhülse (3) und Welle (4) und einen an den Axiallagerbereich (20) angrenzenden Abschnitt des Lagerspalts (8) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (3) an ihrer Stirnseite durch eine mehrteilige Lagerabdeckung (15; 115) verschlossen ist, die eine Ringscheibe (15'; 115') und eine Abdeckkappe (15''; 115'') umfasst, und dass ein Ausgleichsvolumen (16; 116) zwischen der Ringscheibe (15'; 115') und der Abdeckkappe (15''; 155'') vollständig innerhalb der Lagerabdeckung (15; 115) im wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse (18) des Lagers angeordnet ist.
  2. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungskanal (17; 117) von einem stirnseitigen Ende (3') zum anderen stirnseitigen Ende (3'') der Lagerhülse (3) erstreckt.
  3. Hydrodynamisches Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (17; 117) einen in Richtung zu einer Rotationsachse der Welle verlaufenden axialen Abschnitt und einen in Richtung quer zur Rotationsachse verlaufenden radialen Abschnitt aufweist.
  4. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (17; 117) zumindest teilweise innerhalb der Lagerhülse (3) verläuft.
  5. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abschnitt (17'; 117') des Verbindungskanals zumindest teilweise in der Lagerhülse und der radiale Abschnitt (17''; 117'') des Verbindungskanals mindestens teilweise in der Lagerabdeckung verläuft.
  6. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abschnitt (17'; 117') des Verbindungskanals mindestens teilweise in der Lagerhülse und der radiale Abschnitt (17''; 117'') des Verbindungskanals teilweise in der Lagerhülse und teilweise in der Lagerabdeckung ausgebildet ist.
  7. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abschnitt (17''; 117'') des Verbindungskanals als ringförmige Nut in der Lagerhülse (3) und/oder Teilen der Lagerabdeckung (15; 115) ausgebildet ist.
  8. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich wenigstens eines stirnseitigen Endes (3') der Lagerhülse ein Ausgleichsvolumen (16; 116) für das Lagerfluid vorgesehen ist.
  9. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsvolumen (16; 116) als ein mit dem Lagerspalt (8) verbundener, im Querschnitt etwa kegelförmiger Hohlraum ausgebildet ist.
  10. Hydrodynamisches Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte einen Ringkanal umfasst, der mit dem Verbindungskanal verbunden ist.
  11. Spindelmotor mit einem hydrodynamischen Lager nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  12. Festplattenlaufwerk mit einem Spindelmotor nach Anspruch 11.
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