DE19733566A1 - Spindelmotor mit Hülse - Google Patents
Spindelmotor mit HülseInfo
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Traghülse nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Spindelmotoren
sind in der Ausführungsform bekannt geworden, daß in einem
Stator ein Wickelpaket angeordnet ist, welches aus einem
Blechpaket und Wicklungen besteht, wobei weiter ein Rotor
vorgesehen ist, der mittels voneinander beabstandeten Lagern
auf einer Achse drehbar gelagert ist.
Hierbei besteht der Spindelmotor in herkömmlicher Weise aus
einem Stator, der drehfest mit der Achse verbunden ist, wobei
auf der Achse die Lager befestigt sind und die Lager ihrerseits
mit dem drehbaren Rotor verbunden sind.
Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die beschriebene
Anordnung beschränkt, sondern es kann auch der umgekehrte Weg
verwendet werden, daß nämlich die Achse drehbar ausgebildet ist
und der Rotor mit dem Stator vertauscht ist.
Ein Nachteil bei derartigen Spindelmotoren, insbesondere wenn
sie für den Antrieb bei Festplattenlaufwerken verwendet werden,
besteht darin, daß es relativ schwierig ist, die Lager
paßgenau auszurichten und zu befestigen. Zur Festlegung der
Lager im Rotor und Stator ist es bekannt, die gegeneinander
drehbaren, durch Wälzkörper beabstandeten Innen- bzw.
Außenringe mittels Preß- und/oder Klebeverbindung zu
befestigen. Um diese Teile (Innen- bzw. Außenringe) in der
geforderten Genauigkeit paßgenau und lagerichtig zu orientieren
und mit den entsprechenden Gegenstücken zu verbinden, ist
jedoch ein erheblicher Montageaufwand erforderlich.
In der Regel wurden die Lager verklebt. Es liegt auf der Hand,
daß diese Montage mit hohen Toleranzen behaftet war, so daß es
nicht immer gewährleistet war, daß die Lager richtig montiert
wurden. Es ist im übrigen auch bekannt, bestimmte Montagehilfen
zu verwenden, um diese Einpaßarbeit zu erleichtern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen
Spindelmotor der eingangs genannten Art derart weiterzubilden,
daß die Montagegenauigkeit erhöht wird, insbesondere eine
lagerichtige Befestigung der beabstandeten Lager auf der Achse
erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technische Lehre
des Anspruchs 1 gelöst.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist es erfindungsgemäß nun
vorgesehen, daß eine Hülse verwendet wird, welche die beiden
Lager und ggf. einen Abstandsring aufnimmt, wobei die beiden
Lager mit dem Abstandsring in der Hülse verpreßt und/oder
verklebt sind, und die Hülse ihrerseits mit ihrem radial außen
liegenden Teil mit dem Rotor bzw. Stator je nach Bauart
verbunden wird.
Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist, daß nun zwischen
dem drehbaren Teil der Lager und dem Rotor eine Hülse
angeordnet ist, die bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial
besteht. Diese Hülse dient als Montagehilfe und wird als
verlorene leere Hülse mit in den Motor eingebaut; damit ist
gewährleistet, daß die Zuordnung der Lager zu der Hülse
einerseits und andererseits die Hülse zu der Achse stets
aufrechterhalten bleibt.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer Hülse aus einem
Kunststoffmaterial ist der, daß eine Geräuschdämpfung
stattfindet. Nachdem die Hülse erfindungsgemäß die Kugellager
radial außen umgibt, handelt es sich also um eine becherförmige
Anordnung, in welcher die Kugellager aufgenommen sind, so daß
dieser aus Kunststoff bestehende Becher die Geräusche, welche
von den Lagern ausgehen dämpft.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt nun darin, daß diese
Hülse gleichzeitig auch als Dichtanordnung zur Achse hin
ausgebildet werden kann, sofern die Hülse mit dem Rotor
drehfest verbunden ist. Der nächst der Achse befindliche
Abschnitt dieser Hülse kann nun als Dichtungsanordnung,
bevorzugt als Labyrinthdichtung ausgebildet werden.
Weiterer Vorteil der Anordnung ist, daß die Hülse nun auch
lagerichtig in axialer Richtung im Rotor verankert werden kann,
wenn im Rotor entsprechende Aufnahmen und Anschläge vorhanden
sind, welche mit der Hülse zusammenwirken, so daß die Hülse
auch lagenrichtig im Rotor befestigt werden kann.
Auf diese Weise wird also eine lagenrichtige Zuordnung der
Teile des Rotors zu der Hülse und von den Lagern zur Achse
gewährleistet.
Mit der Ausbildung der Labyrinthdichtung in
werkstoffeinstückiger Anordnung mit der Hülse ergibt sich der
Vorteil der Zusammenfassung von Teilen. Beim Stand der Technik
ist es nämlich bekannt, die Labyrinthdichtung als separaten
Ring mit dem Rotor zu verbinden, wodurch also ein separates
Teil notwendig ist, welches die Notwendigkeit schafft, diesen
Ring noch separat mit dem Rotor über Klebespalte zu verbinden.
Derartige Klebespalte erhöhen aber die Unwucht des Rotors. Dies
wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß nun die
Labyrinthdichtung in der Hülse selbst integriert ist, wodurch
ein eigener Klebespalt vermieden wird und hiermit die Unwucht
des Rotors stark vermindert wird.
Es wird auch die Effektivität der besagten Dichtung erhöht,
weil eben der Dichtungsspalt wesentlich verringert wird, und
die vorher erwähnten Klebespalte entfallen, nachdem ja die
Dichtung unmittelbar werkstoffeinstückig mit der Hülse
ausgebildet ist.
Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin,
daß durch die axiale Fixierung der Lager, in der
erfindungsgemäßen Hülse der Axialschlag des Rotors und damit
zwangsläufig der Axialschlag des Datenträgers (Festplatte), der
ja mit dem Rotor fest verbunden ist, verringert wird.
Die Hülse kann hierbei mehrere unterschiedliche Formgebungen
aufweisen; sie kann becherförmig ausgebildet werden und einen
oder mehrere axiale Flansche aufweisen; sie kann aber auch ohne
axiale Flansche ausgebildet sein.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich
nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche,
sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche
untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung,
offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den
Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als
erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere
Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung
weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der
Erfindung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 Schnitt durch einen Spindelmotor mit Hülse
in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 Schnitt durch einen Spindelmotor mit Hülse
in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 3 Schnitt durch einen Spindelmotor in einer
dritten Ausführungsform;
Fig. 4 Schnitt durch den Spindelmotor in einer
vierten Ausführungsform.
In allen nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind die
gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß
eine eigene, separate Beschreibung jeder Zeichnung entfallen
kann.
In der Fig. 1 besteht der Spindelmotor aus einer Achse 1, die
drehfest mit einem Stator 2 verbunden ist. Der Stator 2 ist
hierbei als scheibenförmiges Teil ausgebildet und trägt in
an sich bekannter Weise das Wickelpaket 3, welches noch mit
zugeordneten Anschlußstiften 4 in den Stator 2 hineingeführt
ist.
Auf der Achse 1 sind hierbei in gegenseitigem Abstand
voneinander Lager 5, 6 befestigt, wobei zwischen den Außenringen
dieser Lager ein Abstandsring 7 angeordnet ist. Der Rotor 8
besteht aus einem becherförmigen Teil, welches eine innere,
zentrale Ausnehmung 24 definiert, in welche die
erfindungsgemäße Hülse 11 paßgenau eingepreßt und/oder geklebt
ist.
Die Hülse 11 besteht bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial,
sie kann aber auch ebenso gut aus einem Leichtmetall, aus
Kupfer oder aus einem anderen metallischen Werkstoff bestehen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Hülse 11 einen
axialen Ansatz 12 auf, welcher gleichzeitig in dichtem Abstand
zu dem Außenumfang der Achse 1 angeordnet ist und eine Dichtung
15 ausbildet, die bevorzugt als Labyrinthdichtung ausgebildet
ist.
Der axiale Ansatz 12 geht in einen horizontalen Flansch 13
über, an dem die Stirnseite des oberen Lagers 5 liegt. Dieser
horizontale Flansch 13 geht wiederum in einen vertikalen
Flansch 14 über, der mit der zugeordneten Ausnehmung 24
verklebt und/oder verpreßt ist.
Der Rotor 8 bildet als Boden der Ausnehmung 24 einen
horizontalen Ansatz 9 aus, auf dem die Stirnseite 17 der
becherförmigen Hülse 11 aufsteht und der dort als Anschlag
wirkt.
Das untere Lager 6 ist ebenso wie das obere Lager 5 an der
Innenseite des Flansches 14 der Hülse 11 verklebt und/oder
verpreßt.
Die radial einwärts gerichtete Stirnseite des Ansatzes 9 des
Rotors 8 bildet eine Dichtung 10 zur Achse 1, die ebenfalls
bevorzugt als Labyrinthdichtung ausgebildet ist.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform einer Hülse 18
dargestellt, wobei erkennbar ist, daß die Dichtung 15 zur Achse
1 direkt im Bereich der Stirnseite des horizontalen Flansches
13 ausgebildet ist.
Der vertikale Flansch 14 weist einen Ansatz 19 auf, der als
Anschlag auf dem Rotor 8 aufsitzt und der mit seinem übrigen
Teil des Flansches eine Dichtung 21 mit dem Stator bildet.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor 8 mit seiner
inneren, zentralen Ausnehmung 24 mit dem vertikalen Schenkel 14
der Hülse 18 verbunden.
In Fig. 4 ist im Vergleich zur Fig. 2 eine Umkehrung gezeigt,
wo erkennbar ist, daß die becherförmige Hülse 23 auch umgekehrt
eingebaut werden kann, so daß der horizontale Flansch 13 unten
liegt und mit seiner Stirnseite unmittelbar die Dichtung 15 zur
Achse 1 bildet.
Die in Fig. 3 dargestellte Hülse 22 ist ebenso wie die in
Fig. 4 dargestellte Hülse umgekehrt eingebaut, ist als
becherförmiges Teil ausgebildet und weist aber - im Gegensatz
zur Fig. 4 - einen axialen Ansatz 12 auf, dessen radial
einwärts gerichtete Stirnfläche die Dichtung 15 bildet.
Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Hülse als
verlorene Montagehilfe dient und daß zunächst in die Hülse das
auf dem horizontalen Flansch aufstehende Lager 5 eingebracht
wird und mit der Hülse verbunden wird, daß dann der
Abstandsring 7 eingebracht wird und danach dann das andere
Lager 6 und daß die genannten drei Teile mit der Hülse über die
vorher genannten Befestigungsmittel verbunden werden. Danach
wird dann die Achse eingebaut und lagenrichtig zu der Hülse
zentriert.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen,
daß zunächst auf der Achse 1 - bezogen auf die Darstellung in
Fig. 2 - das obere Lager 5 lagenrichtig montiert wird. Es wird
dann die Hülse 18 mit dem horizontalen Flansch 13 auf das obere
Lager 5 aufgesetzt und mit dem Lager 5 verbunden.
Danach wird in die Hülse der Abstandsring 7 eingebracht und
danach dann das untere Lager 6. Alle Teile werden fest mit der
Hülse 18 verbunden. Danach wird das so komplettierte Teil mit
dem Rotor 8 verbunden und schließlich wird die Achse 1 mit dem
Stator 2 lagerichtig und drehfest verbunden.
Mit dem Begriff "verbunden" werden sämtliche bekannte
Befestigungsmittel gemeint, nämlich Verpressen, Verkeilen,
Verkleben, Schrumpfen, Schweißen und dgl. mehr.
Es werden also die Lager 5, 6, ggf. zusammen mit dem
Abstandsring 7, in die Hülse 11, 18, 22 eingebracht und
anschließend erst zusammen mit der Hülse mit der Achse 1 sowie
dem Rotor 8 bzw. Stator 2 verbunden. Hierdurch wird die
Montagegenauigkeit erheblich erhöht, gleichzeitig werden die
Lager sehr viel besser als bisher zueinander ausgerichtet.
1
Achse
2
Stator
3
Wickelpaket
4
Anschlußstifte
5
Lager
6
Lager
7
Abstandsring
8
Rotor
9
Ansatz (Rotor
8
)
10
Dichtung
11
Hülse
12
Ansatz
13
Flansch (horizontal)
14
Flansch (vertikal)
15
Dichtung
16
17
Stirnseite
18
Hülse
19
Ansatz
20
21
Dichtung
22
Hülse
23
Hülse
24
Ausnehmung
Claims (6)
1. Spindelmotor, insbesondere zum Antrieb einer Festplatte, mit
einem Stator, einem Rotor, einer dazwischen liegenden Achse,
die mindestens ein Lager trägt, sowie einem Antrieb, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (8) oder der Stator (2) mit einer
Hülse (11, 18, 22) versehen sind, die das mindestens eine Lager
(5, 6) aufnimmt.
2. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Lager (5, 6) vorgesehen sind, die mittels eines
Abstandsrings (7) zueinander beabstandet sind.
3. Spindelmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (11, 18, 22) im wesentlichen becherförmig
ausgebildet ist.
4. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (22) mit einem sich in
Längsrichtung der Hülse erstreckenden Flansch (14) versehen ist.
5. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (11, 18, 22) gegenüber der Achse
(1) eine Labyrinthdichtung ausbildet.
6. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (11, 18, 22) aus einem
Kunststoffmaterial hergestellt ist.
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