DE202006020045U1

DE202006020045U1 - Fluiddynamisches Lagersystem

Info

Publication number: DE202006020045U1
Application number: DE202006020045U
Authority: DE
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2016-08-11

Abstract

Fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere für einen Spindelmotor, mit einem rotierenden Bauteil umfassend eine Welle (10; 310; 510) und eine mit der Welle verbundene Nabe (18; 318) und einem feststehenden Bauteil umfassend eine aus einem porösen Material bestehende Lagerbuchse (12; 312; 512), wobei die Welle in der Lagerbuchse aufgenommen und relativ zu dieser drehbar gelagert ist, und zwischen der Welle und der Lagerbuchse ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt (16; 316; 516) vorhanden ist, gekennzeichnet durch ein erstes Gehäuseteil (22; 122; 322; 422; 522, 622, 722, 822, 922, 1022, 1122) und ein mit diesem verbundenes zweites Gehäuseteil (24; 124; 323; 424; 524, 624, 724, 824, 924, 1024, 1124), welche die Lagerbuchse (12; 312; 512) vollständig umschließen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors, z. B. für den Antrieb von Festplattenlaufwerken.
Stand der Technik
Spindelmotoren bestehen im Wesentlichen aus einem Stator, einem Rotor und mindestens einem zwischen diesen beiden Teilen angeordneten Lagersystem. Der elektromotorisch angetriebene Rotor ist mit Hilfe des Lagersystems gegenüber dem Stator drehgelagert. Als Lagersystem werden häufig fluiddynamische Lager verwendet.
Die DE 202 18 821 U1 offenbart ein typisches fluiddynamisches Lagersystem für Spindelmotoren, welches eine Lagerbuchse und eine Welle umfasst, die in einer axialen Bohrung der Lagerbuchse angeordnet ist. Die Welle rotiert frei in der Lagerbuchse, wobei die beiden Teile zusammen ein Radiallager bilden, dessen Lageroberflächen durch einen dünnen, konzentrischen und mit einem Schmiermittel gefüllten Lagerspalt voneinander beabstandet sind.
Eine axiale Verschiebung der Welle entlang der Rotationsachse wird durch entsprechend ausgestaltete fluiddynamische Drucklager verhindert. Derartige Drucklager werden häufig durch die beiden Stirnflächen einer an einem Ende der Welle angeordneten Druckplatte gebildet, die jeweils einer entsprechenden Stirnfläche der Lagerbuchse und einer zum Inneren des Lagers gerichteten Stirnfläche einer Abdeckplatte zugeordnet ist. Die Abdeckplatte bildet ein Gegenlager zur Druckplatte und verschließt das gesamte Lagersystem nach unten.
In der Regel bestehen die Bauteile des Lagersystems aus Stahl, Aluminium oder gesinterten Materialien und werden durch Verpressen, Schweißen oder Kleben miteinander verbunden.
Der Einsatz von gesinterten Materialien ist eine kostengünstige Alternative zu gedrehten und maschinierten Bauteilen. Für einen Sinterprozess werden Bauteile mit möglichst einfachen geometrischen Formen bevorzugt.
Sind die Lagerbauteile aus gesinterten, also porösen Materialien gefertigt, besteht das Problem, dass sie von dem verwendeten Lagerfluid, vorzugsweise einem Lageröl, durchtränkt werden, so dass das Lagerfluid die Lagerbauteile, insbesondere die Lagerbuchse durchdringt, und aus dem Lager austreten kann.
Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein fluiddynamisches Lagersystem anzugeben, das Lagerbauteile aus porösen Materialien umfasst und für einen Einsatz in einem Spindelmotor geeignet ist, wobei ein Austreten von Lageröl, insbesondere aus den Bereichen der Lagerbauteile aus porösem Material vermieden werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ein Vorzug der Ausgestaltungen der Erfindung sowie andere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das beschriebene fluiddynamische Lagersystem ist insbesondere für den Einsatz in einem Spindelmotor vorgesehen und beinhaltet ein rotierendes Bauteil umfassend eine Welle und eine mit der Welle verbundene Nabe, und ein feststehendes Bauteil umfassend eine aus einem porösen Material bestehende Lagerbuchse. Die Welle ist in einer Bohrung der Lagerbuchse aufgenommen und relativ zu dieser drehbar gelagert. Zwischen der Welle und der Lagerbuchse ist ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt vorhanden. Erfindungsgemäß umfasst das Lagersystem ein erstes Gehäuseteil und ein mit diesem verbundenes zweites Gehäuseteil, welche die Lagerbuchse vollständig umschließen.
Entweder das erste, das zweite oder aber beide Gehäuseteile können becherförmig ausgebildet sein und gegebenenfalls eine Öffnung zur Durchführung der Welle aufweisen. Es kann aber auch eines der beiden Gehäuseteile scheibenförmig ausgebildet sein.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung bildet eine Umfangsfläche der Welle zusammen mit einer angrenzenden am Innenumfang der Lagerbuchse vorgesehenen Fläche eine konische Dichtung aus. Dabei umfasst die konische Dichtung vorzugsweise einen mit dem Lagerspalt verbundenen Dichtspalt, der teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist und sich in Richtung des Lagerspaltes verjüngt. Die konische Dichtung kann auch durch eine Einschnürung der Welle gebildet sein.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein zumindest teilweise mit Lagerfluid gefülltes Fluidreservoir vorgesehen, das von einer Außenfläche der Lagerbuchse und einer angrenzenden Innenfläche der Abdeckung begrenzt wird. Vorzugsweise ist das Fluidreservoir über einen Ringspalt mit dem Lagerspalt verbunden. Der Querschnitt des Fluidreservoirs verjüngt sich in Richtung des Ringspaltes. Der Ringspalt erstreckt sich vorzugsweise überwiegend senkrecht zum Lagerspalt.
Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil grenzen beispielsweise im Bereich ihrer Stirnkanten aneinander an, sind dort miteinander verbunden und dichten die vorzugsweise gesinterte Lagerbuchse gegen hindurchdringendes Lagerfluid ab. Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil können beispielsweise miteinander verschweißt sein.
Das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil können sich auch in Teilen überlappen, wobei die Verbindung dann an der Überlappungskante vorgenommen wird.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann das erste Gehäuseteil am Innenumfang eine Stufe aufweisen, an welcher die Lagerbuchse anliegt. Zwischen der Unterseite der Lagerbuchse und dem ersten Gehäuseteil bildet sich dadurch ein Hohlraum, dessen Höhe durch die Lage der Stufe definiert ist und in welchem die Druckplatte angeordnet ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagers.
2 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagers.
3 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer dritten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagers.
4 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer vierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagers.
5 zeigt einen Schnitt durch eine fünfte erfindungsgemäße Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagers.
5a zeigt ein Detail der Stoßkanten zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil.
6 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 5.
7 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 5.
8 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 5.
9 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 5.
10 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 5.
11 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Lagers von 5.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
Der Spindelmotor nach 1, der beispielsweise zum Antrieb eines Festplattenlaufwerks verwendet werden kann, umfasst eine feststehende Basisplatte 20, an der eine Statoranordnung 26, bestehend aus einem Statorkern und Wicklungen, angeordnet ist. Eine Welle 10 ist in einer axialen, zylindrischen Bohrung einer Lagerbuchse 12 drehbar aufgenommen. Die Lagerbuchse 12 ist direkt oder indirekt in einer Ausnehmung der Basisplatte 20 aufgenommen. Das freie Ende der Welle 10 trägt eine Nabe 18, die beispielsweise glockenförmig ausgebildet ist und auf der eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt) des Festplattenlaufwerks angeordnet und befestigt werden können. An einem inneren, unteren Rand der Nabe 18 ist ein von einem Joch 30 umgebener, ringförmiger Permanentmagnet 28 mit einer Mehrzahl von Polpaaren angeordnet, die von der über einen Arbeitsluftspalt beabstandeten Statoranordnung 26 mit einem elektrischen Wechselfeld beaufschlagt werden, so dass die Nabe 18 zusammen mit der Welle 10 in Drehung versetzt wird. Die Welle 10 bildet zusammen mit der Lagerbuchse 12 und einer an einem Ende der Welle 10 angeordneten Druckplatte 14 ein fluiddynamisches Lagersystem mit Radiallager- und Axiallagerflächen, die durch einen Lagerspalt 16 voneinander getrennt sind. Der Lagerspalt 16 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen fluiddynamischen Lagersystems sind einem Fachmann bekannt und sollen hier nicht näher beschrieben werden. Die Lageranordnung wird nach unten, d. h. im Bereich der Druckplatte 14, durch geeignete Mittel verschlossen, so dass in diesem Bereich kein Lagerfluid austreten kann.
Die Lagerbuchse 12 besteht vorzugsweise aus Sintermaterial und ist entsprechend porös, so dass Lagerfluid vom Lagerspalt 16 durch die Lagerbuchse 12 nach außen dringen kann. Ein Austreten von Lagerfluid durch das Material der Lagerbuchse wird dadurch verhindert, dass ein Großteil der Lagerbuchse 12 in einem einseitig verschlossenen ersten Gehäuseteil 22 aufgenommen ist, welches das Lagersystem im Bereich der Druckplatte 14 nach unten verschließt. Die Druckplatte 14 ist in einem Freiraum zwischen der Stirnseite der Lagerbuchse 12 und dem Boden des ersten Gehäuseteils 22 drehbar angeordnet, und bildet mit der Stirnseite der Lagerbuchse 12 ein Axiallager aus. An seinem oberen Ende ist das erste Gehäuseteil 22 offen, wobei ein Teil der Lagerbuchse 12 über das offene Ende des ersten Gehäuseteils 22 hinausragt. Der obere Teil der Lagerbuchse 12 wird durch ein topfförmiges zweites Gehäuseteil 24 verschlossen. Im dargestellten Beispiel ist das zweite Gehäuseteil 24 in das erste Gehäuseteil 22 eingesteckt und überlappt dieses großzügig. Das Lagersystem wird somit hermetisch verschlossen. Der Lagerspalt 16 ist durch eine konische Kapillardichtung 32 abgedichtet, die mit dem Lagerspalt 16 verbunden und teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist. Die Kapillardichtung 32 dient zudem als Reservoir für das Lagerfluid. Das zweite Gehäuseteil 24 umgibt die Welle 10 unter Freilassung einer ringförmigen Öffnung 34, die eine Verbindung zur Außenatmosphäre bildet. Über diese Öffnung 34 kann das Lager mit Lagerfluid gefüllt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel können das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil als kostengünstige Pressteile ausgebildet sein.
2 zeigt ein im Vergleich zu 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei sind gleiche Bauteile mit identischen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zur Ausgestaltung gemäß 1 ist bei 2 ein die Lagerbuchse 12 umgebendes erstes Gehäuseteil 122 vorgesehen, das beispielsweise aus einem gedrehten Metallteil besteht. Das erste Gehäuseteil 122 ist im Bodenbereich, das heißt im Bereich der Druckplatte 14 des Fluidlagers durch eine Bodenplatte 136 verschlossen. Die Lagerbuchse 12 ist zum größten Teil in dem ersten Gehäuseteil 122 aufgenommen, wobei etwa ein Viertel der Länge der Lagerbuchse 12 über den Rand des ersten Gehäuseteils 122 hinausragt. Dieser obere Bereich der Lagerbuchse 12 ist durch ein zweites Gehäuseteil 124 abgedeckt, das etwa topfförmig ausgebildet ist und mit seinem offenen Rand am offenen Rand des ersten Gehäuseteils 122 anliegt und mit diesem bespielsweise verschweißt ist. Das zweite Gehäuseteil 124 liegt nicht unmittelbar auf der Stirnseite der Lagerbuchse 12 auf, sondern wird durch einen Abstandshalter 140 auf Abstand gehalten, so dass sich zwischen der Stirnseite der Lagerbuchse 12 und dem zweiten Gehäuseteil 124 ein Ringspalt 142 bildet, der ein Ausweichvolumen für möglicherweise aus der Kapillardichtung 32 austretendes Lagerfluid bildet. Am Rand des zweiten Gehäuseteils, welches durch einen Wulst 138 verdickt ist, kann eine Öffnung 134 vorgesehen sein, die als Belüftungsöffnung dient. In 2 sind die Basisplatte sowie die Statoranordnung nicht dargestellt.
3 zeigt einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lager, mit einer feststehenden Basisplatte 320, an der eine Statoranordnung 326, bestehend aus einem Statorkern und Wicklungen, angeordnet ist. Eine Welle 310 ist in einer axialen, zylindrischen Bohrung einer Lagerbuchse 312 drehbar aufgenommen. Die Lagerbuchse 312 ist direkt oder indirekt in einer Ausnehmung der Basisplatte 320 aufgenommen. Das freie Ende der Welle 310 trägt eine Nabe 318, die beispielsweise glockenförmig ausgebildet ist und auf der eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt) des Festplattenlaufwerks angeordnet und befestigt werden können. An einem inneren, unteren Rand der Nabe 318 ist ein von einem Joch 330 umgebener, ringförmiger Permanentmagnet 328 mit einer Mehrzahl von Polpaaren angeordnet, die von der über einen Arbeitsluftspalt beabstandeten Statoranordnung 326 mit einem elektrischen Wechselfeld beaufschlagt werden, so dass die Nabe 318 zusammen mit der Welle 310 in Drehung versetzt wird. Die Welle 310 bildet zusammen mit der Lagerbuchse 312 und einer an einem Ende der Welle 310 angeordneten Druckplatte 314 ein fluiddynamisches Lagersystem mit Radiallager- und Axiallagerflächen, die durch einen Lagerspalt 316 voneinander getrennt sind. Der Lagerspalt 316 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt.
Ein Großteil der gesinterten Lagerbuchse 312 ist in einem einseitig verschlossenen ersten Gehäuseteil 322 aufgenommen, welches das Lagersystem im Bereich der Druckplatte 314 nach unten verschließt. An seinem oberen Ende ist das erste Gehäuseteil 322 offen, wobei ein Teil der Lagerbuchse 312 über das offene Ende des ersten Gehäuseteils 322 hinausragt. Der obere Teil der Lagerbuchse 312 wird durch ein topfförmiges zweites Gehäuseteil 324 verschlossen. Hierzu weist das erste Gehäuseteil 322 einen verbreiterten Rand 338 in Form einer Steckhülse auf, in welche das zweite Gehäuseteil 324 eingesteckt werden kann. Das zweite Gehäuseteil 324 kann auch mit dem ersten Gehäuseteil 322 verschweißt werden. Das zweite Gehäuseteil 324 liegt nicht unmittelbar an der Stirnseite der Lagerbuchse 312 an, sondern überdeckt diese in einem Abstand, so dass sich ein Ringspalt 342 zwischen der Lagerbuchse 312 und dem zweiten Gehäuseteil 324 bildet, der mit dem Lagerspalt 316 verbunden und mit Lagerfluid gefüllt ist. Eine definierte Breite des Ringspalts 342 wird durch einen im zweiten Gehäuseteil 324 integrierten Abstandhalter 340 sichergestellt. An den Ringspalt 342 schließt sich ein Fluidreservoir 332 an, das teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist. Das Fluidreservoir 332 wird gebildet durch eine ringförmige Stufe am oberen Ende der Lagerbuchse 312, die zusammen mit dem zweiten Gehäuseteil 324 einen Hohlraum bildet. Die Stufe ist abgeschrägt, so dass sich der Querschnitt des Fluidreservoirs 332 ausgehend vom Ringspalt 342 vergrößert. Eine Öffnung 334 am unteren Rand der Abdeckung 324 dient als Belüftungsöffnung und zum Befüllen des Lagers mit Lagerfluid.
4 zeigt eine gegenüber 3 abgewandelte Ausgestaltung eines Spindelmotors mit erfindungsgemäßem Lagersystem. Hierbei sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Basisplatte sowie die Statoranordnung sind nicht dargestellt.
Im Gegensatz zu 3 ist in 4 das erste Gehäuseteil 422 als relativ robustes Drehteil ausgebildet und im unteren Bereich, also im Bereich der Druckplatte 314 durch eine Bodenplatte 436 verschlossen. Die Lagerbuchse 312 ist zum Großteil im ersten Gehäuseteil 422 aufgenommen, wobei der übrige Teil der Lagerbuchse durch ein zweites Gehäuseteil 424 abgedeckt ist. Das zweite Gehäuseteil 424 liegt mit ihrem offenen Rand auf dem Rand des ersten Gehäuseteils 422 auf und ist dicht mit dieser verbunden. Ein Abstandhalter 440 sorgt dafür, dass das zweite Gehäuseteil 424 nicht unmittelbar auf der Stirnseite der Lagerbuchse 312 aufliegt, sondern ein Ringspalt 442 verbleibt, der mit dem Lagerspalt 316 verbunden und mit Lagerfluid gefüllt ist. An den Ringspalt 442 schließt sich ein Fluidreservoir 332 an, das teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist und gebildet wird durch eine abgeschrägte Stufe der Lagerbuchse 316, welche durch das zweite Gehäuseteil begrenzt wird. Über eine Öffnung 424 ist das Fluidreservoir 332 mit der Außenatmosphäre verbunden.
Aufgrund der gesinterten Lagerbuchse kann das erfindungsgemäße Lagersystem relativ kostengünstig aufgebaut werden, wobei das erste und das zweite Gehäuseteil für eine zuverlässige Abdichtung des Lagersystems nach außen sorgen.
5 zeigt eine weitere fluiddynamische Lageranordnung eines Spindelmotors. Eine Welle 510 ist in einer axialen, zylindrischen Bohrung einer Lagerbuchse 512 drehbar aufgenommen. Die Welle 510 bildet zusammen mit der Lagerbuchse 512 und einer an einem Ende der Welle 510 angeordneten Druckplatte 514 ein fluiddynamisches Lagersystem mit Radiallager- und Axiallagerflächen, die durch einen Lagerspalt 516 voneinander getrennt sind.
Der Lagerspalt 516 ist mit einem Lagerfluid gefüllt. Am Außendurchmesser der Welle 510 und/oder am Innenumfang der Lagerbuchse 512 und/oder an der unteren Stirnfläche der Lagerbuchse 512 befinden sich Lagerstrukturen 534, die beispielsweise als spiralförmige oder fischgrätenartige Pumpstrukturen oder in Form von radial und/oder axial sich verändernden Lagerspalttiefen (z.B. in Form von sogenannten 5-lobe-Strukturen) ausgebildet sind und für eine Tragfähigkeit des Lagers sorgen.
Die Lagerbuchse 512 besteht aus Sintermaterial, etwa aus HMF (Hitachi Minebea Fluid Bearing) und ist etwa zur Hälfte in einem einseitig verschlossenen ersten Gehäuseteil 522 aufgenommen, welches das Lagersystem im Bereich der Druckplatte 514 nach unten verschließt. Das erste Gehäuseteil 522 weist eine Stufe 538 auf, an welcher die Lagerbuchse 512 anliegt. Zwischen der Unterseite der Lagerbuchse 512 und dem unteren Bereich des ersten Gehäuseteils 522 befindet sich ein Hohlraum, in welchem die Druckplatte 514 angeordnet ist. Dadurch ist die Höhe des unteren Axiallagerraumes, in welcher sich die Druckplatte 514 befindet, durch die Maßvorgaben des ersten Gehäuseteils 522 definiert und somit sind die Axial-Lagerspalte sehr genau herstellbar – im Gegensatz zur Höhe der Lagerbuchse, die aus Sintermaterial besteht.
An ihrem oberen Ende ist das erste Gehäuseteil 522 offen, wobei ein Teil der Lagerbuchse 512 über das offene Ende des ersten Gehäuseteils 522 hinausragt. Der obere Teil der Lagerbuchse 512 wird durch ein topfförmiges zweites Gehäuseteil 524 verschlossen.
Das zweite Gehäuseteil 524 und das erste Gehäuseteil 522 stoßen aneinander oder weisen einen geringen Abstand zueinander auf, wobei die Gehäuseteile 522, 524 inklusive der Lagerbuchse 512 derart toleriert sind, dass das erste 522 und das zweite Gehäuseteil 522 im äußersten Falle gerade aneinander anliegen. Beide Gehäuseteils 522, 524 bestehen aus Kunststoff oder bevorzugt aus Metall und sind miteinander durch Kleben, Verpressen, Bördeln, bevorzugt jedoch durch (Laser-) Schweißen miteinander verbunden. Zur Schweißverbindung weisen beide Gehäuseteil 522, 524 bevorzugt eine Vertiefung an den einander zugewandten Kanten auf, so dass die Schweißnaht nicht hervorsteht.
Wie 5a zeigt können das erste Gehäuseteil 522a und das zweite Gehäuseteil 524a auch ineinander gesteckt werden und sich überlappen, wobei sie im Randbereich entsprechend ausgebildet sein müssen.
An demjenigen Wellenanschnitt, der das Lager verlässt, befindet sich im Anschluss an den Lagerspalt 516 eine Einschnürung 536, die als Reservoir 532 für das Lagerfluid und als Kapillardichtung für den Lagerspalt 516 wirkt. Diese (doppelt) konische Einschnürung kann auch in die Lagerbuchse 512 und/oder im zweiten Gehäuseteil 524 eingeformt sein. Falls die Einschnürung 536 in die Welle 510 eingeformt ist (wie zeichnerisch dargestellt), kann diese sich bis in Bereich der Lagerbuchse 512 erstrecken, und ist in diesem Bereich mit Lagerfluid gefüllt.
Die 6 bis 11 zeigen Abwandlungen des Lagers von 5 mit verschiedenen Ausgestaltungen des ersten und des zweiten Gehäuseteils.
6 zeigt ein die Lagerbuchse 512 vollständig aufnehmendes, becherförmiges erstes Gehäuseteil 622, wobei das zweite Gehäuseteil 624 auf ein scheibenförmiges Teil reduziert ist, das das erste Gehäuseteil 622 nach oben verschließt und einen Durchbruch für die Welle 510 aufweist. Das erste und das zweite Gehäuseteil 622 und 624 sind an der Stirnseite miteinander verschweißt.
7 zeigt ebenfalls ein die Lagerbuchse 512 vollständig aufnehmendes, becherförmiges erstes Gehäuseteil 722 und ein scheibenförmiges zweites Gehäuseteil 724, welches das erste Gehäuseteil 722 oben verschließt. Die beiden Gehäuseteile 722, 724 sind am Außenumfang miteinander verschweißt.
In 8 ist ein erstes becherförmiges Gehäuseteil 822 dargestellt, das im wesentlichen nur die Druckplatte 514 aufnimmt. Ein becherförmiges zweites Gehäuseteil 824 ist über die Lagerbauteile und das erste Gehäuseteil 822 gestülpt. Die beiden Gehäuseteile 822, 824 sind an der unteren Stirnseite miteinander verschweißt.
In 9 ist ebenfalls ein nur die Druckplatte 514 aufnehmendes becherförmiges erstes Gehäuseteil 922 dargestellt. Ein becherförmiges zweites Gehäuseteil 924 ist über die Lagerbuchse 512 gestülpt und stößt stirnseitig am ersten Gehäuseteil 922 an. Das erste Gehäuseteil 922 und das zweite Gehäuseteil 924 sind am Außenumfang der Stoßstelle miteinander verschweißt.
10 zeigt ein das gesamte Lagersystem aufnehmendes, becherförmiges zweites Gehäuseteil 1024, wobei das erste Gehäuseteil 1022 auf ein scheibenförmiges Teil reduziert ist, welches das zweite Gehäuseteil 1024 nach unten verschließt. Die beiden Gehäuseteile 1024 und 1022 sind an der Stirnseite miteinander verschweißt.
11 zeigt ebenfalls ein das gesamte Lagersystem aufnehmendes, becherförmiges zweites Gehäuseteil 1124. Das erste Gehäuseteil 1122 besteht aus einem scheibenförmigen Teil, welches das zweite Gehäuseteil 1124 nach unten verschließt. Das erste und das zweite Gehäuseteil 1122 und 1124 sind am Außenumfang miteinander verschweißt.

10: Welle
12: Lagerbuchse
14: Druckplatte
16: Lagerspalt
18: Nabe
20: Basisplatte
22: erstes Gehäuseteil
24: zweites Gehäuseteil
26: Statoranordnung
28: Permanentmagnet
30: Joch
32: konische Dichtung
34: Öffnung
122: erstes Gehäuseteil
124: zweites Gehäuseteil
134: Öffnung
136: Bodenplatte
138: Wulst
140: Abstandhalter
142: Ringspalt
310: Welle
312: Lagerbuchse
314: Druckplatte
316: Lagerspalt
318: Nabe
320: Basisplatte
322: erstes Gehäuseteil
324: zweites Gehäuseteil
326: Statoranordnung
328: Permanentmagnet
330: Joch
332: Fluidreservoir
334: Öffnung
338: Aufweitung
340: Abstandhalter
342: Ringspalt
422: erstes Gehäuseteil
424: zweites Gehäuseteil
434: Öffnung
436: Bodenplatte
438: Wulst
440: Abstandhalter
442: Ringspalt
510: Welle
512: Lagerbuchse
514: Druckplatte
516: Lagerspalt
522: erstes Gehäuseteil
524: zweites Gehäuseteil
532: konische Dichtung (Fluidreservoir)
534: Lagerstrukturen
535: Lagerstrukturen
536: Einschnürung
538: Stufe
622: erstes Gehäuseteil
624: zweites Gehäuseteil
722: erstes Gehäuseteil
724: zweites Gehäuseteil 622
822: erstes Gehäuseteil
824: zweites Gehäuseteil
922: erstes Gehäuseteil
924: zweites Gehäuseteil
1022: erstes Gehäuseteil
1024: zweites Gehäuseteil
1122: erstes Gehäuseteil
1124: zweites Gehäuseteil

Claims

Fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere für einen Spindelmotor, mit einem rotierenden Bauteil umfassend eine Welle (10; 310; 510) und eine mit der Welle verbundene Nabe (18; 318) und einem feststehenden Bauteil umfassend eine aus einem porösen Material bestehende Lagerbuchse (12; 312; 512), wobei die Welle in der Lagerbuchse aufgenommen und relativ zu dieser drehbar gelagert ist, und zwischen der Welle und der Lagerbuchse ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt (16; 316; 516) vorhanden ist, gekennzeichnet durch ein erstes Gehäuseteil (22; 122; 322; 422; 522, 622, 722, 822, 922, 1022, 1122) und ein mit diesem verbundenes zweites Gehäuseteil (24; 124; 323; 424; 524, 624, 724, 824, 924, 1024, 1124), welche die Lagerbuchse (12; 312; 512) vollständig umschließen.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Gehäuseteile becherförmig ausgebildet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Gehäuseteile scheibenförmig ausgebildet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umfangsfläche der Welle (10; 510) zusammen mit einer angrenzenden am Innenumfang der Lagerbuchse (12; 512) vorgesehenen Fläche eine konische Dichtung (32; 532) ausbildet.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Dichtung (532) durch eine Einschnürung (532) der Welle (510) gebildet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Dichtung (32; 532) einen mit dem Lagerspalt (16; 516) verbundenen Dichtspalt umfasst, der teilweise mit Lagerfluid gefüllt ist und sich in Richtung des Lagerspaltes verjüngt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest teilweise mit Lagerfluid gefülltes Fluidreservoir (332) vorgesehen ist, das von einer Außenfläche der Lagerbuchse (312) und einer angrenzenden Innenfläche der Abdeckung (324) begrenzt wird.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidreservoir (332) über einen Ringspalt (342; 442) mit dem Lagerspalt (116) verbunden ist und sich in Richtung des Ringspaltes verjüngt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringspalt (342; 442) überwiegend senkrecht zum Lagerspalt (116) erstreckt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (122; 322; 422; 522, 922) und das zweite Gehäuseteil (124; 324; 424; 524, 924) im Bereich ihrer Stirnkanten aneinander angrenzen und miteinander verbunden sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil (122; 322; 422; 522, 622, 722, 822, 922, 1022, 1024) und dem zweiten Gehäuseteil (124; 324; 424; 524, 624, 724, 824, 924, 1024, 1124) eine Schweißverbindung ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Gehäuseteil (22; 522a, 822) und das zweite Gehäuseteil (24; 524a, 824) überlappen.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (522) am Innenumfang eine Stufe (538) aufweist, an welcher die Lagerbuchse (512) anliegt.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterseite der Lagerbuchse (512) und dem ersten Gehäuseteil (522) ein Hohlraum vorgesehen ist, dessen Höhe durch die Lage der Stufe (538) definiert ist und in welchem die Druckplatte (514) angeordnet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Lagerbuchs (12; 312; 512) aus einem gesinterten Material besteht.