DE3001432A1 - Dreheinrichtung mit axiallager - Google Patents
Dreheinrichtung mit axiallagerInfo
- Publication number
- DE3001432A1 DE3001432A1 DE19803001432 DE3001432A DE3001432A1 DE 3001432 A1 DE3001432 A1 DE 3001432A1 DE 19803001432 DE19803001432 DE 19803001432 DE 3001432 A DE3001432 A DE 3001432A DE 3001432 A1 DE3001432 A1 DE 3001432A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft
- bearing
- housing
- groove
- micro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/52—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with simultaneous movement of head and record carrier, e.g. rotation of head
- G11B5/53—Disposition or mounting of heads on rotating support
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/045—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/105—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one bearing surface providing angular contact, e.g. conical or spherical bearing surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
- F16C39/063—Permanent magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
DR. BERG DJPL-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DB. DR. SANDMAIR.
PATENTANWÄLTE Postfach 86 02 45 · 8000 München ^QQ j ^ 3
Anwaltsakte: 30 \ 6. Jan. 1980
Matsushita Electric Industrial Co,, Ltd.
Kadoma-shi, Osaka-fu/ Japan
Dreheinrichtung mit Axiallager
VII/XX/Ktz
030
988273 988274 983310
BERGSTAPFPATENT München
TELEX:
0524560BERGd Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850
(BLZ 70020011) Swill Code: HYPO DE MM Bayet Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)
Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)
BAD ORIGINAL
Anwaltsakte: 30 658 fe * v ^v*
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Dreheinrichtung mit Axiallager
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Drehkopf-Zylinderanordnungen in Video-Bandgeräten (die auch als "VTR-Geräte" bezeichnet werden) werden Dreheinrichtungen
verwendet, bei welchen ein rotierendes Teil, beispielsweise ein oberer Zylinder, drehbar am freien Ende einer Welle
gehalten ist, deren anderes Ende festgeklemmt ist, wobei eine Punkt- oder Linienberührung besteht, oder bei welchem ein rotierendes
Teil über Wälzlager , wie Kugel- oder Rollenlager, an einer Welle gehaltert ist. Derartige Tragoder
Lagersysteme weisen jedoch verschiedene Schwierigkeiten
auf. Wenn das rotierende Teil an einem Ende der Welle mit einer punktförmigen Berührung getragen wird, kommt es zu
einem schnellen Verschleiß der Lagerflächen, so daß sich die relative Lage zwischen dem rotierenden Teil und der Welle
ändert. Wenn das rotierende Teil an einem Ende der Welle mit einer Linienberührung gehalten ist, ist wegen des hohen Widerstandes
zwischen den Iiagerflächen ein hohes Anlaufdrehmoment erforderlich. Wenn das rotierende Teil an der Welle über
reibungsarme bzw. Wälzlager gehalten ist, kann die axiale Lage des rotierenden Teils bezüglich der Welle nicht genau
eingehalten werden, wie nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. o
— ο —
030029/089 9
BAD ORIGINAL
γ 300U32
Mit der Erfindung sollen daher im wesentlichen die vorstehend angeführten und weitere Schwierigkeiten überwunden werden,
wenn ein rotierendes Teil über die herkömmlichen Lager an einem feststehenden Teil gehalten ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Dreheinrichtung mit Axiallager geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Welle mit
mindestens einem freien Ende, durch ein Gehäuse, das mit einem dazwischen vorgesehenen Schmiermittel drehbar auf die Welle
aufgesetzt ist; durch eine erste Einrichtung zum Steuern der jeweiligen axialen Lage oder Stellung zwischen der Welle und
dem Gehäuse, wobei die erste^die axiale Lage steuernde Einrichtung
ein erstes axiales Drucklager aufweist, das in der vorliegenden Beschreibung als ein "Mikronut-Lager" bezeichnet
wird, welches axiale Lager einen Ansatz, der von dem freien Ende der Welle oder der der Gehäusewandung gegenüberliegenden
Lagerfläche koaxial zu der Welle vorsteht, und Radialnuten aufweist, die in der Endfläche des Ansatzes oder der gegenüberliegenden
Lagerfläche in der Weise ausgebildet sind, daß bei einer relitiven Drehbewegung zwischen der Welle und dem
Gehäuse sich der Druck in dem dazwischen ausgebildeten Ölfilm ausbilden kann, wodurch dann die Lagerflächen voneinander getrennt
werden, und durch eine zweite/die koaxiale Lage oder
Stellung steuernde Einrichtung, welche den Druck erzeugen kann oder die Kraft in der Richtung ausüben kann, daß die
Lagerflächen des ersten axialen Drucklagers oder des "Mikronut-Lagers"
gezwungen werden, sich aufeinander zu zu bewegen. Bei der erfindungsgemäßen Dreheinrichtung kann das rotierende
030029/0899 " 9 "
300H32
Teil inganggesetzt und mit niedrigen Drehmomenten angetrieben werden. Die Schwierigkeiten aufgrund eines Verschleißes der
Lagerflächen sind dadurch vollständig überwunden. Ferner kann die relative axiale Lage oder Stellung zwischen den rotierenden
und feststehenden Teilen ohne Rücksicht auf die Stellung der Dreheinrichtung genau eingehalten werden, wobei ein geforderter
Abstand oder eine Höhe eines vorbestimmten Punktes an der Dreheinrichtung bezüglich eines Bezugspunktes oder
einer Bezugsfläche des feststehenden Teils mit einem höheren Genauigkeitsgrad eingehalten werden kann, der bisher mit Hilfe
der herkömmlichen Lagernicht eingehalten werden konnte. Mit der erfindungsgemäßen Dreheinrichtung kann somit die relative
Lage zwischen einer Welle und einem Gehäuse innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs unabhängig von der Stellung der
Dreheinrichtung genau eingehalten werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Gehäuse, das über ein kugelförmiges Zapfenlager an einer Welle gehalten ist;
Fig. 2 ein Gehäuse, das über Axial- oder Spiralnutlagern an einer Welle gehalten ist;
Fig. 3 eine Grundausführung einer Dreheinrichtung gemäß der Erfindung;
- 10 -
030029/0899
Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht davon;
Fig. 5A eine Draufsicht auf eine erste f die axiale Lage oder
Stellung steuernde Einrichtung oder ein erstes Drucklager ;
Fig. 5B eine Draufsicht auf eine zweite, die axiale Lage oder Stellung steuernde Einrichtung oder ein zweites
Spiralnut-Drucklager;
Fig. 5C die Druclc-Abstand-Kennlinie des in Fig. 5A dargestellten
Drucklagers;
Fig. 5D die Druck-Abstandkennlinie des in Fig. 5B dargestellten Drucklagers;
Fig. 6 die Axialbelastung-Abstand-Kennlinie des ersten
Drucklagers, das bei den von den Erfindern durchgeführten Versuchen verwendet worden ist;
Fig. 7A einen Teil einer schematischen Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7B eine Draufsicht auf ein dort verwendetes Fischgrat- -oder Pfeil-Spiralnutlager;
Fig. 8A bis 8C Änderungen des Mikronutmusters, das bei dem
Mikronutlager gemäß der Erfindung verwendet ist;
- 11 -
03002 9/0899
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Abwandlung der ersten in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform;
Fig.10 bis 12 schematische Längsschnittansichten von Abwandlungen
der ersten in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ;
Fig. 13 eine schematische Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 eine schematische Längsschnittansicht einer herkömmlichen Drehkopf-Zylinderanordnung für Video-Bandgeräte,
bei welcher Kugellager verwendet sind;
Fig.15 eine schematische Längsschnittansicht einer vierten
Ausführungsform der Erfindung, die in einer Drehkopf-Zylinder
anordnung für Video-Bandgeräte vorgesehen ist;
Fig.16 die Axialbelastung-Abstand-Kennlinie der vierten.in
Fig. 15 dargestellten Ausführungsform; und
Fig.17 bis 19 Ansichten, zur Erläuterung der einzelnen Schritte
beim Zusammenbau der in Fig. 15 dargestellten Drehkopf-Zylinderanordnung
für Video-Bandgerate.
Vor der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden herkömmliche Lager anhand von Fig. 1 und 2
im einzelnen beschrieben, um dadurch insbesondere die Schwierig-
D3C029/089 9
BAD ORIGINAL
300(432
keiten bei diesen Lagern aufzuzeigen. Zuerst wird anhand von Fig. 1 das herkömmliche Lager beschrieben, das sowohl radiale
als auch axiale Belastungen aufnimmt und die axiale Stellung eines Gehäuses 103 steuert. Das in Fig. 1 dargestellte Lager
hat die folgenden Vorteile.
(1) Das Gewicht des Gehäuses 103 wird normalerweise auf ein Axiallager (ein kugelförmiges oberes Ende) 102 einer feststehenden
Welle 101 ausgeübt, die fest an einer Unterlage gehaltert ist, so daß unabhängig davon, ob sich das Gehäuse
103 dreht oder ob es stillsteht, die Bodenfläche einer zylindrischen
Blindbohrung 103a des Gehäuses 103 gegen das Zapfenlager 102 gedrückt wird. Die Bodenfläche und das Zapfenlager
102 haben eine Punktberührung, so daß die Drehbelastung kleiner ist und folglich das Gehäuse 103 bei einem verhältnismäßig
kleinen Drehmoment anlaufen kann.
(2) Eine Einrichtung zum Steuern der Axialstellung des Gehäuses 103 ist im Aufbau einfach und kann ohne weiteres mit einem Radiallager
105 kombiniert werden, so daß die Drehbewegung bei einem höheren Genauigkeitsgrad gewährleistet werden kann.
Wenn jedoch das anhand von Fig. 1 beschriebene, herkömmliche Lager dieser Art bei einem tragbaren Video-Magnetbandgerät
(VTR-Gerät) angewendet worden ist, bei welchem die Aufzeichnung mit einer höheren Dichte und der Betrieb mit einem höheren
Genauigkeitsgrad durchgeführt werden soll, sind die folgenden Schwierigkeiten aufgetreten.
- 13 -
030029/0899
BAD ORIGINAL
Als Folge einer langen Betriebsdauer ist das obere Ende des Zapfenlagers 102, welches normalerweise an der Bodenfläche
der zylindrischen Bohrung 103a des Gehäuses 103 anliegt, unvermeidlich
einem allmählichen Verschleiß ausgesetzt. Als Folge dieses Verschleißes wird die Lage eines Kopfes 107,
welcher an dem Gehäuse oder Drehzylinders im Falle eines Video-Bandgeräts angebracht ist, abgesenkt, so daß sich die
relative Lage zwischen dem Kopf 107 und einem Band ändert.
Die zulässige Abweichung bzw. die Toleranz bei diesem Lagefehler wird umso strenger gehandhabt, wenn der Trend nach der
Aufzeichnung mit einer höheren Aufzeichnungsdichte andauert
und wenn der Trend bezüglich des Aufbaus und der Ausführung von Videobandgeräten in Richtung auf eine bequemere Tragbarkeit
weiter geht. Beispielsweise muß der axiale Stellungsfehler (6) im Bereich von fünf Mikron liegen.
Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, bei welcher ein Schmieröl mit einer ausgezeichneten
Rand- oder Grenzschichtwirkung verwendet wird, und bei welcher das Zapfenlager 102 und dessen Kontakt oder
Berührungsfläche (d.h. die Bodenfläche der Bohrung 103a) aus
Materialien mit einer höheren Verschleißfestigkeit, wie Keramik, harte Metalle, Lagersteinen u.a. hergestellt sind. Vom
KostenStandpunkt und im Hinblick auf eine Massenherstellung
hat sich jedoch eine derartige Anordnung in der Praxis als nicht zufriedenstellend erwiesen.
Es ist daher eine weitere Gegenmaßnahme vorgeschlagen worden,
- 14 -
030029/0899
bei welcher das Zapfenlager 102 an der Bodenfläche 104 anliegt, welche nunmehr im vertikalen Querschnitt halbkonisch
ist, so daß die Lagerflache nunmehr statt einer Punktberührung eine Linienberührung bilden kann und folglich der Berührungsdruck verringert werden kann. Diese Gegenmaßnahme hat sich jedoch
im Hinblick auf die Herstellung und auf den Zusammenbau der Teile als unbefriedigend herausgestellt, da es schwierig
ist, eine genaue Ausrichtung zwischen den Achsen der feststehenden Welle 101 und dem Gehäuse 103 zu erhalten.
Bei einer weiteren vorgeschlagenen Gegenmaßnahme ist das obere Ende der feststehenden Welle 101 konisch ausgebildet und
ist von einem Wälzlager aufgenommen. Jedoch hat sich auch diese Gegenmaßnahme in der Praxis als nicht erfolgreich erwiesen,
da außer den Schwierigkeiten.die bei Zapfenlagern der beschriebenen
Art aufgetreten sind, die Ausführung sehr kompliziert wird.
Um die vorstehend angeführten und weitere Schwierigkeiten bei den herkömmlichen Ausführungen zu überwinden, ist ein
Spiralnutlager der in Fig. 2 dargestellten Art vorgeschlagen worden. Dasheißt, um eine kontaktfreie Schmierung oder eine
solche mit einem durchgehenden Schmierfilm zu erreichen, sind sowohl an den unteren als auch an den oberen Flächen 109
und 110 eines Flansches 108 eines Drucklagers Nute u.a. 111
bzw. 112 ausgebildet worden, so daß die Druckwerte, die in den (Schmier-) Filmen an den Oberflächen 106 und 110 erzeugt
- 15 -
030029/0899
oder aufgebaut worden sind zur Folge haben, daß das Gehäuse
103 schwimmt.
Wenn das Gehäuse 103 stillsteht bzw. in Ruhe ist, wird bekanntlich
kein Öl- oder Schmierfilm gebildet, und folglich setzt sich das Gehäuse 103 ab, so daß seine Berührungs- oder Lagerfläche
auf der oberen Fläche 109 aufliegt. Folglich ist ein größeres Drehmoment zum Anlaufen des Gehäuses 103 erforderlich.
Insbesondere wenn die in Fig. 2 dargestellte Lagerart verwendet wird, um einen Drehzylinder (welcher dem Gehäuse 103
inFig. 2 entspricht ) eines Video-Bandgeräts zu
tragen, das durch einen kleinen direkt antreibenden Motor angetrieben
wird, würde der Drehzylinder nicht anlaufen, da die von dem Motor abgegebene Leistung nicht ausreicht.
Die Axiallage des Gehäuses 103 hängt von dem Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Gehäuses 103 und den Druckwerten abr
die sich an den öl- oder Schmierschichten zwischen den oberen und unteren Flächen 109 und 110 einerseits und den Berührungsoder Lagerflächen des Gehäuses 103 andererseits ausgebildet haben.
Die Lageabweichung des Gehäuses führt zu einer Axialkomponente des Gewichtes des Gehäuses 103, das auf die feststehende
Welle 101 ausgeübt wird, wodurch die Axiallage des Gehäuses 103 von seiner Normallage abweicht. Folglich ändert
sich die Höhe H des an dem Gehäuse oder Drehzylinder 103 gehalterten Kopfes 107; d.h. durch den axialen Lagefehler des
Kopfes wird die Aufzeichnung und Wiedergabe durch den Kopf 107 nachteilig beeinflußt. Beispielsweise wird, wie vorstehend
- 16 -
030029/0899
-/ff- 300H32
bereits ausgeführt ist, derzeit im Hinblick auf den Aufbau und die Ausführung von Video-Bandgeräten gefordert, daß der axiale
Lagefehler innerhalb von 2 Mikron liegen muß.
In Fig. 3 ist die Grundausführung einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, welche eine feststehende,an
einer Unterlage 2 gehalterte Welle 1, ein Gehäuse 3, das drehbar
an der Welle 1 gehaltert ist, deren oberes Ende radial nach außen in Form eines Flansches 4 verbreitert ist, und eine
Ölschicht 5 aufweist, die in dem Zwischenraum zwischen der
feststehenden Welle 1 einschließlich deren Flansch 4 und dem Gehäuse 3 enthalten ist.
Ölschicht 5 aufweist, die in dem Zwischenraum zwischen der
feststehenden Welle 1 einschließlich deren Flansch 4 und dem Gehäuse 3 enthalten ist.
Eine die axiale Lage oder Stellung steuernde Einrichtung 6,
welche in der vorliegenden Beschreibung auch als ein "Mikro-Nutlager oder -ansatz" bezeichnet und nachstehend im einzelnen
beschrieben wird, steht von der oberen Fläche 7 des Flansches oder dem flanschförmigen oberen Ende 4 der feststehenden
Welle 1 vor. Eine zweite, die axiale Lage oder Stellung
steuernde Einrichtung oder ein Spurlager 8 ist an der unteren Fläche desFlansches 4 (siehe Fig. 4) ausgebildet.
steuernde Einrichtung oder ein Spurlager 8 ist an der unteren Fläche desFlansches 4 (siehe Fig. 4) ausgebildet.
Insbesondere in Fig. 4 weist der iüikronutansatz- 6 einen
Vorsprung 9 auf, der von der ebenen oberen Fläche 7 des
Flansches 4 vorsteht und mit Spiralnuten versehen ist. Der
Abstand(ö2) ist als der Abstand zwischen dem . Spur-Lager 8 und dessen gegenüberliegender Lagerfläche festgelegt,
Vorsprung 9 auf, der von der ebenen oberen Fläche 7 des
Flansches 4 vorsteht und mit Spiralnuten versehen ist. Der
Abstand(ö2) ist als der Abstand zwischen dem . Spur-Lager 8 und dessen gegenüberliegender Lagerfläche festgelegt,
- 17 -
030029/0899
300H32
während der Abstand (δ_) als die Höhe des Vorsprungs 9 über
der oberen fläche 7 des Flansches 4 festgelegt ist. In Fig. 5A (und ebenso in Fig. 8A bis 8C) stellen die dunklen Bereiche
die Nute dar. Wie in Fig. 5B dargestellt, weist ein Spur- oder Drucklager 8 Erhebungen 10 und Vertiefungen 11 auf, welche
einander abwechselnd und in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, ist die erste Ausführungsform mit der erstenfdie axiale Lage steuernden Einrichtung oder dem Mikronutansatz
oder lager 6 und mit der zweiten;die axiale Lage
steuernden Einrichtung oder dem Druck- oder Spurlager 8 versehen, deren Arbeitsweise die folgende ist.
(1) Die Spiralnut6a der ersten,die axiale Lage steuernden
Einrichtung oder des Mikronutansatzes oder -lagers 6 ist so ausgerichtet, daß, wenn sich das Gehäuse 3 im Uhrzeigersinn
dreht, sich der Druck von dem Umfang zu der Mitte hin, wie durch Pfeile P in Fig. 4 dargestellt ist, sowohl durch
die Pumpwirkung als auch durch die Keilwirkung aufgrund der Spiralnuten 6a ausbilden kann. Der Durchmesser (d) des Vorsprunges
9 oder des Mikronutlagers oder -ansätzes 6 ist sehr
klein, so daß die wirksame Axiallagerfläche klein ist. Folglich spricht der sich bildende Druck (P) sehr empfindlich auf
eine Änderung des Abstandes (O1) an, wie in Fig. 5C dargestellt
ist.
(2) Bei der zweitenfdie axiale Lage steuernden Einrichtung
oder bei dem Druck- oder Spurlager 8 baut sich infolge der Keilwirkung der Druck auf, wenn sich das Gehäuse 3 dreht.
- 18 -
030029/0899
Der Druck ist positiv am inneren oder konisch zulaufenden Ende jeder Nut 11, aber negativ an dem äußeren oder sicherweiternden
Ende. Der Absolutwert des negativen Drucks ist niedriger als der des positiven Drucks, so daß als Ganzes der positive,
eine Belastung tragende Druck erhalten wird. Da das Spurlager 8 einen verhältnismäßig großen Durchmesser (D.) hat, wie in
Fig. 5B dargestellt ist, spricht der sich bildende Druck entsprechend einer Änderung des Abstandes (ö_) verhältnismäßig
leicht bzw. mäßig an, wie in Fig. 5D dargestellt ist.
Der durch dasSpurlager 8 ausgebildete Druck sowie dasGewicht W des Gehäuses 3 haben zur Folge, daß sich das Gehäuse 3 nach
unten bewegt, wie durch einen Pfeil A in Fig. 4 angezeigt ist. Folglich hängt die in Fig. 3 angegebene, absolute Höhe (H)
von dem Gleichgewicht zwischen demGewicht (W) des Gehäuses 3 und den Druckwerten auf, die sich sowohl durch die Mikronut
als auch die Spurlager 6 und 8 ausgebildet haben.
Die Wirkungen und Merkmale der ersten Ausführungsform können
folgendermaßen zusammengefaßt werden:
(I) Zum Anlaufenlassen des Gehäuses ist ein niedriges Drehmoment
erforderlich. Wenn das Gehäuse 3 stillsteht, ist kein Ölfilm zwischen dem Spurlager 3 und dessen anliegender oder
gegenüberliegender Fläche vorhanden. Folglich hat sich das Gehäuse 3 abgesenkt, so daß die Lager- oder obere Fläche des
Mikronutlagers 6 und die gegenüberliegende oder Lagerfläche 12 unmittelbaren Kontakt haben, d.h. unmittelbar aneinander
- 19 -
0 3 0 0 2 9/089°,
-Λ1-
anliegen. Um ein sich vertikal bewegendes Teil anlaufen zu lassen, welches in Ruhe ist und auf einem Drucklager aufsitzt,
ist ein verhältnismäßig größeres Drehmoment erforderlich; gemäß der Erfindung ist jedoch dieBerührungsflache zwischen den
Lagerflächen zwischen dem Mikronutlager 6 und der gegenüberliegenden Lagerfläche 12 des Gehäuses 3 sehr klein, da der
Durchmesser (d), wie beschrieben, klein ist. Außerdem stellt das Mikronutlager oder der -ansatz 6 in der Mitte des flanschförmigen
oberen Endes 4 der feststehenden Welle 1 vor ,. Wegen
seiner geringen Größe und seiner Lage schafft somit der Mikronutansatz oder das -lager 6 eine sehr kleine Anlaufbelastung,
so daß nur ein kleines Drehmoment zum Ingangsetzen des Gehäuses 3 erforderlich ist. Folglich kann das kontaktfreie Mikronutlager
gemäß der Erfindung als ein Zapfen- oder Schneidenlager mit einer äußerst scharfen oder spitz zulaufenden Schneide oder
Kante betrachtet werden.
(II) Wegen der kontaktfreien Lagerung kommt es zu einer minimalen Abnutzung. Die Spiralnuten 6a des Spiralnut-Lagers 6
bilden einen Ölfilm, welcher extrem dünn, aber sehr wirksam ist, um eine kontaktfreie Lagerung des Gehäuses 3 während
-dessen Drehbewegung aufrechtzuerhalten. Folglich kann selbst
nach einer langen Betriebsdauer die Abnutzung des Kontaktfreien Mikronut-Lagers im Vergleich zu dem in Fig. 1 dargestellten
Drucklager 102 auf ein Minimum herabgesetzt werden.
Obwohl der xlurch den Mikronutansatz oder das -lager ge-
- 20/21 -
030 0 29/0899
BAD ORIGINAL
schaffene Ölfilm äußerst dünn ist, ist er doch sehr wirksam,
um die geforderte kontaktfreie Lagerung aufrechtzuerhalten,
wie vorstehend ausgeführt ist, so daß die obere Fläche 7 des Flansches 4 der feststehenden Welle 1 nicht zur Aufnahme der
Axialbelastung verwendet zu werden braucht. Folglich kann die Höhe (δ_) des Mikronutlagers oder -ansatzes 6 stärker erhöht
werden, so daß eine ausreichende Menge an Schmieröl um das Mikronut-Lager oder den -Ansatz 6 gehalten werden kann, wodurch
dann eine optimale Schmierung erreicht ist.
(III)Die Steuerung bzw. Regulierung der axialen Lage oder
Höhe des Gehäuses oder Drehteils ist mit einem höheren Genauigkeitsgrad
möglich. Eines der besonderen Merkmale der ersten anhand von Fig. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsform
ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß zwei Axiallager kombiniert sind, welche bezüglich ihrer Lagerfläche sehr verschieden
sind, wie in den Kennlinien in Fig. 5C und 5D dargestellt
ist, bei welchen der Druck über dem Abstand aufgetragen ist. Folglich kann eine Änderung bezüglich der Gleichgewichtslage
infolge einer Lageänderung der Lageranordnung, d.h. einer Veränderung in der Höhe (H) des Gehäuses 3 auf
ein Minimum herabgesetzt werden.
Wie in Fig. 5C dargestellt, ist der durch den Mikronut-Ansatz
oder das -Lager 6 erzeugte Druck nur hoch, wenn der Abstand (S1) klein ist und nimmt sehr mäßig ab, wenn der
Abstand einen bestimmten Wert überschreitet. Andererseits ist die Änderung bei dem durch das Spurlager 8 erzeugten
- 22 -
030029/0899
300H32
Druck gegenüber dem großen Bereich des Abstandes (δ2) sehr
mäßig, wie in Fig. 5D dargestellt ist. Wenn folglich der Abstand (O1) größer ist, wenn das Gehäuse 8 aus der Gleichgewichtslage
weiter nach oben getragen wird, ist die Veränderung in dem durch das Spur - oder Drucklager 8 erzeugten Druck
vernachlässigbar, aber der durch das Mikronut-Lager oder den -Ansatz 6 aufgebaute Druck fälltplötzlich auf einen vernachlässigbaren
Wert ab, so daß das Gehäuse sich in Richtung auf den Gleichgewichtspunkt oder die Gleichgewichtslage nach unten
bewegt.
Wenn andererseits der Abstand (δ.) abnimmt, steigt der durch
das Mikronut-Lager 6 aufgebaute Druck plötzlich an, wie in Fig. 5C dargestellt ist, so daß das Gehäuse nach oben auf die
Gleichgewichtslage zu getragen wird. Das heißt, der durch das Mikronut-Lager oder den -Ansatz 6 erzeugte Druck spricht sehr
schnell entsprechend einer Veränderung im Abstand (δ,.) in dem
Bereich an, der in Fig. 5C durch ΔΗ angegeben ist. Folglich
wird der BereichAH in Abhängigkeit von der geforderten Toleranz bezüglich des Lagefehlers oder in Abhängigkeit von einer zulässigen
Abweichung der Bezugshöhe H des Gehäuses 3 gewählt, und die Ausbildungen und Abmessungen der Spiralnuten 6a des
Mikronut-Ansatzes oder -Lagers werden äo festgelegt, daß der Abstand (O1) des Gehäuses oberhalb des Mikronut-Ansatzes oder
-Lagers 6 bei δ* < £ß ist. Folglich sind die Einstellungen
nach dem Zusammenbau sehr einfach. Beispielsweise reicht es aus, lediglich die Höhe oder den Abstand zwischen einer ebenen
Bezugsfläche und einem Bezugspunkt an dem Gehäuse 3 oder einem
- 23 -
030029/0899
BAD ORIGINAL
Drehteil in der Ruhelage richtig einzustellen. Der Grund hierfür ist der, daß, wenn sich das Gehäuse 3 dreht f es nicht über
den zulässigen FehlerΔΗ hinaus getragen bzw. angehoben wird.
Die Wirkungen der ersten Ausführungsform sind klar aus den Daten zu ersehen, die bei Versuchen an einem Zylinder eines
Video-Bandgeräts unter Verwendung der ersten Ausführungsform der Erfindung erhalten worden sind. In Fig. 6 ist die Kennlinie
zwischen der Belastung bzw. der Tragfähigkeit C1 und
dem Abstand (d..) über dem Mikronut-Ansatz oder -Lager 6 dargestellt,
wenn die Drehzahl 1800U/min beträgt und das verwendete Schmiermittel eine Viskosität von 15 cSt. hat. Die
Versuchsdaten sind in der nachstehenden Aufstellung angegeben.
Durchmesser d des Mikronut-Lagers 6 3mm
Tiefe h der Spiralnuten 4μ
Winkel α dex Spiralnuten 16
Anzahl η der Spiralnuten 4
Durchmesser D. des Flansches 4 12mm
Das Spurlager 8 war so ausgelegt und ausgeführt, daß die Belastung C2 300g ist, wenn der Abstand (ö2) 15 Mikron ist.
Das rotierende Teil (oder das Gehäuse 3) wog 2 50g. In der vertikalen Stellung ist folglich die Gesamtbelastung (W + C2=550g)
im Gleichgewicht mit dem Druck, der durch den Mikronut-Ansatz oder das -Lager € erzeugt worden ist. Der Abstand (S1)
ist dann etwa 0,9 Mikron. Die Versuche haben bestätigt, daß die Höhe des Zylinders (Gehäuses 3) des Videobandgerätes sich
- 24 -
030029/0 8 99
nur innerhalb des zulässigen Fehlerbereichs (von 3 Mikron) ändert.
Außerdem ist das Anlaufdrehmoment so niedrig, daß die von dem
Motor mit direktem Antrieb aufgebrachte Leistung in dem tragbaren Video-Bandgerät ausreicht, um den Zylinder sehr ruhig
ingangzusetzen und anzutreiben. Die Mikronute 6a des Mikronut-Ansafczes
oder -Lagers 6 können durch ein Photoätzverfahren geschaffen werden, bei welchem das stark vergrößerte
Muster von Mikronuten oder -rillen 6a auf die geforderten Endabmessungen verkleinert wird.
In Fig. 7A ist die zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
welche im Aufbau im wesentlichen der vorbeschriebenen, ersten Ausführungsform entspricht, außer daß die
zweite die axiale Lage steuernde Einrichtung ein Spiralnutlager aufweist, wie in Fig. 7B dargestellt ist, daß nachstehend
auch als "Fischgrat- oder Pfeil-Spiralnutlager" bezeichnet wird. Jede Nut besteht aus einem inneren Spiralnutteil oder
einem nach rückwärts gebogenen Nutteil 14 und einem äußeren Spiralnutteil oder einem nach vorne gebogenen Nutteil 15,
der an den nach rückwärts gebogenen Nutteil 14 angrenzt. Daher
dienen die nach rückwärts gebogenen Nutteile 14 dazu, das Schmieröl 5 radial nach außen zu drücken, während die nach
vorne gebogenen Nutteile 15 dazu dienen, das Schmiermittel 5 radial nach innen zu drücken, wiedurch Pfeile a bzw. b
in Fig. 7A angedeutet ist. Das Fischgrat- oder Pfeil-Spiralnutlager
der zweiten Ausführungsform hat gegenüber dem Spur-
- 25 -
030029/0899
300U32
lager 8 der ersten Ausführungsform den Vorteil, daß, selbst wenn der Durchmesser D1 desFlansches 4 derfeststehenden Welle
1 klein ist, ein verhältnismäßig großer Lagerdruck aufgebaut werden kann.
Die folgenden drei Spiralnutmuster können bei der zweiten Ausführungsform
verwendet werden. (A) Ein Muster von Spiralnuten, welches dazu dient, dasSchmiermittel 5 radial nach außen zu
drücken, wie durch den Pfeil a in Fig. 7A angezeigt ist;(B) ein Muster von Spiralnuten, das dazu dient, das Schmiermittel
radial nach innen zu drücken, wie durch den Pfeil b angezeigt ist;(C) die Fischgrat- oder Pfeilspiralnutmuster oder Kombinationen
aus den Mustern (A) und (B) wie sie in Fig. 7B dargestellt sind. Wenn diese Spiralnutmuster verwendet werden,
müssen die folgenden Punkte in Betracht gezogen werden, da gemäß der Erfindung die ersten und zweiten, die axiale Lage
steuernden Einrichtungen in axialer Richtung in einem verhältnismäßig geringen Abstand voneinander angeordnet sind. Das
heißt, der Flansch 4 ist fest an dem freien oder oberen Ende der feststehenden Welle 1 angebracht, und die erste.die axiale
Lage steuernde Einrichtung oder der Mikronut-Ansatz oder das -Lager 6 steht von dessen oberen Fläche 7 vor, während die
zweite die axiale Lage steuernde Einrichtung oder das Drucklager 8 die in dessen unteren Fläche ausgebildeten Spiralnuten
aufweist.
(A) Das Schmieröl 8 wird gezwungen, in das Ölreservoir 50 zu
fließen, das zwischen der oberen Fläche 7 des Flansches 4 und
- 26 -
03 0 029/0899
den gegenüberliegenden Wandungsflächen des Gehäuses 3 festgelegt
ist. Folglich nimmt der Druck über dem Flansch 4 zu. Die Fläche der unteren Oberfläche des Flansches 4 ist kleiner
als die der oberen Fläche 7 einschließlich des Mikronut-Ansatzes oder -Lagers 6, und zwar in einem Maß, das von dem
Durchmesser D„ der Welle 1 abhängt. Folglich besteht ein Unterschied
zwischen dem Druck, der auf die obere Fläche 7 wirkt, und dem Druck, der auf die untere Fläche des Flansches 4 wirkt,
so daß das Gehäuse 3 in Abhängigkeit von dem Druckunterschied (in der durch den Pfeil B in Fig. 4)angezeigten Richtung nach
oben "angehoben" wird.Wenn die Lageranordnung in einer horizontalen
Lage gehalten wird, wobei die feststehende Welle 1 horizontal verläuft, übt das Gewicht des Gehäuses 3 keine
Wirkung bezüglich des Gleichgewichts zwischen den auf beide Seiten des Flansches 4 wirkenden Drücken aus. Folglich hängt
die axiale Lage des Gehäuses 1 nur von dem Druckunterschied an dem Flansch 4 ab.
(B) In diesem Fall wird dann das Schmieröl 5 in dem ölreservoir 50 gezwungen, radial nach außen zu fließen. Wenn die
Pumpwirkung der zweiten, die axiale Lage steuernden Einrichtung oder des unteren Drucklagers übermäßig ist, wird die Wirkung
des Mikronut-Ansatzes oder -Lagers 6. welcher bzw. welches das Gehäuse 3 durch einen sehr dünnen Ölfilm trennt, nach teilig
beeinflußt. Bei einem Extremfall tritt das Schmieröl 5 aus dem Reservoir 50 aus, und schlimmstenfalls ergibt sich eine
unmittelbare Berührung zwischen dem Mikronutansatz oder -Lager 9 und dessen gegenüberliegender Lagerfläche.
- 27 -
030029/0899
300U32
(C) Wenn die zweite, die axiale Lage steuernde Einrichtung mit Hilfe des in Fig. 7B dargestellten Fischgrat-Spiralnutmusters
gebildet wird, so daß die Schmieröle, welche gezwungen werden, radial nach innen bzw. außen zu fließen, volumenmäßig ausgeglichen sind, kann ein einseitig gerichtetes Strömen des Schmieröls 5 in den und aus dem Reservoir 50 vermieden werden, so daß die bei der Verwendung der Muster (A) oder (B) auftretenden
Schwierigkeiten überwunden werden können.
gebildet wird, so daß die Schmieröle, welche gezwungen werden, radial nach innen bzw. außen zu fließen, volumenmäßig ausgeglichen sind, kann ein einseitig gerichtetes Strömen des Schmieröls 5 in den und aus dem Reservoir 50 vermieden werden, so daß die bei der Verwendung der Muster (A) oder (B) auftretenden
Schwierigkeiten überwunden werden können.
Die Verwendung des in Fig. 5B dargestellten Spurlagers hat daher kein radiales Strömen des Schmieröls zur Folge, so daß das
Zurückhalten des Schmieröls in dem Reservoir 50 gewährleistet
ist und der nachteilige Einfluß auf das Druckgleichgewicht an
dem Flansch 4 vermieden werden kann. Das Fischgrat- oder Pfeil-Spiralnutlager der zweiten Ausführungsform hat gegenüber dem
Spurlager 8 der ersten Ausführungsform den Vorteil, daß bei dem ersteren die Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit pro Flächeneinheit der Lageroberflache größer ist als bei dem an zweiter
Stelle erwähnten Lager. Folglich kann der Durchmesser des
Flansches und damit der Durchmesser der Lageranordnung verringert werden, und der Abstand kann erhöht werden, so daß das
Gehäuse 3 mit einem niedrigen Drehmoment inganggesetzt und angetrieben werden kann. Bei der zweiten Ausführungsform kann
statt der Ausbildung der Spiralnutmuster 14 und 15 an der
Unterseite des Flansches 4 dieses an der gegenüberliegenden
Lagerfläche des Gehäuses 3 ausgebildet werden.
ist und der nachteilige Einfluß auf das Druckgleichgewicht an
dem Flansch 4 vermieden werden kann. Das Fischgrat- oder Pfeil-Spiralnutlager der zweiten Ausführungsform hat gegenüber dem
Spurlager 8 der ersten Ausführungsform den Vorteil, daß bei dem ersteren die Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit pro Flächeneinheit der Lageroberflache größer ist als bei dem an zweiter
Stelle erwähnten Lager. Folglich kann der Durchmesser des
Flansches und damit der Durchmesser der Lageranordnung verringert werden, und der Abstand kann erhöht werden, so daß das
Gehäuse 3 mit einem niedrigen Drehmoment inganggesetzt und angetrieben werden kann. Bei der zweiten Ausführungsform kann
statt der Ausbildung der Spiralnutmuster 14 und 15 an der
Unterseite des Flansches 4 dieses an der gegenüberliegenden
Lagerfläche des Gehäuses 3 ausgebildet werden.
Wenn in Fig. 5A das Mikronut-Muster 6A des Mikronut-Lagers 6
- 28 -
030029/0899
so ist, daß das Schmieröl gezwungen wird, radial nach außen zu fließen, kann eine hohe Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit
erhalten werden, selbst wenn der Durchmesser des Mikronut-Lagers oder -Ansatzes 9 klein ist. Im allgemeinen kann das
Antriebsdrehmoment eines Spiralnutlagers, bei welchem der Druck von dem Umfang zu der Mitte hin erzeugt und aufgebaut wird,
folgendermaßen ausgedrückt werden:
T1 - f1ω2 (R0 4 - R1 4 ) (1)
wobei f1 eine Proportionalitätskonstante ist, die bei der Ausbildung
der Nut (d.h. des Spiralwinkels, der Anzahl Nuten, der Tiefe der Nuten usw.) festgelegt ist, £J die Winkelgeschwindigkeit
ist, R der Außenradius des Lagers, R. der Innenradius des Lagers, und öder Abstand ist.
Selbst wenn der Abstand bei der ersten oder zweiten Ausführungsform
gleich 1 bis 2 Mikron ist, kann der Außendurchmesser R verringert werden, so daß das Anlauf- und Antriebsdrehmoment,
wie oben ausgeführt, herabgesetzt werden kann, was sehr vorteilhat ist, wenn die Erfindung bei tragbaren Video-Bandgeräten mit
eingebauter Batterie verwendet wird. Statt der Spiralnuten können auch gerade Nuten verwendet werden, wie in Fig. 8A dargestellt
ist, welche so angeordnet sind, daß das Schmieröl u.a. gezwungen wird, radial nach innen zu fließen.
Wenn andererseits das Gewicht des Gehäuses 3 nicht so groß ist, daß eine geringe Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit aus-
- 29 -
030029/0899
reicht/ kann gemäß der Erfindung ein Spurlager der in Fig. 8B dargestellten Art verwendet werden. Das heißt, dieses
Spurlager hat Nute, die jeweils einen Zwischenraum aufweisen, der in Umfangsrichtung schrittweise geändert ist. Oder es
kann ein Spurlager mit einem großen Durchmesser verwendet werden, wie in Fig. 8C dargestellt ist, dessen Tragfähigkeit
oder Belastbarkeit proportional dem Außendurchmesser des Spurlagers ist.
Bei den ersten beiden Ausführungsformen ist der Vorsprung 9 des Mikronut-Lagers 6 zylindrisch dargestellt, so daß der
Abstand zwischen der mitNuten versehenen oberen Fläche des Vorsprunges 9 und der oberen Fläche 7 des Flansches 4 einerseits
und die gegenüberliegende Lagerfläche des Gehäuses 9 sich am Umfang des Mikronut-Lagers 6 abrupt ändert. Statt
dessen kann der Vorsprung 9 auch kegelstumpfförmig ausgebildet sein, so daß sich der Abstand allmählich oder gleichmäßig
ändert.
Statt daß der Vorsprung von der oberen Fläche 7 des Flansches
22 vorsteht, kann ein Vorsprung 21 auch von der gegenüberliegenden Lagerfläche des Gehäuses 3 vorstehen, und das
Mikronutmuster kann an der unteren Endfläche des Ansatzes 21 oder in der oberen Fläche des Flansches 22 ausgebildet
sein, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Da die durch das Spiralnutmuster geschaffene Druckverteilung von der wirksamen Fläche
des Spiralnutmusters abhängt, kann der Außendurchmesser des Spiralnutmusters gleich dem des VorSprunges 9 oder 21 gemacht
030029/0 89 9
gemacht werden.
In Fig. 4 kann das Spiralnutmuster in der gegenüberliegenden Lagerfläche 12 des Gehäuses 3 ausgebildet werden und kann
einen Außendurchmesser aufweisen, der größer als der des VorSprunges 9 ist, dessen obere Endfläche eben ist. Die Tragfähigkeit
bzw. Belastbarkeit des Mikronut-Musters hängt von dem Außendurchmesser des Vorsprungs 9 ab. Bei einem Lager mit
einem Muster an Spiralnuten, die so angeordnet sind, daß sie das Schmieröl radial nach innen oder außen drücken, kann die
Tragfähigkeit bzw. Belastbarkeit folgendermaßen ausgedrückt werden:
wobei fp eine Proportionalitätskonstante ist, die durch die
Ausbildung der Nuten (d.h. des Spiralwinkels, der Anzahl und Tiefe der Spiralnuten usw. ) festgelegt wird.
Beispielsweise ist bei der ersten Ausführungsform der Innendurchmesser
R. null (R. = 0), wie in Fig. 5A dargestellt ist. Im allgemeinen wird die Tragfähigkeit oder Belastbarkeit nicht
ungünstig beeinflußt, selbst wenn keine Nut oder eine andere Einrichtung in der Mitte des Mikronut-Musters 6a vorgesehen
ist, welche zu dem Druckaufbau beiträgt. Folglich kann bei einer maschinellen Bearbeitung eine Mitten- oder Zentrierbohrung
20 vorgesehen werden, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Beispielsweise kann das Verhältnis bei der Tragfähigkeit
bzw. Belastbarkeit zwischen dem Mikronut-Lager, dessen innerer
- 31 -
030029/0899
Radius R. (der Radius der Mittenbohrung 20) gleich 1 mm ist und dessen äußerer Radius R gleich 2mm ist, und dem Mikronut-Lager,
dessen Innendurchmesser R. gleich 0mm ist und dessen Außendurchme;
nung von 7/8 liegt.
nung von 7/8 liegt.
dessen Außendurchmesser R gleich 2mm ist, in der Größenord-
Im allgemeinen wird, je kleiner der Durchmesser des Mikronutmusters
ist, der Druckaufbau entsprechend der Abstandsveränderung umso empfindlicher. Wenn es jedoch schwierig ist,
den Durchmesser zu verkleinern, kann dieselbe Wirkung durch eine entsprechende Tiefe der Spiralnuten 6a erhalten werden.
Statt der Spiralnutlager mit zylindrischen oder kegelstumpfförmigen
Ansätzen können auch solche mit einer kugelförmigen oder konischen Ausführung verwendet werden.
In Fig. 10 steht ein kugelförmiger Ansatz 23 von einem Flansch
25 vor, der mit einer Anzahl in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneter Spiralnuten versehen ist. Der mit Nuten
versehene kugelförmige Ansatz 23 ist in eine halbkugelförmige Vertiefung oder eine Ausnehmung 24 eingepaßt, die in der
gegenüberliegenden Fläche des Gehäuses 3 ausgebildet ist. Die untere Fläche des Flansches 25 ist mit einer Vielzahl im
gleichen Winkelabstand voneinander angeordneter Spiralnuten der anhand von Fig. 7B beschriebenen Art versehen.
In Fig. 11 und 12 ist ein Muster von Mikronuten 24 an der Oberseite des kugelförmigen Endes 28 einer Welle 31 ausgebildet,
und eine Anzahl Spiralnuten 29 sind in der unteren Hälfte
- 32 -
030029/0899
des spiralförmigen Endes 28 ausgebildet, wodurch das Mikronutlager
und ein weiteres Mikronutlager mit einer kugelförmigen Ausbildung geschaffen sind. Die Welle 31 ist ebenfalls mit
einem radialen Spiralnut-Lager angrenzend an das kugelförmige Ende 28 versehen. Die Welle 31 ist durch den Buchsenteil hindurch
verlängert, der von einem unteren Block 33 vorsteht, welcher mittels eines Schraubbolzens fest mit einem oberen
Block 32 verbunden ist, um dadurch eine Kammer festzulegen, in welcher das kugelförmige Ende 28 der Welle 31 untergebracht
ist.
Das halbkugeflörmig ausgebildete Spiralnutlager 29 nimmt sowohl
die radialen als auch die axialen Belastungen auf. Das heißt, es arbeitet mit dem Spiralnutlager 27 zur Aufnahme der
axialen Belastung zusammen, während es mit dem radialen Spiralnutlager 30 zur Aufnahme der radialen Belastung zusammenarbeitet.
Bei der in Fig. 13 dargestellten, dritten Ausführungsform werden die von einem Motor mit direktem Antrieb ausgeübte
Anzugskraft und der Druck ausgeglichen, der in dem dünnen (Schmier-) Film erzeugt wird, der durch ein Axiallager mit
einem sehr kleinen Durchmesser gebildet ist. Die dritte Ausführungsform weist eine feststehende Welle 35, ein Gehäuse
36, das drehbar an der feststehenden Welle 35 gehaltert ist, ein Radiallager 37, eine Auflage 38, an bzw. in welcher die
feststehende Welle 35 gehaltert ist, ein Mikronut-Muster 39 und eine obere Endfläche 40 der feststehenden Welle 35
- 33 -
auf.
030029/0899
- yi 300U32
Die obere Endfläche 40 ist eben, und von ihr steht ein Ansatz
41 mit einem sehr kleinen Durchmesser koaxial zu derWelle 35 vor; das Mikronut-Muster 39 ist in der oberen Endfläche des
Ansatzes 41 ausgebildet. Ferner ist ein Ankermagnet 42 eines Motors mit direktem Antrieb, ein Stellungsrotor 43, ein
Stellungsstator 44, ein magnetisches Gehäuse 45, eine Laufbuchse 46, eine Ankerspule 47, ein Kern 48 und ein Halter 4 9
vorgesehen.
Bei der dritten Ausführungsform werden als die zweite, die
axiale Lage steuernde Einrichtung die Anziehungskräfte der Magneten des Motors mit direktem Antrieb verwendet. Da das
axiale Drucklager nicht als die zweite die axiale Lage steuernde Einrichtung verwendet wird, kann der Flansch 4 entfallen,
und es können die folgenden Wirkungen und Merkmale erhalten werden.
Durch den durch das Mikronut-Lager 39 aufgebauten Druck wird das Gehäuse 36 nach oben angehoben. Wie bereits beschrieben,
weist der Magnetanker 42 eine Anzahl Magnete auf, welche sich in den Magnetisierungsrichtungen unterscheiden, aber alle in
axialer Richtung magnetisiert sind, so daß der Ankermagnet
42 immer durch den Kern 48 angezogen wird. Folglich wird das Gehäuse 36, das fest mit dem Ankermagneten 45 verbunden
ist, normalerweise nach unten (in der durch den Pfeil F angegebenen
Richtung ) gezogen. Folglich schwimmt bzw. wird das Gehäuse 36 dann getragen, wenn die Anziehungskraft und der
positive Druck, der durch das Mikronut-Muster 39 aufgebaut
- 34 -
030029/0899
300U32
worden ist, ausgeglichen sind.
Die Anziehungskraft ist umgekehrt proportional zu dem Luftspalt zwischen dem Magneten 42 und dem Kern 48. Im Vergleich
zu der hohen Empfindlichkeit bei einer Veränderung des Drucks,
der entsprechend einer Abstandsänderung (siehe Fig. 5C) des Mikronut-Musters 39 erzeugt wird, ist die Veränderung der
Anziehungskraft entsprechend einer Veränderung im Luftspalt klein. Folglich kann wie in dem Fall, wo das Drucklager mit
einer großen wirksamen Lageroberfläche verwendet ist, eine rotierende bzw. Dreheinrichtung erhalten werden, bei welcher
im wesentlichen Lagefehler beseitigt sind. Außerdem hat die dritte Ausführungsform dieselben Wirkungen und Vorteile wie
die erste Ausführungsform (siehe Fig. 1) des Zapfenlagers. Ferner ist die Ausführung sehr einfach. Die rotierende oder
Dreheinrichtung kann montiert werden, indem das Gehäuse von dem oberen Ende der feststehenden Welle abgezogen und später
wieder aufgesetzt wird. Erforderlichenfalls kann die Dreheinrichtung so bemessen und ausgelegt werden, daß das Gehäuse
36 selbst nach der Montage von der feststehenden Welle 38 abgenommen werden kann.
Als nächstes wird die Verwendung der Axiallageranordnung gemäß der Erfindung bei der Drehkopfanordnung eines Video-Bandgeräts
nachstehend im einzelnen beschrieben. Gemäß der Erfindung kann ein tragbares Video-Bandgerät vorgesehen werden,
bei welchem der Kopf durch einen einfachen Montageschritt in einer genauen Lage festgelegt werden kann; ferner ist ein
- 35 -
030029/0899
minimaler Lagefehler gewährleistet, es ist nur ein niedriges Drehmoment erforderlich, und die Höhe des Kopfes kann selbst
nach einer längeren Betriebsdauer mit einem höheren Genauigkeitsgrad eingehalten werden. Der Mechanismus, insbesondere der
Drehkopfzylinder des Video-Bandgeräts muß den folgenden Anforderungen
genügenr
1. Eine Veränderung der Drehzahl muß auf ein Minimum herabgesetzt
werden.
2. Quer gerichtete Schwingungen oder eine Unrundheit müssen beseitigt oder auf ein Minimum herabgesetzt sein.
Um die Wirkungen und Vorteile der Erfindung, wenn sie bei
einem Drehkopf—Zylinder eines Video-Bandgeräts angewendet
wird, im einzelnen genau aufzeigen zu können, wird nunmehr anhand vonFig. 14 zuerst ein herkömmlicher Zylinder für ein
Video-Bandgerät beschrieben. Ein Drehkopf-Zylinder oder ein oberer Zylinder 201 wird im Falle eines mit zwei Köpfen versehenen,
nach dem Schrägspurverfahren arbeitenden Video-Bandgeräts im allgemeinen mit-f800U/min gedreht. Ein Kopf
202 ist an dem oberen Zylinder 201 gehaltert. Eine Drehwelle
203 wird durch Radiallager 204 und 205 getragen. Eine Laufbuchse 206 ist über der Drehwelle 203 angebracht, und der
obere Zylinder 201 ist an der Laufbuchse 206 gehaltert. Buchsen 207 bis 209 sind über der Drehwelle 203 angebracht und werden
vorbelastet, so daß eine Axialverschiebung der Lager 204 und 205 verhindert ist. An der Laufbuchse 206 oder dem rotierenden
Teil ist ein Dynamotor, während an einem feststehenden Teil
ein Dynamotor 212 angebracht ist. Ferner ist ein Ring 213 zum
- 36 -
030029/0899
>i 3 Π Π 1 L "\
Haltern des Dynamotors und ein Halter 214vorgesehen.
Der Drehkopfzylinder des Video-Bandgerätes, bei welchem die
Drenwelle 203 durch die Wälz- oder Rollenlager 204 und 205 getragen ist, weist, wie oben beschrieben, verschiedene beträchtliche
Schwierigkeiten auf, die zu lösen sind, um nicht nur die Aufzeichnungszeit zu erhöhen, indem die Aufzeichnungsdichte
erhöht wird, sondern auch um ein tragbares Video-Bandgerät mit Hilfe eines in der Größe kompakten Aufbaus zu schaffen.
Beispielsweise können wegen einer unbefriedigenden Kugelform der Kugeln die Dimensionsfehler der Wälzkontaktflächen
der Außen- und Innenringe die Schwingungen aufgrund der Elastizität der Außen- und Innenringe und des Spiels zwischen
den zusammenpassenden Teile, was bei allen Kugellagern der Fall ist, sowie der Genauigkeit eines rotierenden Teils, das
durch die Kugellager getragen wird, können nicht über einen gewissen Wert hinaus verbessert werden. Um diese Schwierigkeiten
zu überwinden, wenn Kugellager u.a. verwendet werden, ist vorgeschlagen worden, Axiallager zu benützen, die jedoch auch
gewisse Schwierigkeiten haben, wie unten ausgeführt wird. Privat genutzte, elektronische Geräte, wie beispielsweise ein
Video-Bandgerät, müssen eine kompakte Größe aufweisen und mit niedrigen Kosten in großer Stückzahl hergestellt werden. Die
Drehkopf-Zylinder für industriell genutzte Video-Bandgerät bei welchen Druckluftlager verwendet werden, sind geschaffen
und verwendet worden. Sie benötigen jedoch einen Kompressor als Quelle für die Druckluft sowie sehr komplizierte pneumatische
Steuereinrichtungen, so daß ihre Verwendung bei privat genutzten Video-Bandgeräten sehr schwierig ist. Außerdem
030029/08 9 9
7 Γ 300H32
steigen die Anforungen bezüglich tragbarer, Video-Bandgeräte, wobei jedoch die Höhe des Bandgeräts durch die Höhe des Drehkopfzylinders
begrenzt ist. Um privat nutzbare, in der Größe kompaktere, portable Video-Bandgeräte zu schaffen, muß der
Drehkopf-Zylinder in der Größe sehr kompakt ausgebildet werden.
Eine weitere Forderung bezüglich der Lager, die bei privat genutzten
Video-Bandgeräten verwendet werden, ist das vollständige Abdichten oder Zurückhalten des Schmieröls. Das heißt, die
bei Werkzeugmaschinen u.a. verwendeten Schmieröle können jederzeit
ergänzt oder ausgewechselt werden; das Schmieröl, das in den Axiallagern des Drehkopf-Zylinders von privat
genutzten Video-Bandgeräten verwendet wird, muß vollständig dicht verschlossen sein.
Noch eine weitere Forderung besteht darin, daß die Drehbewegung
mit einem hohen Genauigkeitsgrad d.h. eine Drehbewegung, die frei von Drehzahlschwankungen und frei von einem unrunden
Lauf des Drehkopf-Zylinders ist, über eine lange Betriebsdauer beibehalten werden muß. Als weitere Forderung darf die Drehbewegung
des Drehkopf-Zylinders nicht durch die Lage des Video-Bandgeräts, insbesondere eines portablen Geräts beeinflußt
werden. Darüber hinaus muß der Drehkopf-Zylinder mit niedrigen Drehmomenten in Gang gesetzt und betrieben werden
können.
Mit der Erfindung sind im wesentlichen die vorstehend ange-
030029/0899
300Η32
führten und weitere Schwierigkeiten der herkömmlichen Axiallager überwunden, insbesondere die Schwierigkeiten, die auftreten,
wenn die rotierenden oder Drehzylinder der Video-Bandgeräte montiert werden, und die Schwierigkeiten mit Einrichtungen
zur Aufnahme der Axialbelastung. Eine der größten Schwierigkeiten besteht darin, daß bei dem Zusammenbau der
Drehkopf-ZyIInder es sehr schwierig ist, die axiale Lage des
Kopfes einzustellen. Diese Schwierigkeit ergibt sich auch bei Drehkopf-Zylindern, bei welchen die Drehwelle durch die Kugellage
getragen ist, wie oben ausgeführt ist. Dieser Schwierigkeit ist bei dem derzeitigen Trend in Richtung auf eine automatische
und. schnelle Montage viel Aufmerksamkeit geschenkt worden.
Wenn in Fig. 14 die Kugellager 204 und 205 verwendet werden, ist es sehr schwierig, die axiale Lage (die Höhe H bezüglich
der Bezugsfläche S) des Kopfes 202 beim Zusammenbau mit einem höheren Genauigkeitsgrad beizubehalten. Der Grund hierfür ist
folgender. Um das Spiel in der axialen Richtung der zwei Kugellager 204 und 205 zu beseitigen, müssen die in axialer
Richtung vorbelastet werden. Dann wird die Auflagefläche T
des oberen Zylinders 201 so verschoben, daß die Lage des Kopfes 202 bezüglich der Bezugsfläche S verschoben wird. Um diese
Schwierigkeit zu lösen muß, nachdem der Drehkopf-Zylinder zusammengebaut ist, die Auflagefläche T des oberen Zylinders
201 maschinell oder auf andere Weise wieder bearbeitet werden.
- 39 -
030029/0899
Wenn die Axiallager in den Drehkopf-ZyIindem von Video-Bandgeräten
verwendet werden, ergeben sich aufgrund des prinzipiellen Auf baus der Axiallager die folgenden Schwierigkeiten.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, werden die Spiralnute u.a. in den beiden Hauptflächen eines Flansches 108 ausgebildet,
so daß dieser durch den Druck, der sowohl über als auch unter dem Flansch durch die Spiralnuten i.ä. aufgebaut wird, zum
Schwimmen gebracht wird bzw. angehoben wird. Diese Ausführung ist bekannt. Von den Erfindern wurden jedoch ausführliche
Studien und Untersuchungen an einem Axiallager vorgenommen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Im Unterschied zu dem Drehkopf-Zylinder,
bei welchem Kugellager benutzt werden, wie in Fig. 14 dargestellt ist, kann das Gehäuse 103, welches über
der feststehenden Welle 101 angebracht ist, sowohl in der axialen als auch in der radialen Lage nur dann genau gehalten
werden, wenn sich das Gehäuse 101 dreht. Folglich ist es
schwierig, die Lage (H) des Kopfes 102 während der Montage beizubehalten oder festzulegen, wenn sich das Gehäuse 103
nicht dreht.
Wegen der Maßtoleranzen bei der Massenherstellung von Teilen betragen die Abstände oberhalb und unterhalb des Flansches
108 zehn Mikron. Wenn bei der Montage das Gehäuse 103 sich nicht dreht, muß die Höhe H des Kopfes 107 durch Schätzen
der Dicke der Ölfilme, die sich sowohl auf den oberen und unteren Oberflächen des Flansches 108 ausgebildet haben,
geschätzt werden. Es ist jedoch sehr schwierig, die Abweichung in der Höhe des Kopfes 107 im Bereich von zwei Mikron zu be-
- 40 -
030029/0899
3Ü0U32
grenzen, wenn sich das Gehäuse 103 dreht. Der Punkt hierfür ist folgender. Wegen der Dimensionsfehler bezüglich der Tiefe
der Nute, die sowohl in den oberen als auch den unteren Flächen des Flansches 108 ausgebildet sind, haben die Spiralnut-Lager
111 und 112 Druck-Abstand-Kennlinien (siehe Fig. 5C), welche von einem Lager zum anderen mehr oder weniger schwanken
.
Außerdem ändert sich, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert,
die Viskosität des verwendeten Schmieröls-, so daß der Druck,
der sich in dem Ölfilm aufbaut, ebenfalls ändert. Folglich ändert sich die Gleichgewichtslage des Flansches:108, so daß
sich die axiale Lage (H) des Kopfes 107 ändert. Ferner wird ein hohes Anlaufdrehmoment benötigt, und die Axiallage des
Kopfes 107 weicht ab, wenn die Lage des Drehkopf-ZyIInders
geändert wird, wie bereits beschrieben ist.
Wenn in Fig. 1 das Gehäuse 103 von dem Zapfenlager 102 getragen
ist, hat die Abnutzung der Berührungsflächen über
eine lange Betriebsdauer eine Lageänderung des Kopfes 107
zur Folge.
Wie oben ausgeführt, sind mit der Erfindung die vorstehenden und weitere Schwierigkeiten bei dem in Video-Bandgeräten verwendeten
Drehkopfzylinder beseitigt, bei welchem Axiallager anstelle von Kugellagern verwendet werden. Bei der Erfindung
wird dies mit Hilfe einer Anordnung erhalten, bei welcher
- 41 -
030029/0899
300H32
eine Laufbuchse, an welcher ein Drehzylinder gehaltert ist, über einer Mittenwelle angebracht ist, von der ein Ende an
einer Unterlage festgeklemmt ist, um dadurch ein Axiallager zu schaffen; ferner ist ein Mikronut-Lager der vorstehend beschriebenen
Art mit einer sich relativ bewegenden Oberfläche am oberen Ende der Mittenwelle vorgesehen, so daß das rotierende
Teil durch den Druck der sich in dem dünnen Ölfilm aufgebaut hat, "schwimmen11 kann bzw. angehoben wird, wodurch die
Montage erleichtert ist; Dadurch kann dann der Lagefehler des Kopfes beseitigt werden, das Anlaufdrehmoment verringert
werden und die Abnutzung der zusammenpassenden Flächen beseitigt werden.
Bei der vierten in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist
ein obere Zylinder 301, welcher ein rotierendes Kopfteil ist,
ein Kopf 302, der an dem oberen Zylinder angebracht ist und ein unterer Zylinder 303 vorgesehen, der fest an dem unteren
Gehäuse 304 angebracht ist, das eine Auflage bildet. Dynamotore 305 und 306 sind an den rotierenden bzw. feststehenden
Teilen angebracht, so daß das vondem Kopf 302 erhaltene Signal kontaktfrei von dem rotierenden an das feststehende Teil
übertragen werden kann. Der Dynamotor 305 ist mittels eines Schraubbolzens 323 an einer rotierenden Laufbuchse 308 angebracht,
während der Dynamotor 306 mittels eines Schraubbolzens 323 an dem unteren Zylinder 303 angebracht ist.
Die rotierende Laufbuchse 308 welche die vorbeschriebene
Laufbuchse ist, hält den oberen Zylinder 301 sicher, so daß
- 42 -
030029/0899
3001A32
der Zylinder 301 nach oben von der Drehkopf-Zylinderanordnung
abgenommen werden kann. Mittels eines Schraubbolzens 324 ist eine obere Abdeckung 309 an dem oberen Ende der Laufbuchse
308 über eine Öldichtung 310 gehaltert, um ein Austreten von Schmieröl zu verhindern. Ferner sind ein Stator 311, ein
Rotormagnet 312 und ein Magnetgehäuse 313 eines unmittelbar
antreibenden Motors vorgesehen, durch den das rotierende Teil derDrehkopf-ZyIinderanordnung gemäß der Erfindung gedreht wird.
Der obere Zylinder 301, die rotierende Laufbuchse 308, der
Dynamotor 305, das Magnetgehäuse 313 und der Rotormagnet
313 bilden ein Hauptdrehteil. Eine Mittenwelle 314, welche
in dem unteren Gehäuse 304 gehaltert ist, ist mit Spiralnuten 315 und 316 versehen, welche eine Art nicht-richtig-kreisförmiger
Lager sind und entsprechend angeordnet sind, um einen Ölwirbel zu vermeiden, zu dem es bei den Axiallagern
kommt.
Ein Flansch 317 ist an dem freien Ende der Mittelwelle 314
ausgebildet, und ein Mikronut-Lager 318 ist ein erstes Druckoder Axiallager und ist an der oberen Fläche des Flansches
317 koaxial zu diesem ausgebildet. Der Flansch 317 ist aus einem Stahl(SK4) hergestellt. Das Mikronut-Lager 318 sowie
die gegenüberliegende Lagerfläche sind gehärtet.
Ein magnetisches Fluid 317, welches ein Schmiermittel ist,
ist vollständig in den Zwischenraum zwischen der Mittenwelle
314 und der rotierenden Laufbuchse 308 eingefüllt. Eine mag-
- 43 -
030029/0899
300H32
netische Dichtung ist an dem unteren offenen Ende der Laufbuchse 308 angebracht, um ein Lecken und Austreten des magnetischen
Fluids 319 zu verhindern. Dies bedeutet, ein Dauermagnet 320 ist von einem Gehäuse 321 umgeben, das wiederum an
der Laufbuchse 308 befestigt ist. Eine Öldichtung 322 ist auch an dem unteren offenen Ende der magnetischen Dichtung
angebracht.
Die rotierende Laufbuchse 308 ist über der Mittenwelle 314 angebracht,
von welcher ein Ende in dem unteren Gehäuse 304 befestigt ist; der Film aus dem Schmieröl oder dem magnetischen
Fluid ist zwischen der Laufbuchse 308 und der Mittenwelle 314 ausgebildet. Die Laufbuchse wird durch einen Motor mit direktem
Antrieb angetrieben. Folglich kann mit Hilfe der Eigenheiten der axialen Schmierung mit der Erfindung eine Drehbewegung
mit einem höheren Genauigkeitsgrad erhalten werden.
Ein axiales Lager ist zwischen der Mittenwelle 314 und der Laufbuchse 308 und radial nach innen von den oberen und unteren
Zylindern 301 sowie dem Rotor 312 und dem Stator 311 des Motors mit direktem Antrieb vorgesehen. Dieses axiale
Lager kann den Druck erzeugen, der ausreicht, um die radiale Belastung zu tragen. Bei dem axialen Lager kann der tote
Raum zwischen den Kugellagern 304 und 305 (siehe Fig.14) beseitigt werden, so daß die Drehkopf-Zylinderanordnung in
der Größe sehr kompakt ausgebildet werden kann.
- 44 -
030029/0899
300U32
Die wichtigen Merkmale der vierten Ausführungsform sind folgende :
'(D Das Axiallager ist in der inneren Wandungsfläche der rotierenden
Laufbuchse 308 gebildet. Das obere Ende der zylindrischen Bohrung der Laufbuchse 308, in welche die Mittenwelle
314 eingesetzt ist, ist, wie oben beschrieben, abgedichtet.
(2) Das Mikronut-Lager 318 ist auf der Oberseite des Flansches
317 vorgesehen, der von dem freien oder oberen Ende der Mittenwelle 314 vorsteht. Mit Hilfe dieses Mikronut-Lager
s 318 wird die axiale Lager oder Höhe des an dem oberen
Zylinder 301 angebrachten Kopfes 302 gesteuert.
(3) Der obere Zylinder 301 ist an der rotierenden Laufbuchse 308 gehaltert.
(4) Das untere Ende der rotierenden Laufbuchse 308 ist antriebsmäßig
mit einem Motor mit direktem Antrieb verbunden, welcher die Antriebseinrichtung darstellt.
Wegen des Punktes (1) kann eine vollständige Abdichtung oder ein Zurückhalten des Schmiermittels oder eines magnetischen
Fluids 318 erreicht werden. Wegen des Punktes (3) kann der obere Zylinder 301 in sehr einfacher Weise nach oben von der
Anordnung abgenommen werden, so daß ein verbrauchter Kopf 302 gegen einen neuen ausgetauscht werden kann. Der Kopf
ist während einer langen Betriebsdauer einer gewissen Abnutzung ausgesetzt. Die vorstehend angeführten Merkmale (1)
bis (4) müssen als die Grundforderungen bei dem zukünftigen
- 45 -
030029/0899
Ausführen von Drehkopf-Zylinderanordnungen für Video-Bandgeräte in Betracht gezogen werden. Bei der in Fig.15 dargestellten
Drehkopf-Zylinderanordnung sind das Mikronut-Lager 6 und
das Spiralnut-Lager 13 verwendet, die im einzelnen anhand von Fig.7 beschrieben worden sind.
Anhand von Fig.16 wird nunmehr der Gleichgewichtszustand des
oberen Zylinders 301 beschrieben, wenn sich das Video-Bandgerät entweder in einer horizontalen oder einer vertikalen Lage
befindet. Die Kurve A, bei welcher der Druck über dem Abstand aufgetragen ist, entspricht dem Mikronut-Lager, dessen Daten
in der eingangs wiedergegebenen Aufstellung angegeben sind, während das Gewicht des rotierenden Teils 200g und nicht 250g
beträgt. Die Kurve B gibt die Axialkraft wieder, welche im Gleichwicht mit dem Druck ist, der durch das Mikronut-Lager
318 erzeugt worden ist, wenn sich das Video-Bandgerät in der horizontalen Lage befindet. Die axiale Kraft ändert sich in Abhängigkeit
von dem Abstand des Spiralnut-Lagers 325. Die Neigung der Kurve B ist der der Kurve A entgegengesetzt, da je
kleiner der Abstand ((T1) ist, umso größer der Abstand (^2)
wird, und umgekehrt. Bei Versuchen wurde das Spiralnut-Lager 325 so ausgelegt, daß, wenn der Abstand [(P2^ ^O Mikron ist,
die Belastung f~ 280g wird. Folglich ist in der horizontalen
Lage der Gleichgewichtspunkt der Punkt, bei welchem sich die Kurven A und B schneiden. An dieser Stelle ist der Abstand (J\ )
1,4 Mikron.
- 46 -
030029/0899
Die Kurve C zeigt die Kraft oder Belastung, welche im Gleichgewicht
mit dem Druck ist, der durch das Mikronut-Lager 318 erzeugt wird, d.h. f~ (der Druck, der durch das Spiralnut-Lager
325 erzeugt wird) plus dem Gewicht (200g) des rotierenden Teils, das aus dem oberen Zylinder 301, der Laufbuchse 308
usw. besteht. Wenn sich das Video-Bandgerät in der vertikalen Lage befindet, befindet sich das rotierende Teil im Gleichgewichtszustand,
wobei ein Abstand (δ) von 1,1 Mikron vorliegt.
Somit liegt bei der erfindungsgemäßen Drehkopf-Zylinderanordnung
für Video-Bandgeräte der Lagefehler zwischen der horizontalen und der vertikalen Lage bei
A5 = 1,4 - 1,1 = 0,3 Mikron,
und damit innerhalb der Fehlergrenze ,die für privat genutzte
Video-Bandgeräte gilt, welche nicht transportabel sind, die sich aber auch für eine lange Aufzeichnung eignen, wie bereits
mehrfach ausgeführt ist. Im allgemeinen wird das tragbare Video-Bandgerät in einer Lage zwischen der horizontalen und der
vertikalen Lage betrieben. Wenn die Erfindung bei der Drehkopf-Zylinderanordnung
für transportable Video-Bandgeräte angewendet wird, ist der Lagefehler des Kopfes ,wie oben ausgeführt,
sehr klein, so daß unabhängig von'dessen Lage ein zuverlässiger Betrieb des transportablen Video-Bandgeräts gewährleistet
werden kann.
Der Durchmesser (d) des Mikronut-Lagers 318 ist im wesentlichen gleich dem des Ansatzes 326, so daß, wenn die Drehkopf-
- 47 -
030029/0899
300H32
Zylinderanordnung in der vertikalen Lage stillsteht, die Fläche
und der Durchmesser der Grenzfläche zwischen dem Mikronut-Lager 318 und der gegenüberliegenden Lagerfläche, d.h. der Unterseite
der Abdeckung 30 9 klein sind, so daß nur ein niedriges Anlaufmoment erforderlich ist, um das rotierende Teil ingangzusetzen.
Außerdem ist die Höhe (δ.,) (siehe Fig.4) des
Ansatzes 326 so hoch, daß ein niedriges Antriebsdrehmoment zum Antreiben des rotierenden Teils erforderlich ist. Folglich
kann die Drehkopf-Zylinderanordnung gemäß der Erfindung insbesondere bei tragbaren Video-Bandgeräten verwendet werden, bei
welchen ein kleiner Motor mit direktem Antrieb verwendet werden muß.
Wie oben beschrieben, kann der Abstand zwischen dem Mikronut-Lager
318 und der gegenüberliegenden Lagerfläche bei einem sehr kleinen Wert von 1,1 bis 1,4 Mikron aufrechterhalten werden,
so daß der Kopf 302 in einer vorbestimmten Lage bezüglich der Bezugsfläche S genau in einer sehr einfachen Weise bei der
Montage festgelegt werden kann, und zwar aus den folgenden Gründen.
(I) Da ein Ende der Mittenwelle 314 an der Unterlage oder dem unteren Gehäuse 304 festgeklemmt ist, bleibt die relative Lage
der Welle 314 bezüglich der Bezugsfläche S (siehe auch Fig.17) selbst nach der Montage unverändert.
(II) Bei einer Drehung des rotierenden Teils wird durch den Druck, der durch das Mikronut-Lager 318 am oberen Ende oder
am Flansch der Mittenwelle 314 erzeugt wird, das rotierende
- 48 -
030029/0899
BAD ORlGlMAL
300Η32
Teil zum "Schwimmen" gebracht; jedoch ist das Anheben über dem Mikronut-Lager 318 sehr gering, wie oben beschrieben; die axiale
Lage oder Höhe des Kopfes 302 kann während des Betriebs mit einem höheren Genauigkeitsgrad eingehalten werden, wenn
der Abstand oder die Höhe des oberen Endes oder Flansches der Mittenwelle von der Bezugsfläche S genau festgelegt und bei
der Montage beibehalten wird.
Als nächstes werden die Schritte beim Zusammenbau der vorstehend beschriebenen Drehkopf-ZyIinderanordnung für ein Video-Bandgerät
beschrieben. Wie in Fig.17 dargestellt, ist die Mittenwelle 314 durch einen SchrumpfVorgang in das untere Gehäuse
304 eingesetzt. Danach werden beide Enden der Welle 314 so festgeklemmt, daß die Bezugsfläche S in der Weise maschinell
bearbeitet werden kann, daß der geforderte Grad an Winkelhaltigkeit
zwischen der Mittenwelle 314 und der Bezugsfläche S und eine geforderte Höhe h... des oberen Endes der Mittenwelle
314 bezüglich der Bezugsfläche S erhalten wird.
Die anhand von Fig.15 im einzelnen beschriebene Drehkopf-Zylinderanordnung
wird bei dem tragbaren Video-Bandgerät verwendet, wie oben beschrieben ist, so daß alle Teile maschinell
bearbeitet und mit einem höheren Genauigkeitsgrad zusammengebaut werden müssen. Beispielsweise muß der Fehler bei der
Winkelhaltigkeit zwischen der Mittenwelle 314 und der Bezugsfläche S kleiner als 2 Mikron sein, und der Fehler bei der
Höhe h muß kleiner als 5 Mikron sein. Wenn die Mittenwelle
- 49 -
030029/0899
BAD ORIGINAL
X- (J7 300 I A
314 unter einem Winkel bezüglich der Bezugsfläche S geneigt ist, kann ein (nicht dargestelltes) Band nicht unter einem
vorbestimmten Aziinuthwinkel bezüglich des Kopfes 302 gehalten
werden und weicht von der vorbestimmten Spur ab, welche in der Breite im Vergleich zu herkömmlichen Video-Bandgeräten
erheblich verkleinert werden kann, so daß dadurch eine lange Aufzeichnungszeit erhalten wird.
Als nächstes werden der Dynamotor 305 und das Magnetgehäuse 313 an der Laufbuchse 308 angebracht, welche ihrerseits von
oben über der Mittenwelle 314 in der Weise angebracht wird, daß der Dynamotor 306 zwischen dem Dynamotor 305 und der Laufbuchse
308 angeordnet ist. Danach wird der Dynamotor 306 mittels des Schraubbolzens 323 fest mit dem unteren Zylinder
verbunden. Danach wird der Flansch 317 mit dem oberen oder freien Ende der Mittenwelle 314 fest verbunden, wie in Fig.18
dargestellt ist.
Als nächstes wird der Abstand h„ zwischen der Bezugsoberfläche
S und der oberen Fläche des Mikronut-Lagers 318 gemessen, um zu prüfen, ob der Abstand innerhalb der zulässigen Toleranzen
liegt. Die Oberfläche des Mikronut-Lagers 318 wird dann als Axialsteuerfläche 327 verwendet, wodurch die relative Verschiebung
(beispielsweise der in Fig.15 dargestellte Wert H) in der axialen Richtung zwischen dem rotierenden Teil, das aus dem
oberen Zylinder 301,der Laufbuchse 308, dem Dynamotor 305, dem Rotormagneten 312, dem Magnetgehäuse 313 besteht, und dem
- 50 -
D30029/0899
BAD ORIGINAL
feststehenden Teil während der Drehung des rotierenden Teils festgelegt wird.
Anhand von Fig.19 wird nunmehr der Schritt des Einfüllens und
Abdichtens der magnetischen Flüssigkeit bzw. des magnetischen Fluids 319 beschrieben, die bzw. das ein Schmiermittel ist.
Das obere Ende der Laufbuchse 308 wird flüssigkeitsdicht mit einer abdichtenden Abdeckung oder einem Block 330 abgedichtet,
welcher über eine Kupplung 329 mit einer Rohrleitung 328 in . Verbindung steht, welche wiederum mit einer nicht dargestellten
Quelle für das magnetische Fluid 319 in Verbindung steht.
Die Laufbuchse 308 wird so weit abgesenkt, daß das untere Ende des Dauermagnetgehäuses 321 am unteren Ende der Laufbuchse
308 satt auf der Schmiermittelabdichtung 322 aufsitzt. Danach wird die Luft aus dem abzudichtenden Raum zwischen dem Drehzylinder
308 und der Mittenwelle 314 abgesaugt, worauf die magnetische Flüssigkeit 319 in den Raum gefüllt wird. Nachdem
der Raum vollständig mit der magnetischen Flüssigkeit 319 gefüllt
ist, wird die Abdeckung 309 angebracht, um die magnetische Flüssigkeit 319 abzudichten.
Wie bereits mehrfach beschrieben, kann., wenn Kugellager verwendet
werden, der Kopf 302 wegen des axialen Spiels der Kugellager ,das nicht definierbar ist, nicht genau in einer vorbestimmten
Lage gehalten werden, selbst wenn die übrigen Teile mit den geforderten Genauigkeitsgeraden maschinell bearbeitet
werden. Infolgedessen müssen, wie oben beschrieben,
- 51 -
030029/0899
"BAD ORIGINAL
einige Unteranordnungen maschinell bearbeitet oder auch auf andere Weise fertig bearbeitet werden, um die geforderten Dimensionsgenauigkeiten
zu erhalten.
Wenn jedoch gemäß der Erfindung die Teile mit den geforderten Dimensionsgenauigkeiten bearbeitet sind, kann der Kopf in
einer vorbestimmten axialen Lage innerhalb eines vorbestimmten Fehlerbereichs während der Drehbewegung des rotierenden Teils
gehalten werden. Beispielsweise muß die in Fig.15 dargestellte Drehkopf-Zylinderanordnung für ein Video-Bandgerät den in der
nachfolgenden Aufstellung Maßtoleranzen oder Genauigkeiten genügen, um den Kopf 302 genau in einer vorbestimmten Lage zu
halten.
Abstand h„ zwischen der Bezugsfläche S und der Oberfläche des Mikronut-Lagers 318
kleiner als 2,0 Mikron
DickenänderungAö. des Ölfilms, der durch
das Mikronut-Lager 318 erzeugt wird
kleiner als 0,5 Mikron
Abstand h., zwischen der Oberfläche A (siehe
Fig.18) der rotierenden Laufbuchse 308, an welcher die Abdeckung 309 angebracht ist,
und deren Oberflächen T, an welcher der obere Zylinder 301 gehaltert ist
030029/0899
BAD ORIGINAL
kleiner als 1,5 Mikron
- 52 -
Abstand h4 zwischen der Oberfläche T kleiner als
und dem Kopf 302 2,0 Mikron
Die Drehkopf-Zylinderanordnung gemäß der Erfindung für ein
Video-Bandgerät, welche für Versuchszwecke hergestellt worden ist, hat allen vorstehend angeführten Toleranzen genügt. Bei
der Montage kann der Abstand h zwischen der Oberfläche des
Mikronut-Lagers 318 und der Bezugsfläche S sehr einfach gemessen
werden, wenn die Bezugsfläche S durch Aufspannvorrichtungen
in derselben Weise festgeklemmt wird, wie beim Einsetzen in das Video-Bandgerät.
Da das Mikronut-Lager 318 eine sehr kleine Oberfläche aufweist
und koaxial bezüglich der Mittenwelle 314 ausgebildet ist, ist die Steuerung des Abstands h2 bezüglich der Bezugsfläche S sehr einfach. Selbst wenn der Ansatz 326 oder das
Mikronut-Lager 318 von der Unterseite der Abdeckung 309 vorstehen, während der Flansch 317 eine ebene obere Fläche aufweist,
wie nachstehend noch beschrieben wird, reicht es aus, als Abstand h_ den Abstand zwischen dem oberen Ende oder der
oberen Fläche des Flansches 317 der Mittenwelle 314 und der Bezugsfläche S zu messen, da der Druck nur an der Fläche aufgebaut
wird, wo das Mikronut-Muster ausgebildet ist. Selbst wenn auf der zylindrischen Umfangsflache des Flansches 317
Welligkeiten zurückgeblieben sind, haben sie bei der Erfindung keinen Einfluß auf den Abstand 6- oder die Höhe h„.
- 53 -
030029/0899
Selbst wenn sich die Viskosität der magnetischen Flüssigkeit 319, welche ein Schmiermittel ist, infolge von Umgebungstemperaturänderungen
ändert, kann die Dickenänderung des Ölfilms, der durch das Mikronut-Lager 318 erzeugt wird, innerhalb
des Toleranzbereichs ^δ- (siehe Aufstellung 2) gehalten
werden, da der Ölfilm äußerst dünn ist.
Die beiden zusammenpassenden Flächen A und T (siehe Fig.18)
der rotierenden Laufbuchse 308 werden in derselben Richtung ausgerichtet, so daß der Abstand h., zwischen ihnen beispielsweise
mit Hilfe einer Bezugslehre während der maschinellen Herstellung gemessen werden kann. Folglich wird es sehr einfach,
diese Flächen mit den geforderten Maßgenauigkeiten maschinell herzustellen. Wie oben beschrieben, kann, statt das
Mikronut-Lager 318 an dem oberen Ende der Mittenwelle 314 oder
genauer an der oberen Fläche des an ihr angebrachten Flansches 317 vorzusehen, dieses auch von der Unterfläche der Abdeckung
309 vorstehen.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Axialdruck-Steuerfläche
327 eine sehr wichtige Stelle, um die Axiallage (H in Fig.15) des Kopfes während der Drehung des rotierenden Teils festzulegen.
Bei Abwandlungen der Erfindung wie den in Fig.7 bis 11
dargestellten Abwandlungen, kann die Axialdruck-Steuerfläche 327 festgelegt werden.
Beispielsweise ist in dem in Fig.9 dargestellten Axiallager
- 54 -
030029/0899
die Oberfläche bei der Mittenbohrung 20 die Axialdruck-Steuerfläche
327. Der genaue Abstand oder die Höhe H des Kopfes bezüglich der Bezugsfläche S kann erhalten werden, wenn der Abstand
oder die Höhe h„ zwischen der Axialdruck-Steuerfläche
327 und der Bezugsfläche S genau festgelegt und während der Montage beibehalten wird. Bei dem in Fig.10 dargestellten Axiallager
ist die Axialdruck-Steuerfläche 327 das obere Ende oder der Scheitelpunkt des kugelförmigen Ansatzes u.a. 28 mit
dem Mikronut-Muster 27.
Die Axiallager-Ausführungen gemäß der Erfindung sind alle mit einem Axiallager (beispielsweise dem Fischgrat- oder Pfeil-Spiralnut-Lager)
versehen, welches den Druck aufbaut, welcher in der Richtung wirkt, die der Richtung des Druckes entgegengesetzt
ist, der durch das Mikronut-Lager 318 erzeugt wird. Das Spiralnut-Lager ist bisher so beschrieben worden, daß es
an der Unterseite des Flansches ausgebildet ist; selbstverständlich kann das Spiralnut-Lager auch an einem entsprechenden
Teil der rotierenden Laufbuchse 308, beispielsweise an einer Zwischenstelle oder an dem unteren offenen Ende ausgebildet
werden. Ferner kann das Mikronut-Muster unmittelbar in der oberen Endfläche der Mittenwelle 314 -ausgebildet werden.
Wenn bei der Drehkopf-Zylinderanordnung eines Video-Bandgerätes
die Axiallagerausführung gemäß der Erfindung verwendet wird, bei welcher eine Buchse, auf welcher ein oberer Zylinder
gehaltert ist, über einer Mittenwelle angebracht ist,
- 55 -
030029/0899
deren Ende an einer Unterlage festgeklemmt ist, wodurch die
Axiallager geschaffen sind, hat eines der Axiallager ,das ein Mikronut-Lager ist, das an der oberen oder freien Endfläche
der Mittenwelle in der Weise ausgebildet ist, daß der Druck, der in dem durch das Mikronut-Lager erzeugten Ölfilm aufgebaut
worden ist zur Folge, daß ein rotierendes Teil, das aus der rotierenden Laufbuchse ,dem daran angebrachten oberen Zylinder
und einem an dem oberen Zylinder gehalterten Kopf besteht, bei seiner Drehbewegung "schwimmt" bzw. angehoben wird,
wodurch bei der Drehkopf-Zylinderanordnung des Video-Bandgeräts verschiedene Wirkungen und Vorteile erhalten werden, wie
sie nachstehend aufgeführt werden.
(1) Die Drehkopf-Zylinderanordnungen können durch sehr einfache Montageschritte hergestellt werden, ohne daß ein Schritt
erforderlich ist, um Unteranordnungen maschinell oder auf andere Weise fertigzubearbeiten. Ferner kann der Kopf während
des Betriebs in einer vorbestimmten Lage oder Höhe genau gehalten werden.
(2) Der Lagefehler oder die Abweichung der Lage oder Höhe des Kopfes kann auf ein Minimum herabgesetzt oder vernachlässigbar
gemacht werden, und zwar unabhängig von der Lage der Drehkopf-Zylinderanordnung .
(3) Das rotierende Teil kann inganggesetzt und mit niedrigen Drehmomenten angetrieben werden.
(4) Der Lagefehler des Kopfes kann sogar nach einer langen Betriebsdauer noch beseitigt werden.
- 56 -
0 30029/0899
Ferner kann die magnetische Flüssigkeit oder ein Schmiermittel, ohne daß es austritt, über eine lange Betriebsdauer
dicht untergebracht werden. Außerdem können die Drehkopf-Zylinder anordnungen ineinem solchen Maße sehr kompakt hergestellt
werden, wie es bisher nicht möglich war.
Bisher ist die Erfindung in Verbindung mit dem rotierenden oder Drehmechanismus beschrieben worden, bei welchem eine
Laufbuchse oder ein Gehäuse über einer feststehenden Welle angebracht ist, damit sie bzw. es sich um die Welle dreht;
selbstverständlich kann , obwohl es nicht dargestellt ist, die Erfindung auch genauso gut bei einem Drehmechanismus angewendet
werden, bei welchem eine Welle in eine feststehende Buchse eingesetzt wird, und sich dann in dieser dreht. Bisher
ist ferner als Schmiermittel ein Schmieröl oder eine magnetische Flüssigkeit bzw. ein magnetisches Fluid verwendet worden.
Selbstverständlich können bei der Erfindung genauso gut auch andere Lager verwendet werden, bei welchen Luft als
Schmiermittel verwendet wird.
030029/0899
Leerseite
Claims (8)
- DR. BERG DJPL.-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAlRPATENTANWÄLTE 3 O O 1 A 3 2Postfach 86 02 45 · 8000 München 86Anwaltsakte: 30 658Patentansprüche1J Dreheinrichtung mit Axiallager, gekennzeichnet durch eine Welle (1; 19) mit mindestens einem freien Ende; durch ein Gehäuse (3), das drehbar über der Welle (1; 19) angebracht ist, wobei dazwischen ein Schmiermittel (5) vorgesehen ist; durch eine erste, die axiale Lage steuernde Einrichtung (6; 20) mit einem ersten Axialdruck-Lager mit einem Ansatz (9; 20), der von dem freien Ende der Welle (1) oder von der gegenüberliegenden Lagerfläche (20) des Gehäuses (3), die dem freien Ende der Welle (19) gegenüberliegt, vorsteht und so wirkt, daß der Abstand zwischen der freien Endfläche des Ansatzes (9; 20) und der gegenüberliegenden Lagerfläche größer werden will, und mit Nuten, die von der radial innen liegenden Seite zu der radial außen liegenden Seite der Fläche des freien Endes der Welle (1; 19) oder der gegenüberliegenden Lagerfläche des Gehäuses (3) ausgebildet sind, und durch eine zweite die axiale Lage steuernde Einrichtung (8), welche so bemessen und ausgelegt ist,030029/0899 "2 "t (089) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank Manchen 4410122850988273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM988274 TELEX: Bayer Vereinsbank Manchen 453100 (BLZ 70020270) 983310 0524560BERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)300H32daß eine Kraft erzeugt werden kann, welche den Abstand zwischen dem Ansatz (9; 20) und der gegenüberliegenden Lagerfläche verringern will.
- 2. Dreheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster der Nuten in der ersten, die axiale Lage steuernden Einrichtung (6; 20) so gewählt ist, daß das Schmiermittel (5) gezwungen werden kann, radial nach innen zu der Achse der Welle (1; 19) hin zu fließen.
- 3. Dreheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß durch die Nuten der Druck des Schmiermittels in dem Zwischenraum größer wird, daß die Welle (1) einen Flansch (4) aufweist, und daß die zweite, die axiale Lage steuernde Einrichtung ■ (8) ein zweites Axialdruck-Lager mit Nuten ist, die in einer zweiten Fläche des Flansches (4). die dem freien Ende der Welle (1) abgewandt ist und der ersten Fläche gegenüberliegt, die näher bei dem freien Ende der Welle (1) liegt, oder in der gegenüberliegenden Lagerfläche des Gehäuses (3) ausgebildet sind, die der zweiten Fläche des Flansches (4) der Welle (1) gegenüberliegt.
- 4. Drelieinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) von dem freien Ende der Welle (1) vorsteht.030029/089 9
- 5. Dreheinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten der zweiten, die axiale Lage steuernden Einrichtung (8) so ausgebildet sind, daß jede Nut aus einem radial verlaufenden inneren Nutteil (14) und einem radial verlaufenden äußeren Nutteil (15) besteht, der an den radial verlaufenden inneren Nutteil (14) angrenzt, wobei der radial verlaufende innere Nutteil (15) so ausgerichtet ist, daß das Schmiermittel (5) gezwungen wird, radial nach außen zu fließen, während der radial verlaufende äußere Nutteil (15) so ausgerichtet ist, daß das Schmiermittel gezwungen wird, radial nach innen zu strömen.
- 6. Dreheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, die axiale Lage steuernde Einrichtung einen Magneten oder Magnete aufweist, die an der Welle (1) und/oder an dem Gehäuse(3) angebracht s ind.
- 7. Dreheinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete der zweiten, die axiale Lage steuernden Einrichtung aus Magneten eines Rotors (312) oder eines Stators (311) eines Motors bestehen, welcher entweder die Welle (1) oder das Gehäuse (3) bezüglich des jeweils anderen Teils antreibt.030029/089930QH32
- 8. Dreheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetkopf entweder an der Welle (1) oder an dem Gehäuse (3) angebracht ist, wodurch eine Magnetkopfanordnung geschaffen ist, daß ein feststehender Zylinder mit einer zylindrischen Umfangsflache,die koaxial zu derο Welle verläuft, an dem Gehäuse (3) oder der Welle (1) angebracht ist, und daß eine Antriebseinrichtung entweder zum Antrieb der Welle (1) oder des Gehäuses (7) bezüglich des jeweils anderen Teils vorgesehen ist.- 5 /6/7 -03ÖÖ29/Ö899
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54003701A JPS5821128B2 (ja) | 1979-01-16 | 1979-01-16 | 流体回転装置 |
JP54030343A JPS5858527B2 (ja) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | 回転装置 |
JP9821779A JPS6027096B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 回転ヘッドアセンブリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3001432A1 true DE3001432A1 (de) | 1980-07-17 |
DE3001432C2 DE3001432C2 (de) | 1984-03-22 |
Family
ID=27275940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3001432A Expired DE3001432C2 (de) | 1979-01-16 | 1980-01-16 | Drehmechanismus mit einer fluid-geschmierten Axiallagerung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4332428A (de) |
CA (1) | CA1132170A (de) |
DE (1) | DE3001432C2 (de) |
FR (1) | FR2446953A1 (de) |
GB (1) | GB2043182B (de) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5843421A (ja) * | 1981-09-09 | 1983-03-14 | Toshiba Corp | 回転鏡光偏向器 |
DE3303499A1 (de) * | 1982-02-05 | 1983-08-25 | Nippon Seiko K.K., Tokyo | Dynamische druckgaslagerung |
JPS5917019A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-28 | Toshiba Corp | 回転体支持装置 |
US4682920A (en) * | 1986-03-26 | 1987-07-28 | United Aircraft Products, Inc. | Rotating air bearing |
US4958098A (en) * | 1986-12-16 | 1990-09-18 | Eastman Kodak Company | Rotary device |
GB2246400B (en) * | 1990-07-28 | 1994-01-26 | Glacier Metal Co Ltd | Magnetic bearings |
EP0524673B1 (de) * | 1991-07-05 | 1997-06-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lagervorrichtung sowie Vorrichtung mit einer drehbaren Scheibe und ein Magnetbandgerät |
MY108842A (en) * | 1992-09-21 | 1996-11-30 | Koninklijke Philips Electronics Nv | Method of manufacturing a dynamic groove bearing, die suitable for use in such a method, and housing and bearing part manufactured by such a method; data storage unit provided with such a groove bearing, method of manufacturing a rotable scanning unit, and magnetic tape device provided with such a scanning unit |
JP3123283B2 (ja) * | 1993-01-29 | 2001-01-09 | 松下電器産業株式会社 | ディスク駆動装置 |
JPH0932850A (ja) * | 1995-07-20 | 1997-02-04 | Koyo Seiko Co Ltd | 動圧軸受装置 |
US5957589A (en) * | 1997-12-10 | 1999-09-28 | International Business Machine Corporation | Fluid bearing seal and support structure |
US6702466B2 (en) * | 1999-10-15 | 2004-03-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic dynamic-pressure bearing, motor having bearing, hard disk drive, polygon scanner, and method for manufacturing ceramic dynamic-pressure bearing |
CN1189676C (zh) * | 2000-07-10 | 2005-02-16 | 株式会社三协精机制作所 | 动压轴承装置 |
JP2002213436A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Olympus Optical Co Ltd | モータ用流体軸受け装置 |
US7169155B2 (en) * | 2001-12-14 | 2007-01-30 | Scimed Life Systems, Inc. | Methods and apparatus for guiding a needle |
WO2003095852A2 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-20 | Seagate Technology, Llc | Fluid dynamic bearing with non-linear damping |
US7193811B2 (en) * | 2002-05-07 | 2007-03-20 | Seagate Technology Llc | Fluid dynamic bearing with non-linear damping |
US7235168B2 (en) * | 2002-05-28 | 2007-06-26 | Seagate Technology. Llc | Method for electrochemically forming a hydrodynamic bearing surface |
DE10346162B4 (de) * | 2003-10-04 | 2006-10-12 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Radiallüfter |
DE102008062671B4 (de) * | 2008-12-17 | 2011-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgeneinrichtung |
KR20130004747A (ko) * | 2011-07-04 | 2013-01-14 | 삼성전기주식회사 | 스핀들 모터 |
US8408797B2 (en) * | 2011-09-07 | 2013-04-02 | Alphana Technology Co., Ltd. | Method of manufacturing bearing device component coated with photoluminescence material, bearing device component and processing device with an indicator displaying information for a signal including information in accordance with light emission of a photoluminescence material applied on bearing device |
KR101643109B1 (ko) * | 2013-03-05 | 2016-07-26 | 유겐가이샤 나카노세이사쿠쇼 | 회전 구동 장치 |
CN112112023B (zh) * | 2020-09-29 | 2021-08-13 | 孙太祥 | 一种稳固路基搅拌桩机同轴双向钻头 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2304898A1 (de) * | 1972-02-11 | 1973-08-16 | Atomic Energy Authority Uk | Gasgeschmiertes lager |
DE2454673A1 (de) * | 1974-11-19 | 1976-05-20 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Verfahren zur herstellung definierter komplexer muster |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7213192A (de) * | 1972-09-29 | 1974-04-02 | ||
DE2248695A1 (de) * | 1972-10-04 | 1974-04-11 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh | Lagerung fuer mit hoher drehzahl rotierende wellen |
NL7713634A (nl) * | 1977-12-09 | 1979-06-12 | Philips Nv | Roentgenbuis met draaianode. |
JPS54102445A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fluid bearing revolving apparatus |
DE2815009C2 (de) * | 1978-04-07 | 1983-03-17 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Verfahren zur Herstellung eines Spiralrillenkalottenlagers |
US4209207A (en) * | 1978-07-03 | 1980-06-24 | Barmag Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft | Thrust bearing assembly |
-
1980
- 1980-01-04 US US06/109,491 patent/US4332428A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-01-08 GB GB8000501A patent/GB2043182B/en not_active Expired
- 1980-01-11 FR FR8000568A patent/FR2446953A1/fr active Granted
- 1980-01-15 CA CA343,739A patent/CA1132170A/en not_active Expired
- 1980-01-16 DE DE3001432A patent/DE3001432C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2304898A1 (de) * | 1972-02-11 | 1973-08-16 | Atomic Energy Authority Uk | Gasgeschmiertes lager |
DE2454673A1 (de) * | 1974-11-19 | 1976-05-20 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Verfahren zur herstellung definierter komplexer muster |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Philips' Technische Rundschau, 1963/64, Nr. 9, S. 299-320 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4332428A (en) | 1982-06-01 |
GB2043182A (en) | 1980-10-01 |
CA1132170A (en) | 1982-09-21 |
FR2446953B1 (de) | 1983-05-27 |
DE3001432C2 (de) | 1984-03-22 |
FR2446953A1 (fr) | 1980-08-14 |
GB2043182B (en) | 1983-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3001432A1 (de) | Dreheinrichtung mit axiallager | |
DE2903197C2 (de) | Einrichtung zur Halterung eines drehbaren Magnetkopfes für ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät | |
DE69513473T2 (de) | Hydrodynamisches Lager und Dichtung | |
DE69827318T2 (de) | Kombinierte, von aussen mit Druck beaufschlagte Gas-magnetische Lagervorrichtung und damit ausgestattete Spindeleinrichtung | |
DE69833422T2 (de) | Dynamische gasdrucklagervorrichtung und diese verwendende abtastende optische ablenkvorrichtung | |
DE19538559C2 (de) | Stützlager für eine mit magnetischen Lagern gelagerte Welle | |
DE69516372T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von hydrodynamischen Präzisionslagereinheiten | |
DE68914473T2 (de) | Drehbares Ventil. | |
DE68916635T2 (de) | Hydraulische schiefscheibenmaschine mit veränderlicher kapazität. | |
DE3239175C1 (de) | Lagerung des triebflansches einer axialkolbenmaschine in schraegachsen-bauart. | |
DD243732A5 (de) | Hydraulische schiefscheiben-axialkolbenmaschine | |
DE102009060745A1 (de) | Drehkraftverstärkungsmaschine | |
DE2453762C3 (de) | Gleitlager mit einer magnetisierbaren Flüssigkeit | |
DE112005002012T5 (de) | Fluiddynamikdrucklager, Spindelmotor mit dem Fluiddynamikdrucklager, und Aufzeichnungsdisketten-Laufwerk mit dem Spindelmotor | |
DE102007051774B4 (de) | Flüssigkeitslager mit verbesserten Abriebeigenschaften | |
DE4401262C2 (de) | Aerostatische und aerodynamische Lagerung eines Motors | |
DE2652693A1 (de) | Stromversorgung fuer rechner- periphergeraet | |
DE3530979A1 (de) | Radialkolbenmaschine | |
DE2129018B2 (de) | Magnetisches Lager | |
DE19848291A1 (de) | Spindelmotor | |
DE2911435C3 (de) | Hydrostatisches Lager für eine Radialkolbenmaschine | |
DE69304894T2 (de) | Plattenspindelmotor | |
DE102009043590A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem geringer Bauhöhe und Spindelmotor mit einem solchen Lagersystem | |
DE2652751A1 (de) | Linearantrieb | |
DE2828290C2 (de) | Vibrator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. DR.JUR. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |