DE3303499C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gasdrucklagerung für einen
Elektromotor gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und
13. Derartige Elektromotoren finden beispielsweise in
einer Rotationseinheit einer Büromaschine, eines
Abbildungsgerätes, eines
Nachrichtenübermittlungsgerätes, eines optischen Gerätes
etc. Verwendung.
Bei einer solchen Rotationseinheit handelt es sich
beispielsweise um eine Polygon-Spiegeltrommel, wie sie
teilweise in Geräten der vorgenannten Art, z. B. in einem
Laserstrahldrucker, verwendet wird. In herkömmlichen
Ausführungsformen solcher Drucker ist die Spiegeltrommel
auf einer Spindel aufgenommen, welche mit ihren Enden in
Kugellagern gelagert ist. Bei einer solchen
Spindellagerung mittels herkömmlicher Kugellager ist
jedoch die notwendige Genauigkeit und der erforderliche
Gleichlauf aufgrund der durch kleinste
Bearbeitungsfehler an den Lagerringen der Kugellager
hervorgerufenen Schwingungen kaum erzielbar. Ferner sind
Gleichlaufabweichungen und/oder Unwucht aufgrund der
durch den Kugelkäfig und/oder durch Widerstände in den
Kugellagern, hervorgerufen durch Schmierstoff, kaum
vermeidbar.
Da jedoch derartige Gleichlaufabweichungen und Unwuchten
der mit sehr hohen Drehzahlen arbeitenden Spiegeltrommel
zu einer Verzerrung der gedruckten Buchstaben, Zeichen
etc. führen, kommt es bei der Lagerung einer derartigen
Spiegeltrommel auf höchste Genauigkeit an. Das seit
einiger Zeit zu beobachtende Bestreben, derartige Drucker
möglichst klein zu bauen, führt zu einer Steigerung der
Drehzahl der rotierenden Spiegeltrommel von einigen
tausend U/min auf einige zehntausend U/min. Dadurch wird
es zunehmend schwieriger, einen vollkommenen Gleichlauf
der Spiegeltrommel zu erzielen. Aufgrund der erhöhten
Drehzahlen verkürzt sich darüber hnaus die Standzeit
herkömmlicher Kugellager, was im Hinblick auf die
Betriebssicherheit erhebliche Probleme aufwirft.
Bei der Verwendung herkömmlicher Kugellager besteht
darüber hinaus die Gefahr der Verunreinigung der
Spiegeltrommel durch verspritzten oder verdampfenden
Schmierstoff. Die dadurch hervorgerufene
Leistungsverschlechterung der Spiegeltrommel ist bei
Verwendung von Kugellagern praktisch jedoch
unvermeidlich, da diese auf eine Schmierung angewiesen
sind. Selbst bei Verwendung einer magnetischen
Strömungsmitteldichtung ist ein Verspritzen oder
Verdampfen des in dem magnetischen Strömungsmittel
selbst verwendeten Öls unvermeidlich, so daß auch die
Verwendung einer derartigen Abdichtung die Probleme
nicht hinreichend löst. Ferner ist bei der Verwendung
von Kugellagern eine Vorab-Druckeinstellung notwendig,
so daß der Zusammenbau erhebliche Schwierigkeiten bieten
kann. Insbesondere in der Massenfertigung ist es
schwierig, die Kugellager so zu montieren, daß
Lagerungsfehler vermieden werden und ein dynamischer
Gleichlauf gewährleistet ist.
Eine dynamische Axialdrucklagerung für einen
Rotationszylinderkopf eines Video-Aufzeichnungssystemes
ist aus der GB-OS 20 43 182 bekannt. Der hohle
Rotationszylinder ist dabei auf einem festen Schaft
aufgenommen und wird durch stationäre, elektromotorische
Mittel angetrieben. Der obere Lagerungsteil des Schaftes
für die Zylinderhülse weist einen Flansch auf, an den
sich zentral ein zylindrischer Vorsprung anschließt, der
an seiner, dem inneren Boden der Zylinderhülse
zugewandten Stirnseite mit Nuten versehen ist. Zwischen
dem festen Schaft und der Zylinderhülse, die den Schaft
unter Belassung eines Zwischenraumes umgibt, ist eine
Schmier- und Lagerflüssigkeit eingebracht, die zur
Ausbildung eines hydrodynamischen Lagers dient. Zur
Lagereinstellung der Zylinderhülse wird an der
Unterseite des Flansches im Zusammenwirken mit einem
Vorsprung des hohlen Rotationszylinders ein
Gegendrucklager ausgebildet, so daß eine axiale
Positionierung des rotierenden Zylinders erfolgen kann.
Gegebenenfalls kann auch eine elektromagnetische
Gegenlagerung des rotierenden Zylinders vorgesehen sein.
Ein derartiges Lager erfordert jedoch die Überwindung
eines erhöhten Anlaufwiderstandes, da zu Beginn der
Drehung des rotierenden Zylinderkörpers dieser in
Eingriff mit der mit den Nuten versehenen Stirnfläche
des festen axialen Schaftvorsprunges ist. Außerdem ist
es bei dieser Lösung schwierig, den Lagerdruck und damit
das Lagerspiel innerhalb des hydrodynamischen
Drucklagers einzustellen.
Gasdrucklagerungen mit einem Wellenzapfen und einer
diesen umgebenden Lagerhülse, wobei Wellenende und
Lagerhülse relativ zueinander drehbar sind, sind auch
aus der US-PS 37 58 177 sowie der US-PS 37 18 379 bekannt.
Bei diesen Drucklagern sind in der Lagerhülse jeweils
seitliche Entlastungsöffnungen vorgesehen, die, nachdem
sich die Lagerhülse bzw. das Wellenende unter Ausbildung
eines Staudruckraumes vor der Stirnseite des Wellenendes
axial relativ zueinander verschoben haben, für eine
Verbindung des Staudruckraumes mit der Außenatmosphäre
und damit für eine Festlegung der axialen Relativlage
von Lagerhülse und Wellenende sorgen. Es ist jedoch
schwierig, diese transversalen Entlastungsöffnungen so
herzustellen, daß die Axialverschiebung von Lagerhülse
bzw. Wellenende unter dem Einfluß der Ausbildung der
Drucklagerung sehr gering bleibt, so daß bei derartigen
Lagern der instabile Anlaufzustand und die damit
einhergehende Axialverschiebung von Lagerhülse oder
Wellenende verhältnismäßig bemerkenswert sind. Derartige
Lagerungen erweisen sich daher für hoch präzise
Antriebe, wie sie im Rahmen von Laserstrahldruckern
benötigt werden, nicht immer als zweckmäßig.
Eine Gasdrucklagerung der eingangs genannten Art wurde
auch bereits durch die DE 32 35 866 A1 Fig. 1 und 2,
vorgeschlagen. Bei einem derartigen Motor besitzt die
aus dem Gehäuse nach außen geführte Rotorwelle einen
Hohlraum in der Art einer Grundbohrung, mit der die Welle
unter Vermittlung von auf der Außenumfangsfläche des
feststehenden Zylinderbolzens ausgebildeten
Staudrucklagern auf dem Zylinderbolzen aufgenommen und
unter Ausbildung eines berührungslosen Gasdrucklagers
freidrehbar ist. Hierbei ist es allerdings schwierig,
eine präzise Bestimmung der axialen Lageverschiebung des
Rotors zu erreichen, die axiale Lageverschiebung des
Rotors zwischen Ruhezustand und stationärem
Betriebszustand unter Ausbildung des Gasdrucklagers zu
minimieren und bei optimalen Gleichlaufeigenschaften des
Rotors ein minimales Anlaufdrehmoment desselben zu
erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Gasdrucklagerung für einen Elektromotor der eingangs
genannten Art zu schaffen, die eine hohe
Gleichlaufgenauigkeit des Rotors verschleißarm und bei
niedrigem Anlaufdrehmoment ermöglicht sowie eine sehr
einfache, dabei präzise Einstellung der axialen Lage des
Rotors im Betriebszustand des Elektromotors gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 13
gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen
näher erläutert. In diesen zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform
der Erfindung und
Fig. 2, 3 und 4 Schnittansichten von weiteren Ausfüh
rungsformen der Erfindung.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist auf einer Gehäuse-
Grundplatte 10 mittels einer Mutter 12 ein Zylinderbolzen
14 aufrecht befestigt. In der Umfangsfläche 16 des
Zylinderkolbens ist eine Anordnung von Nuten 18
für die Erzeugung von dynamischem Druck geformt. Die
Nutenanordnung 18 umfaßt wenigstens eine Spiralnut 18 a und
eine Anzahl von ein Fischgrätenmuster bildenden Nuten 18 b.
An der inneren Umfangsfläche eines auf der Grundplatte 10
befestigten Gehäuses 20 ist etwa in halber Höhe ein zu
einem Antriebsmotor gehöriger Ständer 22 befestigt.
Diesem steht ein nachstehend im einzelnen beschriebener
Läufer 42 gegenüber.
Auf dem Zylinderbolzen 14 ist ein aus einer Buchse 24
und einem in ein Ende derselben eingepreßten Bodenstück
26 gebildeter Rotor 28 lose aufgesetzt. Die
innere Umfangsfläche der Buchse 24 steht der äußeren
Umfangsfläche 16 des Zylinderbolzens 14 unter Frei
lassung eines Ringspalts 32 gegenüber. Am oberen Ende
läuft der Zylinderbolzen 14 in einer ebenen Druckfläche 34 aus.
Das Bodenstück 26 des Rotors 28 ist mittig von
einer axialen Bohrung 36 durchsetzt und hat an der Unter
seite eine sphärisch-konvexe Drucklagerfläche 38. Zur
Verringerung des Anlaufdrehmoments und zur Vermeidung
von Beschädigungen beim Auslaufen der Rotation ist wenig
stens eine der Drucklagerflächen 34 oder 38 vorzugsweise
sphärisch-konvex ausgebildet, dies kann also auch in
bezug auf die Endfläche 34 des Zylinderbolzens 14 der Fall sein. Vor
zugsweise ist jedoch, wie in der Zeichnung dargestellt,
die von der axialen Bohrung 36 durchsetzte Drucklager
fläche 38 sphärisch-konvex ausgebildet, da dann keine
Gefahr besteht, daß sich eine konvexe Gegenfläche in die
Bohrung 36 hineinarbeitet. Ferner ist es auch möglich,
die eine Drucklagerfläche sphärisch-konvex und die damit
zusammenwirkende Gegendrucklagerfläche sphärisch-konkav
mit etwas größerem Radius auszubilden.
Zur Verringerung der Reibung zwischen den Drucklager
flächen 34 und 38 und damit des notwendigen Drehmoments
beim Anlauf des Rotors 28 sowie zur Verschleiß
minderung beim Auslaufen der Rotation besteht das Bodenstück
26 vorzugsweise aus einem eine hohe Gleitfähigkeit auf
weisenden Kunststoff oder aus einem verschleißfesten
keramischen Werkstoff. In der dargestellten Ausführung
sind die Buchse 24 und das Bodenstück 26 zwar als unab
hängige Teile ausgeführt und miteinander verbunden, sie
können jedoch auch in einem einstückigen Teil zusammen
gefaßt sein.
Die Buchse 24 trägt an ihrem oberen Teil eine Polygon-
Spiegeltrommel 40 und an ihrem unteren Teil den dem
Ständer 22 gegenüberstehenden und mit ihm zusammenwir
kenden Läufer 42. In Höhe der Spiegeltrommel 40 hat das
Gehäuse 20 ein Glasfenster 44 für den Einfall eines
Laserstrahls. Eine obere Öffnung des Gehäuses 20 ist
durch einen Deckel 46 verschlossen.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform arbeitet
folgendermaßen: Im Stillstand des Rotors 28
sowie bei niedrigen Drehzahlen desselben steht die Gegen
drucklagerfläche 38 des Bodenstücks 26 in Berührung mit
der Drucklagerfläche 34 der Welle 14.
Mit zunehmender Drehzahl des in einer Draufsicht von
Fig. 1 im Uhrzeigersinn angetriebenen Rotors 28
wird das in der Umgebung vorhandene Gas durch die Wir
kung der für die Erzeugung von dynamischem Gasdruck vor
gesehenen Nutenanordnung 18 in Richtung der Pfeile A in
den Spalt 32 zwischen der äußeren Umfangsfläche 16 des
Zylinderbolzens 14 und der inneren Umfangsfläche 30
der Buchse 24 gesaugt und wird dort als Radiallager wirk
sam. Die durch die Rotation des Rotors 28 ange
saugte Luft strömt weiter in eine zwischen der Druck
lagerfläche 34 des Zylinderbolzens 14 und der Gegen
drucklagerfläche 38 des Bodenstücks 26 geformte kreis
förmige Druckkammer 48. In dieser bildet die einströmende
Luft eine Druckgaslagerschicht, auf welcher sich die
Gegendrucklagerfläche 38 des Bodenstücks 26 abstützt.
Dadurch wird das drehbare Teil 28 um ein kleines Stück
angehoben, so daß überschüssige Luft durch die Axial
bohrung 36 hindurch aus der Druckkammer 48 entweichen
kann.
Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, stützt
sich der Rotor 28 bei seiner Drehung in Radial
richtung berührungsfrei auf der zwischen der äußeren
Umfangsfläche 16 des Zylinderbolzens 14 und der
inneren Umfangsfläche 30 der Buchse 24 im Ringspalt 32
gebildeten Gas(Luft)-Schicht und in Axialrichtung auf
der durch die dynamische Wirkung der Nutenanordnung 18
zwischen der Drucklagerfläche 34 und der Gegendruck
lagerfläche 38 in der Druckkammer 48 gebildeten Gas-
bzw. Luftschicht ab. Auf diese Weise ist das drehbare
Teil (Rotor) mittels der genannten Druckgasschichten berührungs
frei gelagert, so daß die bei einer mechanischen Lage
rung auftretenden Gleichlaufabweichungen vermieden sind.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl erzeugt die
für die radiale Lagerung verwendete Anordnung der Nuten
18 einen zunehmenden radialen Druck, so daß radiale
Schwingungen des drehbaren Teils selbst bei sehr hohen
Drehzahlen auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben. Das
aufgrund des dynamischen Effekts aus dem Bereich der
radialen Lagerung in den Bereich der axialen Lagerung
strömende Gas entweicht nach Erreichen des für die
berührungsfreie Lagerung notwendigen Drucks durch die
im wesentlichen in der Mitte der Gegendrucklagerfläche
38 ausmündende Axialbohrung 36, woraus sich ein verein
fachter Aufbau bei verringerten Fertigungskosten ergibt.
Da eine der beiden Drucklagerflächen 34 oder 38 als
sphärisch-konvexe Fläche ausgebildet ist, verringern
sich sowohl das sonst bei einer dynamischen Gasdruck
lagerung als nachteilig empfundene hohe Anlaufdrehmoment
als auch der durch die Berührung zwischen den beiden
Drucklagerflächen 34 und 38 bei niedrigeren Drehzahlen
hervorgerufene Verschleiß. Selbst wenn beim Auslaufen
der Rotation ein gewisser Abrieb an den beiden Druck
lagerflächen entsteht, wird dieser im weiteren Verlauf
durch die Axialbohrung 36 hindurch ausgetragen, so daß
er nicht zu einem weiteren Verschleiß der Drucklager
flächen beitragen kann.
Da ferner der radiale Lagerbereich sowie der axiale Lager
bereich im drehbaren Teil 28 miteinander kombiniert sind
und der Rotor 28 damit auf dem freitragend feststehenden
Zylinderbolzen 14 gelagert ist, ergibt sich ein äußerst
einfacher Aufbau, was sowohl im Hinblick auf die Genau
igkeit der Montage als auch im Hinblick auf die Fertigungs
kosten vorteilhaft ist. Einer übermäßigen Erwärmung des
aus dem Ständer 22 und dem Läufer 42 gebildeten Antriebs
ist dadurch vorgebeugt, daß der durch die Wirkung der
Nutenanordnung 18 erzeugte Gasstrom durch den Ringspalt
32 und die Axialbohrung 36 hindurch bei seiner Rückströ
mung den Antrieb bestreicht und ihn dadurch kühlt.
Die im Bereich der radialen Lagerung vorhandene Anord
nung der Nuten für die Erzeugung des dynamischen Drucks
kann je nach den zu erwartenden Betriebsbedingungen aus
geführt sein, braucht also nicht das in der dargestell
ten Ausführungsform gezeigte Muster aufzuweisen.
Bei den in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen
sind den vorstehend Beschriebenen entsprechenden Teile
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und brauchen
nicht erneut beschrieben zu werden. Die folgende Beschrei
bung beschränkt sich deshalb im wesentlichen auf Abwei
chungen von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der feststehende
Zylinderbolzen 14 überkopf hängend an der Grundplatte 10 befestigt.
Der den Zylinderbolzen 14 umgebende Rotor 28
ist wiederum aus einer Buchse 24 und einem in das untere
Ende derselben eingepreßten Bodenstück 26 zusammenge
setzt. Die untere Endfläche des Zylinderbolzens 14 ist zu einer
ebenen Drucklagerfläche 34 geformt, und die Oberseite
des Bodenstücks 26 ist als sphärisch-konvexe Gegendruck
lagerfläche 38 ausgebildet. Einander gegenüber an der
Grundplatte 10 und an der Buchse 24 angeordnete Magnet
körper 50 bzw. 52 bilden zusammen eine Hilfs-Druckla
gerung 54.
Im Stillstand des Rotors 28 ziehen sich die
Magnetkörper 50 und 52 gegenseitig an, so daß der Rotor
28 nicht auf dem Deckel 46 aufsitzt. Statt
dessen sind die Drucklagerflächen 34 und 38 in geben
seitiger Berührung gehalten. Wird der Rotor 28
durch den Antrieb in Drehung versetzt, so strömt das aus
der Umgebung angesaugte Gas in Richtung der Pfeile A
abwärts durch den Ringspalt 32 zwischen der äußeren Um
fangsfläche 16 des Zylinderbolzens 14 und der inneren Umfangs
fläche 30 der Buchse 24 hindurch in die Druckkammer 48,
um den Rotor 28 durch seinen Druck um ein kleines
Stück abwärts zu bewegen. Dabei bildet das Gas in der
Druckkammer 48 eine Lagerschicht, auf welcher sich die
Gegendrucklagerfläche 38 abstützt. In der beschriebenen
Ausführungsform ist die den Rotor 28 aufwärts
belastende Kraft der Hilfs-Drucklagerung 54 größer als
sein Gewicht, wobei die Differenz wiederum kleiner ist
als das Gewicht des Rotors 28. Dadurch läßt
sich der Verschleiß zwischen den Drucklagerflächen 34
und 38 gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 noch
weiter verringern.
Die die Hilfs-Drucklagerung 54 darstellenden Magnet
körper 50 und 52 können Elektromagnete oder Dauerma
gnete sein, wobei der Gesamtaufbau im letzteren Falle
besonders vereinfacht wird. Gegebenenfalls kann jedoch
auch eine Kombination von Dauermagneten und Elektro
magneten verwendet werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von
der in Fig. 1 dargestellten im wesentlichen nur durch die
Ausgestaltung des Bereichs der axialen Lagerung des
Rotors 28. In der Mitte eines relativ dicken Dec
kels 46 ist hier eine Aussparung 60 geformt. Ein die
Aussparung 60 überdeckendes elastisches Teil, z. B. eine
Blattfeder 62, trägt in mittiger Anordnung eine Gegen
druck-Lagerplatte 66, deren Unterseite zu einer ebenen
Gegendrucklagerfläche 64 geformt ist. Die obere Hälfte
der das Bodenstück 26 durchsetzenden Axialbohrung 36 ist
erweitert, und die Oberseite des Bodenstücks 26 ist zu
einer sphärisch-konvexen Lagerfläche geformt. Die Gegen
druck-Lagerplatte 66 kann sich an einer in den Deckel 46
eingeschraubten Schraube abstützen, so daß sie senkrecht
verstellbar ist.
Im Stillstand und bei niedrigen Drehzahlen des Rotors
28 wird die Gegendrucklagerplatte 66 durch das
elastische Teil 62 in Anlage am Bodenstück 26 des Rotors
28 gehalten, so daß der Rotor gegen
axiale Bewegungen und gegebenenfalls dadurch hervorge
rufene Beschädigungen gesichert ist. Ferner ist bei nied
rigeren Drehzahlen ein Druckverlust durch die Bohrung 36
hindurch vermieden.
Bei höheren Drehzahlen des Rotors 28 wird die
ser durch den in der Kammer 48 erzeugten Druck um ein
kleines Stück angehoben, so daß sich die Gegendruck
lagerfläche 38 auf einer Druckgas-Lagerschicht abstützt.
Gleichzeitig wird die Gegendrucklagerplatte 66 durch den
sie über die Axialbohrung 36 beaufschlagenden Druck ent
gegen der vom elastischen Teil 62 ausgeübten Belastung
um ein Stück angehoben, so daß sich die Gegendruck-
Lagerfläche 64 dann ebenfalls auf einer dünnen Druckgas
lagerschicht abstützt. Auf diese Weise wird das Boden
stück 26 und damit das drehbare Teil 28 an der Oberseite
und der Unterseite jeweils von einer Druckgasschicht
abgestützt, so daß sich selbst unter Einwirkung äußerer
Kräfte an dem die Spiegeltrommel 40 tragenden drehbaren
Teil 28 auftretenden Schwingungen auf ein Mindestmaß
beschränken lassen.
In der Gegendrucklagerfläche 64 und/oder in der dieser
gegenüberliegenden Oberseite 68 des Bodenstücks 26 kann
eine den Austritt des dynamischen Strömungsmittels ver
zögernde Nut od. dergl. geformt sein.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von
der in Fig. 2 dargestellten im wesentlichen nur durch
die Ausgestaltung des Bereichs der axialen Lagerung des
Rotors 28.
Eine gegenüber dem Bodenstück 26 des Rotors 28
in die Grundplatte 10 eingesetzte zylindrische Buchse 72
enthält eine durch eine Feder 74 aufwärts belastete
Stahlkugel 76. Diese Anordnung erfüllt im wesentlichen
die gleiche Funktion wie das elastische Teil 62 und die
Gegendrucklagerplatte 66 in der Ausführung nach Fig. 3.
Im Stillstand und bei niedrigen Drehzahlen des Rotors
28 wird dieser von der Schraubenfeder 74 über die
Stahlkugel 76 aufwärts belastet, so daß die beiden Druck
lagerflächen 34 und 38 in gegenseitiger Anlage gehalten
sind. Bei hohen Drehzahlen des Rotors 28 wird
dieser durch den in der Kammer 48 entstehenden Druck um
ein Stück abwärts bewegt, so daß sich die Gegendruck
lagerfläche 38 auf einer Druckgas-Lagerschicht abstützt.
Gleichzeitig wird die Kugel 76 durch den sie über die
Axialbohrung 36 beaufschlagenden Druck entgegen der von
der Feder 74 ausgeübten Belastung abwärts bewegt, so daß
sich die an der Unterseite des Bodenstücks 26 geformte
Drucklagerfläche 78 ebenfalls auf einer Druckgas-Lager
schicht abstützt.
Claims (13)
1. Gasdrucklagerung für einen Elektromotor mit einem
Gehäuse, einem einseitig in diesem aufgenommenen,
stationären Zylinderbolzen mit einer Nutanordnung auf
einer Mantelfläche des Zylinderbolzens, mit einem
kappenförmigen, auf dem Zylinderbolzen aufgenommenen
Rotor, wobei eine freie Stirnfläche des Zylinderbolzens
und eine innere Bodenfläche des Rotors gegenüberliegende
Drucklagerflächen eines axialen Gasdrucklagers bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der
Drucklagerflächen (34, 38) konvex gekrümmt ausgebildet
und ein Bodenteil (26) des Rotors (28) eine das
Bodenteil (26) koaxial zum Zylinderbolzen (14)
durchsetzende Duchgangsausnehmung (36) aufweist, die in
Abwesenheit eines dynamischen Gasdruckes zwischen dem
Zylinderbolzen (14) und dem Rotor (28) durch die
Drucklagerfläche (34) des Zylinderbolzens (14)
verschließbar ist.
2. Gasdrucklagerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Abströmquerschnitt der
Durchgangsausnehmung (36) in Abhängigkeit von der
Drehzahl des Rotors (28) durch eine Einstelleinrichtung
(62, 66; 72, 74, 76) veränderbar ist.
3. Gasdrucklagerung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine
elastisch gelagerte Lagerplatte (66) aufweist, die
einer äußeren Bodenfläche (68) des Bodenteils (26)
zugeordnet ist.
4. Gasdrucklagerung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenfläche (68) des Bodenteils
(26) konvex gekrümmt ist.
5. Gasdrucklagerung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung eine
elastisch vorgespannte Stahlkugel (76) aufweist, die
einer Mündung der Durchgangsausnehmung (36) an einer
Außenfläche (78) des Bodenteils (26) zugeordnet ist.
6. Gasdrucklagerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotor (28) und dem
Gehäuse (10, 20) ein Magnet-Hilfsdrucklager (54)
gebildet ist.
17. Gasdrucklagerung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerkraft des
Magnet-Hilfsdrucklagers (54) größer ist als die
Gewichtskraft des Rotors (28) und die Differenz zwischen
Lagerkraft und Gewichtskraft kleiner ist als die
Gewichtskraft des Rotors (28).
8. Gasdrucklagerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (28) eine Hülse (24) mit
einem in diese eingesetzten Bodenteil (26) aufweist und
auf der Hülse zumindest ein Läuferteil (42) sowie eine
Spiegeltrommel (40) festgelegt sind.
9. Gasdrucklagerung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bodenteil (26) aus einem
verschleißfesten Material mit hoher Gleitfähigkeit,
insbesondere Kunststoff oder Keramik besteht.
10. Gasdrucklagerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (34) des
Zylinderbolzens (14) eben und die innere Bodenfläche
(38) des Rotors (28) konvex gekrümmt ist.
11. Gasdrucklagerung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Läuferteil (42) des Rotors (28)
von einem gehäusefesten Stator (22) umgeben ist.
12. Gasdrucklagerung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß am Umfang des Gehäuses (10, 20) im
Bereich der Spiegeltrommel (40) ein Fenster (44) für den
Zutritt eines Laserstrahls zu der Spiegeltrommel (40)
ausgenommen ist.
13. Gasdrucklagerung für einen Elektromotor mit einem
Gehäuse, einem einseitig in diesem aufgenommenen,
stationären Zylinderbolzen, mit einem kappenförmigen,
auf dem Zylinderbolzen aufgenommenen Rotor, wobei eine
freie Stirnfläche des Zylinderbolzens und eine innere
Bodenfläche des Rotors gegenüberliegende
Drucklagerflächen eines axialen Gasdrucklagers bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Nutanordnung auf einer
zylindrischen Innenfläche des Rotors (28) ausgebildet
ist, zumindest eine der Drucklagerflächen (34, 38)
konvex gekrümmt ausgebildet und ein Bodenteil (26) des
Rotors (28) eine das Bodenteil (26) koaxial zum
Zylinderbolzen (14) durchsetzende Durchgangsausnehmung
(36) aufweist, die in Abwesenheit eines dynamischen
Gasdruckes zwischen dem Zylinderbolzen (14) und dem
Rotor (28) durch die Drucklagerfläche (34) des
Zylinderbolzens (14) verschließbar ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57016299A JPS58134217A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 回転ユニツト用動圧気体軸受装置 |
JP57080213A JPS58200816A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 回転ユニツト用動圧気体軸受装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3303499A1 DE3303499A1 (de) | 1983-08-25 |
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