DE3430479A1 - Lageranordnung mit integrierter ferrofluid-dichtung - Google Patents

Lageranordnung mit integrierter ferrofluid-dichtung

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Raoul Bedford N.H. Casciari
Kuldip Merrimack N.H. Raj
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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf Lageranordnungen für eine gleitende oder drehende Bewegung und insbesondere auf Lageranordnungen zum Halten einer drehbaren Welle mit minimaler Reibung. Lageranordnungen, wie beispielsweise Kugel- oder Rollenlager werden verwendet, um die Antriebsachse für mittels eines Lesekopfes abgetastete Magnetplatten vom Computern zu lagern. Die Magnetplatten und der Lesekopf müssen gegen Einflüsse von außen abgeschirmt werden, wozu üblicherweise eine Ferrofluid-Sperrdichtung benutzt wird, die als getrenntes Bauteil eingesetzt wird. Während diese bekannten Ferrofluid-Sperrdichtungen, wie sie für derartige Wellen oder Spindein eingesetzt werden, zufriedenstellend arbeiten, erfordern sie verhältnismäßig großen Einbauraum, weil sie als gesondertes Element eingesetzt werden müssen.
Ferrofluid-Dichtungsanordnungen, etwa mehrstufige Dichtungen wurden bereits zusammen mit Kugellagern zur Lagerung einer Welle verwendet (US-PS 3 620 584). Es ist auch bereits bekannt, Kugellageranordnungen zu verwenden, die magnetische Lagerkugeln enthalten, um Ferrofluid-Schmiermittel in der richtigen Lage zu halten (US-PS 3 977 739).
Es ist auch bereits eine einziges Polstück aufweisende Dichtungsanordnung bekannt (US-PS 4 4 07 5 08), die einen ringförmigen Permanentmagneten und Mittel zum Befestigen des Polstückes an Permanentmagneten aufweist, wobei
ein Ende des Polstückes sich bis dicht an die Oberfläche der zu dichtenden Welle erstreckt und so einen Luftspalt bildet, in dem sich das Ferrofluid befindet, wodurch eine Sperrdichtung bzw. eine druckfeste Dichtung hergestellt wird. Der Magnetflußpfad bei dieser Dichtung verläuft durch den Permanentmagneten, das einzige Polstück, das Ferrofluid im radialen Spalt, die abzudichtende Welle und einen Luftspalt zwischen der Welle und dem anderen Ende des Permanentmagneten, wobei die Länge des radialen Spaltes typischerweise geringer ist als die Länge des Luftspaltes. Die bekannte Dichtungsanordnung ist besonders dann geeignet, wenn ausreichend Platz zur Verfügung steht und wenn die Welle einen kleinen Durchmesser hat und mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, wobei der Magnetfluß im radialen Spalt konzentriert wird und die Magnetflußdichte im Luftspalt verhältnismäßig klein ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung mit integrierter, ein einziges Polstück aufweisender Ferrofluid-Sperrdichtung zu schaffen, die insgesamt kompakt aufgebaut ist und daher für Fälle verwendet werden kann, in denen nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Lageranordnung mit einer integrierten Ferrofluid-Dichtung, die sich auszeichnet durch einen inneren Laufring und einen im Abstand angeordneten äußeren Laufring, zwischen denen eine Laufbahn gebildet und Rotationselemente angeordnet sind, um eine Drehung von innerem und äußerem Laufring relativ zueinander zu ermöglichen, durch eine benachbart zu den Rotationselementen in der Laufbahn angeordnete Ferrofluid-Dichtung, durch ein einziges Polstück, das sich mit seinem einen Ende nahe an die innere
Fläche des inneren oder äußeren Laufringes erstreckt und einen schmalen radialen Spalt bildet, durch einen ringförmigen Permanentmagneten, der in enger Magnetfluß-Zuordnung zum Polstück angeordnet ist, durch im radialen Spalt vorgesehenes, vom Magnetfluß des Permanentmagneten gehaltenes Ferrofluid, das eine Ferrofluid-Sperrdichtung mit der Fläche des inneren oder äußeren Laufringes bildet, durch ein nicht-magnetisch permeables Gehäuse zur Trennung des Magnetflusses des Permenentmagneten von den Rotationselementen und durch einen Magnetfluß-Kreis durch das Polstück, den Permanentmagneten, das Ferrofluid im radialen Spalt, den inneren oder den äußeren Laufring und einen Luftspalt zwischen dem Permanentmagneten und der Oberfläche des inneren oder äußeren Laufringes.
Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Lageranordnung, insbesondere wenn sie ein Kugellager enthält, eine Dichtungsanordnung geringer axialer Länge darstellt, die sich besonders für die Antriebswellen oder -spindeln von Speicherplatten von Computern eignen, wo für den Einbau der Lager nur geringer Platz zur Verfügung steht. Dabei ersetzt die Ferrofluid-Dichtung die sonst als getrenntes Bauteil einzubauende Ferrofluid-Dichtung oder eine üblcherweise verwendete elastische Dichtung. Letztere neigt zur Hitzeentwicklung und zur Teilchenbildung, wodurch sich nach einiger Zeit eine unwirksame Dichtung ergibt.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung eignet sich besonders zum Schutz des Lesekopfes eines Computers vor teilchenförmiger Verschmutzung oder anderen Verunreinigungen. Selbstverständlich kann jedoch die erfindungsgemäße Lageranordnung auch in vielen anderen Fällen eingesetzt werden, etwa in abzudichtenden Elektromotoren,
beispielsweise in der Textilindustrie, um so die Motoren gegen Verunreinigungen in Form von Fasern oder Teilchen zu schützen, oder in Schrittmotoren, in denen die Kugellager gegen Verschmutzungen aus der Umgebung abgedichtet werden. Abweichend von der zu beschreibenden Dichtungsanordnung ist es auch möglich, in die Lageranordnung ein druckfestes Ferrofluid mit getrennten Ferrofluid-O-Ringen einzubauen, etwa indem zwei oder mehr Kanten am Ende des einzigen Polstückes oder Nuten in der abzudichtenden Welle benutzt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Ferrofluid in einen radialen Spalt eingesetzt, der eine Breite von etwa 0,051 mm bis 0,152 mm hat, um so eine Sperr dichtung zu bilden, bei der das Ferrofluid durch den sich durch den radialen Spalt erstreckenden Magnetfluß in seiner Lage gehalten wird.
Die Ferrofluid-Dichtung kann auch ein nicht-magnetisch permeables Gehäuse, etwa ein Aluminiumgehäuse aufweisen, das so angeordnet ist, daß es den Magnetfluß vom Permanentmagneten zum inneren Laufring oder zum äußeren Laufring, also zu der Laufringfläche ableitet, mit der der radiale Spalt gebildet wird. Wenn die Ferrofluid-Dichtung in einer Kugellageranordnung für die Antriebswelle von Magnetplatten eines Computers verwendet wird, befindet sich das nicht-magnetische Gehäuse üblicherweise in einer solchen Lage, daß es den Magnetfluß zum inneren Laufring leitet. Das Gehäuse verbessert die Wirkung der integrierten Dichtung und besteht im allgemeinen aus einem im Schnitt L-förmigen, ringförmigen Gehäuse aus nicht-magnetischem Material, etwa Aluminium oder Kunststoff. Es isoliert das Ende des Polstückes, das den radialen Spalt nicht bildet, und ferner isoliert es das Ende des Permanentmagneten von einer Lauf-
ringfläche. Es erstreckt sich im allgemeinen entlang eines Teils und üblicherweise eines wesentlichen Teils der anderen Seite des ringförmigen Permanentmagneten zwischen dem Permanentmagneten und den Rotationselementen der Lageranordnung und zu dem Ende des Permanentmagneten, an dem der Luftspalt gebildet ist. Durch diese Anordnung werden die Rotationselemente, etwa Lagerkugeln, die üblicherweise aus Stahl oder magnetisch permeablem Material bestehen, gegen den Magnetfluß vom benachbarten Permanentmagneten geschützt, üblicherweise besteht die Lageranordnung, d.h. die Lagerkugeln und der innere und der äußere Laufring aus magnetisch permeablem Material. Es ist erwünscht zu verhindern, daß sich der Magnetfluß durch den inneren und den äußeren Laufring und durch die Lagerkugeln erstreckt, um auf diese Weise zusätzliche Belastungen der Lageranordnung zu vermeiden. Daher ist der Einsatz eines nicht-magnetischen Gehäuses und beispielsweise eines Magneten mit niedriger Energie erwünscht, um das Lagermaterial und den Betrieb nicht durch äußere magnetische Kräfte oder Spannungen zu beeinträchtigen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als Permanentmagnet ein Magnet mit niedriger Energie, etwa ein Magnet aus Keramik oder aus polymerem Material verwendet, etwa aus einem starren polymeren Material, das eine Kombination aus Nylonharz mit magnetischen Teilchen enthält, oder aus einem elastomeren Material, das beispielsweise aus Kautschuk mit eingelagerten magnetischen Teilchen besteht, so daß der Magnet etwa flexibler ist. Derartige Magneten haben üblicherweise eine Flußenergie von etwa 1,1 Millionen Gauss-Oersted bis etwa 1,6 Millionen Gauss-Oersted. Typischerweise liefern derartige Magneten eine Flußdichte von etwa 2000 bis 5000 Gauss im Luftspalt der Ferrofluid-Dichtung.
Während die Lageranordnung mit integrierter Ferrofluid-Dichtung sowohl kompakt als auch neu in ihrem Aufbau ist, hat sie, verglichen mit einer zwei Pole enthaltenden Ferrofluid-Dichtung eine geringere axiale Länge. Die verwendeten Ferrofluide können so gewählt werden, daß sie mit dem Schmiermittel für die Rotationselemente des Lagers verträglich sind. Im allgemeinen wird in das Innere der Laufringe zwischen die Oberflächen der Rotationselemente und die Laufringe Fett eingebracht, um so einen Betrieb der Lageranordnung mit geringer Reibung zu erreichen. Derartiges Fett wird häufig auf Kohlenwasserstoff basis hergestellt, und daher ist es erwünscht, ein Ferrofluid zu verwenden, das die gleichen oder ähnliche und zumindest verträgliche Trägerflüssigkeiten enthält, also ein Ferrofluid mit einer Trägerflüssigkeit auf Kohlenwasserstoffbasis. Es hat sich gezeigt, daß bei nicht vollständiger Verträglichkeit des Ferrofluids die in der Lageranordnung auftretenden physikalischen Kräfte das verwendete Schmiermittel aus dem Lager herausdrücken können, so daß sie das dicht benachbarte Ferrofluid im Luftspalt berühren und dieses destabilisieren, oder das Ferrofluid kann das Schmiermittel absorbieren, wodurch seine kolloidale Stabilität beeinträchtigt und somit die Lebensdauer der Ferrofluid-Dichtung verringert wird. Es ist daher erwünscht, ein Ferrofluid-Dichtungsmaterial · einzusetzen, das mit dem für die Lageranordnung verwendeten Schmiermittel veträglich ist, wobei vorzugsweise beide auf Kohlenwasserstoffbasis hergestellt sind. Während magnetische Kräfte die Viskosität und die Magnetisierung des Ferrofluids verändern können, ist die Wahl eines verträglichen Ferrofluids wichtig, um eine große Lebensdauer der integrierten Dichtung zu erreichen, insbesondere wenn die Ferrofluid-Dichtung eng benachbart zu den Rotationselementen an der zu schützenden Seite liegen.
Die Lageranordnung kann einen magnetisch permeablen Spritzschutz, etwa aus Stahl aufweisen, der sich im wesentlichen über die Laufringe und im allgemeinen benachbart zum nicht-magnetischen Gehäuse erstreckt, um einen schmalen radialen Luftspalt zu bilden. Es hat sich gezeigt, daß der Spritzschutz die Durckfestigkeit der integrierten, einstufigen Ferrofluid-Dichtung um einen Faktor von etwa 2 erhöht. Der Spritzschutz verringert Spritzwirkungen und Vermischungen oder Berührungen zwischen dem Ferrofluid und dem Schmiermittel für die Rotationselemente. Außerdem ist der Spritzschutz wichtig zur Verbesserung eines geschlossenen Magnetflußkreises, indem er sich über ein Ende des Permanentmagneten und in Richtung auf die innere Fläche des äußeren oder
-| 5 vorzugsweise des inneren Lauf ringes erstreckt, d.h. in Richtung auf die Fläche des Laufringes, die das Ferrofluid im Luftspalt hält.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Lageranordnung sowohl eine dynamische als auch eine statische Ferrofluid-Dichtung aufweisen, d.h. eine dynamische Ferrofluid-Sperrdichtung mit der Oberfläche des sich bewegenden Bauteils, üblicherweise des inneren Laufringes, und eine statische Ferrofluid-Sperrdichtung mit der Oberfläche des sich nicht bewegenden Elementes, üblicherweise des äußeren Laufringes. Die dynamische und die statische Ferrofluid-Dichtung können mit dem gleichen Permanentmagneten erzeugt werden, indem an jedem Ende des einzigen, ringförmigen Polelementes eine Ferrofluid-Dichtung ausgebildet wird. In einer solchen Anordnung wird das nicht-magnetische Gehäuse teilweise entfernt, damit sich das die statische Dichtung bildende Ende des Polstückes bis dicht an das magnetisch permeable, sich nicht bewegende Element, etwa die Innenfläche des äußeren Laufringes erstrecken und mit dieser
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einen schmalen Spalt bilden kann, in dem das Ferrofluid gehalten wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch einen Antrieb für die Magnetplatte eines Computers mit einer Lageranordnung mit integrierter, einstufiger Ferrofluid-Dichtung.
Figur 2 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt eine Seite der Lageranordnung aus Figur 1 mit integrierter, ein Polstück aufweisender Ferrofluid-Dichtung.
Figur 3 zeigt in einem vergrößerten Teilschnitt eine dynamische und eine statische Ferrofluid-Dichtung in der Lageranordnung gemäß Figur 1. 20
Der in Figur 1 gezeigte Spindelantrieb 10 für die Magnetplatte eines Computers enthält eine Lageranordnung mit integrierter Ferrofluid-Dichtung. Der Spindelantrieb 10 hat eine mit hoher Geschwindigkeit, etwa 2400 bis 6000 U/min angetriebene Spindel 12, die von einem nicht dargestellten Motor üblicherweise über eine Riemen- und Rollenanordnung 14 angetrieben wird. Ein luftgelagerter Speicherplattenstapel 20, der auf einer Luftschicht läuft, ist mittels einer Scheibe 22 benachbart zum oberen Ende der Spindel 12 in einer sauberen Magnetscheibenkammer 4 6 angeordnet und wird mittels gefilterter Luft oder durch Verwendung eines inerten Gases, etwa Helium, in sauberer Umgebung gehalten. Die Spindel 12 befindet sich in einem Gehäuse 44 und ist
von einer oberen und einer unteren Lageranordnung 16 und 18 gehalten. Die Lageranordnung 16 kann aus einem bekannten Lager bestehen, während die Lageranordnung 18 ein Ferrofluid-Lager enthält, das in Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wird.
Figur 2 zeigt den linken Schnitt der oberen Lageranordnung 18, und man erkennt einen magnetisch permeablen inneren Laufring 26 und einen äußeren Laufring 24, die zwischen sich eine ringförmige Laufbahn 28 bilden, die mehrere in gleichförmigem Abstand verteilte Lagerkugeln 30 in einem an beiden Seiten angeordneten Kugellagerkäfig 32 aufweisen. Eine einstufige, ein einziges Polstück aufweisende Ferrofluid-Dichtung befindet sich benachbart zur Laufbahn und direkt stromabwärts und in Richtung auf den Magnetplattenbereich 46, der geschützt werden soll. Die Lageranordnung 18 enthält einen magnetisch permeablen Spritzschutz 42, der sich im wesentlichen über die Laufbahn 28 in Richtung auf den inneren Laufring 26 erstreckt, um einen schmalen radialen Luftspalt zu bilden. Der Spritzschutz 42 verhindert Verschmutzungen des Ferrofluids durch für die Lagerkugeln und die Laufbahn verwendetes Schmiermittel und unterstützt das Schließen eines Magnetflusses zur äußeren Fläche des inneren Laufringes 26. Die dargestellte einstufige Dichtung enthält- einen ringförmigen Permanentmagneten 34, der aus einem Magneten mit niedrigem Fluß (low-flux magnet) besteht, etwa einem keramischen Permanentmagneten oder einem Plastiform-Magneten. Der Magnet ist an einem Ende, an einer Seite und an einem Ende des Polstückes 38 mit einem nicht-magnetischen, im Schnitt L-förmigen Gehäsue 3 6 aus Aluminium oder Kunststoff umgeben. Das Polstück 38 besteht aus magnetisch permeablem Material, etwa Stahl, und ist ein einziges Polstück, das sich an einem Ende ohne Berührung dicht
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an die Oberfläche des inneren Lauf rings 26, der an der Spindel 12 befestigt ist, erstreckt, um einen radialen Spalt zu bilden, in dem der Magnetfluß konzentriert wird und der eine Menge eines Ferrofluids 4 0 auf Kohlenwasserstoffbasis enthält, das mit dem in der Laufbahn 28 verwendeten Schmiermittel verträglich ist. Wie beschrieben, wird die Ferrofluid-Sperrdichtung nur an dieser Seite des Magnetplattenbereiches 46 vorgesehen, obwohl in gewissen Anwendungsfällen, etwa wenn störende Verschmutzungen an beiden Seiten eintreten können, an beiden Seiten entsprechende Dichtungen oder an einer Seite eine druckfeste Dichtung benutzt werden kann. Ferner kann der Luftspalt zwischen dem Ende des L-förmigen Gehäuses 36 und der Oberfläche des inneren Laufringes 26 weggelassen werden, und der Spritzschutz 42 kann sich entlang oder benachbart der Oberfläche des Magneten 34 erstrecken.
Figur 3 zeigt die Lageranordnung aus Figur 1, die zusätzlich eine statische Ferrofluid-Dichtung enthält, wobei ein Teil des nicht-magnetischen Gehäuses 36 entfernt ist und sich entlang der anderen Seite des einzigen Polstückes 38 nahe an die innere Fläche des äußeren Laufringes 24 erstreckt, um einen schmalen radialen Spalt zu bilden, in dem eine dichtende Menge von Ferrofluid 48 angeordnet ist, um die statische Ferrofluid-Sperrdichtung zu bilden. Wie in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls dargestellt, ist eine Seite des Gehäuses 36 entfernt und durch den Spritzschutz 42 ersetzt.
Die beschriebene Lageranordnung mit der integrierten, neuen einstufigen Ferrofluid-Dichtung ist sehr kompakt und hat eine geringe Länge. Die Integration der Ferrofluid-Dichtung in die Kugellageranordnung ermöglicht eine erhebliche Verringerung der Gesamtlänge der verwen-
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deten Bauteile. Der Spritzschutz bzw. das magnetische Abstandsstück 42 liegt oberhalb des vom Kugellager 30 gebildeten Käfigs 32, um das Schließen des Magnetflußkreises zu unterstützen und einen höhere Druckaufnahme in der einstufigen Ferrofluid-Dichtung zu ermöglichen. Wie beschrieben, werden in der Dichtung Magnete geringer Energie eingesetzt, um die Wirkung eines starken Magnetflusses eng benachbart zum Kugellager zu verringern. Der radiale Spalt ist sehr schmal, typischerweise etwa 0,051 mm bis 0,152 mm und im allgemeinen schmaler als der Luftspalt zwischen dem Ende des Magneten und der inneren Fläche des inneren Laufringes.
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Claims (17)

  1. Patentansprüche
    Lageranordnung mit integrierter Ferrofluid-Dichtung, gekennzeichnet durch einen inneren Laufring (26) und einen im Abstand angeordneten äußeren Laufring (24), zwischen denen eine Laufbahn gebildet und Rotationselemente (30) angeordnet sind, um eine Drehung von innerem und äußerem Laufring relativ zueinander zu ermöglichen, durch eine benachbart zu den Rotationseleiaenten (30) in der Laufbahn angeordnete Ferrofluid-Dichtung (40), durch
    ein einziges Polstück (38), das sich mit seinem einen Ende nahe an die innere Fläche des inneren oder äußeren Laufringes (26, 24) erstreckt und einen schmalen radialen Spalt bildet, durch einen ringförmigen Permanentmagneten (34), der in enger MagnetflußZuordnung zum Polstück (38) angeordnet ist, durch im radialen Spalt vorgesehenes, vom Magnetfluß des Permanentmagneten (34) gehaltenes Ferrofluid, das eine Ferrofluid-Sperrdichtung mit der Fläche des inneren oder äußeren Laufringes bildet, durch ein nicht-magnetisch permeables Gehäuse (36) zur Trennung des Magnetflusses des Permanentmagneten (34) von den Rotationselementen (30) und durch einen Magnetfluß-Kreis durch das Polstück (38), den Permanentmagneten (34), das Ferrofluid (40) im radialen Spalt, den inneren oder den äußeren Laufring und einen Luftspalt zwischen dem Permanentmagneten (34) und der Oberfläche des inneren oder äußeren Laufringes.
  2. 2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet aus einem keramischen oder polymeren Permanentmagneten niedriger magnetischer Energie besteht.
  3. 3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet eine magnetische Energie von etwa 1,1 bis 1,6 Millionen Gauss-Oersted hat.
  4. 4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Flußdichte über dem Luftspalt etwa 2000 bis 5000 Gauss beträgt.
  5. 5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferrofluid eine Trägerflüssigkeit auf Kohlenwasserstoffbasis aufweist, die mit dem für die Rotationselemente (30) verwendeten Schmiermittel verträglich ist.
  6. 6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetisch permeable Spritzsicherung (42) vorgesehen ist, die sich über den Bereich zwischen der Ferrofluid-Dichtung (40) und den Rotationselementen (30) und zu einer Fläche des inneren oder äußeren Laufringes erstreckt, um einen radialen Luftspalt zu bilden.
  7. 7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationselemente Kugeln (30) sind.
  8. 8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferrofluid-Dichtung benachbart zu den Rotationselementen (30) an der Seite angeordnet ist, die von der Ferrofluid-Dichtung (40) geschützt werden soll.
  9. 9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch den inneren Laufring (26) eine drehbare Achse (12) erstreckt, die am inneren Laufring befestigt ist.
  10. 10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch mindestens ein sich über zumindest eine Fläche des Permanentmagneten erstreckendes, nicht-magnetisches Gehäuse.'
  11. 11. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen magnetisch permeablen Spritzschutz, der sich benachbart zu einer Seite des Permanentmagneten gegenüber dem Polstück erstreckt und dessen eines Ende mit derselben Laufringfläche, die die Ferrofluid-Dichtung bildet, einen radialen Luftspalt zum Schließen des Magnetflußkreises bildet.
  12. 12. Lageranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dynamische Ferrofluid-Dichtung und eine statische Ferrofluid-Dichtung, die von jeweils einem Ende des ringförmigen Polstückes mit der Oberfläche des sich bewegenden Laufringes bzw. der Oberfläche des sich nicht bewegenden Laufringes
    gebildet werden, um einen Luftspalt zur Aufnahme von Ferrofluid zu bilden.
  13. 13. Antriebssystem für die Magnetplatte bzw. Magnetplatten eines Computers mit einer Lageranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine die Magnetplatte bzw. die Magnetplatten antreibende Spindelachse, die sich durch die Lageranordnung erstreckt und am inneren Laufring befestigt ist sowie eine Speicherplatte trägt, und durch einen in geschützter Umgebung angeordneten Lesekopf für die Speicherplatte, wobei die Ferrofluid-Dichtung in dem radialen Spalt ausgebildet ist, der mit der Innenfläche des inneren Laufringes gebildet wird und sich an einer Seite der Rotationselemente näher zum Lesekopf befindet.
  14. 14. Lageranordnung mit einer integrierten Ferrofluid-Dichtung, gekennzeichnet durch einen an einer WeI-Ie befestigbaren inneren Laufring und einen im
    Abstand von diesem angeordneten äußeren Laufring, zwischen denen eine ringförmige Laufbahn gebildet ist, in der sich Kugellagerkäfige befinden, die Lagerkugeln enthalten, so daß der innere und äußere Laufring relativ zueinander drehbar sind, durch ein einziges Polstück, dessen eines Ende sich bis nahe an die innere Fläche des inneren Laufringes erstreckt und einen radialen Spalt bildet, durch einen ringförmigen Permanentmagneten mit niedriger Energie, der an einer Seite des Polstückes befestigt ist, durch vom Magnetfluß im radialen Spalt gehaltenes Ferrofluid auf Kohlenwasserstoffbasis, durch ein nicht-magnetisch permeables Gehäuse zum Abschirmen des Permanentmagneten gegenüber der Oberfläche des äußeren Laufringes und durch einen Magnetflußweg durch das Polstück, den Permanentmagneten, das Ferrofluid im radialen Spalt, den inneren Laufring und einen Luftspalt zwischen Permanentmagneten und der inneren Fläche des inneren Laufringes.
  15. 15. Lageranordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen magnetisch permeablen Spritzschutz, der sich im wesentlichen senkrecht über die Laufbahn und benachbart zu der Seite des Permanentmagneten erstreckt, die dem Polstück gegenüberliegt, wobei ein Ende des Spritzschutzes sich bis dicht die Fläche des inneren Laufringes erstreckt, um mit diesem einen radialen Luftspalt zu bilden.
  16. 16. Lageranordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein keramischer oder polymerer Permanentmagnet mit niedriger Energie von etwa 1,1 bis 1,6 Millionen Gauss-Oersted ist.
  17. 17. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das andere Ende des Polstückes bis nahe an die Oberfläche des äußeren Laufringes erstreckt, um einen radialen Spalt zu bilden, in dem eine zum Aufbau einer Dichtung ausreichende Menge von Ferrofluid gehalten ist, um eine statische Ferrofluid-Dichtung zu bilden.
DE19843430479 1983-08-26 1984-08-18 Lageranordnung mit integrierter ferrofluid-dichtung Withdrawn DE3430479A1 (de)

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