DE3733117A1

DE3733117A1 - Dynamikdruck-luftlager

Info

Publication number: DE3733117A1
Application number: DE19873733117
Authority: DE
Inventors: Mutsuki Yamazaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1988-04-07
Also published as: US4797009A; JPS6388314A

Description

Die Erfindung betrifft ein Dynamikdruck- oder Staudruck- Luftlager, insbesondere zur Verwendung in einer Vorrich tung, z. B. einem Laser-Abtaster, mit einem sich mit hoher Drehzahl drehenden Hochpräzisions-Drehmechanismus.

Ein Laser-Abtaster verwendet einen Mechanismus mit einem drehbaren Element, das mit hoher Präzision mit einer hohen Drehzahl (z. B. 10 000/min) drehbar sein muß. Der Abtaster benötigt daher ein Lager für das drehbare Element, um die ses über längere Zeiträume hinweg mit hoher Präzision mit hoher Drehzahl antreiben zu können.

Bei Lasern-Abtastern wurden bereits Kugellager verwendet, die ein Schmiermittel benötigen, das bei der Drehung des drehbaren Elements mit einer derart hohen Drehzahl heraus geschleudert wird. Kugellager können daher nicht bei einem Laser-Abtaster verwendet werden, dessen Wirkungsweise durch das herausgeschleuderte Schmiermittel beeinträchtigt werden kann. Außerdem erlauben Kugellager aufgrund des unvermeidbaren Verschleißes ihrer Lagerkugeln nicht eine Drehung des drehbaren Elements mit Drehzahlen in der Größenordnung von 10 000/min über einen längeren Zeitraum hinweg.

In Hochdrehzahl-Rotationsmechanismen werden häufig Dynamik druck-Luftlager verwendet, um das drehbare Element über längere Zeiträume hinweg mit hoher Drehzahl antreiben zu können. Ein Dynamikdruck-Luftlager umfaßt eine feststehen de Achse mit einer (diese) umgebenden Hülse oder Büchse. In die Umfangsfläche der Achse ist eine Nut eingestochen, die schräg zur Längsachse dieser Achse verläuft. Wenn die Hülse mit hoher Nenndrehzahl in Drehung versetzt wird, strömt Luft durch diese Nut, wobei die Luft aufgrund ihres dynamischen Drucks oder Staudrucks als Schmier mittel wirkt. Die Hülse kann sich somit drehen, ohne mit der feststehenden Achse in Berührung zu gelangen. Wenn sich jedoch die Hülse mit einer niedrigeren Drehzahl dreht, beispielsweise zu Beginn oder am Ende der Drehbe wegung, gelangen Hülse und Achse in Reibungsberührung miteinander, so daß sie einem Verschleiß unterworfen sind. Die Oberfläche des Dynamikdruckabschnitts der Achse und die Innenfläche der Hülse müssen daher mit einer Schicht aus gehärtetem nichtrostenden ("rostfreien") Stahl, einer superharten Legierung, einem Schnellarbeitsstahl od. dgl. beschichtet sein.

Diese Hartmetalle sind allerdings sehr teuer und auch schwierig zu bearbeiten. Beim Dynamikdruck-Luftlager muß weiterhin ein Zwischenraum in der Größenordnung von einigen µm zwischen der Hülse oder Büchse und dem Dynamikdruckab schnitt der Achse vorhanden sein. Ersichtlicherweise muß dabei das Lager mit höchster Genauigkeit maschinell oder spanabhebend bearbeitet und damit in die gewünschte Form gebracht werden. Mit anderen Worten: seine Bauteile müssen mit höchster Genauigkeit auf den gewünschten Rundheits- und Geradlinigkeitsgrad bearbeitet werden. Wenn diese Bauteile jedoch aus schwer bearbeitbaren Hartmetallen be stehen, können sie nicht einfach (maschinell) mit der ge forderten Genauigkeit bearbeitet werden. Das bisherige Dynamikdruck-Luftlager eignet sich daher kaum für Massen fertigung. Ein Dynamikdruck-Luftlager mit einer drehbaren Welle und einer feststehenden Hülse oder Büchse läßt sich aus denselben Gründen ebenfalls nicht auf Massenfertigungs basis herstellen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Dynamikdruck-Luft lagers, bei dem eine Welle oder Achse und ein Hülsenelement keinem Verschleiß oder Abrieb unterliegen und sich vor teilhaft und kostensparend auf Massenfertigungsbasis her stellen lassen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn zeichneten Merkmale gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Dynamikdruck-Luftlager, umfassend ein Hülsenelement und ein koaxial in letzterem angeordnetes Wellen- oder Achselement. Bei der Drehung von Hülsen- oder Wellenelement wird in einen zwischen beiden Elementen festgelegten Zwischenraum Luft einge führt, deren dynamischer Druck oder Staudruck auf die Innenfläche des Hülsenelements und die Mantelfläche des Wellen- oder Achselements einwirkt. Dieses Dynamikdruck- Luftlager kennzeichnet sich dadurch, daß zumindest die Innenfläche des Hülsenelements und/oder die Mantelfläche des Wellen- oder Achselements mit (einem) Keramikma terial(ien) beschichtet ist.

Das die Hülsen-Innenfläche und/oder die Wellen- oder Achsen-Mantelfläche beschichtende Keramikmaterial besteht aus mindestens einem Element aus der Gruppe aus Si, Ti, B, Al und W sowie mindestens einem Element aus der Gruppe aus O, N und C. Insbesondere enthält das Keramikmaterial mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe aus SiN, SiCN, SiC, SiO, TiN, TiC, TiCN, BN, BC, BCN, Al₂O₃, WC und Diamant.

Für das Beschichten mit dem Keramikmaterial kann ein Plasma-CVD-, ein thermisches CVD- oder ein PVD-Verfahren, z. B. ein Zerstäubungs- bzw. Aufsprüh- oder ein Ionen plattierverfahren, angewandt werden. Besonders bevorzugt wird das Plasma-CVD-Verfahren, bei dem eine Abscheidung bei niedriger Temperatur erfolgen und eine gute Haftung zwischen einem Substrat oder Träger und einer (Überzugs-)- Schicht erzielt werden kann, weil dabei eine Verformung des beschichteten Elements verhindert wird. Beim Plasma- CVD-Verfahren kann eine Energiequelle für die Erzeugung des Plasmas eine Hochfrequenzmikrowelle oder ein Gleich strom sein. Das Plasma kann durch Nutzung einer Elektronen zyklotronresonanz erzeugt werden.

Für das Hülsenelement und das Wellen- oder Achselement kann ein kostensparender, gut bearbeitbarer Werkstoff, wie nichtrostender Stahl, Gußeisen bzw. Grauguß, Automaten stahl und Sintermaterial, verwendet werden. Wenn (nur) das Hülsenelement oder das Wellen- oder Achselement mit dem Keramikmaterial beschichtet ist oder wird, ist der Werkstoff des unbeschichteten Elements in manchen Fällen in Abhängigkeit von der Art des für die Beschichtung ver wendeten Keramikmaterials Beschränkungen unterworfen. Wenn z. B. das eine Element mit TiN beschichtet ist, wird für das andere Element vorzugsweise ein Werkstoff einer hohen Härte, wie Schnellarbeitsstahl, gewählt, weil Keramik materialien der Ti-Reihe zu einem Schneiden oder Zerspanen des anderen Elements neigen. Da jedoch Keramikmaterialien der Si-Reihe, wie SiN oder SiC, das jeweilige andere Ele ment nicht zerspanen (cut), kann für das jeweilige andere Element ein beliebiger Werkstoff verwendet werden, und zwar nicht nur ein Metall, sondern auch ein Polymeres, wie Teflon (Handelsbezeichnung) oder Rulon (Handelsbe zeichnung).

Das Wellen- oder Achselement weist einen Dynamikdruckab schnitt eines größeren Durchmessers als der Durchmesser in seinem anderen Abschnitt auf, wobei in der Oberfläche des Dynamikdruckabschnitts mehrere schräg zur Axialrich tung des Wellen- oder Achselements verlaufende Nuten (oder Rillen) ausgebildet sind. Der dem Dynamikdruckabschnitt gegenüberstehende Abschnitt des Hülsenelements ist anderer seits mit einem Hülsenteil versehen, der einen kleineren Innendurchmesser besitzt als der restliche Teil. Bei die sem Dynamikdruck-Luftlager wird aufgrund der Drehung des Wellen- oder Achselements oder des Hülsenteils durch die Nuten Luft in einen zwischen dem Dynamikdruckabschnitt und dem Hülsenteil festgelegten Zwischenraum eingeführt (eingesaugt), wobei der dynamische Druck oder Staudruck der strömenden Luft auf die Oberfläche des Dynamikdruck abschnitts und die Innenfläche des Hülsenteils einwirkt. In diesem Fall ist die axiale Länge des Dynamikdruckab schnitts vorzugsweise größer als die des Hülsenteils. Selbst wenn sich dabei das Hülsenelement bei der Drehbe wegung infolge von Schwingung aufwärts und abwärts be wegt, wirkt daher ein konstanter dynamischer Druck oder Staudruck (im folgenden einfach als Staudruck bezeichnet) auf den Dynamikdruckabschnitt und den Hülsenteil ein, so daß diese beiden Teile nicht in Berührung miteinander kommen, sondern sich stets reibungsfrei drehen können.

Der Zwischenraum zwischen dem Dynamikdruckabschnitt und dem Hülsenteil beträgt vorzugsweise 2-10 µm.

Das Achselement kann feststehend (drehfest) sein, und das Hülsenelement kann in Drehung versetzt werden. Wahlweise kann das Hülsenelement feststehend sein, während das Wellenelement in Drehung versetzt wird.

Das Dynamikdruck-Luftlager gemäß der Erfindung ist bei spielsweise als Lager für einen Polygonalspiegel eines Hochgeschwindigkeitsabtasters in einem Halbleiter-Laser strahldrucker verwendbar. In diesem Fall ist der Poly gonalspiegel koaxial an der Außenfläche des Hülsenele ments montiert.

Beim erfindungsgemäßen Dynamikdruck-Luftlager ist zu mindest eine der Flächen des drehbaren Wellenelements oder des Hülsenelements, die bei Einleitung oder Beendigung der Drehbewegung miteinander in Berührung gelangen können, mit dem Keramikmaterial beschichtet oder überzogen. Wenn die jeweiligen Flächen von Wellen- und Hülsenelement mit einander in Berührung kommen und aufeinander gleiten, wird somit ein Verschleiß dieser Flächen verhindert. Andererseits können das Hülsenelement und das Wellen- oder Achselement selbst aus einem Werkstoff hergestellt sein, der billig zu beschaffen und einfach zu bearbeiten ist. Das eine lange Betriebslebensdauer oder Standzeit aufwei sende Dynamikdruck-Luftlager gemäß der Erfindung eignet sich daher ausgezeichnet für Massenfertigung unter Ge währleistung von Kosteneinsparungen.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Dynamikdruck-Luftlagers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Dynamikdruck-Luftlagers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Keramikbeschich tungsvorrichtung zur Herstellung des erfindungs gemäßen Dynamikdruck-Luftlagers, wobei mit Keramik material zu beschichtende Wellen- oder Achsele mente in einer Reihe angeordnet sind,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 5 und 6 Längsschnittansichten verschiedener abge wandelter Ausführungsbeispiele der Keramikbe schichtungsvorrichtung nach Fig. 3,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Keramikbeschich tungsvorrichtung zur Herstellung des erfindungs gemäßen Dynamikdruck-Luftlagers, wobei mit dem Keramikmaterial zu beschichtende Wellen- oder Achselemente auf einem Umkreis angeordnet sind,

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 7,

Fig. 9 und 10 Längsschnitte durch verschiedene Ab wandlungen der Keramikbeschichtungsvorrichtung nach Fig. 7,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine Keramikbeschich tungsvorrichtung zum Beschichten der Innenfläche eines Hülsenelements mit Keramikmaterial für die Herstellung des Dynamikdruck-Luftlagers gemäß der Erfindung und

Fig. 12 eine Längsschnittansicht einer Abwandlung einer Keramikbeschichtungsvorrichtung nach Fig. 11.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch einen Laserstrahlab taster, der mit einem Dynamikdruck-Luftlager gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist. Gemäß Fig. 1 ist eine feststehende (drehfeste) Achse 1 mit lotrecht verlaufender Axialrichtung in einem Gehäuse 1 angeordnet. Die Achse 1 ist dabei mittels je einer Schraube 3 an einer Oberplatte 1 a und einer Bodenplatte 1 b des Gehäuses 1 angeschraubt. Um die Achse 2 herum ist ein Hülsenelement 4 so aufgeschraubt, daß die Achse das Hülsenelement 4 in Längsrichtung durchsetzt.

Ein zylindrischer Dauermagnet 5 ist mit festem Sitz auf den oberen Teil der Umfangsfläche des Hülsenelements 4 aufgeschoben. Im mittleren Abschnitt der Außenumfangs fläche des Hülsenelements 4 ist ein Polygonalspiegel 6 so befestigt, daß seine Achse mit der des Hülsenelements 4 koinzidiert. Am unteren Ende des Hülsenelements 4 ist ein zylindrischer Dauermagnet 7 mit festem Sitz auf die Außenumfangsfläche aufgesetzt. An der Unterseite der Ober platte 1 a des Gehäuses 1 ist ein Elektromagnet 8 befestigt, wobei der Dauermagnet 5 unter Festlegung eines kleinen Zwischenraums zum unteren Abschnitt des Elektromagneten 8 in diesen eingeführt ist. Auf der Bodenplatte 1 b des Gehäuses 1 befindet sich ein zylindrischer Dauermagnet 8, der einen kleinen Zwischenraum zum Dauermagneten 7 fest legt.

Ein oberer und ein unterer Dynamikdruckabschnitt 10 bzw. 11, die größere Durchmesser als die restlichen Achsen teile aufweisen, sind an der Achse 2 angeformt und je weils in ihren Mantelflächen mit einer Vielzahl von Nuten oder Rillen 12 versehen, die gegenüber der Axialrichtung schräggestellt oder geneigt sind. Die dem oberen und un teren Dynamikdruckabschnitt 10 bzw. 11 gegenüberstehenden Abschnitte des Hülsenelements 4, d. h. ein oberer Hülsen teil 13 und ein unterer Hülsenteil 14, sind mit kleineren Innendurchmessern als der Mittelteil (des Hülsenelements) ausgebildet. Die Abstände oder Zwischenräume zwischen oberem Dynamikdruckabschnitt 10 und oberem Hülsenteil 13 einerseits sowie zwischen unterem Dynamikdruckabschnitt 11 und unterem Hülsenteil 14 betragen beispielsweise 3-6 µm.

Mindestens eine der Außenumfangsflächen von oberem und unterem Dynamikdruckabschnitt 10 bzw. 11 der Achse 2 und der Innenumfangsflächen von oberem und unterem Hülsenteil 13 bzw. 14 sind auf noch zu beschreibende Weise mit Keramikmaterial beschichtet.

Bei dem vorstehend beschriebenen Dynamikdruck-Luftlager wird das Hülsenelement 4 durch die Anziehungskraft zwischen den Magneten 7 und 9 "schwimmend" in einer vorbestimmten Stellung gehalten. Wenn der Elektromagnet 8 erregt wird, wirkt eine Magnetkraft umfangsmäßig auf den als Kern wir kenden Dauermagneten 5, so daß das Hülsenelement 4 in Drehung versetzt wird. Bei dieser Drehung des Hülsenele ments 4 wird über die in den Mantelflächen der oberen und unteren Dynamikdruckabschnitte 10 bzw. 11 der Achse 2 ausgebildeten Nuten 13 Luft in den Zwischenraum zwischen oberen und unteren Hülsenteilen 13 bzw. 14 sowie oberen und unteren Dynamikdruckabschnitten 10 bzw. 11 eingeführt bzw. eingesaugt, so daß die Luft als Schmiermittel wirkt und der Hülsenteil 4 ohne Berührung mit der Achse 2 um läuft. Infolgedessen erfahren Hülsenelement 4 und Achse 2 auch bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung mit einer Drehzahl in der Größenordnung von 1000/min bzw. 10 000/min keinen Verschleiß. Zu Beginn und am Ende der Drehbewegung des Hülsenelements 4 kommen zwar die oberen und unteren Dynamikdruckabschnitte 10 bzw. 11 mit den oberen und un teren Hülsenteilen 13 bzw. 14 in Berührung, doch ist dabei mindestens eine der beiden Berührungsflächen mit Keramik material überzogen oder beschichtet. Die verwendeten Keramikmaterialien sind sehr hart und damit höchst ver schleißfest, und sie besitzen einen niedrigen Reibungs koeffizienten; auch ohne die Verwendung von Schmieröl zwischen den jeweiligen Hülsenteilen 13, 14 und Dynamik druckabschnitten 10, 11 wird infolgedessen ein Verschleiß der Berührungsflächen vermieden.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein Dynamikdruck-Luft lager gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert. Bei der Ausführungs form nach Fig. 2 sind die oberen und unteren Dynamikdruck abschnitte 10 bzw. 11 der drehfesten Achse 2 mit einer größeren axialen Länge als die oberen und unteren Hülsen teile 13 bzw. 14 des Hülsenelements 4 ausgebildet. Selbst wenn sich das Hülsenelement 4 dabei aufgrund von Schwingung während der Drehung geringfügig aufwärts und abwärts be wegt, werden daher die oberen und unteren Dynamikdruckab schnitte 10 bzw. 11 sowie die oberen und unteren Hülsen teile 13 bzw. 14 mit einem vorbestimmten dynamischen Druck oder Staudruck beaufschlagt, so daß sich das Hülsen element 4 gleichmäßig bzw. praktisch reibungsfrei drehen kann. Selbst wenn das Hülsenelement 4 während seiner Drehung unter einer Schwingung mit einer Beschleunigung von 0,3 G mit 5-50 Hz schwingt, kann das Hülsenelement auf der feststehenden oder drehfesten Achse gleichmäßig und berührungsfrei umlaufen.

Wenn das Hülsenelement aus Stahl der Sorte SUS 416 geformt und seine Innenwand mit Keramikmaterial beschichtet ist, werden dieselben Vorteile wie bei der vorher beschrie benen Ausführungsform erzielt. Weiterhin können sowohl die feststehende Achse als auch das Hülsenelement jeweils mit Keramikmaterial beschichtet sein. In diesem Fall können die Keramikmaterialien der Beschichtungen von Achse und Hülsenelement jeweils verschieden sein. Beispiels weise kann die Achse mit SiN und das Hülsenelement mit TiN oder umgekehrt beschichtet sein.

Im folgenden ist anhand der Fig. 3 und 4 eine Keramikbe schichtungsvorrichtung zum Beschichten der Dynamikdruck abschnitte des Dynamikdruck-Luftlagers mit Keramikmaterial beschrieben. Ein Bodenelement 23 mit einer Anzahl von Ab laßöffnungen 22 ist unter Zwischenfügung eines Isolators 24 am unteren Ende einer Reaktionskammer 21 eines quadra tisch rohrförmigen Querschnitts angebracht. Die Reaktions kammer 21 wird durch eine mechanische Absaugpumpe und eine Ölkreiselpumpe (nicht dargestellt) über die Absaugöffnungen 22 evakuiert, um sie auf einem Vakuum von etwa 0,013 Pa (10^-3 Torr) zu halten. Über einen Gaseinlaß 25 werden verschiedene Rohgase eingeleitet.

Eine Speicherkammer 27 ist unter Zwischenfügung eines Isolators 26 an der Reaktionskammer 21 montiert und die ser gegenüber durch den Isolator 26 elektrisch isoliert. Die Speicherkammer 27 ist durch eine Trennplatte 28 gegen über der Reaktionskammer 21 getrennt. In die Trennplatte 28 sind mehrere Haltestäbe 29 mit lotrecht liegenden Achsen eingesetzt. Auf die jeweiligen Haltestäbe 29 sind jeweils Manschetten 30 aufgesetzt und daran befestigt. Die Manschetten 30 sind jeweils so mit der Trennplatte 28 verbunden, daß sie an einem Herabfallen gehindert werden. Auf die oberen Enden der Haltestäbe 29 jeweils aufgesetzte Zahnräder 32 sind an den Haltestäben 29 mit Hilfe von Haltern 31 gehaltert, die in fester Lage unter den Zahn rädern 32 angeordnet und mit den Haltestäben 29 verbunden sind. Die nebeneinander angeordneten Zahnräder 32 stehen jeweils in Eingriff miteinander. Wenn das zentrale Zahn rad durch eine Antriebseinheit 34 in Drehung versetzt wird, drehen sich alle Zahnräder 32 unter Drehung aller Haltestäbe 29.

An den unteren Abschnitten der Haltestäbe 29 sind jeweils nicht dargestellte Innengewinde ausgebildet, in welche nicht dargestellte Außengewinde eingeschraubt sind, die an den oberen Abschnitten von aus nichtrostendem Stahl gefertigten, stabförmigen Trägern 33, deren Außenflächen mit Überzugs-Schichten oder -Filmen versehen werden sollen, angeformt sind, so daß die Träger 33 auf diese Weise an den Haltestäben 29 befestigt sind. Wenn die Zahnräder 32 durch die über der Speicherkammer 27 angeordnete Antriebs einheit 34 in Drehung versetzt werden, drehen sich die Träger 33 um ihre Achsen.

Gemäß Fig. 4 sind die Träger 33 im wesentlichen in der Mitte der Reaktionskammer 21 in einer Reihe aufeinander ausgerichtet. Zwei flache, plattenförmige Elektroden 35, 36 stehen auf beiden Seiten der Reihe der Träger 33 ein ander gegenüber. In den Elektroden 35, 36 sind zahlreiche Poren Perforationen für die Einführung des über die Einlässe 25 zuge führten Gases in die Reaktionskammer 21 ausgebildet. Die Elektroden 35, 36 sind elektrisch mit der Reaktionskammer 21 verbunden und liegen somit am selben Potential wie die Reaktionskammer 21. Die Elektroden 35, 36 sind über die Reaktionskammer 21 und einen Anpaßkasten 37 an eine Hoch frequenz-Stromquelle 38 angeschlossen.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschrie benen Vorrichtung erläutert. Nachdem mehrere Träger 33 in der Reaktionskammer 21 montiert worden sind, werden die Träger 33 durch die Antriebseinheit 34 mit einer vor bestimmten Geschwindigkeit oder Drehzahl um ihre Achsen in Drehung versetzt, wobei die Reaktionskammer 21 auf einen Unterdruck von etwa 0,013 Pa (10^-3 Torr) evakuiert wird. Unter fortlaufender Evakuierung der Reaktionskammer 21 wird über den Einlaß 25 Rohgas in die Reaktionskammer 21 eingeleitet, wobei der in der Reaktionskammer 21 herrschen de Druck auf z. B. etwa 13,33-1333 Pa (0,1-10 Torr) reguliert wird. Hierauf wird Hochfrequenzenergie von der Stromquelle 38 über den Anpaßkasten 37 an die Elektroden 35, 36 angelegt. Da hierbei die Träger 33 über die Speicher kammer 27 an Masse liegen, tritt eine Hochfrequenzent ladung zwischen den Elektroden 33, 36 und den Trägern 33 auf, wodurch ein Plasma erzeugt wird, durch welches die Hauptbestandteilselemente des Rohgases enthaltende dünne Schichten oder Filme auf den Trägern erzeugt werden.

Da hierbei die Träger um ihre eigenen Achsen in Drehung versetzt werden, werden die dünnen Schichten oder Filme gleichmäßig auf den Oberflächen der Träger erzeugt. Da die Antriebseinrichtungen (wie Antriebseinheit, Zahnräder) für den Drehantrieb der Träger über letzteren angeordnet sind, lagert sich auch bei einer Pulvererzeugung in der Reaktionskammer kein Pulver an den Antriebseinrichtungen ab, so daß die Antriebseinrichtungen ohne weiteres sauber gehalten werden können. Da die Zahnräder 32, die Halte stäbe 29 und die Manschetten 30, die mit der Speicher kammer 27 elektrisch verbunden sind, dasselbe Potential (Massepotential) wie die Speicherkammer 27 aufweisen, tritt in letzterer keine Entladung auf. Die mit Energie von der Stromquelle 38 beschickte Reaktionskammer 21 ist durch das an Masse liegende Bodenelement 23 und die Speicherkammer 27 sowie die kleinen Isolatoren 24, 26 isoliert. Der Energieverlust über die Isolatoren ist da her außerordentlich gering.

Wenn die zu erzeugenden dünnen Schichten oder Filme aus amorphem Si, SiC oder SiN bestehen, werden die Träger be vorzugt auf 150-300°C erwärmt; wenn die Schichten oder Filme aus TiC oder TiN erzeugt werden, werden die Träger vorzugsweise auf 300-650°C erwärmt. In der Reaktions kammer 21 kann daher eine nicht dargestellte Lampenheiz einrichtung zum Erwärmen der Träger vorgesehen sein. Wahl weise kann in die Reaktionskammer gasförmiges N₂ oder Ar zum Erwärmen der Träger mittels des Plasmas des Gases eingeleitet werden. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hochfrequenz-Stromquelle für die Plasmaerzeugung vorgesehen. Für denselben Zweck kann jedoch auch eine Gleichstromquelle benutzt werden. In diesem letzteren Fall ist der Anpaßkasten (matching box) nicht nötig. Beim be schriebenen Ausführungsbeispiel dienen die Elektroden 35, 36 zur Energieanlegung, wobei das Plasma zu den an Masse liegenden Trägern 33 erzeugt wird. Gegebenenfalls kann jedoch auf die Elektroden 35, 36 verzichtet werden, wobei statt dessen eine Glimmentladung zwischen der Reaktions kammer 21 und den Trägern 33 herbeigeführt wird. Außerdem können zahlreiche Träger in mehreren Reihen angeordnet werden.

Im folgenden ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Keramikbeschichtungsvorrichtung anhand von Fig. 5 be schrieben, in welcher den Teilen von Fig. 3 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen beschrieben sind. Bei dieser Filmerzeugungs- oder Beschichtungsvorrichtung liegt die Reaktionskammer 21 an Masse, während die Hoch frequenz-Stromquelle 28 über den Anpaßkasten 37 mit der Speicherkammer 27 verbunden ist. Demzufolge werden die Träger 33 mit Hochfrequenzenergie beaufschlagt, wobei ein Plasma zu den an Masse liegenden Elektroden 35, 36 er zeugt wird. Diese Anordnung ist deshalb möglich, weil die Reaktionskammer und die Speicherkammer elektrisch isoliert sind. Dabei wird Hochfrequenzenergie zur Änderung der Selbstvorspannung der Träger 33 an diese angelegt und damit ein Einfluß auf die Güte der Schichten oder Filme ge steuert. Die Filmerzeugungsvorrichtungen nach Fig. 3 und Fig. 5 können jeweils in Abhängigkeit von der Art des für die dünnen Schichten oder Filme benutzten Materials ge wählt werden.

In Fig. 6 ist noch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Filmerzeugungsvorrichtung dargestellt, welche denselben Aufbau wie die Vorrichtung nach Fig. 3 aufweist, nur mit dem Unterschied, daß eine Gleichstromquelle 39 an die Speicherkammer 27 angeschlossen ist. Die Gleichstrom quelle 39 ist somit zum Variieren der Selbst- oder Eigen vorspannung der Träger angeschlossen.

In den Fig. 7 und 8 ist noch ein anderes Ausführungsbei spiel einer Filmerzeugungsvorrichtung dargestellt. Dabei sind mehrere Träger auf einem Kreis angeordnet, um die Filmerzeugungsgeschwindigkeiten auf ihnen zu vergleich mäßigen. Eine Reaktionskammer 41 ist zylindrisch ausge bildet, wobei eine zylindrische Speicherkammer 42 auf ähnliche Weise wie vorher unter Zwischenfügung eines Isolators 43 auf der Reaktionskammer 41 montiert ist. Die Kammern 41 und 42 sind durch eine Trennplatte 44 von einander getrennt. Ein an eine nicht dargestellte Evakuier einrichtung angeschlossenes Bodenelement 45 ist unter Zwischenfügung eines Isolators 46 an der Unterseite der Reaktionskammer 41 montiert. Die Rohgaseinführung erfolgt über einen Einlaß 47 in die Reaktionskammer 41.

In der Reaktionskammer 41 sind eine säulenförmige Erdungs- oder Masseelektrode 50, mehrere Träger 33 und eine zylindrische Hochfrequenzelektrode 51 angeordnet. Die im Zentrum der Reaktionskammer 41 angeordnete Elektrode 50 ist an der Trennplatte 44 aufgehängt. Mehrere Träger 33 sind kreisförmig um die Elektrode 50 herum angeordnet und über Haltestäbe 52 an der Trennplatte 44 aufgehängt. Die Hochfrequenzelektrode 51 ist koaxial zur Masseelektrode 50 in die Reaktionskammer 41 eingebaut, um auf dasselbe Potential wie die Reaktionskammer 41 eingestellt zu wer den. Eine Hochfrequenz-Stromquelle 38 ist über einen An paßkasten 37 mit der Reaktionskammer 41 und der Elektrode 51 verbunden. Die Elektrode 51 ist mit zahlreichen Poren oder Perforationen versehen, um das über den Gaseinlaß 47 zugeführte Rohgas über die Poren oder Perforationen in die Reaktionskammer 41 einzulassen.

Innerhalb der Speicherkammer 42 sind an den Trägern 43 und an der Elektrode 50 jeweils Zahnräder 53 angeordnet. Wenn die Zahnräder 53 durch eine Antriebseinheit 54 in Drehung versetzt werden, drehen sich die Träger 33 und die Elektrode 50 um ihre eigenen Achsen. Die Speicher kammer 42 ist geerdet bzw. an Masse gelegt, wobei die Träger 33 und die Elektrode 50, die mit der Speicherkammer 42 elektrisch verbunden sind, ebenfalls an Masse liegen.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 7 und 8 werden auf den Trägern unter denselben Bedingungen wie bei der Vorrich tung nach Fig. 3 dünne Schichten oder Filme erzeugt. Die Träger 33 und die Elektrode 50 werden über die Zahnräder 53 durch die Antriebseinheit 54 um ihre eigenen Achsen in Drehung versetzt; der Reaktionsdruck wird auf 13,3- 1333 Pa (0,1-10 Torr) reguliert, wobei die Elektrode 51 mit Hochfrequenzenergie beaufschlagt wird. Infolge dessen wird in der Reaktionskammer ein Plasma erzeugt, durch welches auf den Oberflächen der Träger 33 dünne Schichten oder Filme ausgebildet werden.

Bei dieser Anordnung sind die Träger 33 unter jeweils gleichen geometrischen Bedingungen zwischen den Elek troden 50 und 51 angeordnet. Infolgedessen werden auf allen Trägern Schichten oder Filme mit gleichen Filmer zeugungsgeschwindigkeiten ausgebildet. Da die Träger um ihre eigenen Achsen in Drehung versetzt werden, werden die dünnen Schichten oder Filme auf den Trägeroberflächen gleichmäßig erzeugt.

Fig. 9 veranschaulicht im Schnitt ein weiteres Ausführungs beispiel einer Keramikbeschichtungs- oder Filmerzeugungs vorrichtung. Diese Vorrichtung besitzt im wesentlichen denselben Aufbau wie die Vorrichtung nach Fig. 7, nur mit dem Unterschied, daß die Reaktionskammer 41 an Masse liegt und die Speicherkammer 42 mit der Hochfrequenz- Stromquelle 38 verbunden ist. Mit dieser Anordnung kann die Selbst- oder Eigenvorspannung der Träger 33 variiert werden.

Fig. 10 veranschaulicht noch ein weiteres Ausführungsbei spiel einer Keramikbeschichtungs- bzw. Filmerzeugungsvor richtung, die im wesentlichen denselben Aufbau wie die Vorrichtung nach Fig. 7 besitzt, nur mit dem Unterschied, daß eine Gleichstromquelle 39 an die Speicherkammer 42 angeschlossen ist. Bei dieser Vorrichtung kann die Selbst- oder Eigenvorspannung variiert werden.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 10 kann auf die Erdungs- oder Masseelektrode 50 verzichtet werden. Aufgabe der Elektrode 50 ist die Begrenzung eines Entladungsraums; die Erdungselektrode ist jedoch nicht in jedem Fall nötig. Anstelle der Erdungselektrode können zahlreiche Träger kreisförmig angeordnet werden. Mit anderen Worten: die Träger können auf mehreren konzentrischen Umkreisen ange ordnet sein.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Keramikbeschichtungs- bzw. Filmerzeugungsvorrichtungen sind Einrichtungen zum Aufhängen mehrerer Träger und Ein richtungen für den Antrieb der Träger in der Speicherkammer angeordnet. Selbst wenn dabei in der Reaktionskammer Pulver erzeugt wird, lagert sich dieses Pulver nicht an den An triebseinrichtungen ab, vielmehr können dabei zuverlässig dünne Schichten oder Filme hoher Güte ohne Fehler, wie Feinlöcher, erzeugt werden. Eine Ablagerung von Neben produkten an den Antriebseinrichtungen ist dabei unter drückt, und da sich das Nebenprodukt am Boden der Reak tionskammer ablagert, läßt sich die Vorrichtung einfach reinigen. Die Filmerzeugungsgeschwindigkeiten auf den einzelnen Trägern sind vergleichmäßigt, so daß durch An ordnung der Träger längs des Umkreises in der Reaktions kammer weiter vergleichmäßigte dünne Schichten oder Filme erzeugt werden können.

Da die Speicherkammer und die Reaktionskammer elektrisch isoliert sind, befinden sich die Aufhängungs- und An triebseinrichtungen in der Speicherkammer auf demselben Potential. Mit anderen Worten: Bauelemente unterschied lichen Potentials befinden sich nur in der Reaktions kammer. Infolgedessen kann an allen Stellen, außer in der Reaktionskammer, eine Entladung verhindert werden. Da ein Plasma in einer elektrisch erdfreien (floating) Reak tionskammer erzeugt wird, ist der Hochfrequenzenergiever lust aus der Reaktionskammer zur Außenseite hin gering. Der Isolator für die elektrische Isolierung zwischen Reaktionskammer und Speicherkammer kann eine verkleinerte Fläche aufweisen. Der Energie- oder Leistungsverlust durch den Isolator hindurch ist infolgedessen gering. Die angelegte Hochfrequenzenergie kann infolgedessen wirk sam genutzt werden. Da auf mehreren Trägern gleichzeitig dünne Schichten oder Filme ausgebildet werden können, ist eine hohe Produktionsleistung sichergestellt. Außerdem lassen sich die Antriebseinrichtungen unter Vereinfachung der Wartung leicht reinigen.

Im folgenden ist anhand von Fig. 11 eine Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche des Hülsenelements 4 mit Keramikmaterial beschrieben. Eine Nebenkammer 63 ist so auf einer zylindrischen Reaktionskammer 62 angeordnet, daß sie mit letzterer kommuniziert. Eine unter Zwischen fügung eines Isolators 67 an der Unterseite der Reaktions kammer (oder des Reaktionsgefäßes) 62 montierte Absaug öffnung 65 ist an eine nicht dargestellte Vakuumpumpe an geschlossen. Die Reaktionskammer 62 wird durch die Vakuum pumpe über die Absaugöffnung 65 evakuiert. An der Neben kammer 63 ist ein Gaseinlaß 64 zum Einführen von Rohgas in Nebenkammer 63 und Reaktionskammer (oder -gefäß) 62 vorgesehen.

Eine flache plattenförmige Elektrode 66 ist unter Zwi schenfügung eines Isolators 68 so an der Oberseite der Nebenkammer 63 montiert, daß sie letztere dicht ver schließt. Im Zentrum der an Masse liegenden Elektrode 66 ist eine stabförmige Elektrode 69 aufgehängt, die über die Elektrode 66 bzw. an Masse gelegt ist und sich längs des Zentrums der Reaktionskammer 62 bis zu deren unterem Ende erstreckt. Eine Hochfrequenz-Stromquelle 71 ist über einen Anpaßkasten 70 an die Reaktionskammer 62 angeschlossen.

Bei der beschriebenen Filmerzeugungsvorrichtung sind mehrere Hülsenelemente 61 (beim dargestellten Ausführungs beispiel zwei Hülsenelemente) so in der Reaktionskammer 62 angeordnet, daß ihre Achsen mit der Achse der Reak tionskammer 62 übereinstimmen und die Elektrode 69 im axialen Zentrum der Reaktionskammer 62 liegt. Über den Gaseinlaß 64 wird Rohgas in die Reaktionskammer (bzw. das -gefäß) 62 eingeführt, während die Reaktionskammer 62 über die Absaugöffnung 65 evakuiert wird, um die Rohgas atmosphäre innerhalb der Reaktionskammer 62 auf einem vorbestimmten Druck zu halten. Wenn sodann Hochfrequenz energie von der Hochfrequenz-Stromquelle 71 her an die Reaktionskammer 62 und das Hülsenelement 61 angelegt wird, wird zwischen letzterem und der an Masse liegenden Elektrode 69 ein Plasma erzeugt, durch welches die Innen umfangsfläche des Hülsenelements 61 mit Keramikmaterial, das hauptsächlich die Bestandteile des Rohgases enthält, bedeckt oder beschichtet wird.

Fig. 12 veranschaulicht noch ein weiteres Ausführungs beispiel einer Filmerzeugungsvorrichtung. Bei dieser Vor richtung liegt die (das) Reaktionskammer oder -gefäß 62 an Masse, während Elektroden 66, 69 über einen Anpaßkasten 70 an eine Hochfrequenz-Stromquelle 71 angeschlossen sind. Der Aufbau dieser Vorrichtung kann im Vergleich zur Vor richtung gemäß Fig. 11 vereinfacht sein, wobei die in das Hülsenelement 61 eingeführte Elektrode 69 als Target elektrode zum Beschichten des Hülsenelements 61 mit Keramikmaterial durch Zerstäubung benutzt wird. Beispiels weise wird das Hülsenelement 61 an seiner Innenfläche durch Zerstäubung mit SiN beschichtet, wenn eine stab förmige Si-Elektrode 69 verwendet und ein Mischgas aus Ar und N₂ in die Reaktionskammer 62 eingeleitet wird. Bei Verwendung einer stabförmigen Ti-Elektrode 69 wird dagegen das Hülsenelement mit TiN beschichtet.

Anstelle der Hochfrequenz-Stromquelle kann eine Gleich stromquelle vorgesehen werden. Wenn mehrere Hülsenelemente 61 in der Reaktionskammer 62 angeordnet werden, werden mehrere Hülsenelemente gleichzeitig mit Schichten bzw. Filmen beschichtet.

Repräsentative Beispiele für die Keramik-Filmerzeugungs bedingungen und die Dicke des jeweils erzeugten Keramik films sind nachstehend angegeben.

(a) SiN
SiH₄-Gasströmungsmenge: 100 Sccm (Standard cm³)
N₂-Gasströmungsmenge: 300 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 30 min
Dicke: etwa 3 µm
(b) SiCN
SiH₄-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
N₂-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
CH₃-Gasströmungsmenge: 30 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 40 min
Dicke: etwa 3 µm
(c) SiC
SiH₄-Gasströmungsmenge:10 Sccm
CH₃-Gasströmungsmenge: 30 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 40 min
Dicke: etwa 3 µm
(d) SiO
SiH₄-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
O₂-Gasströmungsmenge: 30 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 40 min
Dicke: etwa 3 µm
(e) TiN
TiCl₄-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
N₂-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
H₂-Gasströmungsmenge: 200 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 1 kW
Filmbildungszeit: 60 min
Dicke: etwa 3 µm
(f) TiC
TiCl₄-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
CH₄-Gasströmungsmenge: 30 Sccm
H₂-Gasströmungsmenge: 200 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 1 kW
Filmbildungszeit: 60 min
Dicke: etwa 3 µm
(g) TiCN
TiCl₄-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
CH₄-Gasströmungsmenge: 20 Sccm
N₂-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
H₂-Gasströmungsmenge: 200 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 1 kW
Filmbildungszeit: 60 min
Dicke: etwa 3 µm
(h) BN
B₂H₆-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
N₂-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 30 min
Dicke: etwa 3 µm
(i) BC
B₂H₆-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
CH₄-Gasströmungsmenge: 30 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 30 min
Dicke: etwa 3 µm
(j) BCN
B₂H₆-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
CH₄-Gasströmungsmenge: 20 Sccm
N₂-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 500 W
Filmbildungszeit: 30 min
Dicke: etwa 3 µm
(k) Al₂O₂
Al(CH₃)₃-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
H₂-Gasströmungsmenge: 100 Sccm
O₂-Gasströmungsmenge: 30 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 800 W
Filmbildungszeit: 60 min
Dicke: etwa 3 µm
(l) WC
WF₆-Gasströmungsmenge: 10 Sccm
H₂-Gasströmungsmenge: 100 Sccm
CH₄-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
Reaktionsdruck: 133,3 Pa (1,0 Torr)
Hochfrequenzleistung: 1 kW
Filmbildungszeit: 60 min
Dicke: etwa 3 µm
(m) Diamant
CH₄-Gasströmungsmenge: 50 Sccm
Reaktionsdruck: 1333 Pa (10 Torr)
Hochfrequenzleistung: 1 kW
Filmbildungszeit: 60 min
Dicke: etwa 3 µm

Wenn das durch Beschichten der Oberfläche der feststehen den Achse aus nichtrostendem Stahl (Sorte SUS 416) erhal tene Dynamikdruck-Luftlager unter den oben angegebenen Bedingungen für einen Laserstrahlabtaster eingesetzt wird, zeigt seine Haltbarkeit keine Verschlechterung im Ver gleich zu einem für die Erzielung einer äquivalenten Haltbarkeit aus einer Carbidlegierung geformten Dynamik druck-Luftlager. Die Bearbeitungskosten für das er findungsgemäße Dynamikdruck-Luftlager betragen ¹/₁₀ oder weniger der entsprechenden Kosten für ein Dynamikdruck- Luftlager aus der Carbidlegierung, so daß sich das er findungsgemäße Lager als kostensparend und für Massen fertigung geeignet erweist.

Claims

1. Dynamikdruck-Luftlager, umfassend ein Hülsenelement (4) und ein koaxial in letzterem angeordnetes Wellen- oder Achselement (2), bei welchem bei der Drehung von Hülsen element (4) oder Wellen- bzw. Achselement (2) in einen zwischen beiden Elementen festgelegten Zwischenraum Luft eingeführt oder eingesaugt wird und ein dynamischer Druck oder Staudruck der eingeführten Luft auf die Innenfläche des Hülsenelements (4) und die Außenfläche des Wellen- oder Achselements (2) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenfläche des Hülsenelements (4) und/oder die Außen(ober)fläche des Wellen- bzw. Achselements (2) mit (einem) Keramikma terial(ien) beschichtet oder überzogen ist.

2. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das zumindest die Innenfläche des Hülsenelements (4) und/oder die Außenfläche des Wellen- bzw. Achselements (2) überziehende Keramikmaterial mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe aus Si, Ti, B, Al und W, und mindestens ein Element, aus gewählt aus der Gruppe aus O, N und C, umfaßt.

3. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das zumindest die Innenfläche des Hülsenelements (4) und/oder die Außenfläche des Wellen- bzw. Achselements (2) überziehende Keramikmaterial mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe aus SiN, SiCN, SiC, SiO, TiN, TiC, TiCN, BN, BC, BCN, Al₂O₃, WC und Diamant, umfaßt.

4. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Keramikmaterial mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens gebildet worden ist.

5. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Werkstoff des Hülsenelements (4) und des Wellen- oder Achselements (2) aus nicht rostendem ("rostfreiem") Stahl, Gußeisen bzw. Grauguß, Automatenstahl oder Sintermaterial besteht.

6. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Achselement (2) feststehend bzw. drehfest und das Hülsenelement (4) drehbar ist.

7. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Hülsenelement (4) feststehend bzw. drehfest und das Wellenelement (2) drehbar ist.

8. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Polygonalspiegel koaxial am Hülsenelement (4) montiert ist und ein auf den Poly gonalspiegel geworfener Lichtstrahl bei der Drehung des Polygonalspiegels mit der Drehung des Hülsenele ments (4) reflektiert und mit einer Abtastbewegung ge führt (scanned) wird.

9. Dynamikdruck-Luftlager, umfassend ein Hülsenelement (4) und ein koaxial in letzterem angeordnetes Wellen- oder Achselement (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Wellen- oder Achselement (2) an seiner Außen(ober) fläche einen Dynamikdruckabschnitt mit einer Anzahl von gegenüber der Axialrichtung des Wellen- oder Achs elements (2) schräg verlaufend ausgebildeten Nuten (12) aufweist, das Hülsenelement (4) in dem dem Dynamik druckabschnitt gegenüberliegenden Bereich einen Hülsen teil aufweist, wobei bei der Drehung von Wellen- bzw. Achselement (2) oder Hülsenelement (4) durch einen zwischen dem Dynamikdruckabschnitt und dem Hülsenteil festgelegten Zwischenraum über die Nuten Luft einge führt oder eingesaugt wird und ein dynamischer Druck oder Staudruck der strömenden Luft auf die Oberfläche des Dynamikdruckabschnitts und die Innenfläche des Hülsenteils einwirkt, der Dynamikdruckabschnitt eine größere Länge als der Hülsenteil aufweist und zumindest die Innenfläche des Hülsenelements (4) und/oder die Oberfläche des Wellen- bzw. Achselements (2) mit (einem) Keramikmaterial(ien) beschichtet oder überzogen ist.

10. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Dynamik druckabschnitt und dem Hülsenteil 2-10 µm weit ist.

11. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das die Innenfläche des Hülsenele ments (4) und/oder die Oberfläche des Wellen- oder Achselements (2) überziehende Keramikmaterial mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe aus Si, Ti, B, Al und W, und mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe aus O, N und C, umfaßt.

12. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das die Innenfläche des Hülsenele ments (4) und/oder die Oberfläche des Wellen- oder Achselements (2) überziehende Keramikmaterial mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe aus SiN, SiCN, SiC, SiO, TiN, TiC, TiCN, BN, BCN, Al₂O₃, WC und Diamant, umfaßt.

13. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Keramikmaterial mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens gebildet worden ist.

14. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Werkstoff des Hülsenelements (4) und des Wellen- oder Achselements (2) aus nichtrosten dem ("rostfreiem") Stahl, Gußeisen bzw. Grauguß, Automatenstahl oder Sintermaterial besteht.

15. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Achselement (2) feststehend bzw. drehfest und das Hülsenelement (4) drehbar ist.

16. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß das Hülsenelement (4) feststehend bzw. drehfest und das Wellenelement (2) drehbar ist.

17. Dynamikdruck-Luftlager nach Anspruch 15, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Polygonalspiegel koaxial am Hülsenelement (4) montiert ist und ein auf den Poly gonalspiegel geworfener Lichtstrahl bei der Drehung des Polygonalspiegels mit der Drehung des Hülsen elements (4) reflektiert und mit einer Abtastbewegung geführt (scanned) wird.

18. Dynamikdruck-Luftlager, gekennzeichnet durch
ein Wellen- oder Achselement (2),
ein das Wellen- oder Achselement (2) mit einem Spalt oder Zwischenraum zwischen der Umfangsfläche des Wellen- oder Achselements (2) und der Innenfläche des Hülsenelements (4) koaxial überlappendes Hülsen element (4), wobei ein Drehlager des Dynamik- oder Staudrucktyps gebildet wird, welches das Hülsenele ment (4) durch Einströmenlassen von Luft in den Spalt oder Zwischenraum für eine Drehung lagert, und
ein mindestens die Umfangsfläche des Wellen- oder Achselements (2) und/oder die Innenfläche des Hülsen elements (4) überziehendes Keramikmaterial.

19. Dynamikdruck-Luftlager, gekennzeichnet durch
ein Wellen- oder Achselement (2), das in der Umfangs fläche seiner oberen und unteren Abschnitte schräg verlaufende Nuten aufweist,
ein das Wellen- oder Achselement (2) mit einem Spalt oder Zwischenraum zwischen den Umfangsflächen von oberem und unterem Abschnitt des Wellen- oder Achs elements (2) und der Innenfläche des Hülsenelements (4) koaxial überlappendes Hülsenelement (4), wobei Drehlager des Dynamik- oder Staudrucktyps gebildet werden, welche das Hülsenelement (4) durch Einströmen lassen von Luft in den Spalt oder Zwischenraum für eine Drehung lagern, und wobei oberer und unterer Ab schnitt des Wellen- oder Achselements (2) jeweils eine größere axiale Länge als diejenige der die Dreh lager bildenden Innenfläche aufweisen, und
ein mindestens die Umfangsfläche des Wellen- oder Achselements (2) und/oder die Innenfläche des Hülsen elements (4) überziehendes Keramikmaterial.