NL1012170C2

NL1012170C2 - Met olie ge´mpregneerde, gesinterde lager van het hydrodynamische type.

Info

Publication number: NL1012170C2
Application number: NL1012170A
Authority: NL
Inventors: Natsuhiko Mori; Katsumi Nagano; Yoshihiko Oeda
Original assignee: Ntn Toyo Bearing Co Ltd
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2001-03-20
Also published as: US20110057527A1; NL1012170A1; US8132965B2

Description

Korte aanduiding: Met olie geïmpregneerde, gesinterde lager van het hydrodynamische type.

Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische 5 type waarbij het poreuze lagerlichaam van gesinterd metaal is geïmpregneerd met smeerolie of smeervet als smeermiddel om een zelfsmerende functie te bezitten, en het hydrodynamische drukeffect van hydrodynamische druk-opwekkende groeven in de lageroppervlakken daarvan een 10 smeerfilm vormt in de speling van het lager, zodat de smeerfilm zonder contact te maken de glijoppervlakken van een roterende as ondersteunt. Het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager van het hydrodynamische type volgens de onderhavige uitvinding wordt doelmatig toege-15 past bij spilmotors voor een informatie-inrichting. Bijzonder doelmatige toepassingen daarvan zijn die welke zijn vereist voor hoge rotatienauwkeurigheden bij hogere snelheden, zoals een veelhoeksaftastmotor in een laserprinter (LBP) en een spilmotor voor een harde-schijfaan-20 drijving (HDD), en die welke bij hogere snelheden worden aangedreven onder een toestand waarbij de belasting van schijven een onevenwichtige belasting vormt, zoals een spilmotor voor optische schijfinrichtingen zoals DVD-ROM' s en DVD-RAM's en voor magneto-optische schijfin-25 richtingen zoals MO's.

Informatie-inrichtingen worden in het algemeen verdeeld in twee typen: hoofdgeheugens voor gegevensverwerking en opslag, en nevengeheugens voor alleen opslag. Opslagcomponenten daarvan worden gegroepeerd in die 30 onder toepassing van schijven of linten, en die welke alleen bestaan uit elektronische delen. Momenteel worden schijven en linten in verband met kosten op ruime schaal toegepast. De nevengeheugens die gebruikmaken van schijven en linten omvatten magnetische schijfaandrijvingen 35 (HDD, FDD), optische schijfaandrijvingen (CD, DVD), mag-neto-optische schijfaandrijvingen (MO, ODD), en digitale audiolintrecorders (DAT). Informatie-inrichtingen omvat- 1012170 2 ten voorts laserprinters (LBP), digitale faxen en digitale PPC's.

Dergelijke spilmotors van kleine afmetingen voor informatie-inrichtingen, zoals hierboven omschreven, 5 zijn vereist voor verder verbeterd rotatiegedrag, verminderde ruis, en lagere kosten. Voor die middelen zijn onderzoekingen gedaan naar de vervanging van rollagers voor de assen met met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers. Omdat echter een gebruikelijk, met olie geïm-10 pregneerd, gesinterd lager een soort cilindrisch lager is, komt onstabiele vibratie gemakkelijk voor in de as daarvan bij kleine excentriciteiten. Dit leidt tot het nadeel van het gemakkelijk optreden van een zogenoemde werveling, waarbij de as met een snelheid van 1/2 van de 15 rotatiesnelheid afwijkt. (Het optreden van onstabiele vibraties zoals een werveling verslechtert de rotatie-nauwkeurigheid). Benaderingen daarvoor zijn eerder gedaan waarbij hydrodynamisch druk-opwekkende groeven van het visgraattype, spiraaltype, en dergelijke zijn aange-20 bracht in de oppervlakken van het lager zodat het hydro-dynamische drukeffect van de hydrodynamische druk-opwek-kende groeven, gevormd met de rotatie van de as, de functies van het lager verbetert, zoals radiale stijfheid voor het onderdrukken van het weglopen van de as, 25 veroorzaakt door de onstabiele trillingen (met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type).

Een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type wordt gekenmerkt doordat de olie 30 die wordt vastgehouden in poriën in het lagerlichaam een smerende film vormt in de speling van het lager door het effect (het olie-onttrekkende effect) van de hydrodynamische druk producerende groeven tijdens circulatie tussen het lagerlichaam en de speling van het lager, 35 zodat de smerende film continu een roterende as ondersteunt zonder contact te maken. Om een dergelijke stabiele lagerwerking te ontwikkelen zijn een juiste circulatie van de olie en gewaarborgde vorming van de smerende film, vereist voor het ondersteunen van de as, ver-40 eist. Een van de essentiële factoren daarvoor is de 1012170 3 keuze van een smeermiddel dat wordt geïmpregneerd in het lagerlichaam.

Een gewoon cilindrisch lager (met olie geïmpregneerd, gesinterd lager dat geen hydrodynamische druk-5 opwekkende groef bezit in de lageroppervlakken daarvan) maakt bijvoorbeeld gebruik van smeerolie van poly-a-alkeen dat is gemengd met verschillende soorten toevoegsels, zoals vermeld in de Japanse ter-inzage-gelegde octrooipublicatie nr. Hei 7-53984. De smeerolie bezit 10 uitstekende eigenschappen voor smeeroliën die bestemd zijn voor met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers. De eigenschappen omvatten geringe vorming van slib tijdens gebruik, een ruim beschikbaar temperatuurstraject, uitstekend smerend vermogen, grote gelijkvormigheid bij 15 lagere torsies, en goede duurzaamheid. Men heeft echter gevonden dat het toepassen van deze olie als impregne-ringsolie voor een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type soms een geringe werveling vormt. Momenteel is er nog geen duidelijke 20 verklaring voor gegeven; het schijnt echter verband te houden met de neiging van het poly-a-alkeen om belletjes te vormen in olie bij toepassing als impregneringsolie, en het bijzondere olie-onttrekkende effect van met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynami-25 sche type.

Het optreden van een werveling wordt in het bijzonder kritisch in gevallen van veelhoeksaftastmotors in laserprinters (LBP), waarbij de motors worden aangedreven met hoge snelheden van enkele tienduizenden rota-30 ties, en in toepassingen die vereist zijn voor niet herhaalbaar uitlopen (NRRO), zoals een aandrijfmotor voor een harde schijf (HDD), een aandrijfmotor voor een floppy met hoge capaciteit (Zip, HiFD) , en een optische schijfmotor (DVD-RAM); en het remt op fatale wijze het 35 in stand houden van nauwkeurigheden zoals vereiste golf-storing (golfstoring betekent onstabiele fluctuaties in pulsamplitudes en parameters op een tijdsas van een gepulseerde volgorde van gereflecteerd licht dat komt van een veelvlaksspiegel, of de waarde van de fluctuatie), 40 NRRO, en oppervlakte-uitloop. Omdat het vereist is voor 1012170 4 lagere torsies alsmede hogere rotaties, maken spilmotors van dit' type gebruik van impregneringsolie met lage viscositeit. Poly-a-alkeen bezit echter een hoge verdamping, en zelfs hogere bij lagere viscositeiten; daarom 5 wordt de behoefte aan een grote duurzaamheid niet altijd bevredigd bij hogere snelheden en in atmosferen met een hoge temperatuur.

Hoewel daarnaast de met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het onderhavige hydrodynamische type 10 een groot effect bezitten voor het onderdrukken van uitloop, bezitten zij eveneens het verschijnsel van het verlagen van het hydrodynamische drukeffect (drukverval) door het weglopen van de olie uit de speling van het lager naar de binnenzijde van het lagerlichaam door 15 oppervlaktegaten in de oppervlakken van het lager, die aanleiding geven tot een probleem doordat het verwachte hydrodynamische drukeffect moeilijk is te verkrijgen. Als middel voor het oplossen van het probleem van het drukverval is gewoonlijk een constructie bekend waarbij 20 een oppervlakte-opvulproces wordt toegepast op de hydrodynamische druk-opwekkende groeven in de lageroppervlak-ken om de vormingsgebieden van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven af te dichten (Japanse ter-inzage-gelegde octrooipublicatie nr. Sho 63-19627).

25 De constructie met de afgesloten vormingsgebieden van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven leidt echter tot de volgende problemen: 1. Omdat de vormingsgebieden van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven volledig zijn afgedicht, wordt 30 de oliecirculatie, wat het grootste kenmerk is van de met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers, in de gebieden geremd. Eenmaal afgescheiden in de speling van het lager wordt de olie derhalve gedreven naar axiale centrale delen op de lageroppervlakken door de werking van 35 de hydrodynamische druk-opwekkende groeven, en in de speling van het lager achtergelaten. In de speling van het lager heerst een grote afschuifwerking; de achtergelaten olie wordt derhalve daar gemakkelijk gedenatureerd door afschuifkrachten en wrijvingswarmte, en versneld in 4 0 de mate van afbraak door oxidatie door toename van de 1012170 5 temperatuur. Dit bekort derhalve de levensduur van het lager.

2. De voorgestelde middelen voor het opvullen van het oppervlak omvatten bekleding en dergelijke. Bekledings-5 films in de bekleding moeten echter dunner zijn dan de diepte van de groeven, en het is bijzonder moeilijk om dergelijke dunne bekledingsfilms van verschillende micrometers aan te brengen op alleen de vormingsoppervlak-ken van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven.

10 Daarnaast beschrijven de Japanse ter-inzage-gelegde octrooipublicaties nr. Sho 63-195 416 en nr. Hei 7-42 740 technieken voor het impregneren van een gesinterd voorwerp met smeervet (met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers); deze technieken zijn echter bedoeld 15 voor cilindrische lagers die geen hydrodynamische druk-opwekkende groef bezitten in de lageroppervlakken; en zulke kleine radiale stijfheden bieden in een gebied van kleine excentriciteiten dat de onstabiele trillingen zoals een werveling niet doelmatig kunnen worden onder-20 drukt.

Samenvatting van de uitvinding

In verband met het voorgaande is een oogmerk van de onderhavige uitvinding het doelmatig aanpassen van het smeermiddel dat wordt geïmpregneerd in met olie geïm-25 pregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type om het mogelijk te maken dat de met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type hun intrinsieke stabiele lagerfuncties kunnen uitoefenen, en het optreden van onstabiele vibraties zoals een 30 werveling te voorkomen, wat het grootste probleem is, in het bijzonder in spilmotors van dit type, en de levensduur van de lagers te vergroten.

Een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding is het waarborgen van de juiste oliecirculatie tussen de 35 binnenzijde van het lagerlichaam en de speling van het lager en het probleem van het drukverval in de speling van het lager op te lossen, in lagers van dit type, om de lagerfuncties verder te verbeteren, in het bijzonder de stijfheid van het lager (de belastingscapaciteit van 40 het lager) en de levensduur van het lager.

1012170 6

Om de voorgaande oogmerken te bereiken verschaft de onderhavige uitvinding een constructie die omvat: een poreus lagerlichaam van gesinterd metaal dat een lager-oppervlak tegenover een glijoppervlak van een roterende 5 as die moet worden ondersteund via een speling van het lager, omvat en hydrodynamische druk-opwekkende groeven die schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting, aangebracht in het lageroppervlak; en smeerolie of smeervet dat is geïmpregneerd in de poriën in het lager-10 lichaam. In de constructie is de smeerolie of de basisolie van het smeervet een smeerolie die wordt gekozen uit (a) mengsels van poly-a-alkeen of een gehydrogeneer-de verbinding daarvan en ester en (b) ester.

Fig. 3 toont de stroming van olie in een axiale 15 doorsnede bij het ondersteunen van een roterende as 4 met een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager 2 van het hydrodynamische type volgens de onderhavige uitvinding dat lageroppervlakken 2b die gevormde hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2 bezitten, omvat. Met de 20 rotatie van de roterende as 4 wordt de in poriën vastgehouden olie (in deze beschrijving betekent het woord "porie" een gat dat een poreus voorwerp als zijn textuur bezit) in het lagerlichaam 2a afgescheiden uit beide axiale zijden van de lageroppervlakken 2b (en de omge-25 ving van afgeschuinde delen) in de speling van het lager, en wordt daarna ge-trokken naar axiale centrale delen in de speling van het lager door hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c. De olie die ligt in de speling van het lager bezit een hogere druk door het olie-30 onttrekkende effect (hydrodynamische drukeffect) van de groeven 2c onder vorming van een smeermiddelfilm. Door middel van de in de speling van het lager gevormde smeermiddelfilm wordt de roterende as 4 zonder contact te maken ondersteund tegen de lageroppervlakken 2b zon-35 der onstabiele vibraties te vormen zoals een werveling. Door een met de rotatie van de roterende as 4 gevormde druk wordt de olie die is afgescheiden in de speling van het lager teruggedreven in het lagerlichaam 2a via de oppervlaktegaten (in deze beschrijving betekent het 4 0 woord "oppervlaktegat" een naar buiten openende porie in 1012170 7 het oppervlak van de textuur van het poreuze voorwerp) in de lageroppervlakken 2b, circuleert door de binnenzijde van het lagerlichaam 2a, en wordt opnieuw afgescheiden uit het lageroppervlak 2b (en de omgeving van 5 de afgeschuinde delen) in de speling van het lager. Opgemerkt wordt dat het woord "olie" hier de smeerolie betekent die is geïmpregneerd in het lagerlichaam 2a, of de basisolie (smeerolie) van smeervet dat is geïmpregneerd in het lagerlichaam 2a. In het laatste geval cir-10 culeert de basisolie tussen het lagerlichaam 2a en de speling van het lager met een kleine hoeveelheid verdik-kingscomponent.

Als smeerolie of de basisolie van het smeervet dat wordt geïmpregneerd in een met olie geïmpregneerd, ge-15 sinterd lager van het hydrodynamische type, kan synthetische smeerolie van poly-a-alkeen of gehydrogeneerde verbinding daarvan gemengd met ester (de samenstelling in het hierboven genoemde (a) ) worden toegepast om de stabiele lage functies van het met olie geïmpregneerde, 20 gesinterde lager van het hydrodynamische type zoals hierboven beschreven over een lange periode in stand te houden. Dit lijkt zo omdat het mengen van ester de vorming van belletjes in poly-a-alkeen onderdrukt, of direct de gevormde belletjes verwijdert.

25 De mengverhouding van ester tot poly-a-alkeen of de gehydrogeneerde verbinding daarvan is bij voorkeur gelijk aan of groter dan 5 gew.%. Bij mengverhoudingen van ester lager dan 5% kunnen onstabiele vibraties zoals een werveling niet volledig worden vermeden. De mengverhou-30 ding van ester bezit daarentegen geen bovengrens, en kan worden verhoogd tot 100 gew.% (de samenstelling in het hierboven genoemde (b)).

Poly-a-alkeen (hierna afgekort als "PAO") dat wordt toegepast in de onderhavige uitvinding bezit een gemid-35 deld molecuulgewicht van 200 tot 1600, bij voorkeur van 400 tot 800, en wordt doelmatig verkregen uit deceen-1, isobuteen, of dergelijke gepolymeriseerd met een Lewis-zuurcomplex, een aluminiumoxidekatalysator, of dergelijke. De PAO gehydrogeneerde verbinding (hierna aangeduid 40 als "PAOH") wordt verkregen door PAO te hydrogeneren 1012170 8 onder toepassing van een hydrogeneringskatalysator. PAO of PAOH" kunnen worden toegepast als component van de smeerolie of de basisolie van smeervet om warmteweer-stand te verbeteren en om de productie van slib in de 5 olie extreem te onderdrukken.

In de onderhavige uitvinding toe te passen esters kunnen mono-esters (ester van éénwaardige alcohol en éénwaardig vetzuur), diësters (ester van éénwaardige alcohol en tweewaardig vetzuur), polyolesters (zoals 10 esters van neopentyl-achtige alcohol en éénwaardig vetzuur) , en complexe esters (oligomere ester verkregen door polyolester toe te voegen als materiaal met meerwaardig vetzuur en het polyol te verknopen) . Van hen verdient polyolester de voorkeur omdat het een betere 15 verenigbaarheid bezit, en uitstekende verdampingseigen-schap bezit bij lagere viscositeiten. De ester kan worden gemengd met PAO (of PAOH) of kan onafhankelijk worden toegepast om de nadelen van polyalkenen in oplosbaarheid te ondervangen, en om hun verdampingseigenschap 20 en smerend vermogen te verbeteren. Daarnaast werkt de ester als een soort afschuringswerend middel.

De in de onderhavige uitvinding toe te passen smeerolie of smeervet is bij voorkeur gemengd met fos-forzuurester, zoals weergegeven in de hierna vermelde 25 algemene formule (2) . De fosforzuuresters omvatten bijvoorbeeld triesterfosfaten zoals trioctylfosfaat en tricresylfosfaat, zure fosforzuuresters zoals mono-octylfosfaatester en dioctylfosfaatester, en aminezouten van alkylfosfaatester (partiële aminezouten). Van hen 30 verdient triesterfosfaat de voorkeur. De fosforzuuresters kunnen worden toegepast om het filmvormende vermogen van olie te vergroten. In dit verband worden in de hierna te noemen algemene formule (2) , R.^ tot R3 gekozen uit: waterstofatoom; alkylgroep, alkyleengroep, of al- 35 koxy-gesubstitueerde alkyleengroep met 1-12 koolstofato-men; en arylgroep of alkyl-gesubstitueerde arylgroep met 6-12 koolstofatomen. Deze kunnen gelijk of verschillend van elkaar zijn. Ten minste één daarvan moet een groep zijn die anders is dan waterstofatoom.

40 [Algemene formule (2)]: 1012170 9 ΐ1 Ο

2 I

5 R - Ο - Ρ = Ο ! Ο R3 10

De mengverhouding van fosforzuurester tot de smeerolie of de basisolie bedraagt van 0,1 tot 10 gew.%, en bij voorkeur van 0,5 tot 3 gew.% Mengverhoudingen van fosforzuurester lager dan 0,1 gew.% kunnen niet de af-15 schuringsweerstand verbeteren terwijl toepassingen van meer dan 10 gew.% niet de af schuringsweerstand veel verder verbeteren.

De in de onderhavige uitvinding toe te passen smeerolie of het smeervet kunnen worden gemengd met 20 ethyleen/o!-alkeencopolymeer, gehydrogeneerde verbinding daarvan, of polymethacrylaat of polybuteen (polyisobu-teen)-toevoegsels als viscositeitsindex-verbeterend middel of een vetstructuurstabilisator. Ethyleen/a-al-keencopolymeer wordt bijvoorbeeld verkregen door ethy-25 leen en 1-deceen, isobuteen, en dergelijke te polymeri-seren onder toepassing van een katalysator zoals een Lewis-zuur. De gehydrogeneerde verbinding daarvan wordt verkregen door ethyleen/a-alkeencopolymeer te hydrogene-ren onder toepassing van een hydrogeneringskatalysator. 30 Deze producten bezitten een aantal gemiddeld molecuulge-wicht van ongeveer 200 tot 4000. Die van 1450 in aantal gemiddeld molecuulgewicht verdienen de voorkeur. De polymethacrylaattoevoegsels bezitten in het algemeen een aantal gemiddeld molecuulgewicht van 20.000 tot 35 1.500.000, en bij voorkeur van 20.000 tot 50.000 in verband met de afschuivingsstabiliteit. De polybuteen-toevoegsels bezitten bij voorkeur een aantal gemiddeld molecuulgewicht van ongeveer 5000 tot 300.000. Deze toevoegsels worden beter gemengd in de smeerolie of het 40 smeervet bij mengverhoudingen van 1 tot 30 gew.%, en bij voorkeur van 1 tot 5 gew.%. Deze toevoegsels die werken als een viscositeitsindex-verbeterend middel of een vetstructuurstabilisator kunnen worden gemengd om de T012170 10 smeerolie of het smeervet te verbeteren in temperatuurs-karakteristieken en om een afname in viscositeit van de smeermiddelfilm in de speling van het lager te voorkomen, zodat het uitlopen van de as en dergelijke doelma-5 tig worden voorkomen.

Een in de onderhavige uitvinding toe te passen verdikkingsmiddel van het smeervet moet worden gedisper-geerd in de basisolie om micelstructuren te vormen om een half-vaste toestand te worden. Zepen zoals natrium-10 zeep, lithiumzeep, calciumzeep, calciumcomplexzeep, aluminiumcomplexzeep, en lithiumcomplexzeep, wassen zoals penton, silica-aërogel, natriumtereftalamaat, ureum, polytetrafluoretheen, en polyetheenpoeder, en niet-zepen zoals boriumnitride kunnen als verdikkings-15 middel worden toegepast. Van hen verdient ureum in het bijzonder de voorkeur vanwege de uitstekende afschei -dingsweerstand bij hogere temperaturen onder hogere centrifugale krachten. Verdikkingsmiddelen van diureum en dergelijke zijn in het bijzonder doelmatig.

2 0 Daarnaast kan de smeerolie of het smeervet dat wordt toegepast in de onderhavige uitvinding worden gemengd met metaaldeactivators. Benzotriazool en de derivaten daarvan zijn kenmerkende metaaldeactivators. Imidazoline en pyridinederivaten kunnen eveneens worden 25 toegepast. Van hen zijn verbindingen die ten minste een N-C-N-binding bezitten vaak doelmatig, en bezitten een werking voor het vormen van gedeactiveerde films op metaaloppervlakken en een antioxiderende functie. Enkele andere verbindingen bezitten een N-C-S-binding. In ver-30 band met oplosbaarheid voor de smeerolie, vluchtigheid en dergelijke, zijn benzotriazoolderivaten doelmatig. De metaaldeactivators worden beter gemengd in de smeerolie of de basisolie van het smeervet bij mengverhoudingen van 0,05 tot 5 gew.%.

35 De in de onderhavige uitvinding toe te passen smeerolie of het smeervet kunnen bovendien worden gemengd met antioxidatiemiddelen. Wat betreft de antioxi-datiemiddelen kan meer dan een antioxidatiemiddel, gekozen uit fenoltype en aminetype antioxidatiemiddelen, die 40 werken als een vrije radicale ketenreactiestopmiddel, en 1012170 11 zwavelzuur-antioxidatiemiddelen, die werken als een peroxide -ontledingsmiddel , onafhankelijk worden toegepast, of mengsels daarvan kunnen worden toegepast. Hier worden mengsels van aminetype en fenoltype antioxidatiemiddelen 5 bij voorkeur toegepast. De fenoltype antioxidatiemiddelen omvatten bijvoorbeeld 2,6-di-t-butylfenol, 4,4'- methyleen-bis-(2,6-di-1-butylfenol), 2,6 -di-t-butyl- 4-ethylfenol, en 2,6-di-t-4-n-butylfenol. In verband met verdamping en verenigbaarheid voor smeerolie is 4,4'-10 methyleen-bis-(2,6-di-t-butylfenol) geschikt. De aminetype antioxidatiemiddelen omvatten dioctyldifenylamine en fenyl-a-naftylamine. In verband met verdamping en verenigbaarheid voor smeerolie is dioctyldifenylamine geschikt. Ten aanzien van de mengverhoudingen en in 15 verband met oplosbaarheid voor de smeerolie worden bij voorkeur de aminetype antioxidatiemiddelen in een hoeveelheid van 0,1 tot 10 gew.% en de fenoltype antioxidatiemiddelen in een hoeveelheid van 0,1 tot 10 gew.% gemengd in de smeerolie of de basisolie van de smeer-20 olie. In onafhankelijk gebruik bedraagt de hoeveelheid aminetype antioxidatiemiddelen doelmatig van 0,1 tot 10 gew.%. De fenoltype antioxidatiemiddelen bezitten geen effect tenzij toegepast met aminetype antioxidatiemiddelen .

25 Afhankelijk van de behoefte kan voorts de in de onderhavige uitvinding toe te passen smeerolie of het smeervet worden gemengd met roestwerende middelen, vloe ipuntverlagende middelen, asvrije dispergeermidde-len, metallische detergentia, oppervlakte-actieve midde-30 len, wrijving-regelaars, en dergelijke voorzover de oogmerken en effecten van de onderhavige uitvinding ongewijzigd zijn.

De lageroppervlakken die de schuin verlopende hy-drodynamische druk-opwekkende groeven omvatten kunnen 35 worden gevormd door de vormingsoppervlakken van de hy-drodynamische druk-opwekkende groeven en de andere gebieden gelijktijdig te vormen onder toepassing van een mal die de vorm bezit die overeenkomt met de lageroppervlakken. Dit proces kan bijvoorbeeld zodanig worden 40 uitgevoerd dat: een vormmal in de vorm die overeenkomt

TO

12 met de vormen van de lageroppervlakken wordt gevormd op de buitenomtrek van een kernstaaf; gesinterd metaal wordt aangebracht op de vormmal op de kernstaaf; en een perskracht wordt daarop aangebracht zodat de binnenom-5 trek van het gesinterde metaal wordt geperst tegen de vormmal op de kernstaaf en daardoor plastisch wordt vervormd. Na het vormen van de lageroppervlakken kan de terugvering van het poreuze materiaal dat ontstaat door het verwijderen van de perskracht, worden benut om het 10 poreuze materiaal vrij te maken van de vorm op de kernstaaf .

Zoals voor het materiaal van het lagerlichaam, kan het belangrijkste materiaal bestaan uit meer dan een type metaalpoeders, gekozen uit koper, ijzer, en alumi-15 nium, gemengd met, indien noodzakelijk, poedervormig tin, zink, lood, grafiet, of poedervormige legeringen daarvan, en daarna worden gesinterd tot gesinterd me taal. Het toepassen van dergelijk gesinterd metaal maakt het mogelijk dat het lagerlichaam wordt geproduceerd met 2 0 hoge nauwkeurigheid en lage kosten via de hierboven beschreven vormen onder compressie.

Eén lager kan een aantal lageroppervlakken bezitten, ofwel individueel ofwel meervoudig, en kan zodanig zijn gevormd dat: een aantal lageroppervlakken zijn 25 gevormd op de binnenomtrek van het lagerlichaam zodat zij axiaal van elkaar zijn gescheiden; en de inwendige diameters op delen tussen lageroppervlakken groter zijn dan de inwendige diameters op de lageroppervlakken met uitzondering van de hydrodynamische druk-opwekkende 30 groeven. Het vormen van een aantal lageroppervlakken op een lager kan een probleem oplossen dat ontstaat in gevallen van het toepassen van een aantal lagers, die zich coaxiaal bevinden tussen respectievelijke lageroppervlakken. Dat wil zeggen om rotatienauwkeurigheid van 35 een as te waarborgen worden gewone lagers in veelvoud toegepast, bijvoorbeeld twee, en deze lagers bezitten vaak een geforceerde passing in een behuizing tijdens gebruik. In gebruikelijke methoden worden daarom corrigerende pennen ingebracht in de behuizing voor het ge-40 forceerd passend maken van de twee lagers om de coaxia- 1012170 13 liteit tussen de twee lagers te waarborgen. In de constructie volgens de onderhavige uitvinding waarin de schuine hydrodynaraische druk-opwekkende groeven zijn aangebracht in de lageroppervlakken, krassen echter, 5 wanneer corrigerende pennen zijn toegepast voor correctie onder druk, de grepen van de corrigerende pennen in de hydrodynamische druk-opwekkende groeven, waardoor de stabiele hydrodynamische drukeffecten worden verwijderd. In dit geval lost de hierboven beschreven vorming van 10 een aantal lageroppervlakken op één lager het probleem op in de coaxialiteit tussen de respectievelijke lageroppervlakken, waardoor de gebruikelijke noodzaak voor het waarborgen van coaxialiteit door middel van corrigerende pennen wordt ondervangen. Dit voorkomt derhalve 15 een nadeel van het afschrapen van hydrodynamische druk-opwekkende groeven in lageroppervlakken.

Voorts bezit het lager een kleiner aantal samenstellende delen en een kleiner aantal samenvoegingsprocessen in vergelijking met de gevallen waarbij een aantal lagers 20 wordt verschaft. Voorts kunnen de inwendige diameters bij de delen tussen de lageroppervlakken groter worden aangebracht dan de inwendige diameters bij de lageroppervlakken met uitzondering van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven om een toename in torsie te onder-25 drukken.

Zoals hierboven is beschreven wordt een hydrodyna-misch type lager van het onderhavige type gekenmerkt doordat de in de poriën in het lagerlichaam vastgehouden olie wordt gecirculeerd tussen het lagerlichaam en de 30 speling van het lager waarbij het effect van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven een smeerfilm vormt in de speling van het lager zodat de smeerfilm continu zonder contact te maken een roterende as ondersteunt. Om dergelijke stabiele lagerfuncties te ontwikkelen zijn 35 een juiste circulatie van de olie en gewaarborgde vorming van de smeerfilm, noodzakelijk voor het ondersteunen van de as, vereist. Hoewel de oliecirculatie de achteruitgang van de olie voorkomt en daardoor de levensduur van het lager vergroot, werkt het eveneens als 4 0 een complementaire, of antagonistische wals op de vor- 1012170 > 14 ming van smeerfilms. Hoe de olie doelmatig circuleert is daarom een bijzonder belangrijk probleem voor een hydro-dynamisch type lager van het onderhavige type. Met andere woorden, de continue vorming van een smeerfilm met 5 een doelmatige druk en filmdikte in de speling van het lager vereist altijd het juist functioneren van een oliecirculatiecyclus waarin een doelmatige hoeveelheid verse olie continu wordt afgescheiden uit het lichaam van het lager in de speling van het lager ter vorming 10 van de smeerfilm, en keert terug van de speling van het lager in het lagerlichaam. Wanneer de circulerende hoeveelheid olie te klein is, ontstaat een gebrek aan de hoeveelheid olie die wordt afgescheiden in de speling van het lager, wat leidt tot de onvoldoende vorming van 15 de smeerfilm. Daarnaast wordt de olie achtergelaten in de speling van het lager, waarin hogere temperaturen de achteruitgang door oxidatie van de olie veroorzaken. Wanneer anderzijds de circulerende hoeveelheid olie te groot is, keert een overmatige hoeveelheid olie terug 2 0 van de speling van het lager in het lagerlichaam, wat leidt tot het hierboven beschreven probleem van drukaf-name .

Middelen voor het regelen van de circulerende hoeveelheid olie omvatten het aanpassen van de mate van de 25 oppervlaktegaten (oppervlakteverhouding van oppervlakte-gaten per eenheidsoppervlak) en het aanpassen van de kinematische viscositeit van de olie. Het aanpassen van de mate van het oppervlaktegatengebied kan niet de afmetingen van de respectievelijke oppervlaktegaten en po-30 riën regelen; daarom vindt onvermijdelijk een plaatse-lijk drukverlies plaats in de gevallen waarbij een groot oppervlaktegat uitmondt in een lageroppervlak of een grote porie bestaat binnen een oppervlaktelaaggedeelte op een voorgeschreven diepte vanaf een lageroppervlak. 35 Het overmatig aanpassen van de kinematische viscositeit van olie vormt daarnaast een toename in torsie. Daarom bezitten deze middelen een bepaalde grens, en doelmatige lagerfuncties kunnen niet vaak worden verkregen, waarbij de recente neiging voor verdere verbeteringen in rota- 1012170 15 tiesnelheid en prestatie van spilmotors in aanmerking wordt genomen.

In dergelijke gevallen kunnen hydrodynamische druk-opwekkende groeven worden aangebracht in de lageropper-5 vlakken van het poreuze lagerlichaam die schuin verlopen ten opzichte van de axiale richting, en kan smeervet met 0,1 tot 5,0 gew.% verdikkingsmiddel in mengverhouding worden aangebracht als het in het lagerlichaam te impregneren smeermiddel.

10 Wanneer smeervet wordt toegepast als het in het lagerlichaam te impregneren smeermiddel, wordt het in het smeervet aanwezige verdikkingsmiddel niet opgenomen in zeer kleine poriën en oppervlaktegaten, maar selectief in betrekkelijk grote poriën en oppervlaktegaten. 15 Als gevolg zijn de respectievelijke oppervlaktegaten in de lageroppervlakken evenredig verdeeld in het oppervlak, en zijn de respectievelijke poriën in de delen van de oppervlaktelaag op een voorgeschreven diepte vanaf de lageroppervlakken evenredig verdeeld in doorsnedegebied, 20 wat leidt tot het moeilijkere optreden van plaatselijke drukvervallen. Daardoor wordt de olie eveneens aangepast tot de juiste hoeveelheden daarvan voor het afscheiden uit het lagerlichaam naar de speling van het lager en voor het terugkeren van de speling van het lager naar 25 het lagerlichaam. Daardoor bezitten de hydrodynamische druk-opwekkende groeven een verbeterd effect voor het vormen van een smeerfilm ter verbetering van de stijfheid van het lager (de belastingscapaciteit van het lager) alsmede wordt de juiste circulatie van de olie 30 gewaarborgd ter vergroting van de levensduur van het lager. Onder het woord "olie" wordt hier de basisolie van het in het lagerlichaam geïmpregneerde smeervet verstaan, dat gewoonlijk een kleine hoeveelheid verdik-kingscomponent bevat die wordt gecirculeerd tussen het 35 lagerlichaam en de speling van het lager.

Bij mengverhoudingen van het verdikkingsmiddel onder 0,1 gew.%, treden de hierboven beschreven effecten niet waarneembaar op. Bij mengverhoudingen boven 5,0 gew.% daarentegen wordt de consistentie van het smeervet 40 te hoog, wat de bewerkingen in het impregneringsproces 1012170 16 daarvan compliceert. Dat wil zeggen dat het lager niet direct ih het vet doordringt, en het moeilijker wordt om het vet te verwijderen van de oppervlakken van het lager na het impregneren.

5 Het verdikkingsmiddel in het in de onderhavige uitvinding toe te passen smeervet kan ofwel een zeep ofwel een niet-zeep zijn. Van hen worden ureumverbindin-gen bij voorkeur toegepast als verdikkingsmiddel. Omdat ureumverbindingen een sterke wisselwerking tussen mole-10 culen bezitten, bezitten zij een uitstekende afschui-vingsstabiliteit, zijn gemakkelijk te absorberen aan metaaloppervlakken, en bezitten een effect voor het verbeteren van een smerend effect. Ureumverbindingen bezitten -NHCONH- in hun structuurformules, en omvatten 15 bijvoorbeeld mono-ureumverbindingen, diureumverbindingen en triureumverbindingen. Mono-ureum wordt verkregen door reactie tussen monoamine en monoisocyanaat, diureum door reactie tussen monoamine en diisocyanaat, respectievelijk triureum door reactie door mono-amine, trileendi-20 isocyanaat en water. Van deze ureumverbindingen verdient diureum de voorkeur in verband met de beschikbaarheid van het materiaal en de vervaardigbaarheid.

Ureumverbindingen worden weergegeven in de algemene formule (1): 25 Rx-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (waarin R^ een aromatische koolwaterstofgroep met 6-15 koolstofatomen voorstelt, R^ en R^ een aromatische koolwaterstofgroep met 6-12 koolstofatomen of een alkylgroep met 8-20 koolstofatomen voorstel-30 len, en de hoeveelheden aromatische koolwaterstof groep in R3 en R3 van 0 tot 100 mol.% bedragen), en de hoeveelheden aromatische koolwaterstofgroep in R1 en R^ kunnen worden aangepast in een traject van 0 tot 100 mol.% om de micelle structuren vrij te veranderen. 35 Opgemerkt wordt dat in de ureumverbindingen die worden omvat in de hierboven beschreven algemene formule (1) , en hoewel de molverhouding niet nauwkeurig kan worden aangepast onder toepassing van slechts één type diureum-verbinding, het bijzonder nauwkeurig kan worden aange-40 past door toepassing van twee of meer typen amines om R^ 10121 17 en te bepalen, en de verhouding van de amines te veranderen. In met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type, kan weliswaar het aanpassen van de grootte van het gebied van oppervlakte-5 gaten en dergelijke de drukvervallen en warmtes in enige mate onderdrukken, kunnen met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type die verder zijn verbeterd in prestatie en duurzaamheid, worden verkregen door de micelle structuren in het smeervet aan 10 te passen.

Om het uitlopen van de as en olielekkage te onderdrukken kan de hoeveelheid van de aromatische koolwater-stofgroepen in en R^ in de eerder genoemde algemene formule (1) worden verhoogd. Naarmate de hoeveelheid 15 aromatische koolwaterstofgroepen groter is, wordt de micel van het ureum dikker en korter. Dit vergroot het gehalte verdikkingsmiddel in vergelijking met andere verdikkingsmiddelen die dezelfde viscositeit bezitten, waardoor het uitlopen van de as doelmatig wordt onder-20 drukt en de duurzaamheid wordt verbeterd. Anderzijds bezit, in gevallen waar prestatie bij lage elektrische stroom vereist is, de korte vezels bezittende en dikke micellen een nadelig effect, wat soms warmte-ontwikkeling tot gevolg heeft. In die gevallen kan het molper-25 centage van de aromatische koolwaterstofgroepen in de eerder genoemde groepen R^ en R^ worden verminderd om het gehalte verdikkingsmiddel te verlagen voor lagere elektrische stroom. De ureumverbindingen kunnen derhalve worden toegepast als verdikkingsmiddel in smeervet dat 30 moet worden geïmpregneerd in met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type om te voldoen aan uiteenlopende vereiste eigenschappen; daarom is het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager van het hydrodynamische type bijzonder voordelig voor een lager 3 5 voor een spilmotor. Het is hier duidelijk dat de aromatische koolwaterstofgroepen die aanwezig zijn in de eerder ge-noemde groepen R^ en kunnen worden aangepast overeenkomstig toepassingen en gebruiksomstandighe-den voor met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van 40 het hydrodynamische type.

1012170 18

Een ureumverbinding wordt verkregen door reactie tussen isocyanaat en monoamine. Het toe te passen isocy-anaat omvat: aromatische diisocyanaten zoals 2,4-tri- leendiisocyanaat, 2,6 -trileendiisocyanaat, difenylmethy- 5 leen-4,4'-diisocyanaat, en naftyleen-1,5-diisocyanaat; trileendiisocyanaat; triazinederivaten; en mengsels daarvan. Het monoamine omvat: aromatische amines zoals aniline, benzylamine, toluidine, en chlooraniline; ali-fatische aminen zoals octylamine, nonylamine, decylami-10 ne, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetrade-cylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecyl-amine, octadecylamine, nonadecylamine, en eicodecylami-ne; en cyclohexylamine.

De basisolie van het in de onderhavige uitvinding 15 toe te passen smeervet is niet beperkt, doch omvat bij voorkeur: minerale oliën zoals minerale olie op paraffi-nebasis, minerale olie van aan hydrogenering onderworpen paraffine, minerale olie van door hydrogenering gemodificeerde paraffine, gezuiverde naftenische minerale 20 olie, en paraffine minerale olie met hoge viscositeits-index; synthetische smeermiddelen zoals een poly-a-al-keenbasisolie, esterbasisolie, etherbasisolie, polygly-colbasisolie, en aromatische koolwaterstofbasisolie; fluorhoudende smeerolie; en mengsels daarvan.

25 Om de afschuringsweerstand en warmtestabiliteit te verbeteren kunnen de hierboven genoemde basisoliën worden gemengd met verschillende toevoegsels, en worden doelmatig gemengd met de in de hierboven beschreven algemene formule (2) weergegeven fosforzuurester. Zoals 30 hierboven is beschreven wordt de fosforzuurester beter gemengd met mengverhoudingen van 0,1 tot 10 gew.%, en bij voorkeur van 0,5 tot 3 gew.%. Daarnaast kan men als een de viscositeitsindex verbeterend middel en een structuurstabilisator, methyleen-a-alkeencopolymeer, 35 gehydrogeneerde verbinding daarvan, polymethacrylaatba-sis, of polybuteen (polyisobutyleen)-basis toevoegen aan de eerdergenoemde basisolie. Daarnaast kan de basisolie worden gemengd met antioxidatiemiddelen. Bovendien kan, afhankelijk van de behoefte, de eerdergenoemde basisolie 40 worden gemengd met roestwerende middelen, vloeipuntver- 1012170 19 lagende middelen, asvrije dispergeermiddelen, metallische detergentia, olie-achtige bestanddelen, oppervlak-te-actieve middelen, schuimerende middelen, wrijving-regelende middelen en dergelijke voorzover de oogmerken 5 en effecten van de onderhavige uitvinding worden gewaarborgd .

Een spilmotor voor informatie-inrichting overeenkomstig de onderhavige uitvinding, waarin de roterende as daarvan roterend wordt ondersteund met een met olie 10 geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type, zoals hierboven is omschreven, kan voldoen aan verschillende vereiste karakteristieken, die het weglopen van de as, NRRO, en golf storing omvatten, die in ernst toenemen met een toename van de snelheid en pres-15 tatie van de gemonteerde inrichtingen, en daardoor bijdragen aan de verbetering van de functie en verlenging van de levensduur van de informatie-inrichting.

De aard, principe en het nut van de uitvinding zullen duidelijker worden uit de volgende nadere be-20 schrijving tezamen met de bijgaande tekeningen.

Korte toelichting van de tekeningen In de tekeningen is: fig. 1 een dwarsdoorsnede die een voorbeeld van een veelvlaksaftastmotor voor een informatie-inrichting; 25 fig. 2(a) een langsdoorsnede van een met olie geïm pregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type; fig. 2(b) een vooraanzicht daarvan; fig. 3 een schematische voorstelling die de stroming van olie in een axiale doorsnede die geen contact 30 maakt ter ondersteuning van een roterende as zonder contact te maken met een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type; fig. 4 een schematische voorstelling die het verband toont tussen de diepte h van een hydrodynamische 35 druk-opwekkende groef in een lageroppervlak en de speling c van het lager in een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type; fig. 5 een doorsnede van een spilmotor volgens een uitvoeringsvorm in een DVD-ROM/RAM-inrichting; en 1012170' 20 fig. 6 een grafiek die de resultaten van de verge-lijkingstest op het uitlopen van de as toont.

Nadere beschrijving van de voorkeursuitvoerinqsvormen

Hierna zullen de voorkeursuitvoeringsvormen van de 5 onderhavige uitvinding worden beschreven.

Fig. 1 toont een voorbeeld van een spilmotor die wordt bevestigd op een laserprinter (LBP) als een soort informatie-inrichting (een dergelijke spilmotor wordt gewoonlijk aangeduid als veelvlaksspiegelmotor of veel-10 vlaksaftastmotor). De spilmotor bestaat voornamelijk uit: een lagereenheid A voor het roterend ondersteunen van een verticaal geplaatste roterende as 4; een veel-vlaksspiegel 6 die is bevestigd op het bovenuiteinde van de roterende as 4 via een rotornaaf 5; en een motoreen-15 heid B die bijvoorbeeld een stator 7 en een rotormagneet 8 bezit zodanig dat zij naar elkaar zijn toegekeerd via een axiale spleet. De stator 7 is bevestigd via een basis 9 op een behuizing 1 die de lagereenheid A vormen. De rotormagneet 8 is bevestigd op de rotornaaf 5. De 20 veelvlaksspiegel 6 wordt elastisch geperst tegen de rotornaaf 5 door een voorbelaste veer 10. Het bekrachtigen van de stator 7 roteert de rotornaaf 5, veelvlaksspiegel 6, en roterende as 4 die één geheel vormen met de rotormagneet 8. Een laserbundel van een niet weerge-25 geven bron door een voorgeschreven optisch systeem op de veelvlaksspiegel 6 wordt teruggekaatst door de met hoge snelheid roterende veelvlaksspiegel 6 om het oppervlak van een lichtgevoelige trommel af te tasten.

De lagereenheid A bestaat uit de buisvormige behui-3 0 zing 1, een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager 2 van het hydrodynamische type dat geforceerd passend is aan of hechtend verbonden met of bevestigd aan de binnenomtrek van de behuizing 1, en een druklager 3 dat is bevestigd aan het onderste openingsgedeelte van de be-35 huizing 1. Het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type ondersteunt de buitenomtrek van de roterende as 4 in radiale richting, en het druklager 3 ondersteunt het onderste eindoppervlak van de roterende as 4 in stuwrichting. In de onderhavige 40 uitvoeringsvorm bestaat het druklager 3 uit een kunst- 1012170 21 stof drukschijf 3a en een metalen rugdeel 3b voor het ondersteunen daarvan, en is zo samengesteld dat het bovenoppervlak van de kunststof drukschijf 3 door aanraking het convexe onderste eindoppervlak van de roterende 5 as 4 ondersteunt in de stuwrichting. In dit verband kan de kunststof drukschijf 3a zijn ingebed, in het centrale gedeelte van het metalen ruggedeelte 3b om in aanraking te komen met het onderste eindvlak van de roterende as 4 .

10 Zoals is weergegeven in de fig. 2(a) en 2(b) bezit het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type een poreus lagerlichaam 2a van gesinterd metaal, dat is geïmpregneerd met smeerolie of smeervet om een zelfsmerende functie te bezitten. Het 15 lagerlichaam 2a is gevormd uit gesinterd metaal dat zodanig is verkregen dat het belangrijkste materiaal daarvan uit meer dan een type metaalpoeders, gekozen uit koper, ijzer, en aluminium is gemengd met, afhankelijk van de behoefte, poedervormig nikkel, tin, zink, lood; 20 grafiet, of poedervormige legeringen daarvan, en daarna is gesinterd. Het lagerlichaam 2a is bij voorkeur zodanig aangepast dat het 20 tot 97% kopergehalte bezit, en

O

een dichtheid van 6,4 tot 7,2 g/cm bezit. Als de in het lagerlichaam 2a te impregneren smeerolie of basisolie 25 van het smeervet wordt een mengsel van poly-or-alkeen of de gehydrogeneerde verbinding daarvan en ester, of ester alleen toegepast.

In de onderhavige uitvoeringsvorm zijn twee lager-oppervlakken 2b gevormd op de binnenomtrek van het la-30 gerlichaam 2a zodanig dat ze van elkaar zijn gescheiden. In beide lageroppervlakken 2b zijn een aantal hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c gevormd die schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting. Elk lag-eroppervlak 2b omvat een eerste gebied ml, een tweede 3 5 gebied m2 dat gescheiden van het eerste gebied m2 is aangebracht, en een ringvormig glad gebied n dat is aangebracht tussen het eerste gebied ml en het tweede gebied m2. In het eerste gebied ml zijn een aantal hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c rondom zo aan-40 gebracht dat zij schuin verlopen in een richting ten 1012170 22 opzichte van de axiale richting. In het tweede gebied m2 zijn een aantal hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c rondom zo aangebracht dat zij schuin verlopen in een richting ten opzichte van de axiale richting. De hydro-5 dynamische druk-opwekkende groeven 2c in de eerste gebieden ml en de hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c in de tweede gebieden m2 zijn in secties verdeeld door de gladde gebieden n zodat zij van elkaar zijn gescheiden. Ribbels 2d (de gebieden tussen hydrodynami-10 sche druk-opwekkende groeven 2c) in de eerste gebieden ml en ribbels 2d in de tweede gebieden m2 bevinden zich op hetzelfde niveau als de gladde gebieden n. Oppervlak-tegaten zijn vrijwel uniform verdeeld over de gehele oppervlakken van de lageroppervlakken 2b met inbegrip 15 van de vormingsgebieden van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c.

Wanneer een relatieve rotatie plaatsvindt tussen het lagerlichaam 2a en de as 4, wordt de olie in de speling van het lager getrokken naar de gladde gebieden 20 n door de hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c die zijn gevormd in de eerste gebieden ml en de tweede gebieden m2 die schuin verlopen in de tegenovergestelde richtingen, en verzameld door de gladde gebieden n. Daarom bezit de smeerfilm een hogere druk bij de gladde 25 gebieden n, waardoor een hogere stijfheid van het lager wordt verkregen.

De schuin verlopende hoek van de hydrodynamische druk-opwekkende groef 2c kan worden ingesteld op een bepaalde waarde, en wordt bij voorkeur zo ingesteld dat 30 de hoek β ten opzichte van de loodrechte richting tot de axiale richting van 15° tot 40° bedraagt, en meer bij voorkeur van 15° tot 25°. De breedteverhouding tussen de hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c en de ribbels 2d wordt bij voorkeur ingesteld zodat deze van 0,8-1,5, 35 en bij voorkeur van 1,0 tot 1,2 bedraagt. Voorts wordt, aannemende dat de axiale breedte van een lageroppervlak 2b gelijk is aan 1, de axiale breedteverhouding R van het smalle gebied n bij voorkeur vastgesteld in een traject waarbij R = 0,1-0,6, en bij voorkeur R = 1012170 23 0,2-0,4. Bij R kleiner dan 0,1 ontwikkelen de gladde gebieden niet waarneembaar het effect van het verhogen van de lagerstijfheid door hun aanwezigheid. Anderzijds worden bij R groter dan 0,6, de eerste gebieden ml en de 5 tweede gebieden m2 zo kleine in axiale breedte dat de hydrodynamische drukeffecten van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c niet doelmatig worden uitgeoefend.

De hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c be-10 zitten een bepaald optimaal traject in de verhouding tussen een groef diepte h (zie fig. 4) en een speling c van de straal van het lager (het verschil tussen de stralen op de delen van een lageroppervlak 2b en een ribbel 2d). Buiten het optimale traject kan het hydrody-15 namische drukeffect niet voldoende worden verkregen. Om het optimale traject te bepalen zijn metingen gedaan aan wervelingen onder toepassing van de in fig. 1 weergegeven veelvlaksaftastmotor. De metingen hebben bevestigd dat de c/h binnen 0,5-2,0 werveling kan onderdrukken tot 20 een niveau dat voldoende is voor praktisch gebruik. Om een voorbeeld te nemen is het beter om, bij groefdieptes h van 2 tot 4 μχα, de speling c van de lagerstraal vast te stellen op 2 tot 4 μτα.

De inwendige diameters van het lagerlichaam 2a bij 25 gebieden tussen de lageroppervlakken 2b zijn ingesteld zodat zij groter zijn dan de inwendige diameters bij de ribbels 2d op de lageroppervlakken 2b.

De respectievelijke lageroppervlakken 2b zijn niet beperkt tot die welke zijn weergegeven in fig. 2(a) ten 30 aanzien van de vorm, en kunnen bijvoorbeeld zodanig zijn aangebracht dat de hydrodynamische druk-opwekkende groeven die schuin verlopen in één richting ten opzichte van een axiale richting en die welke schuin verlopen in de andere richting zijn gepaard en axiaal verbonden tot 35 V-vormen (in dit geval is het ringvormige gladde gebied n niet aanwezig). Onder dergelijke gebruiksomstandighe-den dat de roterende lichamen goed zijn uitgebalanceerd en de stijfheid van het lager weinig gevolgen bezit, verdienen de lageroppervlakken die de axiaal verbonden 40 hydrodynamische druk-opwekkende groeven bezitten soms de 1012170 24 voorkeur omdat zij nauwelijks negatieve drukken kunnen produceren. Mits zij schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting kunnen de hydrodynamische druk-op-wekkende groeven in de lageroppervlakken zijn aange-5 bracht in elke vorm. De groeven kunnen bijvoorbeeld een spiraalvorm bezitten.

Ten aanzien van de in het lagerlichaam 2a te impregneren smeerolie of basisolie van smeervet kunnen die met een kinematische viscositeit van 5 tot 60 cSt bij 10 een temperatuur van 40°C worden toegepast. Opgemerkt wordt echter dat omdat het vereist is dat veelvlaksaf-tastmotors lagere torsies bezitten bij rotatie met hoge snelheden van enkele tienduizenden opm, de toe te passen olie bij voorkeur een kinematische viscositeit bezit van 15 5 tot 2 0 cSt, dichtbij de ondergrens van het hierboven beschreven traject. Smeervet wordt geïmpregneerd in het lagerlichaam 2a om hogere schijnbare viscositeiten te verschaffen dan die in het geval van smeerolie in alle hoeveelheden behalve in de speling van het lager onder 20 afschuifkrachten. Daarom is het impregneren van smeervet doelmatig voor het vermijden van het naar buiten weglopen van olie. In dat geval wordt een verdikkingsmiddel bij voorkeur gedispergeerd in de basisolie met mengver-houdingen van 0,1% tot 5,0 gew.%. Bij mengverhoudingen 25 van verdikkingsmiddel boven 5,0 gew.% wordt de schijnbare viscositeit te hoog, wat leidt tot ingewikkelde behandelingen tijdens het impregneringsproces daarvan. Dat wil zeggen dat het lager niet direct zinkt in het vet, en het moeilijker wordt om het vet te verwijderen van 30 oppervlakken van het lager na het impregneren. Anderzijds worden bij mengverhoudingen van verdikkingsmiddel onder 0,1 gew.%, de hierboven beschreven effecten die ontstaan uit het impregneren met smeervet niet verkre gen .

3 5 Voor het inbrengen van de roterende as 4 in de binnenomtrek van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type om de spilmotor samen te stellen, is het beter om dezelfde (of hetzelfde type) smeerolie als de smeerolie of de basisolie van het 40 in het lagerlichaam 2a te impregneren smeervet aan te tOt2170 25 brengen, naast de te impregneren olie, om het lagerop-pervlak van het druklager 3 te bevochtigen en om de speling van het lager van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager van het hydrodynamische type op te 5 vullen. In het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type wordt de smeerolie of basisolie van het smeervet dat is geïmpregneerd in het lagerlichaam 2a afgescheiden uit de oppervlakken van het lagerlichaam 2a (hier wordt de basisolie van de smeer-10 olie afgescheiden met een kleine hoeveelheid verdikkingsmiddel component ) door de warmte-uitzetting daarvan die ontstaat door de toename in druk en temperatuur, die wordt gevormd door rotatie van de roterende as 4, en wordt getrokken in de speling van het lager door de 15 werking van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c. Omdat hier de speling van het lager van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type wordt gevuld met olie tijdens het beginstadium van de activering, wordt het meeslepen van lucht voorko-20 men, wordt de smeerfilm doelmatig gevormd, en worden de stabiele lagerfuncties verkregen. Omdat het bovendien vochtig is met olie tijdens het beginstadium van de activering, bezit het lageroppervlak van het druklager 3 voldoende smering.

25 De roterende as 4 wordt in het algemeen ingebracht in de binnenomtrek van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type, waarbij het druklager 3 is bevestigd op het onderste openingsge-deelte van de behuizing 1. Tijdens deze invoeging wordt 3 0 lucht naar buiten gelaten door de speling van het lager tussen het lager 2 en de roterende as 4. Omdat echter de speling van het lager niet breder is dan enkele micrometers, wordt de lucht soms opgesloten in een onderste ruimte van de behuizing 1 waardoor het invoegingsproces 35 van de roterende as 4 moeilijk wordt. Tijdens het roteren van de motor zet daarnaast de gevormde warmte mogelijk de lucht uit die is opgesloten in de onderste ruimte van behuizing 1 waardoor de roterende as 4 wordt opgestuwd, wat de lagerfuncties destabiliseert. In die 40 gevallen, zoals weergegeven in de fig. 1 tot 2(b), is 10121 70 26 het beter om een luchtdoorvoeropening S op beide axiale uiteinden van het lagerlichaam 2a aan te brengen tussen de buitenomtrek van het lager 2 en de binnenomtrek van de behuizing 1 om de lucht in de onderste ruimte van 5 behuizing 1 via luchtdoorvoer S te laten. Opgemerkt wordt, dat terwijl in de onderhavige uitvoeringsvorm de luchtdoorvoer S is gevormd in de buitenomtrek van het lagerlichaam 2a, de luchtdoorvoer S kan worden gevormd in de binnenomtrek 10 van behuizing 1. Daarnaast kan slechts één luchtdoorgang S aanwezig zijn, of een aantal daarvan kunnen rondom zijn aangebracht.

De lageroppervlakken 2b bezitten oppervlaktegaten; wanneer daarom een positieve druk wordt gevormd in de 15 speling van het lager van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type, stroomt de olie terug via de oppervlaktegaten in de lageroppervlakken 2b naar de binnenzijde van het lagerlichaam 2b. In die gevallen waarbij een groot verschil bestaat in de 20 respectievelijke afmetingen van oppervlaktegaten in de lageroppervlakken 2b en poriën in de delen van de opper-vlaktelaag op een voorgeschreven diepte van-af de lageroppervlakken 2b, wordt de olie in de speling van het lager gemakkelijk teruggedreven naar de binnenzijde van 25 het lagerlichaam 2a via grotere gaten en po-riën. Dit leidt soms tot een niet-uniforme drukverdeling in de speling van het lager (of veroorzaakt plaatselijke druk-vervallen), en beïnvloedt de rotatienauwkeurigheid. Wanneer hier smeervet wordt toegepast als het in het 30 lagerlichaam 2a te impregneren smeermiddel, wordt het verdikkingsmiddel van het smeervet selectief ingebed in de grotere gaten en poriën in het lagerlichaam 2a om oppervlaktegaten en poriën in schijnbare afmeting uit te middelen, waardoor de juiste circulatie van olie tussen 35 de binnenzijde van het lagerlichaam 2a en de speling van het lager wordt gewaarborgd. Dit lost het bovenbeschreven probleem in de niet-uniformiteit van de drukverdeling (de plaatselijke drukvervallen) op, en maakt het mogelijk dat verse olie achtereenvolgens en continu 4 0 wordt geperst in de speling van het lager door het hy- 1012170 27 drodynamische drukeffect van de hydrodynamische druk-opwekkencie groeven 2c; het vormend vermogen van de film en de radiale stijfheid van de smeerfilm worden aldus op een hoog niveau gehandhaafd. Als gevolg wordt de rote-5 rende as 4 zonder contact te maken ondersteund door het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type zonder onstabiele trillingen te vormen zoals een werveling. Daarnaast worden het uitlopen van de as, NRRO, golfstoringen, en dergelijke lager. 10 Omdat voorts de roterende as 4 roteert zonder contact te maken met het lagerlichaam 2a, bezit het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2 van het hydrodynamische type een lagerruis en geringe kosten.

De lageroppervlakken 2b die de schuin verlopende 15 hydrodynamische druk-opwekkende groeven 2c bezitten, zoals hierboven is beschreven, kunnen zijn gevormd door spuitgieten. Dit proces wordt bijvoorbeeld zodanig uitgevoerd dat: een vorm die overeenkomt met de vormen van de lageroppervlakken 2b wordt gevormd op de buitenomtrek 20 van een kernstaaf zoals een calibratiepen, toegepast voor het bewerken van een met olie geïmpregneerde, gesinterde lager; de buitenomtrek van de kernstaaf wordt voorzien van gesinterd metaal met een cilindrische vorm als het materiaal van het lagerlichaam 2a; en een pers-25 kracht wordt aangebracht op het gesinterde metaal om de binnenomtrek van het materiaal te drukken tegen de vorm op de kernstaaf, waardoor de vorm van de vorm wordt overgebracht op de binnenomtrek van het gesinterde metaal . De vormingsgebieden van de hydrodynamische druk- 3 0 opwekkende groeven 2c in de lageroppervlakken 2b en de andere gebieden (de ribbels 2d en de gladde gebieden n) kunnen hier gelijktijdig worden gevormd. In dit geval kan de vorm op de kernstaaf worden afgewerkt met hogere nauwkeurigheden ter verbetering van de vormingsnauwkeu-35 righeid van de lageroppervlakken 2b. Het is betrekkelijk gemakkelijk om een vorm gereed te maken op een kernstaaf met vereiste nauwkeurigheden, bijvoorbeeld een rondheid van 1 μτη en een cilindriciteit van 2 μπι. Na het vormen van de lageroppervlakken 2b kan de kernstaaf worden 4 0 vrijgemaakt van de binnenomtrek van het gesinterde me- 1012170 28 taal zonder de vormen van de hydrodynamische druk-opwek-kende groeven 2c te vervormen, door toepassing van de terugvering van het gesinterde materiaal, en door toepassing van een verschil in warmte-uitzett ing van de 5 kernstaaf en het gesinterde metaal naast de terugvering.

Voorafgaande aan het hierboven beschreven vormen van de lageroppervlakken wordt de binnenomtrek van het gesinterde metalen materiaal bij voorkeur onderworpen aan bijvoorbeeld rotatiecalibrering om de binnenomtrek 10 ten aanzien van het gebied van oppervlaktegaten tevoren aan te passen. De lageroppervlakken 2b van het gerede lagerlichaam 2a is bij voorkeur kleiner ten aanzien van de grootte van de oppervlaktegaten dan standaard, met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers die geen hydrody-15 namische druk-opwekkende groef bezitten (in het algemeen ongeveer 20% tot 3 0%) . De grootte van het gebied van oppervlaktegaten van de lageroppervlakken 2b kan bij -voorbeeld worden ingesteld van 3-15% om de juiste circulatie van olie te waarborgen alsmede de voldoende vor-20 ming van smeerfilm in stand te houden; dit is voordelig voor het zoveel mogelijk onderdrukken van de vervorming en afbraak van de olie. De grootte van het gebied van oppervlaktegaten wordt bij voorkeur aangepast met betrekking tot de viscositeit van de smeerolie, die va-25 rieert afhankelijk van de aandrijfomstandigheden. Wanneer bijvoorbeeld lage viscositeit bezittende olie wordt toegepast, wordt de grootte bij voorkeur aangepast op rond 5% omdat dergelijke olie gemakkelijk is te bewegen; en wanneer hoge viscositeit bezittende olie wordt toege-3 0 past, is het bij voorkeur ongeveer 10% voor hoge viscositeit bezittende olie omdat dergelijke olie moeilijk is te bewegen. Opgemerkt wordt echter dat hoeveelheden van het gebied van oppervlaktegaten beneden 3% de juiste circulatie van de olie belemmeren, en de vervorming en 35 afbraak van de olie tracht te versnellen zelfs wanneer lage viscositeit bezittende olie wordt toegepast. Bij een grootte van het gebied van oppervlaktegaten van meer dan 15% wordt daarentegen de hoeveelheid olie die terugkeert van de speling van het lager naar de binnenzijde 40 van het lagerlichaam te groot, waardoor op niet de voor- 1012170 29 keur verdienende wijze de druk van de smeerfilm wordt verlaagd. In dit verband kan de grootte van het gebied van oppervlaktegaten eveneens worden aangepast door, anders dan de hierboven beschreven rotatiecalibratie, de 5 instelling van de dichtheid van het lagerlichaam 2a, of door een gecombineerd proces van de oppervlakte-afwer-king en instelling van de dichtheid.

Voorbeelden 1-3 10 Vergelijkende tests werden uitgevoerd met betrek king tot het optreden van wervelingen onder toepassing van een veelvlaksaftastmotor zoals weergegeven in fig. 1. De met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers 2 van het hydrodynamische type werden geïmpregneerd met res- 15 pectievelijke smeeroliën die hierna zijn weergegeven. De roterende assen 4 werden vervangen door langere om uit te steken uit de top van het lager zodat het gedrag van de as kon worden gemeten met een verplaatsingsmeter van het geen contact makende type.

20 Voorbeeld 1: PAOH (1) 95 gew.% + ester 5 gew.% kinematische viscositeit 23,9 cSt (40°C) Voorbeeld 2: PAOH (2) 90 gew.% + ester 10 gew.% kinematische viscositeit 23,6 cSt (40°C) Voorbeeld 3: ester 100 gew.% 25 kinematische viscositeit 19 cSt (40°C)

Vergelijkingsvoorbeeld 1: PAOH (1) 100 gew.% kinematische viscositeit 24 cSt (40°C) Vergelijkingsvoorbeeld 2: PAOH (2) 100 gew.% kinematische viscositeit 17 cSt (40°C).

30 (* De hierboven genoemde gewichtspercentages geven de mengverhoudingen tussen de PAOH's en ester weer).

PAOH (1): poly-a-alkeen gehydrogeneerde verbinding (SHINLUBE 501, een product van Shin Nittetsu Chemical Co., Ltd.

35 koolstofaantal 30: 96 gew.%, koolstofaantal 40: 4 gew.% PAOH (2): poly-a-alkeen gehydrogeneerde verbinding (SHINLUBE 401, een product van Shin Nittetsu Chemical Co., Ltd.

40 koolstofaantal 20: 0,2 gew.%, 1012170 30 koolstofaantal 30: 80-90 gew.% koolstofaantal 40: 19,8-9,8 gew.%

Ester: polyolester (H2937, een product van HATCO Chemical 5 Corp.).

De tests werden uitgevoerd met vijf motors, elk onder de toestand van een aantal omwentelingen van 20.000 opm, mate van niet-uitgelijnd zijn van de roterende lichamen onder 10 mg*cm, normale temperaturen en 10 normale vochtigheden. De resultaten zijn allen weergegeven in Tabel 1, die het aantal wervelingen bezittende motors van de vijf vermeldt.

Hoewel wervelingen zo vaak voorkwamen in de verge-lijkingsvoorbeelden 1 en 2 met PAOH's in een hoeveelheid 15 van 100 gew.%, waren wervelingen grotendeels onderdrukt in de Voorbeelden 1 en 2 waarin ester was gemengd met de voorgeschreven gewichtspercentages en in Voorbeeld 3 waarin ester in een hoeveelheid van 100 gew.% was toegepast (geen PAOH aanwezig). Deze testresultaten tonen dat 20 het mengen van ester met PAOH het voldoende effect van het voorkomen van wervelingen kan geven bij mengverhou-dingn boven 5 gew.%. Zij tonen eveneens dat ester eveneens hetzelfde effect verschaft van het voorkomen van wervelingen indien toegepast als hoofdbestanddeel 25 (100 gew.%) zonder PAOH. Opgemerkt wordt echter dat het bij toepassing van ester dat eventueel aanwezige harsen, in het bijzonder polycarbonaat en dergelijke, gemakkelijk worden uitgezet onder vorming van barsten. De meng-verhouding van ester wordt doelmatig ingesteld lager dan 30 40 gew.% in die gevallen waarbij harsen, in het bijzon der polycarbonaat en dergelijke, zich in de nabijheid bevinden.

Voorbeelden 4-9.

Uithoudingsproeven werden gedaan onder toepassing 35 van de veelvlaksaftastmotors zoals weergegeven in fig. 1 om veranderingen in het weglopen van de as en waarde van de elektrische stroom te waarderen. Respectievelijke met olie geïmpregneerde, gesinterde lagers werden geïmpregneerd met smeerolie of smeervet dat was gemengd met 4 0 bepaalde bestanddelen die in af gekorte codes zijn weer- 1012170 31 gegeven in Tabel 2. De respectievelijke bestanddelen, weergegeven in de afgekorte codes in Tabel 2 waren als volgt, waarbij hun mengverhoudingen zijn weergegeven in gewichtspercentage. Voorbeelden 7 en 8 maken gebruik van 5 smeervetten, en de andere voorbeelden maken gebruik van smeeroliën. In dit verband betekent het woord "Bal" in Tabel 2 een resterend gedeelte dat is verkregen door de som van de mengverhoudingen van de numeriek weergegeven bestanddelen af te trekken van een totaal van 100. "SG" 10 in de rij van het lagertype geeft een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type weer dan schuin verlopende hydrodynamische druk-opwekkende groeven bezit in de lageroppervlakken daarvan (de configuratie zoals weergegeven inn fig. 2), en "NSG" betekent 15 een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager (cilindrisch lager) dat geen schuin verlopende hydrodynamische druk-opwekkende groef bezit in de lageroppervlakken daarvan. De "SG"s en "NSG"s zijn gelijk in alle specificaties behalve de aanwezigheid van hydrodynamische druk-opwek-20 kende groeven.

PAOH (1): poly-a-alkeen gehydrogeneerde verbinding (Shinfluid 501, een product van Shin Nittetsu Chemical Co., Ltd. koolstofaantal 30: 96 gew.%, 25 koolstofaantal 40: 4 gew.% PAOH (2): poly-a-alkeen gehydrogeneerde verbinding (Shinfluid 401, een product van Shin Nittetsu Chemical Co., Ltd. koolstofaantal 20: 0,2 gew.%, 30 koolstofaantal 30: 80-90 gew.% koolstofaantal 40: 19,8-9,8 gew.% POE: polyolester (H2937, een product van HATCO Chemical Corp.).

35 PMMA: polymethacrylaat (100°C kinematische viscositeit: 1550 cSt) TP: trioctylfosfaat L57: dioctyldifenylamine 40 BTA: metaal deactivator (benzotriazoolderivaat) 1012170 32 CE: arainobarnsteenzuurester (roestwerend middel) URE: diureum verdikkingsmiddel LT: lithiumstearaat zeep.

De tests werden uitgevoerd bij een aantal omwente-5 lingen van 20.000 opm, mate van asymmetrie van de roterende lichamen van minder dan 10 mg»cm, een speling van het lager van 8 μχη, en een atmosferische temperatuur van 50 °C. Tabel 3 toont de testresultaten. Elke waarde in Tabel 3 toont de levensduur van de motor, die werd ver-10 kregen als tijdstip waarop de meting aan de elektrische stroom meer werd dan ± 20% van de beginwaarde daarvan of de meting van het uitlopen van de as groter werd dan +40% van de oorspronkelijke waarde daarvan. Opgemerkt wordt dat het einddoel van de tests was vastgesteld op 15 3000 uren. In die gevallen waar een motor werd aangedre ven tot 3000 uren zonder enig gebrek, werd de test op dat tijdstip beëindigd. In een dergelijk geval werd het testresultaat uitgedrukt als "3000T". Daarnaast werden metingen elke 200 uren verricht, en werden de tijdstip-2 0 pen waarop niet werd voldaan aan de hierboven genoemde criteria werd vastgesteld, vermeld als de levensduur h. Veelvlaksaftastmotors zijn in het algemeen vereist voor een uithoudingsduur van meer dan 2000 uren; en daarom worden die levensduren h boven 2000 uren als praktisch 25 toepasbaar beschouwd.

De testresultaten in Tabel 3 tonen dat alle Voorbeelden 4 t/m 9 een levensduur h van meer dan 2000 uren bezitten, en derhalve praktisch toepasbaar zijn. Voorkeursresultaten worden in het bijzonder verkregen in de 30 gevallen van de hogere estermengverhoudingen (de Voorbeelden 4, 5, 7 en 8) en in de gevallen van het impreg neren met smeervet (de Voorbeelden 7 en 8) . Ondanks het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager van het hydro-dynamische type bezat daarentegen het vergelijkingsvoor-35 beeld 4 waarbij geen ester was gemengd, een betrekkelijk korte levensduur, en de levensduur was beëindigd voordat de 2000 uren waren bereikt. Omdat de estermengverhouding was ingesteld lager dan 5%, bezat Voorbeeld 9 een kortere levensduur in vergelijking met de andere voorbeelden. 40 Hoewel de PAOH daarvan was gemengd met 10 gew.% ester, 10121 70 33 produceerde vergelijkingsvoorbeeld 5 waarbij een cilindrisch lager werd toegepast, vreemde geluiden bij de eerste meting van 200 uren, en liep de levensduur af.

Fig. 5 toont een voorbeeld van een spilmotor voor 5 een DVD-ROM/RAM-inrichting als een soort informatie-inrichting. Deze spilmotor bestond voornamelijk uit: een lagereenheid A' voor het op roterende wijze ondersteunen van een verticaal geplaatste roterende as 4'; een draaitafel 6' en klem 7' voor het ondersteunen en vast leggen 10 van een optische schijf 5' zoals een DVD-ROM die is bevestigd bovenop de roterende as 4'; en een motoreen-heid B' die bijvoorbeeld een stator 8' en rotormagneet 9' bezit, zodanig aangebracht dat zij naar elkaar zijn gekeerd via een radiale spleet. De stator 8' is beves-15 tigd aan de buitenomtrek van een behuizing 1' die de lagereenheid 8' vormt. De rotormagneet 9' is bevestigd aan de binnenomtrek van een rotorbehuizing 10' die is bevestigd op de draaitafel 6'. Door het bekrachtigen van de stator 8' roteert de rotorbehuizing 10', draaitafel 20 6', optische schijf 5', klem 7', en roterende as 4' die één geheel vormen met de rotormagneet 9'.

De lagereenheid A' bestaat uit de buisvormige behuizing 1, een met olie geïmpregneerd, gesinterd lager 2' van het hydrodynamische type dat is bevestigd aan de 25 binnenomtrek van de behuizing 1', en een druklager 3' dat is bevestigd aan het gedeelte van de onderste opening van behuizing 1'. Het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2' van het hydrodynamische type ondersteunt de buitenomtrek van de roterende as 4' in radiale 30 richting, en het druklager 3' ondersteunt de roterende as 4' in stuwrichting. In de onderhavige voorbeelden bestaat het druklager uit een kunststofdrukschijf 3' in de vorm van een schijf en een metalen achterzijde 3b' voor het ondersteunen daarvan, en is zo samengesteld dat het 35 bovenvlak van de kunststofdrukschijf 3a' door aanraking het convexe onderste eindoppervlak van de roterende as 4' in stuwrichting ondersteunt. In dit verband kan de kunststofdrukschijf 3a' zijn ingebed in het centrale gedeelte van de metalen achterzijde 3b' om in aanraking te 1012170 34 zijn met het onderste eindoppervlak van de roterende as 4 .

Het lagerlichaam van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2' van het hydrodynamische type komt 5 overeen met het lagerlichaam 2a dat is weergegeven in fig. 2 ten aanzien van materiaal, configuratie, vervaar-digingsproces en dergelijke. In de onderhavige uitvinding is het poreuze lagerlichaam van gesinterd materiaal geïmpregneerd met smeervet als smeermiddel om een zelf-10 smerende functie te bezitten.

Als basisolie van het smeervet dat wordt geïmpregneerd in het lagerlichaam kunnen die welke zijn ingesteld op een kinematische viscositeit in het traject van 5 tot 60 cSt bij 40°C worden toegepast. Die met een 15 kinematische viscositeit van 10 tot 50 cSt verdienen in het bijzonder de voorkeur in een inrichting zoals een DVD-ROM/RAM, wat vereist is voor radiale stijfheid tegen een onevenwichtige belasting die ontstaat door het belasten van schijven. Als basisolie in het onderhavige 20 voorbeeld werd een smeerolie met een kinematische viscositeit van 40 cSt bij 40°C toegepast, waarvan het hoofdbestanddeel van polyolesterolie werd gemengd met polyme-thacrylaat als een viscositeitindex-verbeterend middel, fenyl-a-naftylamine als antioxidatiemiddel, benzotria-25 zoolderivaat als metaaldeactivator, en trioctylfosfaat als slijtagewerend middel.

Als verdikkingsmiddel van het hierboven beschreven smeervet werden lithiumzeep en ureumverbindingen toegepast .

30 Van de lithiumzeep van het verdikkingsmiddel rea geert stearinezuur met LiOH.^O tot vet. Voor het begin werden een derde van de basisolie en stearinezuur gebracht in een reactievat en verwarmd tot 80°C. Nadat het oplosmiddel helder was geworden, werden water en 35 LiOH.H^O goed gemengd en in het reactievat gebracht. Daarna werd gedurende 1 uur het ontwateren uitgevoerd. Na het ontwateren werd de resterende basisolie langzaam daarbij gebracht zodat de temperatuur niet lager werd. Na het bereiken van 185°C was de reactie geëindigd.

101217Q

35

Als het mono-ureum van het verdikkingsmiddel werd octadecylamine toegepast als het belangrijkste amine, en octadecylisocyanaat werd toegepast als het monocyanaat. Als het diureum werd p-toluidine toegepast als belang-5 rijkste amine waarvan de eindstandige groep een aromatische groep werd, n-octylamine als het belangrijkste amine waarvan de eindstandige groep een alicyclische groep werd, en cyclohexylamine als het belangrijkste amine waarvan de eindstandige groep een alifatische 10 groep was. Daarnaast werd als het diisocyanaat difenyl-methaan-4,4'-diisocyanaat toegepast. Als het triureum werd octadecylaam toegepast als het belangrijkste amine, en trileendiisocyanaat en water werden toegepast als isocyanaat. Om een concrete uitleg te geven door diureum 15 als voorbeeld te nemen, werd de halve hoeveelheid van de basisolie en de gehele hoeveelheid van het in Tabel 4 weergegeven mono-amine in een reactievat gebracht, en verwarmd tot 70-80°C. De resterende halve hoeveelheid van de basisolie. en difenylmethaan-4,4'-diisocyanaat 20 werden in een ander vat gebracht, en verwarmd tot 70-80°C voordat zij werden gebracht in het hierboven genoemde reactievat en geroerd. Het roeren werd ongeveer 30 minuten voortgezet voor een voldoende reactie. Daarna werd het verkregen product verwarmd op 170-180°C, 30 25 minuten daarop gehouden, en daarna afgekoeld tot een basisvet.

Evenals de hierboven beschreven voorbeelden, wordt voor het inbrengen van de roterende as 4' in de binnenomtrek van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 30 2' van het hydrodynamische type om de spilmotor samen te stellen, hetzelfde (of hetzelfde type) smeervet of basisolie van het smeervet als dat van het in het lagerli-chaam te impregneren smeervet beter toegepast, naast het te impregneren vet, om het lageroppervlak van het druk-35 lager 3' te bevochtigen en om de speling van het lager van het met olie geïmpregneerde, gesinterde lager 2' van het hydrodynamische type op te vullen. Daarnaast kan een luchtdoorvoeropening S' op beide axiale uiteinden van het lagerlichaam zijn aangebracht tussen de buitenomtrek 40 van het lager 2' en de binnenomtrek van de behuizing 1' W12170 36 om de in de onderste ruimte van de behuizing 1' opgesloten lucht door te laten door de luchtdoorvoer S'. Voorbeelden 10-16.

Vergelijkende tests werden verricht met betrekking 5 tot het weglopen van de roterende assen 4' bij toepassing van de spilmotors voor DVD-ROM/RAM zoals weergegeven in fig. 5. De met vet/olie geïmpregneerde, gesinterde lagers van het hydrodynamische type die werden toegepast in de tests werden geïmpregneerd met de in Tabel 4 10 weergegeven smeermiddelen. De voorbeelden 10-16 werden geïmpregneerd met de smeervetten, en vergelijkingsvoor-beeld 6 werd geïmpregneerd met de smeerolie. Daarnaast werden de roterende assen 4' vervangen door langere assen om uit te steken uit de bovenzijde van het lager, 15 en het gedrag van de as werd gemeten met een verplaat-singsmeter van het geen contact-makende type.

De tests werden uitgevoerd bij een aantal omwentelingen van 1000 tot 8000 opm, een onevenwichtige belasting van de roterende lichamen van 1 g*cm, normale tem-20 peraturen, en normale vochtigheden. De lagers en de lageroppervlakken zijn als volgt gespecificeerd: [Specificatie van het lager].

Diameter van de as: 0 3 mm.

Afmetingen van het lager: 03 in inwendige diameter 25 x 06 in buitendiameter x 8,7 mm breedte.

Aantal lageroppervlakken: twee bij bovenste en onderste delen.

Axiale breedte van het lageroppervlak: 2,4 mm. [Specificatie voor de hydrodynamische druk-opwekkende 30 groef] (dezelfde configuratie als weergegeven in fig. 2) .

Diepte van de groef: 3 μπι.

Hoek van de groef: 20°.

Aantal groeven: 8.

35 Fig. 6 toont de gezamenlijke testresultaten. Zoals weergegeven in fig. 6 werd het uitlopen van de as in elk der uitvoeringsvormen 10-16 die waren geïmpregneerd met de smeervetten verminderd in vergelijking met vergelij-kingsvoorbeeld 6, en in het bijzonder opmerkelijk in 40 uitvoeringsvorm 13 waarbij ureum werd toegepast als 10121 70 37 verdikkingsmiddel. De testresultaten bevestigen dat, in de onderhavige lagers van het hydrodynamische type, die welke waren geïmpregneerd met smeervetten verder verbeterd waren ten aanzien van stijfheid van het lager dan 5 die welke waren geïmpregneerd met smeeroliën, en daardoor doelmatig waren voor het onderdrukken van het uitlopen van de as.

Hoewel datgene is beschreven wat momenteel wordt beschouwd als de voorkeursuitvoeringsvormen van de uit-10 vinding, zal het duidelijk zijn dat verschillende wijzigingen daarin kunnen worden aangebracht, en dienen de bijgaande conclusies al deze wijzigingen die vallen binnen het kader van de uitvinding te omvatten.

1012170

Claims

1. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type, omvattende: een poreus lagerli- chaam van gesinterd metaal dat een lageroppervlak tegenover een glijoppervlak van een te ondersteunen roterende 5 as via een speling van het lager omvat, en hydrodynamische druk-opwekkende groeven die schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting, aangebracht in het lageroppervlak; en smeerolie of smeervet dat is geïmpregneerd in poriën in het lagerlichaam, 10 waarbij de smeerolie of de basisolie van het smeervet een smeerolie is die wordt gekozen uit (a) mengsels van poly-a-alkeen of gehydrogeneerde verbinding daarvan en ester en (b) ester.

2. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 1, waarbij de mengverhouding van poly-a-alkeen of gehydrogeneerde verbinding daarvan tot ester een gewichtsverhouding bezit van 95:5 tot 0:100.

3. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 1 of 2, waarbij de ester een polyolester is.

4. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 1, waarbij het 25 gesinterde metaal voornamelijk bestaat uit meer dan één type materiaal dat wordt gekozen uit koper, ijzer, en aluminium.

5. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 1, waarbij: 30 een aantal lageroppervlakken zijn gevormd op de binnenomtrek van het lagerlichaam zodanig dat ze van elkaar gescheiden zijn; en de inwendige diameters van het lagerlichaam op gebieden tussen de lageroppervlakken zodanig zijn dat 35 zij groter zijn dan de inwendige diameters op gebieden op de lageroppervlakken met uitzondering van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven.

6. Spilmotor voor een informatie-inrichting, omvattende een roterende as die roteert met roterende be- 10121 TO standdelen van de informatie-inrichting, een lager voor het ondersteunen van de roterende as, en een rotor en stator die via een voorgeschreven spleet naar elkaar toe zijn opgesteld, waarbij: 5 het lager een poreus lagerlichaam van gesinterd metaal met een lageroppervlak tegenover een glijoppervlak van de roterende as via een speling van het lager, en hydrodynamische druk-opwekkende groeven die schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting aange-10 bracht in het lageroppervlak, omvat, en smeerolie of smeervet dat is geïmpregneerd in poriën in het lagerlichaam ; en de smeerolie of de basisolie van het smeervet een smeerolie is die wordt gekozen uit (a) mengsels van 15 poly-a-alkeen of gehydrogeneerde verbinding daarvan en ester en (b) ester.

7. Spilmotor voor een informatie-inrichting volgens conclusie 6, waarbij: de me ngver houding van poly-or-alkeen of gehydroge-20 neerde verbinding daarvan tot ester een gewichtsverhouding van 95:5 tot 0:100 bezit.

8. Spilmotor voor een informatie-inrichting volgens conclusie 6 of 7, waarbij de ester een polyolester is.

9. Spilmotor voor een informatie-inrichting volgens 25 conclusie 6, waarbij het gesinterde metaal voornamelijk bestaat uit meer dan een type materiaal dat wordt gekozen uit koper, ijzer, en aluminium.

10. Spilmotor voor een informatie-inrichting volgens conclusie 6, waarbij: 30 een aantal lageroppervlakken zijn gevormd op de binnenomtrek van het lagerlichaam zodanig dat zij van elkaar zijn gescheiden; en de inwendige diameters van het lagerlichaam op gebieden tussen de lageroppervlakken zodanig zijn aange-35 bracht dat zij groter zijn dan de inwendige diameters op gebieden op de lageroppervlakken met uitzondering van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven.

11. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type, omvattende: een poreus lagerli- 40 chaam van gesinterd metaal dat een lageroppervlak tegen- T012170 over een gl ij oppervlak van een via een speling van het lager te ondersteunen roterende as bezit; en hydrodynamische druk-opwekkende groeven die schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting, aangebracht 5 in het lageroppervlak; en een smeermiddel dat is geïmpregneerd in poriën in het lagerlichaam, waarbij het in het lagerlichaam geïmpregneerde smeermiddel een smeervet is dat een verdikkingsmiddel omvat in een mengverhouding van 0,1 gew.% tot 5,0 gew.%.

12. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 11, waarbij een basisolie van het smeervet een smeerfilm vormt in de speling van het lager door het hydrodynamische drukeffect van de hydrodynamische druk-opwekkende groe- 15 ven tijdens circulatie tussen de binnenzijde van het lagerlichaam en de speling van het lager via oppervlak-tegaten in de oppervlakken van het lagerlichaam met inbegrip van het lageroppervlak; en de smeerfilm het glijoppervlak van de roterende as 20 zonder contact te maken ondersteunt ten opzichte van het lageroppervlak.

13. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 11, waarbij het gesinterde metaal voornamelijk bestaat uit meer dan één 25 type materiaal dat wordt gekozen uit koper, ijzer, en aluminium.

14. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 11, waarbij het verdikkingsmiddel van het smeervet een ureumverbinding 30 is.

15. Met olie geïmpregneerd, gesinterd lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 14, waarbij de ureumverbinding bestaat uit meer dan één verbinding, gekozen uit de groep die wordt weergegeven met de vol- 35 gende formule (1): R1~NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1) waarin R^ een aromatische koolwaterstofgroep met 6-15 koolstofatomen voorstelt, R^ en R^ een aromatische koolwaterstofgroep met 6-12 koolstofatomen of een alkylgroep 40 met 8-20 koolstofatomen voorstellen, en de hoeveelheden 101?ΐτβκ van de aromatische koolwaterstofgroep in R1 en R3 van 0% tot 100 mol.% bedragen.

16. Met olie geïmpregneerd, gesinterde lager van het hydrodynamische type volgens conclusie 11, waarbij: 5 een aantal lageroppervlakken zijn gevormd op de binnenomtrek van het lagerlichaam zodanig dat zij van elkaar gescheiden zijn; en de inwendige diameters van het lagerlichaam op gebieden tussen de lageroppervlakken zodanig zijn dat 10 zij groter zijn dan de inwendige diameter op gebieden op de lageroppervlakken met uitzondering van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven.

17. Spilmotor voor een informatie-inrichting, omvattende een roterende as die roteert met roterende 15 componenten van de informatie-inrichting, een lager voor het ondersteunen van de roterende as, en een rotor en stator die via een voorgeschreven spleet naar elkaar toe zijn opgesteld, waarbij: het lager een poreus lagerlichaam van gesinterd 20 metaal met een lageroppervlak tegenover een glijoppervlak van de roterende as via een speling van het lager, en hydrodynamische druk-opwekkende groeven die schuin verlopen ten opzichte van een axiale richting die aanwezig is in het lageroppervlak, en een smeermiddel dat is 25 geïmpregneerd in poriën in het lagerlichaam omvat; en het smeermiddel een smeervet is dat een verdikkingsmiddel omvat in een mengverhouding van 0,1 gew.% tot 5,0 gew.%.

18. Spilmotor voor een informatie-inrichting vol-30 gens conclusie 17, waarbij: de basisolie van het smeervet een smeerfilm vormt in de speling van het lager door het hydrodynamische drukeffect van de hydrodynamische druk-opwekkende groeven tijdens circulatie tussen de binnenzijde van het 35 lagerlichaam en de speling van het lager via oppervlak-tegaten in de oppervlakken van het lagerlichaam met inbegrip van het lageroppervlak; en de smeerfilm het glijoppervlak van de roterende as ten opzichte van het lageroppervlak zonder contact te 40 maken ondersteunt. 1012170

19. Spilmotor voor een informatie-inrichting volgens conclusie 17, waarbij het gesinterde metaal voornamelijk bestaat uit meer dan één type materiaal dat wordt gekozen uit koper, ijzer, en aluminium.

20. Spilmotor voor een informatie-inrichting vol gens conclusie 17, waarbij het verdikkingsmiddel van het smeervet een ureumverbinding is.

21. Spilmotor voor een informatie-inrichting volgens conclusie 20, waarbij de ureumverbinding bestaat 10 uit meer dan één type verbinding, gekozen uit de groep die wordt weergegeven met de volgende formule (1) r1-nhconh-r2-nhconh-r3 (1) waarin R2 een aromatische koolwaterstofgroep met 6-15 koolstofatomen voorstelt, R^ en R^ een aromatische kool-15 waterstofgroep met 6-12 koolstofatomen of een alkylgroep met 8-20 koolstofatomen voorstellen, en de hoeveelheden van de aromatische koolwaterstofgroep in R-j^ en R3 van 0% tot 100 mol.% bedragen.

22. Spilmotor voor een informatie-inrichting vol-20 gens conclusie 17, waarbij: een aantal lageroppervlakken zijn gevormd op de binnenomtrek van het lagerlichaam zodanig dat ze van elkaar gescheiden zijn; en de inwendige diameters van het lagerlichaam op 25 gebieden tussen de lageroppervlakken zodanig zijn dat zij groter zijn dan de inwendige diameters op gebieden op de lageroppervlakken met uitzondering van de hydrody-namische druk-opwekkende groeven. 1012170