WO1992004550A1 - Lagerung, insbesondere für plattenspeicherspindeln - Google Patents

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WO1992004550A1
WO1992004550A1 PCT/DE1991/000625 DE9100625W WO9204550A1 WO 1992004550 A1 WO1992004550 A1 WO 1992004550A1 DE 9100625 W DE9100625 W DE 9100625W WO 9204550 A1 WO9204550 A1 WO 9204550A1
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Alois Weissgerber
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Fag Kugelfischer Georg Schäfer Kgaa
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    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Definitions

  • the invention relates to storage according to the preamble of claim 1.
  • Bearings for disk storage spindles have been known and used for many years (see SKF ball bearing magazine 232, 4/1988). So far, versions have always been selected in which two deep groove ball bearings or two angular contact ball bearings have been arranged at a certain distance on a shaft and braced axially against one another so that the desired freedom of play is achieved. Since ever smaller plates with higher storage capacity were developed, it was necessary to increase the accuracy of the bearings. The bearings of the spindles have therefore also been improved, for example, by fewer components and / or fewer fitting and joining surfaces. The result was that special inner rings were avoided by inserting the raceway directly into the shaft. Tilting of the inner ring raceways to one another due to assembly was thereby excluded.
  • the parallel alignment of the outer ring raceways is also a prerequisite for optimal rolling conditions in the bearing. Because of the tolerances in the mating and joining surfaces of the outer rings, however, a complete parallel alignment of the outer ring raceways with one another cannot be achieved. The result is pressure angle fluctuations in the circumference of the track, which have a negative impact on the rolling conditions and thus on the accuracy of the bearing. It is therefore the object of the invention to further develop the above-mentioned positions, a high level of accuracy being achieved despite the simple structure and simple assembly of the bearings.
  • Claim 2 contains a preferred further development.
  • the axially braced bearings are similar to angular contact ball bearings. However, because their raceways form sections of spherical surfaces with the center on the axis of rotation, the outer rings can be tilted towards one another without pressure angle fluctuations occurring in the circumferential direction of the raceway. This is an important prerequisite for high storage accuracy. Due to the fact that the resultant prestressing force of the compression spring does not act centrally to the outer rings, the outer rings tilt in the bore of the sleeve.
  • the longitudinal axis of the bearing is self-centered in the bore of the sleeve. So the gap width between the outer rings and the sleeve has none
  • the invention is illustrated by a figure. This shows a longitudinal section through the mounting of a disk storage spindle.
  • the bearing consists of a shaft 1, into which the raceways 2 of two angular contact ball bearings are incorporated, the two rows of balls 3, the outer rings 4 and a sleeve 5. Between the spaced outer rings 4 there is a compression spring 6 seen that these braced axially against each other.
  • the raceways 4 'of the outer rings 4 are now profiled such that they form a spherical surface, the center 7 of their radius being on the axis of rotation 8 of the inner raceways 1'.
  • the outer rings 4 can be tilted in the sleeve 5 without pressure angle changes occurring, because the balls 3 always face the same spherical surface in each tilt position.
  • an adhesive is poured into the gaps 9 resulting from the tilting, which then hardens and fixes the outer rings 4 in the sleeve 5.

Abstract

Bei einer Lagerung für Plattenspeicherspindeln wird eine Ausführung erreicht, bei der trotz einfachem Aufbau und einfacher Montage der Lager eine hohe Genauigkeit erzielt wird. Die Schrägkugellager in O-Anordnung besitzen dabei Außenringe (4), deren Laufbahn (4') im Längsschnitt einen Radius hat, dessen Mittelpunkt (7) auf der Drehachse (8) der inneren Laufbahnen (2) liegt.

Description

Lagerung, insbesondere für Plattenspeicherspindeln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Lagerungen für Plattenspeicherspindeln sind schon seit vielen Jahren bekannt und in Benutzung (s. z.B. SKF Kugellagerzeitschrift 232, 4/1988). Bisher wurden da- bei immer Ausführungen gewählt, bei denen zwei Rillen¬ kugellager oder zwei Schrägkugellager in einem gewis¬ sen Abstand auf eine Welle angeordnet und axial gegen¬ einander verspannt wurden, damit die gewünschte Spiel¬ freiheit erreicht wird. Da immer kleinere Platten mit höherer Speicherkapazität entwickelt wurden, war es erforderlich, die Genauigkeit der Lagerungen zu erhö¬ hen. Man hat daher die Lager der Spindeln beispiels¬ weise durch weniger Bauteile und/oder weniger Paß- und Fügeflächen ebenfalls verbessert. Das Ergebnis war, daß man spezielle Innenringe vermieden hat, indem man die Laufbahn direkt in die Welle einbrachte. Montage¬ bedingte Verkippungen der Innenringlaufbahnen zueinan¬ der wurden dadurch ausgeschlossen. Das parallele Aus¬ richten der Außenringlaufbahnen ist ebenfalls Voraus- setzung für optimale Abrollverhältnisse im Lager. We¬ gen der Toleranzen in den Paß- und Fügeflächen der Au¬ ßenringe ist aber eine restlose Parallelausrichtung der Außenringlaufbahnen zueinander nicht erreichbar. Die Folge sind Druckwinkelschwankungen im Laufbahnum- fang, die sich negativ auf die Abrollverhältnisse und damit auf die Genauigkeit der Lagerung auswirken. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung die o. g. Lage¬ rungen weiter zu entwickeln, wobei trotz einfachem Aufbau und einfacher Montage der Lager eine hohe Ge¬ nauigkeit erzielt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Der Anspruch 2 enthält eine bevorzugte Weiterentwicklung.
Die axial gegeneinander verspannten Lager haben Ähn¬ lichkeit mit Schrägkugellagern. Dadurch, daß aber ihre Laufbahnen Abschnitte von Kugelflächen mit dem Mittel¬ punkt auf der Drehachse bilden, ist eine Verkippung der Außenringe zueinander möglich, ohne daß Druckwin¬ kelschwankungen in Laufbahnumfangsrichtung auftreten. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine hohe Ge- nauigkeit der Lagerung. Aufgrund dessen, daß die re¬ sultierende Vorspannkraft der Druckfeder nicht zen¬ trisch zu den Außenringen wirkt, verkippen die Außen¬ ringe in der Bohrung der Hülse.
Wird der Abstand zwischen der einen Stirnfläche der Außenringe und dem Schnittpunkt der Drucklinie auf der Achse gleich groß ausgeführt wie der Abstand zwischen diesem Schnittpunkt und der anderen Stirnfläche des Lagers, erfolgt eine Selbstzentrierung der Lager¬ längsachse in der Bohrung der Hülse. So hat die Spalt- breite zwischen den Außenringen und der Hülse keinen
Einfluß auf den zentrischen Sitz der Außenringe in der Hülsenbohrung. Die Fertigungstoleranzen für die Boh¬ rung und Außenring. rchmesser können größer gehalten werden. Die entstehenden Spalte zwischen den Außen- ringen und der Hülsenbohrung werden anschließend mit einem Klebestoff, der aushärtet, gefüllt. Dadurch wer¬ den Bewegungen zwischen den Außenringen und der Hülse vermieden. Trotz höchster Genauigkeit der Lagerung ist also hier die Parallelausrichtung der Außenringe zueinander und die Zentrierung der Außenringe in der Hülsenbohrung nicht mehr erforderlich.
Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch die Lagerung ei¬ ner Plattenspeicherspindel.
Gemäß der Figur besteht die Lagerung aus einer Welle 1, in die die Laufbahnen 2 von zwei Schrägkugellagern eingearbeitet sind, den beiden Kugelreihen 3, den Au¬ ßenringen 4 und einer Hülse 5. Zwischen den in Abstand angeordneten Außenringen 4 ist eine Druckfeder 6 vor¬ gesehen, die diese axial gegeneinander verspannt.
Gemäß der Erfindung sind nun die Laufbahnen 4' der Au- ßenringe 4 so profiliert, daß sie eine Kugelfläche bilden, wobei der Mittelpunkt 7 ihres Radius auf der Drehachse 8 der inneren Laufbahnen 1' liegt. Dadurch ist das Verkippen der Außenringe 4 in der Hülse 5 mög¬ lich, ohne daß Druckwinkelveränderungen auftreten, denn in jeder Kippstellung stehen die Kugeln 3 immer der gleichen Kugelfläche gegenüber. In den durch das Verkippen entstehenden Spalten 9 wird bei der Montage ein Klebstoff eingefüllt, der anschließend aushärtet und eine Fixierung der Außenringe 4 in der Hülse 5 be- wirkt.
Wenn man den Abstand li zwischen der einen Stirnfläche 10 der Außenringe 4 und dem Schnittpunkt 7 der Druck¬ linien auf der Achse 8 gleich dem Abstand la zwischen dem Schnittpunkt 7 und der anderen Stirnfläche 11 der Außenringe 4 ausführt, erfolgt eine Selbstzentrierung der Drehachse (8) in der Bohrung der Hülse 5. Damit wird der Einfluß der Fertigungstoleranze auf die Ge¬ nauigkeit der Lagerung eliminiert.

Claims

_ _L _
Anspruch
Lagerung, insbesondere für Plattenspeicherspindeln und Positionierern bestehend aus zwei im Abstand auf einer Welle angeordneten, axial gegeneinander verspannten Schrägkugellagern vorzugsweise in O-Anordnung, dadurch gekennzeichnet. daß die jeweils radial äußere Laufbahn ( . ' ) der Außenringe (4) im Längsschnitt einen Radius besitzt, dessen Mittelpunkt (7) etwa auf der Drehachse (8) der inneren Laufbahnen (2) liegt, und daß der Au- ßenring (4) eines jeden Lagers so gestaltet ist, daß der Abstand li zwischen der einen Stirnfläche (10) und dem Schnittpunkt (7) der Drucklinien des Schrägkugel¬ lagers auf der Achse (8) gleich dem Abstand 12 zwi¬ schen diesem Schnittpunkt (7) und der anderen Stirn- fläche (11) ist.
PCT/DE1991/000625 1990-09-06 1991-07-31 Lagerung, insbesondere für plattenspeicherspindeln WO1992004550A1 (de)

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