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Dokumentenidentifikation DE19918462A1 26.10.2000
Titel Spindelmotor für Lagerabdichtung
Anmelder Precision Motors Deutsche Minebea GmbH, 78549 Spaichingen, DE
Erfinder Oelsch, Jürgen, Dipl.-Ing., 97618 Hohenroth, DE
Vertreter Riebling, P., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 88131 Lindau
DE-Anmeldedatum 23.04.1999
DE-Aktenzeichen 19918462
Offenlegungstag 26.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2000
IPC-Hauptklasse G11B 19/20
IPC-Nebenklasse H02K 5/16   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Lagerabdichtung zur sicheren Abdichtung der Lager gegen das Austreten von Verunreinigungen nach außen hin.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Lagerabdichtung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Derartige Spindelmotoren werden für den Antrieb von Festplattenspeichern verwendet und es besteht die Notwendigkeit, die Wälzlager mit ihren schmutzabgebenden Teilen so gegenüber dem eigentlichen Reinraumbereich abzudichten, daß aus der Lageranordnung kein Schmutz, insbesondere Fett oder Ölpartikel, in den Festplattenspeicher gelangen kann. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Wälzlager mit zugeordneten, üblicherweise nicht berührenden bzw. streifenden, Dichtungen zu versehen, die bevorzugt als magnetische Dichtungen oder als Labyrinthdichtungen ausgebildet sind.

Hierbei ist es bekannt, derartige Dichtungselemente, die bevorzugt kreisringförmig ausgebildet sind, zur Abdichtung des Lagers oder Lagersystems einzukleben, wobei der radial außenliegende Teil des Dichtungsringes an dem Rotor angeklebt wird, während der radial einwärts gerichtete Teil des Ringes eine Dichtung zu der feststehenden, mittleren, zentralen Welle bildet.

Beim Einkleben dieses Ringes oder eines abgekröpften Ringes an dem Rotor mittels Klebstoff besteht jedoch die Gefahr, daß dieser Klebstoff bei niedrigen Temperaturen verspröden kann, dadurch brüchig und rissig wird und hierdurch Mikro- oder Haarrisse entstehen, mit dem Risiko, daß durch diese Öl oder Fettpartikel hindurch durch diese Haarrisse in die Reinraumumgebung des Speichermediums gelangt und damit die Festplatte(n) ggf. verschmutzt und unbrauchbar macht.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Befestigungsmethode des Abdichtungsringes an einem Lager oder Lagersystem für einen Spindelmotor so weiterzubilden, daß die Gefahr einer Versprödung des Klebstoffs nicht mehr besteht. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Dichtring oder die Dichtscheibe mit einer doppelseitig klebenden Folie am drehbaren Teil des Motors befestigt wird.

Die Verwendung einer beidseitig klebenden Folie hat nämlich den wesentlichen Vorteil, daß diese Folie beidseitig einen dauerelastischen Klebstoff trägt, bei dem die Gefahr der Versprödung oder des Reißens nicht gegeben ist.

Man verwendet also einen doppelseitig klebenden Klebering, der bevorzugt aus einem Kunststoffring besteht, der beidseitig mit entsprechenden Klebeflächen beschichtet ist. Damit ergibt sich erstmals der Vorteil, daß man saubere, ebene Klebeflächen hat, die nun eine ausgezeichnete Dichtstrecke ergeben, so daß die Gefahr nicht mehr besteht, daß unbeabsichtigt und unerwünscht liquide Substanzen wie Öl oder Fett aus dem Lager über diese ideale Klebefläche nach außen dringt.

Dies ist ein wesentlicher Vorteil im Vergleich zum Stand der Technik, wo beim Stand der Technik lediglich eine undefinierte Kleberaupe verwendet wurde, welche Kleberaupe die besagte Dichtungsscheibe an dem Rotor festklebte. Weil eben der Klebstoff der Kleberaupe nachteiligerweise zum Verspröden und Reißen neigte und weil eine undefinierte Klebefläche vorhanden war, ergeben sich mit der technischen Lehre nach der Erfindung wesentliche Vorteile.

Es wird hierbei bevorzugt, als doppelseitige Klebescheibe ein Kunststoffmaterial zu verwenden, welches z. B. aus einem Polypropylen oder PET-Kunststoff besteht und der Kleber hierbei ein dauerelastischer Kleber ist, der bevorzugt druckaktivierbar ist.

Mit der Verwendung einer solchen doppelseitig klebenden Klebescheibe ergibt sich also der große Vorteil, daß auch großflächige Klebungen hergestellt werden können, die zuverlässig abdichten und ein undefiniertes Aufreißen der Klebeschicht nicht mehr gestatten.

Es handelt sich bevorzugt um einen druckempfindlichen Kleber (pressure sensitive adhesive), der auf Grund von Druckeinwirkung über eine bestimmte Zeit auf die Klebefläche zu einer Klebung mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche führt.

Es zeigen:

Fig. 1 Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform unter Hinzunahme einer Magnetdichtung,

Fig. 3 zeigt einen gegenüber den Fig. 1 und 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 zeigt schematisiert einen Schnitt durch eine Klebescheibe nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist allgemein ein Spindelmotor zum Antrieb von Festplattenspeichern dargestellt, der im wesentlichen aus einer feststehenden Basisplatte 1 besteht, an der eine Welle 2 drehfest befestigt ist. Die Welle 2 trägt zwei Wälzlager, nämlich ein oberes Lager 6 und ein unteres Lager 7, auf welchen ein Rotor 5 drehbar gelagert ist.

In der Basisplatte 1 ist der Stator 4 des Motors angeordnet, der im wesentlichen aus einem Statorblechpaket 3 und dazugehöriger Wicklung besteht.

Am Innenumfang des Rotors 5 ist hierbei ein bevorzugt kreisringförmiger Permanentmagnet angeordnet, der in an sich bekannter Weise über einen Luftspalt von dem Statorblechpaket 3 angetrieben wird und zwar durch sequentielle Bestromung der Statorwicklungen.

Wichtig ist nun, daß zur Abdichtung des unteren Lagers 7 eine Dichtungsscheibe 8 verwendet wird, die aus einem abgekröpften topfförmigen Ring mit konzentrischer Ausnehmung besteht. Der untere Flansch 23 ist unterhalb des unteren Lagers 7 angeordnet und bildet mit seiner radial einwärts gerichteten Fläche einen Dichtspalt 12 zu der feststehenden Welle 2.

Er ist von dem Flansch 23 ausgehend nach oben in Richtung auf dem vertikalen Flansch 9 abgekröpft, der sich an der Innenfläche des Rotors anlegt und welcher Flansch 9 in einen horizontalen Flansch 10 übergeht. An der Innenseite des horizontalen Flansches 10 ist eine kreisringförmige Klebescheibe 11 angeordnet, die im Schnitt in Fig. 4 vergrößert dargestellt ist. Diese Klebescheibe 11 besteht im wesentlichen aus einer Folie 20, auf der beidseitig jeweils Klebstoffschichten 21, 22 angeordnet sind. Damit ist die Klebescheibe 11 im Zwischenraum zwischen dem Flansch 10 der Dichtungsscheibe 8 und der zugeordneten Fläche des Rotors eingeklebt und hält damit die Dichtungsscheibe 8 absolut sicher fest.

Die Klebstoffschicht 21, 22 besteht aus dauerelastischem Kleber und ist gegen Versprödung geschützt. Es entsteht eine großflächige ebene Verklebung, bei der nicht die Gefahr besteht, daß Öl oder Fett aus den Lagern 6, 7 nach außen in den Luftspalt des Rotors 5 und weiter in den Reinraum des Festplattenlaufwerkes gelangen können.

In Fig. 2 ist noch zusätzlich dargestellt, daß die Dichtungsscheibe 8 an ihrem einwärts gerichteten Flansch 23 zusätzlich mit einer Magnetdichtung 14 verklebt ist, wobei als Klebeschicht 13 wiederum die vorher erwähnte Klebescheibe 11, jetzt jedoch mit anderen Abmessungen, verwendet wird, die wiederum aus der erwähnten Folie 20 und den beiden gegenüberliegend angeordneten Klebstoffschichten 21, 22 besteht.

Auch hier wird durch die Klebescheibe, welche die Klebstoffschicht 13 bildet, eine absolut ebene, dichte und zuverlässige Klebung der Magnetdichtung 14 an dem horizontalen Flansch 23 der Dichtungsscheibe 8 bewerkstelligt.

Die Magnetdichtung 14 dichtet im Dichtspalt 12 in an sich bekannter Weise mit einer magnetischen Flüssigkeit an der Welle 2 ab.

Die Fig. 3 zeigt als weiters Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, daß die Dichtungsscheibe 8 mit Hilfe der Klebescheibe 11 an dem Außenring 15 des jeweiligen Lagers befestigt ist, wobei sich ebenfalls ein großflächiger Klebesitz ergibt, der sicher gegen das Hindurchtreten von flüssigem Öl oder Fett schützt.

Der Vollständigkeit halber ist noch dargestellt, daß das Wälzlager einen Innenring 16 besitzt.

Hierbei weist die Dichtungsscheibe 8 wiederum einen horizontalen Flansch 17 auf, auf dem die Klebescheibe 11 befestigt ist, die mit ihrer gegenüberliegenden Klebstoffschicht an dem Außenring 15 anhaftet. Der Flansch 17 wird in einen gleichfalls horizontal gerichteten Flansch 18 übergeführt, an dessen vorderer Stirnseite 19 die Abdichtung zur Welle 2 hin erfolgt.

1. Es wird noch darauf hingewiesen, daß an dem Flansch 17 untenliegend noch eine Magnetdichtung 14 befestigt werden kann, die ebenfalls dann in Richtung auf die Welle 2 eine zusätzliche Abdichtung ergibt.

Kern der Erfindung ist also, daß anstatt von singulären Klebungen mittels Kleberaupen eine Klebescheibe verwendet wird, die aus einer Folie besteht, die sowohl vorder- als auch rückseitig mit jeweils einer dauerelastischen Klebstoffschicht 21, 22 beschichtet ist.

In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß keine Dichtungsscheibe 8 wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 verwendet wird. Anstatt der Dichtungsscheibe 8 wird die in Fig. 2 gezeigte Magnetdichtung unmittelbar mit Hilfe der Klebescheibe 11 an dem Außenring 15 des Lagers befestigt. Zeichnungslegende 1 Basisplatte

2 Welle

3 Statorblechpaket

4 Stator

5 Rotor

6 obere Lager

7 untere Lager

8 Dichtungsscheibe

9 Flansch (vertikal)

10 Flansch (horizontal)

11 Klebescheibe

12 Dichtspalt

13 Klebeschicht

14 Magnetdichtung

15 Außenring

16 Innenring

17 Flansch

18 Flansch

19 Stirnseite

20 Folie

21 Klebstoffschicht

22 Klebstoffschicht

23 Flansch


Anspruch[de]
  1. 1. Spindelmotor mit Lagerabdichtung für den Antrieb von Festplattenspeichern, bei dem die Lager mit zugeordneten Dichtungen versehen sind, die bevorzugt als magnetische Dichtungen oder als Labyrinthdichtungen ausgebildet sind, wobei die Dichtungen klebend befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung (11) aus einer dauerelastischen Verbindung besteht.
  2. 2. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung (11) durchgehend radial umlaufend am Rotor angeordnet ist.
  3. 3. Spindelmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung (11) aus einer doppelseitig klebenden Folie (20) mit Klebstoffschichten (21, 22) besteht.
  4. 4. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung (11) großflächig zwischen dem Rotor (5) und der Dichtungsscheibe (8) angeordnet ist.
  5. 5. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe (8) aus einem abgekröpften Ring besteht.
  6. 6. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Flansch (23) sich an der Unterseite des unteren Lagers (7) anlegt und mit seiner radial einwärts gerichteten Fläche einen Dichtspalt (12) zu der feststehenden Welle (2) bildet.
  7. 7. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des horizontalen Flansches (10) eine Klebescheibe (11) angeordnet ist.
  8. 8. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klebescheibe (11) im Zwischenraum zwischen dem Flansch (10) und der Dichtungsscheibe (8) angeordnet ist.
  9. 9. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsscheibe (8) an ihrem einwärts gerichteten Flansch (23) mit einer Magnetdichtung (14) verklebt ist.
  10. 10. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebescheibe (11) aus Polypropylen besteht.
  11. 11. Spindelmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebescheibe (11) aus PET-Kunststoff besteht.






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