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Dokumentenidentifikation DE69721207T2 19.02.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000851134
Titel Dynamische Drucklagervorrichtung
Anmelder Seiko Instruments Inc., Chiba, JP
Erfinder Takehara, Isamu, Narashino-shi, Chiba, JP;
Hayashi, Tomohiko, Narashino-shi, Chiba, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69721207
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.12.1997
EP-Aktenzeichen 973099328
EP-Offenlegungsdatum 01.07.1998
EP date of grant 23.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.02.2004
IPC-Hauptklasse F16C 33/74
IPC-Nebenklasse F16C 33/10   

Beschreibung[de]
Dynamische Drucklagervorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dynamische Lagervorrichtung, die als ein Lager für einen Motor wie einen Spindelmotor verwendet wird.

Ein Beispiel einer dynamischen Lagervorrichtung, welche einen internen Stand der Technik widerspiegelt, ist hier in 6 und 7 gezeigt.

Wie es in 6 gezeigt ist, ist diese Art einer dynamischen Lagervorrichtung gebildet aus einem dynamischen Radialdrucklager 2 und einem flanschförmigen dynamischen Axiallager 2b, welches dem dynamischen Radialdrucklager 2 folgt. Ein Drehteil 3 ist durch das dynamische Radialdrucklager 2 radial gelagert, wohingegen das Drehteil 3 durch das dynamische Axialdrucklager 2b axial gelagert ist.

Wie es in 6 gezeigt ist, sind Nuten 2c in der Umfangsrichtung, der Lageroberfläche des dynamischen Radiallagers 2 ausgebildet, wohingegen Nuten (nicht gezeigt) auch in der Lageroberfläche des dynamischen Axialdrucklagers 2b in der gleichen Weise ausgebildet sind. Öl füllt den Spalt 5 zwischen dem dynamischen Radialdrucklager 2, dem dynamischen Axiallager 2b und dem Drehteil 3.

Ferner zeigt 7 den detaillierten Aufbau der dynamischen Drucklagervorrichtung. Wie es in 7 gezeigt ist, besitzt die dynamische Drucklagervorrichtung eine stationäre Basis 1. Ein unterer Abschnitt eines zylindrischen Radiallagerabschnitts 2 ist in Passung mit und befestigt an dem Zentrum der stationären Basis 1. Ein Axiallagerabschnitt 2b ist an dem oberen Abschnitt des Radiallagerabschnitts 2 ausgebildet.

Ein Drehteil besitzt einen unteren Rotor 3 und ein Axialhalteteil 4, die durch den Radiallagerabschnitt 2 bzw. das dynamische Axialdrucklager 2b drehbar gelagert sind. Ein Ölhaltespalt 5 ist zwischen dem Drehteil und dem Radiallagerabschnitt 2 und zwischen dem Drehteil und dem dynamischen Axialdrucklager 2b ausgebildet.

Wie es in 7 gezeigt ist, ist ein Magnet 6 an einer inneren Umfangsoberfläche des unteren Rotors 3 befestigt, und ein Motor ist zwischen diesem Magneten 6 und einem Stator 7 begrenzt, der durch Windungen um einen Eisenkern herum ausgebildet ist, der seitens der stationären Basis 1 befestigt ist.

Ein ringförmiger Ölsumpf 9 ist zwischen der unteren Oberfläche des unteren Rotors 3 und der stationären Basis 1 ausgebildet. Der Sumpf 9 steht in Fluidverbindung mit dem Spalt 5, wie es in 7 gezeigt ist. Ein Raum 8, der einen mittleren nach oben und weg von dem Sumpf 9 in der Richtung nach radial auswärts geneigten Abschnitt aufweist, ist zwischen der unteren Oberfläche des unteren Rotors 3 und der oberen Oberfläche der stationären Basis 1 ausgebildet.

Ein Ölzufuhrloch 2a ist entlang der axialen Mitte des dynamischen Axialdrucklagers 2 ausgebildet. Öl wird von dem Ölzufuhrloch 2a zu dem Spalt 5 zugeführt. Überströmöl von dem Spalt 5 wird in den Ölsumpf 9 hinein aufgenommen.

Gemäß eines dynamischen Drucklagers mit einer derartigen Struktur wird, wenn das Drehteil sich dreht, aufgrund der Viskosität des Öls das Öl in die engen Abschnitte des Spalts 5 mitgerissen und komprimiert, so dass der Druck des Öls steigt. Der Druck steht im Gleichgewicht mit dem Gewicht des Drehteils, um das Drehteil zu lagern und dadurch Ölfilme in dem Spalt 5 zu bilden. Das Drehteil wird somit in einem berührungslosen Zustand mittels des dynamischen Radialdrucklagers 2 und des dynamischen Axialdrucklagers 2b durch den dynamischen Druck gelagert, der durch die Rotation des Drehteils hervorgerufen wird.

Wie es in 7 gezeigt ist, ist der Ölsumpf 9 zwischen der unteren Oberfläche des unteren Rotors 3 und der oberen Oberfläche der stationären Basis 1 ausgebildet. Der Raum 8 steht in Fluidverbindung mit dem Ölsumpf 9.

Da die vertikale Breite des Raums 8 sehr klein ist, wird Öl, selbst wenn der untere Rotor 3 sich nicht dreht, durch Kapillarwirkung zu dem unteren Abschnitt des Raums 8 angehoben.

Andererseits, bei einer Rotation des unteren Rotors 3, da die durch die Rotation hervorgerufene Zentrifugalkraft auf das Innere des Raums 8 ausgeübt wird, wird das Öl weiter durch den Raum 8 hindurch angehoben. Demzufolge besteht die Gefahr, dass das Öl aus dem offenen Ende des Raums 8 herausleckt.

Ferner ist es bei der in 7 gezeigten dynamischen Drucklagervorrichtung zur Miniaturisierung und zur Verringerung der Dicke des Drehteils 3 notwendig, die Länge des dynamischen Radialdrucklagers 2 zu verkürzen.

Falls jedoch das dynamische Radialdrucklager 2 einfach verkürzt wird, ohne das herkömmliche Design zu verändern, ist es unmöglich, einen ausreichenden dynamischen Druck in der Radialrichtung des Drehteils 3 zu erhalten. Es war somit nicht möglich, die Forderung nach einer Miniaturisierung und Flachheit zu erfüllen.

US 5,533,811 beschreibt eine hydrodynamische Lagerbaugruppe, die eine Oberflächenspannungsdichtung an einem oder beiden Enden der in der Richtung umgekehrten Baugruppe aufweist, um es zu ermöglichen, dass die Länge des hydrodynamischen Lagers vergrößert wird.

Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine dynamische Drucklagervorrichtung bereitzustellen, welche eine Ölleckage vermeiden kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine dynamische Drucklagervorrichtung bereitzustellen, die eine ausreichende Steifigkeit gewährleisten kann, wenn das Drehteil miniaturisiert und zu einer flachen Form verdünnt wird.

Bezug nehmend auf die erstgenannte Aufgabe wird gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung eine dynamische Drucklagervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt.

Eine Mehrzahl von Axialnuten kann in einer Umfangsrichtung von jeder der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche einer Scheibe ausgebildet sein. Ferner kann eine Mehrzahl von Radialnuten in einer Umfangsrichtung an der äußeren Umfangsoberfläche der Scheibe ausgebildet sein.

Gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung, wenn das Drehteil sich nicht dreht, wird das Öl im Ölsumpf somit durch Kapillarwirkung zu dem unteren Abschnitt des Raums angehoben. Andererseits, wenn das Drehteil sich dreht, da die durch die Rotation hervorgerufene Zentrifugalkraft auf das Öl im Raum wirkt, kann das Öl leicht weiter in dem Raum angehoben werden.

Die Öffnungsfläche des Raums ist von dem mittleren Abschnitt in der Radialrichtung graduell vergrößert. Dementsprechend ist in dem Raum die Kraft, welche das Öl, durch die Zentrifugalkraft anhebt, geschwächt. Somit wird Öl in dem Raum lediglich etwas angehoben und es besteht keine Gefahr einer Leckage nach außen.

Gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die radiale Länge des dynamischen Radialdrucklagerabschnitts im Vergleich zu einem herkömmlichen Lager zu vergrößern. Selbst bei einer reduzierten Höhe ist es somit möglich, eine ausreichende Steifigkeit zu erhalten, um das Drehteil zu lagern. Dementsprechend ist es zur Miniaturisierung und Verflachung des Drehteils möglich, die Gesamthöhe des dynamischen Drucklagers zu verringern, um das Lager zu miniaturisieren, wobei eine ausreichende Steifigkeit beibehalten wird.

Es ist bevorzugt, dass die dynamischen Axialdrucklagerabschnitte und der dynamische Radialdrucklagerabschnitt Lager eines Motors sind und dass das Drehteil ein Drehabschnitt des Motors ist. Außerdem ist es bevorzugt, dass der Motor ein Hochgeschwindigkeitsdrehmotor ist.

Eine Drehvorrichtung kann aufgebaut sein unter Verwendung eines Spindelmotors als ein Antriebsmittel zum Antreiben des Drehabschnitts.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detaillierter und lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

1 eine Querschnittsansicht ist, die eine dynamische Drucklagervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, angewendet auf einen Spindelmotor,

2 eine Frontansicht ist, die den Lagerabschnitt der Ausführungsform von 1 zeigt,

3 eine Draufsicht ist, die den Lagerabschnitt zeigt,

4 eine Ansicht von unten ist, die den Lagerabschnitt zeigt,

5 eine Querschnittsansicht des Hauptteils davon ist,

6 eine Querschnittsansicht ist, die eine Vorrichtung zeigt, welche einen internen Stand der Technik widerspiegelt,

7 eine Querschnittsansicht ist, die eine Vorrichtung zeigt, welche einen internen Stand der Technik widerspiegelt, und

8 eine Außenansicht einer Drehvorrichtung unter Verwendung eines Spindelmotors ist.

Eine dynamische Drucklagervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.

1 ist eine Querschnittsansicht, welche die Gesamtstruktur der dynamischen Drucklagervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zeigt, wie diese bei einem Spindefmotor von hoher Drehgeschwindigkeit angewendet wird.

Bei dieser Ausführungsform, wie es in 1 gezeigt ist, ist eine stationäre Basis 11 vorgesehen. Ein zentrales Loch 12 ist in der Mitte der stationären Basis 11 ausgebildet. Ein unterer Abschnitt eines zylindrischen stationären Schafts 13 ist passend in das zentrale Loch 12 eingepresst.

Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Flanschscheibe 15 für das Lager koaxial zu dem stationären Schaft 13 als dessen oberer Abschnitt vorgesehen. Wenngleich die Flanschscheibe 15 wie dargestellt integral mit dem stationären Schaft 13 ausgebildet ist, so kann die Flanschscheibe 15 stattdessen separat von dem stationären Schaft 13 gebildet sein und kann damit durch geeignete Mittel gekoppelt sein.

Ein Ölzufuhrloch 16 zum Zuführen von Öl ist längs der axialen Mitte des inneren mittleren Abschnitts des stationären Schafts 13 vorgesehen. Die Öffnung des Ölzufuhrlochs 16 kann nach Beladung oder Ergänzung mit Öl durch eine Dichtabdeckung 14 abgedeckt werden.

Eine äußere Umfangsoberfläche der Flanschscheibe 15 ist als ein dynamischer Radialdrucklagerabschnitt 15f zum Lagern des Drehteils ausgebildet, gebildet aus einem unteren Rotor 17 und einem Axialhalteabschnitt 18 in Radialrichtung.

Wie es am besten in 2 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Nuten 15e in gleichen Intervallen um die Umfangsseite des dynamischen Radialdrucklagerabschnitts 15f herum vorgesehen. Öl wird zwangsweise in die Nuten 15e eingeführt, um einen Druck zu erzeugen. Wie es in 2 gezeigt ist, ist jede Nut 15e beispielsweise als ein Zickzack ausgebildet, wobei die stromabwärtigen Enden davon unterbrochen sind. Bei der dargestellten Anordnung ist die Breite von jeder der Nuten 15e im Wesentlichen gleich dem Intervall zwischen benachbarten Nuten 15e.

Die oberen und unteren Oberflächen der Flanschscheibe 15 bilden dynamische Axialdrucklagerabschnitte 15a bzw. 15c. Dieser lagern das Drehteil, gebildet aus dem unteren Rotor 17 und dem Axialhalteabschnitt 18 in der Axialrichtung.

Wie es in 3 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Axialnuten 15b in gleichen Intervallen in einer Umfangsanordnung an einer Stelle einer vorbestimmten Distanz weg von dem Zentrum des dynamischen Axialdrucklagerabschnitts 15a vorgesehen. Öl wird zwangsweise in die Nuten hinein eingeführt, um einen Druck zu erzeugen. Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Breite jeder Axialnut 15b im Wesentlichen gleich dem Intervall zwischen benachbarten Axialnuten 15b.

Wie es in 4 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Axialnuten 15d, die im Wesentlichen gleich den Axialnuten 15b sind, in gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung an einer Stelle einer vorbestimmten Distanz weg von dem Zentrum des dynamischen Axialdrucklagerabschnitts 15c vorgesehen.

Die Axialnuten 15d sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. In der Praxis sind die Axialnuten 15d in der gleichen Weise wie die Axialnuten 15b angeordnet, so dass die Breite jeder Axialnut 15d im Wesentlichen gleich dem Intervall zwischen benachbaren Axialnuten 15d ist.

Wie es in 1 zu erkennen ist, ist eine im Wesentlichen umgekehrt kegelstumpfförmige Aussparung in dem zentralen Abschnitt des unteren Rotors 17 ausgebildet. Ein zentrales Loch 19, welches mit dem oberen, äußeren Umfang des stationären Schafts 13 in Eingriff zu bringen ist, ist im Boden der Aussparung ausgebildet. Dreistufige ringförmige Abschnitte 20, 21 und 2 2, die jeweils koaxial zu dem zentralen Loch sind, sind an der Flanke der Aussparung ausgebildet.

Die Flanschscheibe 15 ist in den gestuften Abschnitt 20 eingepasst und ein Flanschabschnitt eines Axialhalteabschnitts 18 ist in den gestuften Abschnitt 21 eingepasst. Ferner ist ein ringförmiger Magnet 23 für eine Klemmung in den Axialhalteabschnitt 18 eingepasst, wobei der äußere Umfangsabschnitt des Magnets 23 in den gestuften Abschnitt 22 eingepasst ist.

Bei einer derartigen Anordnung kann das aus dem unteren Rotor 17 etc. gebildete Drehteil in der Axialrichtung durch die dynamischen Axialdrucklagerabschnitte 15a und 15c getragen werden und in der Radialrichtung durch das dynamische Radialdrucklager 15f getragen werden.

Wie es in 5 gezeigt ist, sind zwischen den dynamischen Axialdrucklagerabschnitten 15a und 15c und dem Drehteil Spalte 24 ausgebildet, wohingegen zwischen dem dynamischen Radialdrucklagerabschnitt 15f und dem Drehteil ein Spalt 30 ausgebildet ist.

Wie es in 5 gezeigt ist, füllt Öl, welches durch das Ölzufuhrloch 16 hindurch zugeführt wurde, die Spalte 24 und 30. Überströmöl wird in einem ringförmigen, einen vertieften Querschnitt aufweisenden Ölsumpf 27 aufgenommen, der in einem mittleren oberen Abschnitt der stationären Basis 11 vorgesehen ist. Der Ölsumpf 27 ist ein Reservoir für Überströmöl. Nachdem das Öl eingebracht oder ergänzt wurde, wird die Öffnung des Ölzufuhrlochs 16 durch die Dichtabdeckung 14 abgedeckt.

Wie es in 1 gezeigt ist, steht der Ölsumpf 27 in Fluidverbindung mit dem Raum 29, um eine Ölleckage zu vermeiden. Der Raum 29 ist in seinem mittleren Abschnitt geneigt und dessen Öffnungsfläche ist in der Richtung radial nach außen graduell vergrößert.

Ein durch Windungen um einen Eisenkern herum gebildeter Stator 26 ist an einem äußeren Umfang der stationären Basis 11 an einer dem Magneten 28 zugewandten Stelle angebracht, der an der inneren Umfangsoberfläche des unteren Rotors 17 angebracht ist.

Es wird nun die Betriebsweise der oben erwähnten Ausführungsform beschrieben.

Wenn das aus dem unteren Rotor 17 und dem Axialhalteabschnitt 18 gebildete Drehteil im Stillstand ist, so steht die innere Umfangsoberfläche (welche die zu Iagernde Oberfläche ist) des Drehteils in Kontakt mit den Oberflächen der dynamischen Axialdrucklager 15a und 15c sowie des dynamischen Radialdrucklagers 15f. Aus diesem Grund sind die Spalte 24 und 30 nicht konstant gehalten sondern gibt es breite und enge Abschnitte.

In der Folge, wenn das Drehteil zu rotieren beginnt, wird das Öl auf Grund der Viskosität des Öls in den Spalten 24 und 30 in die engen Abschnitte der Spalte 24 und 30 verbracht und komprimiert, und der Druck des Öls steigt deshalb an. Der Druck ist derart, dass das Gewicht des Drehteils ausgeglichen wird und dass das Drehteil gelagert wird und Ölfilme in den Spalten 24 und 30 ausgebildet werden.

Das aus dem unteren Rotor 17 und dem Axialhalteabschnitt 18 gebildete Drehteil wird somit in einem berührungslosen Zustand gelagert mittels der Radialdynamikdrucklager 15a und 15c und des Radialdynamikdrucklagerabschnitts 15f als Folge des dynamischen Drucks, der durch die Rotation des Drehteils erzeugt wird.

Wie es oben beschrieben wurde, ist bei dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von Axialnuten 15b und 15d an den oberen und unteren Oberflächen der Flanschscheibe 16 ausgebildet, um die dynamischen Axialdrucklagerabschnitte 15a und 15c auszubilden. Eine Mehrzahl von Radialnuten 15e ist an dem äußeren Umfang der Flanschscheibe 15 ausgebildet, um den dynamischen Radialdrucklagerabschnitt 15f auszubilden.

Aus diesem Grund, wie es in 2 gezeigt ist, ist eine radiale Breite R1 des dynamischen Radialdrucklagerabschnitts 15f größer als die radiale Breite R2 des herkömmlichen, in 6 gezeigten dynamischen Radialdrucklagers. Dementsprechend, selbst falls dessen Höhe L1 verringert ist, ist es möglich, eine ausreichende Steifigkeit zu gewährleisten, um die Drehung des unteren Rotors 17 zu unterstützen. Gemäß dieser Ausführungsform ist es daher möglich, die Gesamthöhe des Dynamikdrucklagers zu reduzieren, wenn das Drehteil miniaturisiert oder verflacht wird.

Falls es nicht möglich ist, eine ausreichende Steifigkeit mit einer Höhe von lediglich L1 für den dynamischen Radialdrucklagerabschnitt 15f zu gewährleisten, so ist es zur Kompensation der mangelnden Steifigkeit wie in 2 gezeigt möglich, ein dynamisches Radialdrucklager mit einer vertikalen Höhe L2 an dem oberen Abschnitt des stationären Schafts 13 einzusetzen. In diesem Fall kann die Höhe L2 im Vergleich zu einer Höhe L3 des in 6 gezeigten herkömmlichen dynamischen Radialdrucklagers eher verkürzt werden, so dass man die Beziehung (L1 + L2) < L3 erhält. Dementsprechend ist es möglich, die Gesamthöhe des dynamischen Drucklagers wesentlich stärker zu reduzieren als bei der herkömmlichen Anordnung.

Da die dynamischen Axialdrucklagerabschnitte 15a und 15c und der dynamische Radialdrucklagerabschnitt 15f integral in der Flanschscheibe 15 ausgebildet sind, kann bei dieser Ausführungsform die Genauigkeit eines rechten Winkels zwischen diesen Abschnitten verbessert werden.

Da die dynamischen Axialdrucklagerabschnitte 15a und 15c und der dynamische Radialdrucklagerabschnitt 15f integral in der Flanschscheibe 15 ausgebildet sind und die Gesamthöhe des dynamischen Lagers verkürzt ist, ist es bei dieser Ausführungsform ferner möglich, einen relativ großen unteren Abschnitt des stationären Schafts 13 in das zentrale Loch 12 der Basis 11 aufzunehmen. Als eine Folge davon wird die Anbringungsfestigkeit des stationären Schafts 13 vergrößert.

Bei dieser Ausführungsform sind die Axialnuten 15b und 15d für die dynamischen Axialdrucklagerabschnitte 15a und 15c ausgebildet und die Radialnuten 15e für den dynamischen Radialdrucklagerabschnitt 15f ausgebildet. Stattdessen ist es jedoch möglich, Nuten in den zu lagernden Oberflächen des unteren Rotors 17 vorzusehen, und auch die Nuten sowohl in dem Lagerabschnitt als auch der zu lagernden Lageroberfläche vorzusehen.

Wenngleich bei dieser Ausführungsform eine Erläuterung hinsichtlich der dynamischen Drucklager gegeben wurde, bei welchen die Flanschscheibe 15 an der stationären Basis 11 befestigt ist, so ist es ferner möglich, die vorliegende Erfindung bei einem dynamischen Drucklager anzuwenden, bei welchem die Flanschscheibe 15 rotiert.

Wenn das den unteren Rotor 17 umfassende Drehteil stationär ist, so wird Öl in dem Ölsumpf 27 durch Kapillarwirkung zu dem unteren Abschnitt des Raums 29 angehoben.

Andererseits wird bei einer Rotation des unteren Rotors 17 die durch den unteren Rotor 17 hervorgerufene Zentrifugalkraft auf das Öl ausgeübt, welches zu dem unteren Abschnitt in dem Raum 29 angehoben wurde, so dass das Öl leicht nach außen bewegt werden kann.

Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Öffnungsfläche in der Richtung nach radial außen jedoch graduell vergrößert. Dementsprechend ist in dem Raum 29 die Wirkung, welche dazu tendiert, das Öl durch die Zentrifugalkraft anzuheben, geschwächt, so dass das Öl in dem Raum 29 nur etwas angehoben wird und keine Gefahr einer Leckage nach außen besteht.

8 zeigt eine Außenansicht der Drehvorrichtung 41 unter Verwendung eines Spindelmotors, welche das betreffende dynamische Drucklager aufweist. Die Drehvorrichtung 41 ist ein Scheibenantrieb bzw. Scheibenlaufwerk, aufgebaut durch Einsetzen eines Drehabschnitts 40 wie einer magnetischen Scheibe, einer optischen Scheibe, einem Polygonspiegel oder dergleichen an dem Drehteil 17, wie es in 1 gezeigt ist, des Spindelmotors SM.

Wie es oben beschrieben ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Raum mit einem unteren Abschnitt, der nach unten und radial einwärts hin zu dem mittleren Abschnitt geneigt ist, für eine Vermeidung einer Ölleckage ausgebildet. Die Öffnungsfläche dieses Raums ist in der Richtung nach radial außen graduell vergrößert, so dass eine Ölleckage aus dem Ölsumpf nicht stattfindet.

Wie es oben beschrieben wurde, sind ferner die oberen und unteren Oberflächen der Lagerscheibe als dynamische Axialdrucklagerabschnitte zum Lagern des Drehteils in der Axialrichtung verwendet, wohingegen die äußere Umfangsoberfläche der Scheibe als der dynamische RadialdruckIagerabschnitt zum Lagern des Drehteils in der Radialrichtung verwendet wird.

Es ist somit gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die radiale Länge des dynamischen Radialdrucklagerabschnitts im Vergleich zu dem herkömmlichen Lager zu vergrößern: Selbst wenn dessen Höhe reduziert ist, ist es demzufolge möglich, eine ausreichende Steifigkeit zum Lagern des Drehteils zu erhalten. Daher ist es zum Miniaturisieren und Verflachen des zu lagernden Drehteils möglich, die Gesamthöhe des dynamischen Drucklagers zu reduzieren, während eine ausreichende Steifigkeit aufrechterhalten wird.

Die vorangegangene Beschreibung wurde lediglich beispielhaft gegeben und es ist für einen Fachmann ersichtlich, dass Modifikationen vorgenommen werden können ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche angegeben zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. Dynamische Drucklagervorrichtung, umfassend:

    eine stationäre Basis (11),

    ein Lagerteil (13, 15),

    ein Drehteil (17, 18), welches durch das Lagerteil drehbar gelagert wird;

    einen ersten Spalt (24, 30), der zwischen dem Lagerteil (13, 15) und dem Drehteil (17, 18) ausgebildet ist,

    Öl, welches in dem ersten Spalt (24, 30) enthalten ist, um einen Ölfilm in dem ersten Spalt (24, 30) vorzusehen, um das Drehteil bei einem Betrieb der Lagervorrichtung. zu lagern,

    einen weiteren Spalt, der sich zwischen einer radial sich erstreckenden Oberfläche des Drehteils und einer radial sich erstreckenden Oberfläche der stationären Basis erstreckt,

    einen Ölsumpf (27), welcher in der radial sich erstreckenden Oberfläche der stationären Basis (11) angeordnet ist und dazu angeordnet ist, überschüssiges, von dem ersten Spalt (24, 30) überströmendes Öl aufzunehmen,

    wobei der weitere Spalt in Fluidverbindung mit einem Raum (29) angeordnet ist, welcher sich zwischen einer Oberfläche des Drehteils (17, 18) und einer radial sich erstreckenden Oberfläche der stationären Basis (11) erstreckt und in einer Richtung nach radial auswärts nach oben geneigt ist zur Unterbringung von, Öl, welches durch Kapillarwirkung und bei dem Betrieb der Lagervorrichtung auch durch eine Zentrifugalkraft aus dem Sumpf (27) und in den Raum (29) hinein gedrängt wird,

    wobei der Raum mit einem Öffnungsbereich angeordnet ist, welcher sich in der Richtung nach radial auswärts vergrößert, um eine Leckage von Öl aus der Lagervorrichtung über den Raum (29) und ein Ansteigen von Öl zu vermeiden, welches aufgrund der beim Betrieb der Vorrichtung erzeugten Zentrifugalkraft in den Raum (29) strömt.
  2. Dynamische Drucklagervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil eine Scheibe (15) mit einer oberen Oberfläche (15a), welche einen dynamischen Axialdrucklagerabschnitt zum Lagern des Drehteils (17, 18) in einer axialen Richtung bildet, sowie mit einer äußeren Umfangsoberfläche (15f) umfasst, welche einen dynamischen Radialdruckabschnitt zum Lagern des Drehteils (17, 18) in einer radialen Richtung bildet.
  3. Dynamische Drucklagervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Oberfläche (15a) der Scheibe (15) eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Nuten (15b) aufweist und die äußere Umfangsoberfläche (15f) der Scheibe (15) eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Nuten (15e) aufweist.
  4. Dynamische Drucklagervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (15) eine untere Oberfläche (15c) aufweist, welche einen dynamischen Axialdrucklagerabschnitt zum Lagern des Drehteils (17, 18) in einer axialen Richtung bildet, und dadurch, dass eine Mehrzahl von Nuten (15d) in der unteren Oberfläche (15e) der Scheibe ausgebildet sind.
  5. Dynamische Drucklagervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (15b, 15d, 15e) zickzack-artig in der jeweiligen Oberfläche (15a, 15c, 15e) vorgesehen sind.
  6. Spindelmotor, umfassend eine dynamische Drucklagervorrichtung nach einem vorangehenden Anspruch.
  7. Drehvorrichtung, umfassend einen Spindelmotor nach Anspruch 6.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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