DE102005022014A1 - Spindle motor for hard disk drive, has hub arranged on shaft in press fit manner and connected with shaft by welded connection, where shaft has middle hole to accommodate screw for fixing magnetic disk by clamping device - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem, insbesondere für den Antrieb von Speicherplattenlaufwerken.The The invention relates to a spindle motor with a fluid-dynamic bearing system, especially for the Drive storage disk drives.
Stand der TechnikState of technology
Spindelmotoren bekannter Bauart besitzen im wesentlichen einen Stator, einen Rotor und mindestens ein zwischen diesen beiden Teilen angeordnetes Lagersystem. Der elektromotorisch angetriebene Rotor ist mit Hilfe des Lagersystems gegenüber dem Stator drehgelagert. Als Lagersystem werden unter anderem fluiddynamische Lagersysteme eingesetzt.spindle motors known type essentially have a stator, a rotor and at least one storage system arranged between these two parts. The electric motor driven rotor is with the help of the storage system compared to the Stator rotatably mounted. As a storage system, among other fluid dynamic Storage systems used.
Eine
bekannte Ausgestaltung eines Spindelmotors mit fluiddynamischem
Lagersystem ist in der
Die Welle und die Nabe sind in vielen Fällen durch eine Pressverbindung, Klebeverbindung oder eine Kombination aus beiden Verbindungsarten miteinander verbunden. Ein Nachteil dieser Verfahren ist in erster Linie die geringe Schockresistenz.The Shaft and the hub are in many cases by a press connection, Adhesive connection or a combination of both types of connection connected with each other. A disadvantage of these methods is first Line the low shock resistance.
Bislang wurden die Bauteile nicht miteinander verschweißt, da es mit den gängigen Verfahren, vor allem beim gepulsten Laserschweißen, zum Aufwurf und Verzug der dünnwandigen Bauteile infolge der Erhitzung aufgrund des vergleichsweise hohen Energieeintrages kommt. Zudem bestehen die Bauteile aus unterschiedlichen Materialien (Welle: Stahl, Nabe: Aluminium oder magnetischer Stahl), was ein Laserschweißen bislang erschwerte.So far The components were not welded together, as is the case with the common procedures especially when pulsed laser welding, for Aufwurf and delay the thin-walled Components due to heating due to the relatively high energy input comes. In addition, the components consist of different materials (Shaft: steel, hub: aluminum or magnetic steel), what a laser welding so far difficult.
Gegenstand der Erfindungobject the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem anzugeben, der eine verbesserte Verbindung zwischen Welle und Nabe aufweist.The The object of the invention is therefore to provide a spindle motor specify a fluid dynamic storage system, the improved connection between Shaft and hub has.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein entsprechendes Verfahren zur Montage der Nabe auf die Welle eines Spindelmotors ist in dem nebengeordneten Patentanspruch angegeben.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved. A corresponding procedure for mounting the hub on the shaft of a spindle motor is in the specified sibling claim.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist die Nabe im Presssitz auf der Welle angeordnet und mit dieser mittels einer Schweißverbindung verbunden. Hierzu werden die Welle sowie die Nabe mittels eines langen Laserpulses, beispielsweise mit einer Dauer von größer 10 ms miteinander verschweißt, wobei die zu verschweißenden Bauteile und der Laserstrahl relativ zueinander bewegt werden. Dabei wird entweder der Laserstrahl etwa mittels eines beweglichen Spiegels abgelenkt oder die Bauteile werden um ihre Drehachse verdreht, so dass eine Relativgeschwindigkeit in Bezug auf den Laserstrahl von mehr als 300 mm/s an der Schweißlinie auftritt.According to the invention Hub arranged in a press fit on the shaft and with this means a welded joint connected. For this purpose, the shaft and the hub by means of a long laser pulse, for example with a duration of greater than 10 ms with each other welded, where the to be welded Components and the laser beam are moved relative to each other. there either the laser beam is approximately by means of a movable mirror deflected or the components are rotated about their axis of rotation, so that a relative speed with respect to the laser beam of more than 300 mm / s at the welding line occurs.
Beim dargestellten Lager befindet sich in der Welle eine Mittenbohrung zur Aufnahme einer Schraube, welche mittels einer Klemmvorrichtung bzw. Klammer (clamp), die beispielsweise durch den Spindelmotor angetriebene(n) Magnetplatte(n) eines Festplattenlaufwerkes mit der Nabe verbindet. Aufgrund der Bohrung ist die Wandung der Welle in diesem Bereich vergleichsweise dünn (ca. 1 mm), so dass zur Verbindung der Nabe mit der Welle ein Standard (Laser-) Schweißverfahren nicht eingesetzt werden kann. Die Klammer zur Befestigung der Magnetplatten liegt auf einer ringförmigen Schulter der Nabe oberhalb der Welle auf. Alternativ dazu wird die Klammer durch die Schulter der Nabe seitlich geführt und durch den Schraubenkopf gehalten, dessen Unterseite auf der Schulter aufliegt.In the illustrated bearing is located in the shaft, a central bore for receiving a screw, which by means of a clamping device or clamp, which connects, for example, by the spindle motor driven (s) magnetic disk (s) of a hard disk drive with the hub. Due to the bore, the wall of the shaft in this area is comparatively thin (about 1 mm), so that a standard (laser) welding process can not be used to connect the hub to the shaft. The clamp for fixing the magnet plates rests on an annular shoulder of the hub above the shaft. Alternatively, the clip is guided laterally through the shoulder of the hub and held by the screw head, the underside of which rests on the shoulder.
Da das verwendete Laserschweiß-Verfahren vorzugsweise Schweißnahtbreiten von 5/100 mm bis 1/10 mm zulässt, werden auf den einander zugewandten Seiten der Welle sowie der Nabe vorzugsweise Radien oder Fasen von etwa 2/10 mm vorgesehen. Vorzugsweise ist der Fokus des Schweißlasers kleiner als 0,2–0,6 mm. Das Licht kann in bekannter Weise durch Optiken fokussiert werden. Bevorzugt wird aber zur Lichtleitung des Laserlichtes eine Faser eingesetzt, die einen Durchmesser von 200–600 Mikrometer aufweist, vorzugsweise wird eine Lichtleitfaser mit einem Durchmesser von etwa 200 Mikrometer verwendet.There the laser welding method used preferably weld width from 5/100 mm to 1/10 mm, be on the facing sides of the shaft and the hub preferably provided radii or chamfers of about 2/10 mm. Preferably is the focus of the welding laser less than 0.2-0.6 mm. The light can be focused in a known manner by optics. However, a fiber is preferred for the light conduction of the laser light used, which has a diameter of 200-600 microns, preferably becomes an optical fiber with a diameter of about 200 microns used.
Zur korrekten Positionierung der Nabe auf der Welle kann am oberen Ende der Welle vorzugsweise eine Auflagefläche für die Nabe vorgesehen sein. Die Auflagefläche ist beispielsweise als Schulter oder Stufe ausgebildet.to Correct positioning of the hub on the shaft may be at the top the shaft may be preferably provided a support surface for the hub. The bearing surface is designed for example as a shoulder or step.
Bisher wurde für die Verbindung von Welle und Hub ein Klebe-Presssitz verwendet. Die Auspresskräfte lagen dabei bei etwa 300 N. Durch die erfindungsgemäße Verbindung mittels Presssitz und Laserschweißverfahren lassen sich die Auspresskräfte beider Bauteile wesentlich steigern. Es werden Auspresskräfte von 800 N oder mehr erzielt.So far was for the connection of shaft and hub uses an adhesive press fit. The extrusion forces were about 300 N. By the compound of the invention By means of press fit and laser welding process can be press-out forces significantly increase both components. There are expressions of Achieved 800 N or more.
Durch die Schweißverbindung zwischen Welle und Nabe wird beispielsweise auch verhindert, dass aus dem Lagerspalt austretendes Lagerfluid durch den Spalt hindurch diffundiert und dann nach oben aus dem Spalt austreten und die sich dort befindlichen Einrichtungen verschmutzen kann.By the welded joint between shaft and hub, for example, also prevents From the bearing gap escaping bearing fluid through the gap diffused and then emerge up out of the gap and the located there may pollute facilities.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der Erfindung ist die Tatsache, dass sich der Runout (TIR) durch den Schweißvorgang nicht wesentlich ändert. Dies liegt daran, dass kontinuierlich mit vergleichbar geringer Leistung lasergeschweißt wird und nicht punktgeschweißt wird. Bei letzterem Schweißverfahren werden lokal hohe Leistungen in die zu verbindenden Materialien eingebracht, die zum Materialverzug und zu Materialspannungen führen können.A Another important feature of the invention is the fact that the runout (TIR) does not change significantly during the welding process. This This is because of being continuously with comparably low power laser welded is not spot-welded becomes. In the latter welding process locally high performance in the materials to be joined introduced, which can lead to material distortion and material stresses.
Die erfindungsgemäß erzielte Schweißverbindung von Nabe und Welle ist Helium-gasdicht, was bedeutet, dass kein Lagerfluid durch den Verbindungsspalt hindurch diffundieren kann. Dies ist insofern von Wichtigkeit, als dass eventuell aus dem Lager austretendes Lagerfluid nicht nach Außen und damit beispielsweise auf die Magnetspeicherplatten gelangen darf, da ansonsten der Magnetsensor, der weniger als 100 nm oberhalb der Magnetspeicherplatte geführt wird, beschädigt wird und somit das Laufwerk defekt ist.The achieved according to the invention welded joint hub and shaft is helium gas-tight, which means no Bearing fluid can diffuse through the connection gap. This is of importance, as that possibly from the camp escaping bearing fluid not to the outside and thus, for example get onto the magnetic storage disks, otherwise the magnetic sensor, which is guided less than 100 nm above the magnetic storage disk, damaged and thus the drive is defective.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to the drawing figures. Show it:
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindungdescription a preferred embodiment the invention
Der
Spindelmotor nach
Zwischen
dem Innendurchmesser der Lagerhülse
Ein
durch eine mit der Welle
Sowohl
die Druckplatte
Anhand
von
Hierzu
ist die Welle
Die
Welle
Zwei
in
- 11
- Basisplattebaseplate
- 22
- Statoranordnungstator
- 33
- Lagerhülsebearing sleeve
- 44
- Wellewave
- 55
- Nabehub
- 66
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 77
- KontaktContact
- 88th
- Lagerspaltbearing gap
- 99
- Druckplatteprinting plate
- 1010
- Gegenplattecounterplate
- 1111
- Schulter (Welle)shoulder (Wave)
- 1212
- Spaltgap
- 1313
- SchweißnahtWeld
- 1414
- Schulter (Nabe)shoulder (Hub)
- 1515
- Mittelbohrung (Welle)center bore (Wave)
- 1616
- Einstich (Nabe)puncture (Hub)
Claims (14)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102005022014A DE102005022014A1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Spindle motor for hard disk drive, has hub arranged on shaft in press fit manner and connected with shaft by welded connection, where shaft has middle hole to accommodate screw for fixing magnetic disk by clamping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE102005022014A DE102005022014A1 (en) | 2005-05-12 | 2005-05-12 | Spindle motor for hard disk drive, has hub arranged on shaft in press fit manner and connected with shaft by welded connection, where shaft has middle hole to accommodate screw for fixing magnetic disk by clamping device |
Publications (1)
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|---|---|
| DE102005022014A1 true DE102005022014A1 (en) | 2006-11-16 |
Family
ID=37295351
Family Applications (1)
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Citations (2)
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| US20020012483A1 (en) * | 1999-04-15 | 2002-01-31 | Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho | Spindle motor |
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2005
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