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DE102009044509A1 - Operation monitoring device for spindle motor of hard disk drive of computer, has signal processing unit for outputting operating condition of bearing based on result of comparison of analysis of detected spectrum with expected spectrum - Google Patents

Operation monitoring device for spindle motor of hard disk drive of computer, has signal processing unit for outputting operating condition of bearing based on result of comparison of analysis of detected spectrum with expected spectrum Download PDF

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DE102009044509A1
DE102009044509A1 DE102009044509A DE102009044509A DE102009044509A1 DE 102009044509 A1 DE102009044509 A1 DE 102009044509A1 DE 102009044509 A DE102009044509 A DE 102009044509A DE 102009044509 A DE102009044509 A DE 102009044509A DE 102009044509 A1 DE102009044509 A1 DE 102009044509A1
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spindle motor
bearing
detected
current
spectrum
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DE102009044509A
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German (de)
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Inventor
Roman Klein
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MinebeaMitsumi Inc
Original Assignee
Minebea Co Ltd
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Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
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Abstract

The device has a vibration sensor for detecting vibrations of a spindle motor (16), and a signal processing unit (26) for analyzing a spectrum of the detected vibrations. A sliding bearing is integrated into a base plate of the spindle motor and supports a rotor of the spindle motor relative to a stator. The processing unit compares the result of the analysis of the detected spectrum with an expected spectrum and outputs an operating condition of the sliding bearing based on the result of the comparison. The vibration sensor is attached to the base plate of the spindle motor. Independent claims are also included for the following: (1) a spindle motor comprising a rotor supported relative to a stator by a sliding bearing (2) a method for monitoring operating of a spindle motor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors, insbesondere eines Spindelmotors, der wenigstens ein Gleitlager verwendet, um einen Rotor relativ zu einem Stator zu lagern.The invention relates to an apparatus and a method for monitoring the operation of a spindle motor, in particular a spindle motor, which uses at least one sliding bearing to support a rotor relative to a stator.

Derartige Spindelmotoren werden bevorzugt in Festplattenlaufwerken eingesetzt, wobei ein oder mehrere Gleitlager verwendet werden, um eine minimale Lagerreibung sicherzustellen.Such spindle motors are preferably used in hard disk drives, wherein one or more plain bearings are used to ensure a minimum bearing friction.

Als Gleitlager werden insbesondere hydrodynamische Gleitlager, auch Fluidlager genannt, verwendet, in denen eine Flüssigkeitsreibung vorherrscht, aber z. B. auch Luftlager. Diese können kombiniert sein mit einem oder mehreren Magnetlagern. Nicht zur Anwendung bei der Erfindung kommen dagegen Kugel- und andere Wälzlager.As plain bearings in particular hydrodynamic plain bearings, also called fluid bearings, used in which a liquid friction prevails, but z. B. also air bearings. These can be combined with one or more magnetic bearings. Not for use in the invention, however, come ball and other bearings.

In hydrodynamischen Gleitlagern entsteht im Betrieb ein Schmierfilm aus Öl oder Fett zwischen einer Lagerbuchse und der darin geführten Welle, wobei die Welle ohne direkten Kontakt zur Lagerbuchse gleitet. Zur Erzeugung eines kontrollierten Druckaufbaus in dem Lagerspalt sind auf der Oberfläche der Welle und/oder an ihrem Stirnende druckerzeugende Rillen ausgebildet, die eine Pumpwirkung haben. Alternativ können die druckerzeugenden Rillen an den Lagerflächen der Lagerhülse ausgebildet sein.In hydrodynamic plain bearings, a lubricating film of oil or grease is produced during operation between a bearing bush and the shaft guided therein, wherein the shaft slides without direct contact with the bearing bush. To generate a controlled pressure build-up in the bearing gap pressure-generating grooves are formed on the surface of the shaft and / or at its front end, which have a pumping action. Alternatively, the pressure generating grooves may be formed on the bearing surfaces of the bearing sleeve.

Während des Betriebs des Spindelmotors können sich die Lagereigenschaften verschlechtern. Abgesehen von Stößen auf den Spindelmotor, gibt es folgende drei Hauptursachen für eine Verschlechterung der Lagereigenschaften: Das Lagerfluid dampft während der Betriebszeit des Lagers aus, so dass zunehmend Luft in das Lager gezogen wird. Bei An- und Auslauf des Motors tritt ein Lagerflächenkontakt auf, der Abrieb an den Lagerflächen erzeugt. Dieser Abrieb kann sich wie Sediment im Lager absetzen, auch in den Lagerrillen, so dass das hydrodynamische Lager nur noch einen verringerten Lagerdruck aufbauen kann. Aufgrund von Fertigungstoleranzen der Flächen, welche den Lagerspalt definieren, wird in Bereichen des Lagers ein Unterdruck erzeugt, so dass Luft aus dem Lagerfluid ausgasen und sich in dem Lagerspalt ansammeln kann.During operation of the spindle motor, the bearing characteristics may deteriorate. Apart from impacts on the spindle motor, there are the following three main causes of deterioration in bearing characteristics: The bearing fluid vaporizes during the life of the bearing, so that more and more air is drawn into the bearing. When the motor starts and stops, a bearing surface contact occurs, which generates abrasion on the bearing surfaces. This abrasion can settle like sediment in the bearing, even in the bearing grooves, so that the hydrodynamic bearing can only build up a reduced bearing pressure. Due to manufacturing tolerances of the surfaces which define the bearing gap, a negative pressure is generated in areas of the bearing so that air can outgas from the bearing fluid and accumulate in the bearing gap.

Durch diese Phänomene verringert sich die Steifigkeit des Lagers, so dass die Welle in dem Lager nicht mehr rund läuft. Die Anzahl der NRROs (Non Repeatable Run Out) und die Amplitude der RROs (Repeatable Run Out) nimmt zu. Mit RRO wird der von den Abweichungen der tatsächlichen Rotationsachse herrührende Schlag des Rotors bezeichnet. Der RRO ist ein Maß für die Abweichung der tatsächlichen Drehachse infolge von Außenmittigkeit und Kippung sowie für die durch Herstellprozesse verursachten Oberflächenfehler bzw. Formabweichungen. Dem RRO überlagert ist der NRRO, also die zufälligen bzw. stochastischen Abweichungen, die im Gegensatz zum RRO unregelmäßig auftreten, und zwar sowohl bezüglich Phasenlage als auch bezüglich ihrer Amplitude. Ursache sind Unregelmäßigkeiten, die vom Lagersystem herrühren. Die Zunahme solcher Rundlauffehler kann als ein Indiz für einen bevorstehenden Lagerausfall herangezogen werden.These phenomena reduce the rigidity of the bearing so that the shaft in the bearing no longer runs smoothly. The number of NRROs (Non Repeatable Run Out) and the amplitude of RROs (Repeatable Run Out) are increasing. The term RRO is used to describe the impact of the rotor resulting from the deviations of the actual axis of rotation. The RRO is a measure of the deviation of the actual axis of rotation due to external centering and tilting as well as for the surface defects or shape deviations caused by production processes. Superimposed on the RRO is the NRRO, ie the random or stochastic deviations, which occur irregularly in contrast to the RRO, both in terms of phase position and in terms of their amplitude. The cause is irregularities resulting from the storage system. The increase in such concentricity errors can be used as an indication of an imminent bearing failure.

Durch die beschrieben Störungen entsteht ferner eine höhere Lagerreibung, die wiederum den Verschleiß und somit den Ausfall des Lagers beschleunigt.Due to the described disturbances also results in a higher bearing friction, which in turn accelerates the wear and thus the failure of the bearing.

Die EP 1 826 735 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von Elektromotoren. Die Vorrichtung verwendet einen Schwingungsaufnehmer und überwacht damit eine verschleißbedingte Vergrößerung der wälzlagertypischen Frequenzkomponenten, um eine Beurteilung der Wälzlager hinsichtlich ihrer verbleibenden Standzeit zu ermöglichen. Die Überwachungsvorrichtung nutzt aus, dass Wälzlager bei einem Defekt eine diskrete Schwingungsanregung erzeugen, nämlich z. B. jedes Mal dann, wenn eine Kugel über den Defekt abrollt. Eine solche Fehlerüberwachung ist bei Fluidlagern und anderen Gleitlagern nicht ohne weiteres möglich; denn die Reibung, die bei Fluidlagern in der Regel nur im An- und Auslauf des Motors auftreten sollte, erzeugt keine diskrete Anregung, sondern vielmehr ein breites Anregungsspektrum, dass sich als eine Art Rauschen in einem breiten Frequenzband äußert. Die Erfassung einer „lagertypischen Frequenzkomponente” ist nicht möglich.The EP 1 826 735 A2 describes a device for monitoring the rolling bearings of electric motors. The device uses a vibration sensor and thus monitors a wear-related increase in the rolling bearing typical frequency components to allow an assessment of the rolling bearings in terms of their remaining life. The monitoring device makes use of the fact that rolling bearings generate a discrete vibration excitation in the event of a defect, namely, z. B. every time a ball rolls over the defect. Such error monitoring is not readily possible with fluid bearings and other plain bearings; because the friction, which should usually occur in fluid bearings usually only in the inlet and outlet of the engine, does not produce a discrete excitation, but rather a broad excitation spectrum that manifests itself as a kind of noise in a broad frequency band. The detection of a "bearing typical frequency component" is not possible.

Aus dem Stand der Technik sind ferner unter der Bezeichnung S. M. A. R. T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) Systeme zur Selbstüberwachung, Analyse und Statusmeldung von Computerfestplatten bekannt. S. M. A. R. T. überwacht von den Festplattenherstellern festgelegte Grenzwerte für einzelne Parameter, wie Laufleistung und Temperatur. Hierzu werden eingebaute Sensoren und Chipfunktionen verwendet. Ferner überwacht die S. M. A. R. T. nicht korrigierbare Fehler beim Lesen der Festplatte, korrigierte Bit-Fehler beim Lesen sowie korrigierte Fehler beim Überprüfen der Festplattenoberfläche, die Anzahl der Start/Stopp-Vorgänge eines Laufwerks, der verbrauchten Reservesektoren sowie der Parkvorgänge und allgemeiner den Datendurchsatz und die Laufleistung der Festplatte. Diese Größen werden ausgewertet, um einen Hinweis auf die Abnutzung der Festplatte, Probleme der Plattenoberfläche oder Probleme von Antriebsmotor und Lagern zu detektieren. Allgemein wird davon ausgegangen, dass mit S. M. A. R. T. rund 60% aller Ausfälle von Festplatten vorhersagbar sind. Aus S. M. A. R. T. ist auch bekannt, dass die höchste Auswahlwahrscheinlichkeit für Festplattenlaufwerke während des ersten Betriebsjahres besteht und dass anschließend bis zu einem turnusmäßigen Austausch der Festplatte nach beispielsweise vier Jahren Ausfälle kein nennenswertes Problem mehr darstellen.Systems for self-monitoring, analysis and status reporting of computer hard disks are also known from the state of the art under the name SMART (self-monitoring, analysis and reporting technology). SMART monitors hard disk manufacturer-defined limits for individual parameters such as mileage and temperature. For this purpose, built-in sensors and chip functions are used. In addition, SMART monitors non-recoverable disk read errors, corrected read bit errors, and disk drive surface corrected errors, disk drive start / stop, used spare and park operations, and more generally data throughput and mileage the hard drive. These quantities are evaluated to detect an indication of hard disk wear, disk surface problems, or drive motor and bearing problems. In general, SMART estimates that around 60% of disk failures are predictable. It is also known from SMART that the highest selectivity for hard disk drives during the first year of operation and that thereafter up to a regular replacement of the hard drive after, for example, four years of failure no longer represent a significant problem.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors anzugeben, mit denen ein bevorstehender Ausfall eines Gleitlagers des Spindelmotors mit möglichst großer Genauigkeit vorhergesagt werden kann. Nach Möglichkeit sollen die 40% der Ausfälle, die durch S. M. A. R. T. nicht erkannt werden, vorhersagbar werden.It is an object of the invention to provide an apparatus and a method for monitoring the operation of a spindle motor, with which an imminent failure of a sliding bearing of the spindle motor can be predicted with the greatest possible accuracy. If possible, the 40% of failures not recognized by S.M.A.R. T. should become predictable.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 13 gelöst.This object is achieved by a device having the features of claim 1 and by a method according to claim 13.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors, in dem ein Rotor relativ zu einem Stator durch wenigstens ein Gleitlager gelagert ist, vor. Die Vorrichtung umfasst einen Schwingungsaufnehmer zur Erfassung von Schwingungen des Spindelmotors und eine Signalverarbeitungseinheit zur Analyse des Spektrums der erfassten Schwingungen. Das Ergebnis dieser Analyse wird mit einem erwarteten Spektrum verglichen, um einen Betriebszustand des Gleitlagers abzuleiten. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es bei Gleitlagern zwar nicht möglich ist, eine lagerspezifische Frequenzkomponente anzugeben, weil das Vibrationsspektrum von Gleitlagern sich eher als eine Art Rauschen in einem breiten Frequenzband äußert, dass sich aber Schäden und Störungen des Lagers auf die Steifigkeit des Lagers auswirken und damit einen Einfluss auf den Rundlauf des Lagers haben. Abweichungen im Rundlauf können aber erfasst werden, wenn beispielsweise die Anzahl der NRROs und die Amplitude der RROs zunehmen. Eine solche Zunahme kann als eine Vibration des Spindelmotors bei einer Frequenz, die im Normalbetrieb nicht auftritt, erkannt werden. Werden demnach durch den Schwingungsaufnehmer Schwingungen des Spindelmotors mit einer Frequenz und Amplitude erfasst, die in einem bei Normalbetrieb zu erwartenden Schwingungsspektrum nicht auftreten würden, so kann auf eine Störung des Gleitlagers und dadurch auf einen bevorstehenden Ausfall des Lagers und somit des Spindelmotors geschlossen werden.The invention provides a device for monitoring the operation of a spindle motor in which a rotor is mounted relative to a stator by at least one sliding bearing before. The device comprises a vibration sensor for detecting vibrations of the spindle motor and a signal processing unit for analyzing the spectrum of the detected vibrations. The result of this analysis is compared with an expected spectrum to derive an operating condition of the sliding bearing. The invention is based on the realization that it is not possible for plain bearings to specify a bearing-specific frequency component, because the vibration spectrum of plain bearings manifests itself rather as a kind of noise in a broad frequency band, but that damages and disturbances of the bearing on the rigidity of the Bearing and thus have an effect on the concentricity of the bearing. However, round-trip deviations can be detected if, for example, the number of NRROs and the amplitude of the RROs increase. Such an increase may be detected as a vibration of the spindle motor at a frequency that does not occur in normal operation. Accordingly, if oscillations of the spindle motor with a frequency and amplitude which would not occur in a vibration spectrum to be expected during normal operation are detected by the vibration sensor, it is possible to conclude that the plain bearing is malfunctioning and thus an imminent failure of the bearing and thus of the spindle motor.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Schwingungsaufnehmer schwingungsgekoppelt an dem Gleitlager oder an einer Grundplatte des Spindelmotors, in die das Gleitlager integriert ist, angebracht. Wichtig ist dabei, dass Schwingungen aufgrund eines unrunden Laufs der Welle in dem Gleitlager möglichst direkt erfasst werden, so dass eine direkte Schwingungskopplung zwischen dem Gleitlager und dem Schwingungssensor angestrebt wird.In a preferred embodiment of the invention, the vibration sensor is vibration-mounted on the sliding bearing or on a base plate of the spindle motor, in which the sliding bearing is integrated attached. It is important that vibrations due to a non-circular running of the shaft in the sliding bearing are detected as directly as possible, so that a direct vibration coupling between the sliding bearing and the vibration sensor is sought.

Erfindungsgemäß umfasst der Schwingungsaufnehmer vorzugsweise einen Beschleunigungssensor, z. B. ein piezoelektrischen Beschleunigungssensor oder ein mikro-elektromechanisches System (MEMS). Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt und kann auch andere klassische Beschleunigungssensoren, z. B. Dehnungsmessstreifen, verwenden.According to the invention, the vibration sensor preferably comprises an acceleration sensor, for. As a piezoelectric acceleration sensor or a micro-electro-mechanical system (MEMS). However, the invention is not limited to this and may also include other classical acceleration sensors, e.g. B. strain gauges use.

Zusätzlich oder alternativ zu der Erfassung von Schwingungen des Spindelmotors kann die Überwachung des Betriebs des Spindelmotors erfindungsgemäß auch auf eine Erfassung des Phasenstroms, der durch die Statorwicklungen des Spindelmotors geht, gestützt werden. In bürstenlosen Gleichstrommotoren und anderen Permanentmagnetmotoren werden die Phasen des Stators über eine Motorsteuereinheit mit einem Steuerstrom versorgt. Der Steuerstrom variiert abhängig von der Last, Anlauf und Auslauf des Motors sowie der Drehzahl. Zur sensorlosen Drehzahlregelung werden in solchen Motoren die Phasenströme der jeweils unbestromten Phasen überwacht (Gegeninduktionsspannung), so dass viele Spindelmotoren an sich schon Mittel zum Erfassen der Phasenströme des Spindelmotors aufweisen. Die Erfindung nutzt diese Mittel, um den erfassten Phasenstrom mit einem vorgegebenen Stromschwellwert und/oder Stromgradienten zu vergleichen und aus dem Ergebnis des Vergleichs einen Betriebszustand des Spindelmotors abzuleiten. Dieser zusätzlichen oder alternativen Überwachung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Störungen des Lagers zu einer erhöhten Lagerreibung und damit zu einer Temperaturerhöhung und einer gesteigerten Leistungsaufnahme führt. Die Erfassung des Phasenstroms kann als ein Maß der erhöhten Lagerreibung herangezogen werden. Sie hat den Vorteil, dass die Phasenströme keiner externen Beeinflussung unterliegen – wie beispielsweise die Temperatur.In addition to or alternatively to the detection of vibrations of the spindle motor, the monitoring of the operation of the spindle motor according to the invention can also be based on a detection of the phase current passing through the stator windings of the spindle motor. In brushless DC motors and other permanent magnet motors, the phases of the stator are supplied via a motor control unit with a control current. The control current varies depending on the load, starting and stopping of the motor and the speed. For sensorless speed control, the phase currents of the respectively non-energized phases are monitored in such motors (mutual induction voltage), so that many spindle motors themselves already have means for detecting the phase currents of the spindle motor. The invention uses these means to compare the detected phase current with a predetermined current threshold and / or current gradient and to derive an operating state of the spindle motor from the result of the comparison. This additional or alternative monitoring is based on the finding that disturbances of the bearing lead to an increased bearing friction and thus to an increase in temperature and an increased power consumption. The detection of the phase current can be used as a measure of the increased bearing friction. It has the advantage that the phase currents are not subject to any external influences - such as the temperature.

Insbesondere eine plötzlich ansteigende Stromaufnahme ist ein deutlicher Hinweis auf einen Flächenverschleiß des Gleitlagers und einen unmittelbar bevorstehenden Ausfall des Lagers und somit des Spindelmotors. Aber auch andere Störungs- und Verschleißphänomene können zu einer erhöhten Stromaufnahme führen und somit erfindungsgemäß erkannt werden.In particular, a sudden increase in power consumption is a clear indication of surface wear of the plain bearing and an imminent failure of the bearing and thus the spindle motor. But other disturbance and wear phenomena can lead to increased power consumption and thus be recognized according to the invention.

Wenn beispielsweise der Spindelmotor in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit betrieben wird, wird Feuchtigkeit in dem Lagerfluid gebunden, wodurch das Lagerfluid eine weniger gute Schmierwirkung hat; die Reibung des Lagers erhöht sich und der Strombedarf steigt bis zum Ausfall des Lagers exponentiell an. Auch bei einer Abnahme der Magnetkraft der Permanentmagnete des Rotors über dessen Lebensdauer steigt der Strombedarf an. Bei herkömmlichen Permanentmagneten eines Spindelmotors reduziert sich die Magnetkraft während des Dauerbetriebs über fünf Jahre um etwa bis zu 30%. In diesem Fall ist der Anstieg der Stromaufnahme stetig und flach.For example, when the spindle motor is operated in a high humidity environment, moisture is bound in the bearing fluid, whereby the bearing fluid has a less good lubricating effect; the friction of the bearing increases and the power demand increases exponentially until the bearing fails. Even with a decrease in the magnetic force of the permanent magnets of the rotor over its life increases the power demand. In conventional permanent magnets of a spindle motor, the magnetic force during continuous operation over five years reduces by up to 30%. In this case, the increase in power consumption is steady and shallow.

Bei der Erfassung des Phasenstroms sind insbesondere plötzliche und steile Stromänderungen von Interesse, weil diese einen Hinweis auf einen unmittelbar bevorstehenden Ausfall des Lagers geben können. Erfindungsgemäß wird daher der Phasenstrom in definierten Zeitintervallen wiederholt erfasst, um eine Änderung des Phasenstroms abzuleiten und diese mit einem vorgegebenen Stromgradienten zu vergleichen. Die Überprüfung des Phasenstroms sollte vorzugsweise dann einsetzen, wenn der Absolutwert des Phasenstroms größer ist als ein Nennstrom des Spindelmotors bei Maximallast; denn beispielsweise auch bei Anlauf des Motors kann ein großer Stromgradient auftreten, ohne dass dies einen Hinweis auf einen Lagerschaden gibt.In the detection of the phase current in particular sudden and steep current changes are of interest because they can give an indication of an imminent failure of the camp. According to the invention, therefore, the phase current is repeatedly detected at defined time intervals in order to derive a change in the phase current and to compare this with a predetermined current gradient. The check of the phase current should preferably be used when the absolute value of the phase current is greater than a nominal current of the spindle motor at maximum load; For example, even at startup of the engine, a large current gradient can occur without this being an indication of a bearing damage.

Verschiedene Gradienten des ansteingenden Phasenstroms erlauben einen Rückschluss auf unterschiedliche Fehlerursachen sowie eine Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit.Different gradients of the rising phase current allow a conclusion on different causes of the error as well as a prognosis of the probability of failure.

Während also gemäß dem zuerst erörterten Aspekt der Erfindung Schwingungen des Gleitlagers erfasst werden, die durch Rundlauffehler verursacht sind, basiert der zweite Aspekt der Erfindung auf einer Stromerfassung, um insbesondere eine erhöhte Lagerreibung durch Lagerschäden zu erkennen. Die beiden Aspekte der Erfindung können in Kombination eingesetzt werden.Thus, while according to the first discussed aspect of the invention vibrations of the sliding bearing are detected, which are caused by concentricity errors, the second aspect of the invention based on a current detection, in particular to detect an increased bearing friction due to bearing damage. The two aspects of the invention can be used in combination.

Zusätzlich zu den beiden beschriebenen Überwachungsvorrichtungen kann die Erfindung optional einen Temperaturaufnehmer zur Erfassung der Temperatur des Spindelmotors umfassen, wobei die erfasste Temperatur mit einem vorgegebenen Temperaturschwellwert und/oder einem Temperaturgradienten verglichen und das Ergebnis des Vergleichs bei der Ableitung des Betriebszustandes des Spindelmotors berücksichtigt wird. Der Temperatursensor kann beispielsweise als ein separater Temperaturaufnehmer oder als ein Transistor innerhalb eines ICs in den Spindelmotor integriert sein. Bei Verwendung eines Transistors wird dessen temperaturabhängige Kennlinie zur Erfassung der Temperatur aufgenommen. Der Temperatursensor sollte womöglich mit dem Gleitlager des Spindelmotors wärmegekoppelt sein.In addition to the two monitoring devices described, the invention may optionally include a temperature sensor for detecting the temperature of the spindle motor, wherein the detected temperature compared with a predetermined temperature threshold and / or a temperature gradient and the result of the comparison in the derivation of the operating state of the spindle motor is taken into account. For example, the temperature sensor may be integrated into the spindle motor as a separate temperature transducer or as a transistor within an IC. When using a transistor whose temperature-dependent characteristic is recorded for detecting the temperature. The temperature sensor should possibly be heat coupled to the sliding bearing of the spindle motor.

Die Temperaturmessung erlaubt einen Rückschluss auf eine Störung eines Lagers, weil mit einer Erhöhung des Stromverbrauchs und der Lagerreibung stets eine Temperaturerhöhung einhergeht. Durch Korrelieren der Temperaturmessung und der Messung der Stromaufnahme und unter Einbeziehung atypischer Schwingungen des Spindelmotors ist es möglich, Störungen des Gleitlagers des Spindelmotors zu erkennen, mögliche Störungsursachen zu ermitteln eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Lagers zu prognostizieren, und auf einen bevorstehenden Ausfall des Gleitlagers rechtzeitig hinzuweisen.The temperature measurement allows a conclusion to a disturbance of a bearing, because with an increase in power consumption and bearing friction always accompanied by a temperature increase. By correlating the temperature measurement and the measurement of current consumption and including atypical oscillations of the spindle motor, it is possible to detect malfunctions of the sliding bearing of the spindle motor to determine possible causes of failure to forecast a probability of failure of the bearing, and to point out in due time an impending failure of the bearing.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei Ermittlung eines Betriebszustands, der von einem Normalbetrieb abweicht, ein Alarmsignal ausgeben.The device according to the invention can output an alarm signal when determining an operating state which deviates from a normal operation.

Die Erfindung sieht auch einen Spindelmotor mit einer oder mehreren der beschriebenen Überwachungsvorrichtungen sowie ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs des Spindelmotors vor.The invention also provides a spindle motor with one or more of the described monitoring devices and a method for monitoring the operation of the spindle motor.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment with reference to the drawings. In the figures show:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors; 1 a block diagram of a device according to the invention for monitoring the operation of a spindle motor;

2a eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Spindelmotor; und 2a a sectional view through a spindle motor according to the invention; and

2b eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A des in 2a gezeigten Spindelmotors. 2 B an enlarged view of the section A of in 2a shown spindle motor.

1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors in Kombination mit dem Spindelmotor. Die Figur zeigt funktionelle Einheiten, die baulich nicht notwendig getrennt vorgesehen sein müssen. Die Anordnung umfasst eine Stromversorgung 10, eine Motorsteuereinheit 12, eine Stromerfassungseinheit 14, den Spindelmotor 16 mit Statorphasen 18 und einem Lager 20, einen Beschleunigungssensor 22, einen Temperaturaufnehmer 24 und eine Signalverarbeitungseinheit 26. 1 shows a block diagram of an inventive device for monitoring the operation of a spindle motor in combination with the spindle motor. The figure shows functional units that need not be structurally separated. The arrangement includes a power supply 10 , an engine control unit 12 , a current detection unit fourteen , the spindle motor 16 with stator phases 18 and a warehouse 20 , an acceleration sensor 22 , a temperature sensor 24 and a signal processing unit 26 ,

Der Spindelmotor 16 ist beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem hydrodynamischen Fluidlager 20. Der Motor weist einen Permanentmagnetrotor (in 1 nicht gezeigt) und einen Statur mit drei Statorphasen U, V, W, 18, auf. Die Statorphasen werden über die Motorsteuereinheit 12 angesteuert und mit Strom versorgt. Zur Drehzahlregelung erfasst die Stromerfassungseinheit 14 die Phasenströme der jeweils unbestromten Phasen. Die Motorsteuereinheit 12 erhält ihren Strom von der Stromversorgung 10. Insoweit gehört die in 1 gezeigte Anordnung zum Stand der Technik und ist hier nicht mit weiteren Einzelheiten beschrieben.The spindle motor 16 is, for example, a brushless DC motor with a hydrodynamic fluid bearing 20 , The motor has a permanent magnet rotor (in 1 not shown) and a stature with three stator phases U, V, W, 18 , on. The stator phases are via the engine control unit 12 controlled and supplied with electricity. For speed control, the current detection unit detects fourteen the phase currents of each de-energized phases. The engine control unit 12 gets its power from the power supply 10 , In that regard, the belongs in 1 shown prior art arrangement and is not described here in more detail.

Erfindungsgemäß ist der Beschleunigungssensor 22 in dem Spindelmotor 16 so angebracht und angeordnet, dass er mit dem Lager 20 schwingungsgekoppelt ist, wie im Einzelnen mit Bezug auf die 2a und 2b erläutert wird. Der Beschleunigungssensor 22 erfasst Schwingungen des Spindelmotors 16, insbesondere Schwingungen, die durch den Betrieb des Lagers 20 verursacht werden. Das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 22 wird der Signalverarbeitungseinheit 26 zugeführt.According to the invention, the acceleration sensor 22 in the spindle motor 16 so appropriate and arranged that he is with the camp 20 vibrational coupled, as with respect to the 2a and 2 B is explained. The acceleration sensor 22 detects vibrations of the spindle motor 16 , in particular vibrations caused by the operation of the warehouse 20 caused. The output signal of the acceleration sensor 22 becomes the signal processing unit 26 fed.

Erfindungsgemäß wird ferner das Ausgangssignal der Stromerfassungseinheit 14, also die erfassten Phasenströme der jeweils unbestromten Phasen, der Signalverarbeitungseinheit 26 zugeführt. Wie oben erläutert, können der Beschleunigungssensor 22 und die Stromerfassungseinheit 14 erfindungsgemäß alternativ oder in Kombination eingesetzt werden. Zusätzlich kann erfindungsgemäß der Temperaturaufnehmer 24 die Temperatur des Spindelmotors 16, insbesondere des Lagers 20, erfassen und diese Temperatur ebenfalls der Signalverarbeitungseinheit 26 zuführen.Furthermore, according to the invention, the output signal of the current detection unit fourteen , So the detected phase currents of each energized phases, the signal processing unit 26 fed. As explained above, the acceleration sensor 22 and the current detection unit fourteen be used according to the invention alternatively or in combination. In addition, according to the invention, the temperature sensor 24 the temperature of the spindle motor 16 , especially of the warehouse 20 , Capture and this temperature also the signal processing unit 26 respectively.

Die Motorsteuereinheit 12, die Stromerfassungseinheit 14 und die Signalverarbeitungseinheit 26 können als diskrete Komponenten oder gemeinsam in einem integrierten Schaltkreis (IC) realisiert sein. Der Temperaturaufnehmer 24 ist ein optionales Bauteil und kann beispielsweise als gesonderter Temperaturfühler oder als ein Transistor innerhalb des integrierten Schaltkreises (IC) ausgeführt sein.The engine control unit 12 , the current detection unit fourteen and the signal processing unit 26 can be realized as discrete components or together in an integrated circuit (IC). The temperature sensor 24 is an optional component and may be implemented, for example, as a separate temperature sensor or as a transistor within the integrated circuit (IC).

Erfindungsgemäß werden die Signale des Beschleunigungssensors 22 von der Signalverarbeitungseinheit 26 ausgewertet und das durch die Schwingungen des Spindelmotors erzeugte Frequenzspektrum wird nach Grundfrequenzen und Oberschwingungen sowie nach Amplitude ausgewertet, um zu ermitteln, ob das Schwingungsverhalten des Spindelmotors 16 „normal” ist, d. h. ob das Schwingungsspektrum dem im Normalbetrieb zu erwartenden Schwingungsspektrums aufgrund des Elektromotor-Designs entspricht, oder ob atypische Frequenzspektren auf einen mangelnden Rundlauf des Lagers und somit eine Beschädigung oder Störung des Lagers schließen lassen. Durch die Auswertung der Frequenzspektren lässt sich zunächst im Sinne einer Ja/Nein-Entscheidung eine Störung des Lagers erkennen, des Weiteren aber auch eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Lagers voraussagen. Da die Frequenzen und Amplituden des Frequenzspektrums auch vom jeweiligen Design des Lagers und des Spindelmotors abhängig sind, können hier keine konkreten Grenzwerte angegeben, im Einzelfall aber vom Fachmann z. B. empirisch ermittelt werden.According to the invention, the signals of the acceleration sensor 22 from the signal processing unit 26 evaluated and the frequency spectrum generated by the vibrations of the spindle motor is evaluated by fundamental frequencies and harmonics and amplitude to determine whether the vibration behavior of the spindle motor 16 Is "normal", ie whether the vibration spectrum corresponds to the expected in normal operation vibration spectrum due to the electric motor design, or whether atypical frequency spectra indicate a lack of concentricity of the bearing and thus damage or disturbance of the bearing. By evaluating the frequency spectra, it is initially possible to detect a malfunction of the bearing in the sense of a yes / no decision, but also to predict a failure probability of the bearing. Since the frequencies and amplitudes of the frequency spectrum are also dependent on the respective design of the bearing and the spindle motor, no concrete limits can be specified here, but in some cases by the expert z. B. be determined empirically.

Alternativ oder zusätzlich kann auch aus der Stromaufnahme der Statorphasen 18 des Spindelmotors 16 auf eine Störung oder Beschädigung des Lagers 20 rückgeschlossen werden. Insbesondere führt eine erhöhte Lagerreibung zu einer höheren Last und somit einer Erhöhung der Stromaufnahme. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die Stromerfassung und die Temperaturerfassung zusätzlich zu der Erfassung und Auswertung der Schwingungen des Spindelmotors eingesetzt, um die Genauigkeit bei der Erkennung von Störungen des Lagers 20 und bei der Voraussage einer Auswahlwahrscheinlichkeit zu erhöhen. Auch die Korrelation der Stromgrenzwerte und -gradienten zu einzelnen Fehlern und Ausfallwahrscheinlichkeiten kann empirisch ermittelt werden.Alternatively or additionally, it is also possible to determine the current consumption of the stator phases 18 of the spindle motor 16 to a fault or damage to the bearing 20 be inferred. In particular, an increased bearing friction leads to a higher load and thus an increase in power consumption. In the preferred embodiment of the invention, current sensing and temperature sensing are employed in addition to detecting and evaluating the vibrations of the spindle motor to provide accuracy in detecting bearing failures 20 and increase in predicting a selection probability. The correlation of current limit values and gradients to individual errors and failure probabilities can also be determined empirically.

Die 2a und 2b zeigen Schnittdarstellungen durch einen Spindelmotor mit der erfindungsgemäßen Schwingungsüberwachung. Der Motor umfasst einen Stator 30 mit einem Statorkern 32 und Statorwicklungen oder -phasen 34, der mit einer Grundplatte 36 des Spindelmotors fest verbunden ist. Der Rotor 38 des Spindelmotors umfasst einen Rotormagneten 40, der über eine Nabe 42 mit einer Welle 48 drehfest gekoppelt ist.The 2a and 2 B show sectional views through a spindle motor with the vibration monitoring according to the invention. The engine includes a stator 30 with a stator core 32 and stator windings or phases 34 that with a base plate 36 the spindle motor is firmly connected. The rotor 38 of the spindle motor comprises a rotor magnet 40 that's about a hub 42 with a wave 48 rotatably coupled.

Der Rotor 38 ist gegenüber dem Stator 30 über ein Gleitlager 44, z. B. ein fluiddynamisches Lager (FDB) gelagert. Das Gleitlager 44 wird gebildet durch eine Lagerhülse 46, die in die Grundplatte 36 eingepresst ist, und eine auf der Innenfläche der Lagerhülse 46 gebildete druckerzeugende Rillenstruktur 50. Bei Rotation der Welle 48 in der Lagerhülse 46 erzeugt die Rillenstruktur 50 eine Pumpwirkung und baut so einen Druck in dem Lagerfluid 52 auf, wobei der Spindelmotor der 2a zusätzlich Ausgleichskanäle, Fluiddichtungen, ein Fluidreservoir und dergleichen aufweist, die für die Erfindung jedoch nicht relevant sind. Die Nabe 42 ist mit der Welle 48 drehfest verbunden. Zur Vorspannung des Rotors 38 ist in dem in 2a gezeigten Spindelmotor ferner ein Ferromagnetischer Ring 54 vorgesehen, der dem Stirnende des Rotormagneten 40 gegenüberliegt und von diesem angezogen wird.The rotor 38 is opposite the stator 30 via a plain bearing 44 , z. B. a fluid dynamic bearing (FDB) stored. The plain bearing 44 is formed by a bearing sleeve 46 in the base plate 36 is pressed, and one on the inner surface of the bearing sleeve 46 formed pressure generating groove structure 50 , Upon rotation of the shaft 48 in the bearing sleeve 46 creates the groove structure 50 a pumping action and thus builds a pressure in the bearing fluid 52 on, wherein the spindle motor of 2a additional compensation channels, fluid seals, a fluid reservoir and the like, which are not relevant to the invention, however. The hub 42 is with the wave 48 rotatably connected. For biasing the rotor 38 is in the in 2a spindle motor also shown a ferromagnetic ring 54 provided, the front end of the rotor magnet 40 and is attracted to it.

Erfindungsgemäß ist in der Grundplatte 36 ein Raum zur Aufnahme eines Beschleunigungssensors 56 ausgebildet. Der Beschleunigungssensor 56 ist mit der Grundplatte 36 über einen Kleber oder ein Gussharz 58 schwingungsgekoppelt verbunden. Der Kleber oder das Gussharz 58 kann das gleiche Material sein, das beispielsweise auch zur Versiegelung von Durchkontaktierungen der Wicklungsanschlüsse der Statorwicklungen 34 verwendet wird. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher und kompakter Aufbau, der keine zusätzlichen Materialien benötigt. In der gezeigten Ausführung ist der Beschleunigungssensor direkt auf einer flexiblen Leiterplatte (FPC) verlötet.According to the invention is in the base plate 36 a space for receiving an acceleration sensor 56 educated. The acceleration sensor 56 is with the base plate 36 over an adhesive or a cast resin 58 vibrationally connected. The glue or the cast resin 58 may be the same material, for example, also for sealing vias of the winding terminals of the stator windings 34 is used. This results in a particularly simple and compact structure that requires no additional materials. In the embodiment shown, the acceleration sensor is soldered directly to a flexible printed circuit board (FPC).

Der Beschleunigungssensor 56 ist derart an die Grundplatte 36 angebunden, dass er auch mit dem Gleitlager 44, insbesondere der Lagerhülse 46, schwingungsgekoppelt ist. Er kann somit durch das Gleitlager 44 verursachte Schwingungen direkt erfassen. Wie erläutert werden dabei in der Regel nicht durch den Betrieb des Lagers selbst erzeugte Schwingungen erfasst, sondern es werden die Auswirkungen eines Lagerschadens oder einer Lagerstörung auf die Steifigkeit des Lagers erfasst. Eine verringerte Lagersteifigkeit führt nämlich zu einem fehlerhaften Rundlauf des Gleitlagers 34, der in der Regel Schwingungen erzeugt, die durch Erfassen einer einfachen Frequenzspitze detektiert werden können. Werden solche vom Normalbetrieb abweichende Frequenzspitzen erfasst, kann somit auf eine Beschädigung des Lagers und einen bevorstehenden Lagerausfall geschlossen werden. Hieraus kann wiederum eine Ausfallwahrscheinlichkeit abgeleitet werden.The acceleration sensor 56 is so to the base plate 36 Tied that he also with the sliding bearing 44 , in particular the bearing sleeve 46 . is vibration coupled. He can thus through the plain bearing 44 Capture vibrations directly. As explained, vibrations generated by the operation of the bearing are generally not detected, but the effects of bearing damage or bearing failure on the rigidity of the bearing are detected. A reduced bearing stiffness leads namely to a faulty concentricity of the plain bearing 34 which usually generates vibrations that can be detected by detecting a simple frequency peak. If such frequency peaks deviating from normal operation are detected, damage to the bearing and imminent bearing failure can thus be deduced. From this again a probability of failure can be derived.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Stromversorgungpower supply
1212
MotorsteuereinheitEngine control unit
1414
StromerfassungseinheitCurrent detection unit
1616
Spindelmotorspindle motor
1818
Statorphasenstator phases
2020
Lagercamp
2222
Beschleunigungssensoraccelerometer
2424
Temperaturaufnehmertemperature sensor
2626
SignalverarbeitungseinheitSignal processing unit
3030
Statorstator
3232
Statorkernstator core
3434
Statorwicklungen, StatorphasenStator windings, stator phases
3636
Grundplattebaseplate
3838
Rotorrotor
4040
Rotormagnetrotor magnet
4242
Nabehub
4444
Gleitlagerbearings
4646
Lagerhülsebearing sleeve
4848
Wellewave
5050
Rillenstrukturgroove structure
5252
Lagerfluidbearing fluid
5454
Ferromagnetischer RingFerromagnetic ring
5656
Beschleunigungssensoraccelerometer
5858
Kleber oder GussharzGlue or cast resin

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1826735 A2 [0008] EP 1826735 A2 [0008]

Claims (21)

Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors (16), in dem ein Rotor (38) relativ zu einem Stator (30) durch wenigstens ein Gleitlager (44) gelagert ist, mit einem Schwingungsaufnehmer zur Erfassung von Schwingungen des Spindelmotors (16) und mit einer Signalverarbeitungseinheit (26) zur Analyse des Spektrums der erfassten Schwingungen und Vergleichen des Ergebnisses der Analyse mit einem erwarteten Spektrum und zum Ableiten eines Betriebszustands des Gleitlagers aus dem Ergebnis des Vergleichs.Device for monitoring the operation of a spindle motor ( 16 ), in which a rotor ( 38 ) relative to a stator ( 30 ) by at least one sliding bearing ( 44 ) is mounted with a vibration sensor for detecting vibrations of the spindle motor ( 16 ) and with a signal processing unit ( 26 ) for analyzing the spectrum of the detected vibrations and comparing the result of the analysis with an expected spectrum and deriving an operating condition of the sliding bearing from the result of the comparison. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer an dem Gleitlager (44) schwingungsgekoppelt angebracht ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the vibration sensor on the plain bearing ( 44 ) is mounted vibrationally coupled. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer an einer Grundplatte (36) des Spindelmotors (16), in die das Gleitlager (44) integriert ist, schwingungsgekoppelt angebracht ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the vibration sensor on a base plate ( 36 ) of the spindle motor ( 16 ) into which the plain bearing ( 44 ) is integrated, vibration coupled is appropriate. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer einen Beschleunigungssensor (22) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration sensor comprises an acceleration sensor ( 22 ). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (26) dazu eingerichtet ist, das Spektrum der erfassten Schwingungen auf Frequenzen zu überprüfen, die bei einem unrunden Lauf des Gleitlagers (44) entstehen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal processing unit ( 26 ) is set up to check the spectrum of the detected vibrations at frequencies that occur during a non-circular running of the slide bearing ( 44 ) arise. Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors (16), insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Spindelmotor (16) eine Motorsteuereinheit (12) aufweist, die einen Steuerstrom zur Ansteuerung des Spindelmotors (16) abgibt, mit Mitteln zur Erfassung eines Phasenstroms des Spindelmotors (16) und mit einer Signalverarbeitungseinheit (26) zum Vergleichen des erfassten Phasenstroms mit einem vorgegebenen Stromschwellwert und/oder -gradienten und zum Ableiten eines Betriebszustands des Spindelmotors (16) aus dem Ergebnis des Vergleichs.Device for monitoring the operation of a spindle motor ( 16 ), in particular according to one of the preceding claims, wherein the spindle motor ( 16 ) an engine control unit ( 12 ) having a control current for driving the spindle motor ( 16 ) with means for detecting a phase current of the spindle motor ( 16 ) and with a signal processing unit ( 26 ) for comparing the detected phase current with a predetermined current threshold and / or gradient and for deriving an operating state of the spindle motor ( 16 ) from the result of the comparison. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erfassung des Steuerstroms dazu eingerichtet sind, den Phasenstrom in definierten Zeitintervallen wiederholt zu erfassen und daraus eine Änderung des Phasenstroms abzuleiten und diese Änderung mit dem vorgegebenen Stromgradienten zu vergleichen.Apparatus according to claim 6, characterized in that the means for detecting the control current are adapted to detect the phase current repeatedly in defined time intervals and to derive therefrom a change of the phase current and to compare this change with the predetermined current gradient. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromschwellwert größer ist als ein Nennstrom des Spindelmotors (16) bei Maximallast.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the current threshold value is greater than a rated current of the spindle motor ( 16 ) at maximum load. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (26) dazu eingerichtet ist, abhängig von einer ermittelten Abweichung des erfassten Phasenstroms von dem vorgegebenen Stromschwellwert und/oder -gradienten eine Störungsursache in dem Spindelmotor (16) zu ermitteln.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the signal processing unit ( 26 ) is set up, depending on a determined deviation of the detected phase current from the predetermined current threshold value and / or gradient, a fault cause in the spindle motor ( 16 ) to investigate. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperaturaufnehmer zur Erfassung der Temperatur des Spindelmotors (16), wobei die Signalverarbeitungseinheit (26) dazu eingerichtet ist, die erfasste Temperatur mit einem vorgegebenen Temperaturschwellwert und/oder -gradienten zu vergleichen und das Ergebnis des Vergleichs bei der Ableitung des Betriebszustands des Spindelmotors (16) zu berücksichtigen.Device according to one of the preceding claims, characterized by a temperature sensor for detecting the temperature of the spindle motor ( 16 ), wherein the signal processing unit ( 26 ) is adapted to compare the detected temperature with a predetermined temperature threshold and / or gradient and the result of the comparison in the derivation of the operating state of the spindle motor ( 16 ). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (26) dazu eingerichtet ist, bei Ermittlung eines Betriebszustandes, der von einem Normalbetrieb abweicht, ein Alarmsignal auszugeben.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal processing unit ( 26 ) is set to output an alarm signal upon detection of an operating condition which deviates from a normal operation. Spindelmotors (16), in dem ein Rotor (38) relativ zu einem Statur (30) über wenigstens ein Gleitlager (44) gelagert ist, mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Spindle motor ( 16 ), in which a rotor ( 38 ) relative to a stature ( 30 ) via at least one sliding bearing ( 44 ) is mounted with a device for monitoring the operation of a spindle motor ( 16 ) according to one of the preceding claims. Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors (16), in dem ein Rotor (38) relativ zu einem Statur (30) durch wenigstens ein Gleitlager (44) gelagert ist, wobei Schwingungen des Spindelmotors (16) erfasst und das Spektrums der erfassten Schwingungen analysiert werden und das Ergebnisses der Analyse mit einem erwarteten Spektrum verglichen wird, um einen Betriebszustand des Gleitlagers (44) aus dem Ergebnis des Vergleichs abzuleiten.Method for monitoring the operation of a spindle motor ( 16 ), in which a rotor ( 38 ) relative to a stature ( 30 ) by at least one sliding bearing ( 44 ), wherein vibrations of the spindle motor ( 16 ) and the spectrum of the detected vibrations are analyzed and the result of the analysis is compared with an expected spectrum in order to determine an operating state of the plain bearing ( 44 ) derive from the result of the comparison. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen direkt an dem Gleitlager (44) erfasst werden.A method according to claim 13, characterized in that the vibrations directly on the sliding bearing ( 44 ). Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum der erfassten Schwingungen auf Frequenzen überprüft wird, die bei einem unrunden Lauf des Gleitlagers (44) entstehen.A method according to claim 13 or 14, characterized in that the spectrum of the detected vibrations is checked for frequencies which in a non-circular running of the plain bearing ( 44 ) arise. Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Spindelmotors (16), insbesondere nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Spindelmotor (16) eine Motorsteuereinheit (12) aufweist, die einen Steuerstrom zur Ansteuerung des Spindelmotors (16) abgibt, wobei der Steuerstrom des Spindelmotors (16) erfasst und mit einem vorgegebenen Stromschwellwert und/oder -gradienten verglichen wird, um einen Betriebszustand des Spindelmotors (16) aus dem Ergebnis des Vergleichs abzuleiten.Method for monitoring the operation of a spindle motor ( 16 ), in particular according to one of claims 13 to 15, wherein the spindle motor ( 16 ) an engine control unit ( 12 ) having a control current for driving the spindle motor ( 16 ), wherein the control current of the spindle motor ( 16 ) is detected and compared with a predetermined current threshold and / or gradient to an operating state of the spindle motor ( 16 ) derive from the result of the comparison. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstrom in definierten Zeitintervallen wiederholt erfasst wird und daraus eine Änderung des Steuerstroms abgeleitet und diese Änderung mit vorgegebenen Stromgradienten verglichen wird.A method according to claim 16, characterized in that the control current is detected repeatedly at defined time intervals and derived therefrom a change in the control current and this change is compared with predetermined current gradients. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromschwellwert größer ist als ein Nennstrom des Spindelmotors (16) bei Maximallast.A method according to claim 16 or 17, characterized in that the current threshold is greater than a rated current of the spindle motor ( 16 ) at maximum load. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einer ermittelten Abweichung des erfassten Steuerstroms von dem vorgegebenen Stromschwellwert und/oder -gradienten eine Störungsursache in dem Spindelmotor (16) ermittelt wird.Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that depending on a determined deviation of the detected control current from the predetermined current threshold and / or gradient causes a fault in the spindle motor ( 16 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Spindelmotors (16) erfasst und mit einem vorgegebenen Temperaturschwellwert und/oder -gradienten verglichen wird und dass das Ergebnis des Vergleichs bei der Ableitung des Betriebszustands des Spindelmotors (16) berücksichtigt wird.Method according to one of claims 13 to 19, characterized in that the temperature of the spindle motor ( 16 ) and compared with a predetermined temperature threshold and / or gradient and that the result of the comparison in the derivation of the operating state of the spindle motor ( 16 ) is taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung eines Betriebszustandes, der von einem Normalbetrieb abweicht, ein Alarmsignal ausgegeben wird.Method according to one of claims 13 to 20, characterized in that when determining an operating condition which deviates from a normal operation, an alarm signal is output.
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