DE102011106511A1

DE102011106511A1 - Fluiddynamisches Lagersystem und Spindelmotor

Info

Publication number: DE102011106511A1
Application number: DE102011106511A
Authority: DE
Inventors: Olaf Winterhalter
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, mit einem ersten Lagerbauteil, welches mindestens eine Lagerbuchse mit einer Lagerbohrung aufweist, und einem zweiten Lagerbauteil, welches mindestens eine in der Lagerbohrung angeordnete Welle, ein die Welle aufnehmendes feststehendes Lagerbauteil und ein an der Welle angeordnetes ringförmiges Lagerbauteil aufweist. Das erste und das zweite Lagerbauteil sind durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander getrennt und mittels zwei axial voneinander beabstandeten fluiddynamischen Radiallagern und mindestens einem fluiddynamischen Axiallager relativ zueinander drehgelagert. Die Welle weist eine Länge lW auf, und die fluiddynamischen Radiallager weisen einen gegenseitigen Lagerabstand sL auf. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis zwischen der Länge lW der Welle und dem Lagerabstand sL größer als 2,6.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, wie es beispielsweise zur Drehlagerung von Spindelmotoren eingesetzt wird. Spindelmotoren mit fluiddynamischem Lagersystem werden u. a. zum Antrieb von Festplattenlaufwerken oder Lüftern verwendet.
Stand der Technik
Ein fluiddynamisches Lagersystem besteht in der Regel aus einem feststehenden Lagerbauteil und einem beweglichen Lagerbauteil, die durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander getrennt und um eine gemeinsame Rotationsachse relativ zueinander drehgelagert sind. In bekannter Weise sind Lagerflächen vorgesehen, die mit Lagerrillenstrukturen versehen sind, die bei Rotation des Lagers eine Pumpwirkung auf das im Lagerspalt befindliche Lagerfluid ausüben. In fluiddynamischen Lagern werden die Lagerrillenstrukturen in Form von Vertiefungen oder Erhebungen üblicherweise auf eine oder beide jeweils einander gegenüber liegende Lagerflächen aufgebracht. Bei Drehung der Lagerbauteile relativ zueinander üben die Lagerrillenstrukturen auf das im Lagerspalt befindliche Lagerfluid eine Pumpwirkung aus und erzeugen im Lagerspalt einen hydrodynamischen Druck. Durch diesen hydrodynamischen Druck werden die beiden zueinander rotierenden Lagerbauteile durch entsprechende Lagerkräfte berührungsfrei voneinander getrennt und gelagert.
Ein Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem ist in der DE 10 2008 031 618 A1 offenbart. Dieses Lagersystem umfasst als feststehendes Lagerbauteil eine Welle, die in einer Bohrung eines weiteren feststehenden Lagerbauteils gehalten ist. Eine bewegliche Lagerbuchse, die Teil eines Rotorbauteils ist, rotiert um die feststehende Welle. Das Lagersystem umfasst zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete fluiddynamische Radiallager und mindestens ein magnetisch vorgespanntes fluiddynamisches Axiallager. Auf Grund der Bauweise mit feststehender Welle umfasst der Lagerspalt zwei offene Enden, die jeweils durch einen Dichtungsspalt abgedichtet sind. Diese Dichtungsspalte sind beispielsweise als statische Kapillardichtungen oder dynamische Pumpdichtungen oder eine Kombination dieser beiden Dichtungsarten ausgebildet. Ein Lager der beschriebenen Art für einen Spindelmotor zum Antrieb eines typischen 2,5 Zoll Festplattenlaufwerkes besitzt beispielsweise eine Welle von ca. 2,5 mm Durchmesser. Bei einem 3,5 Zoll Festplattenlaufwerk hat die Welle beispielsweise einen Durchmesser von ca. 4 mm.
Moderne Festplattenlaufwerke haben eine sehr kleine Baugröße, damit sie in den immer kleiner werdenden elektronischen Geräten Platz finden. Insbesondere wird eine geringe Bauhöhe angestrebt, um sehr flache Laptops und andere Geräte realisieren zu können. Durch eine Reduktion der Bauhöhe der Festplattenlaufwerke sind die maximale Bauhöhe des fluiddynamischen Lagersystems und insbesondere der Lagerabstand der Radiallager limitiert. Ein kleiner Lagerabstand geht jedoch auf Kosten der Lagersteifigkeit, insbesondere der Kippfestigkeit des Lagers. Man kann den Lagerabstand im Rahmen der verfügbaren Bauhöhe nicht beliebig vergrößern, denn dadurch wird die verfügbare Fläche zum Aufbringen der Lagerrillenstrukturen zu klein. Für eine Optimierung der Kippsteifigkeit müssen also die Länge der Welle (was in etwa der Bauhöhe des Lagers entspricht), der Lagerabstand und die verfügbare Lagerfläche der Radiallager optimiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein fluiddynamisches Lagersystem anzugeben, welches eine verbesserte Steifigkeit gegen Verkippen aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein fluiddynamisches Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Ein Spindelmotor mit dem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem sowie ein Festplattenlaufwerk, das von einem solchen Spindelmotor angetrieben wird, sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche.
Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das beschriebene fluiddynamische Lagersystem umfasst ein erstes Lagerbauteil, welches mindestens eine Lagerbuchse mit einer Lagerbohrung aufweist, und ein zweites Lagerbauteil, welches mindestens eine in der Lagerbohrung angeordnete Welle, ein die Welle aufnehmendes feststehendes Lagerbauteil und ein an der Welle angeordnetes ringförmiges Lagerbauteil aufweist. Das erste und das zweite Lagerbauteil sind durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander getrennt und mittels zwei axial voneinander beabstandeten fluiddynamischen Radiallagern und mindestens einem fluiddynamischen Axiallager relativ zueinander drehgelagert. Die Welle weist eine Länge l_w auf und die fluiddynamischen Radiallager weisen einen gegenseitigen Lagerabstand s_L auf. Letzterer ist bestimmt als Distanz der Apexe der jeweiligen Radiallager zueinander.
Erfindungsgemäß ist das Verhältnis zwischen der Länge l_W der Welle und dem Lagerabstand s_L größer als 2,6.
Durch dieses erfindungsgemäße Verhältnis zwischen Länge der Welle und dem Lagerabstand von größer als 2,6 wird sichergestellt, dass zum einen ein relativ zur Länge der Welle ausreichend großer Lagerabstand realisiert ist und zum anderen der Lagerabstand aber nicht zu groß ist, damit noch genügend verfügbare Lagerfläche zum Aufbringen der Lagerrillenstrukturen der Radiallager verbleibt. Zwangsweise muss bei Lagern mit sehr geringer Bauhöhe der Lagerabstand auch sehr klein sein, damit die Lagerflächen ausreichend groß bemessen werden können. Das erfindungsgemäße Lagersystem kann insbesondere zur Drehlagerung von Spindelmotoren zum Antrieb von 2,5 oder 3,5 Zoll Festplattenlaufwerken eingesetzt werden.
Um die Kippstabilität weiter zu erhöhen, ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, den Durchmesser des ringförmigen Lagerbauteils an den Lagerabstand s_L anzupassen. Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verhältnis zwischen dem Durchmesser d des ringförmigen Lagerbauteils und dem Lagerabstand s_L größer ist als 1,0.
Das begründet sich damit, dass erfindungsgemäß aneinander angrenzende Flächen des ringförmigen Lagerbauteils und der Lagerbuchse oder einer mit der Lagerbuchse verbundenen Nabe einen ersten, mit Lagerfluid gefüllten Dichtungsspalt definieren, der mit dem Lagerspalt verbunden ist. Entlang eines axial verlaufenden Abschnitts dieses ersten Dichtungsspalts ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine dynamische Pumpdichtung mit Pumprillenstrukturen angeordnet. Die Pumprillenstrukturen erzeugen bei einer Rotation des Lagers eine in Richtung des ersten Radiallagers gerichtete Pumpwirkung auf das im Dichtungsspalt befindliche Lagerfluid.
Vorzugsweise sind die Pumprillenstrukturen der Pumpdichtung auf einer den ersten Dichtungsspalt begrenzenden Umfangsfläche des ringförmigen Lagerbauteils angeordnet.
Der Durchmesser d des ringförmigen Lagerbauteils, die Breite des Dichtungsspalts und die Formgebung der Pumprillenstrukturen bestimmen maßgeblich die Wirksamkeit der dynamischen Pumpdichtung. Bei einem ausreichend großen Durchmesser des ringförmigen Bauteils wirkt die Pumpdichtung wie ein Teil eines fluiddynamischen Radiallagers.
Die beiden fluiddynamischen Radiallager sind durch einander gegenüberliegende Lagerflächen der Welle und der Lagerbohrung der Lagerbuchse gebildet und weisen Radiallagerrillen auf. Ein erstes Radiallager ist im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet und umfasst zu einer Umfangslinie im Wesentlichen symmetrisch ausgebildete Radiallagerrillen.
Die dynamische Pumpdichtung entlang des ersten Dichtungsspalts ergänzt die Wirkung dieses ersten Radiallagers, so dass die Steifigkeit des Lagers insgesamt verbessert wird.
Ein zweites Radiallager ist in einem axialen Abstand zum ersten Radiallager angeordnet und ist asymmetrisch ausgebildet. Es umfasst Radiallagerrillen, die relativ zu einer durch den Apex verlaufenden Umfangslinie asymmetrische Längen der Lagerrillen aufweisen, die bei einer Rotation des Lagers eine überwiegend in Richtung des ersten Radiallagers gerichtete Pumpwirkung auf das im Lagerspalt befindliche Lagerfluid erzeugen.
Die andere Seite des Lagerspalts ist durch einen mit dem Lagerspalt verbundenen zweiten Dichtungsspalt abgedichtet. Der zweite Dichtungsspalt wird durch einander angrenzende Oberflächen der Lagerbuchse und des feststehenden Lagerbauteils oder eines im feststehenden Lagerbauteil angeordneten feststehenden Lagerrings gebildet.
Eine Stabilisierung des Lagers in axialer Richtung wird durch ein erstes fluiddynamisches Axiallager erreicht, das in einem radialen Abschnitt des Lagerspalts angeordnet ist, der sich zwischen einer oberen Stirnseite des feststehenden Lagerbauteils oder eines mit diesem Lagerbauteil verbundenen Lagerrings und einer gegenüber liegenden Stirnseite der Lagerbuchse befindet.
Das erste fluiddynamische Axiallager kann magnetisch vorgespannt sein, oder es kann zusätzlich oder alternativ ein zweites fluiddynamisches Axiallager vorgesehen sein, das zwischen einer oberen Stirnseite der Lagerbuchse und dem mit der Welle verbundenen ringförmigen Lagerbauteil angeordnet ist. Das zweite fluiddynamische Axiallager wirkt entgegengesetzt zum ersten fluiddynamischen Axiallager. Beide Axiallager weisen vorzugsweise spiralförmige Lagerrillen auf, welche das Lagerfluid radial nach innen pumpen.
Damit eine fortwährende Zirkulation des Lagerfluids im Lagerspalt gewährleistet ist, ist vorzugsweise in der Lagerbuchse ein Rezirkulationskanal angeordnet, der den radial verlaufenden Abschnitt des ersten Dichtungsspalts mit dem radialen Abschnitt des zweiten Dichtungsspalts verbindet.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungsfiguren näher beschrieben. Dabei ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung eines Spindelmotors mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem.
2 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausgestaltung eines Spindelmotors mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung
1 zeigt einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lager gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung. Ein solcher Spindelmotor kann beispielsweise zum Antrieb von Speicherplatten in einem 2,5 Zoll Festplattenlaufwerk verwendet werden.
Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 10, die eine im Wesentlichen zentrale zylindrische Öffnung aufweist, in welcher ein feststehendes Lagerbauteil 16 aufgenommen ist. Das feststehende Lagerbauteil 16 umfasst eine zentrale Bohrung, in welcher eine Welle 12 befestigt ist. Die Welle 12 hat eine Gesamtlänge l_w von beispielsweise l_w = 8,35 mm und einen Durchmesser von beispielsweise 2,5 mm. An dem anderen, freien Ende der feststehenden Welle 12 ist ein ringförmiges Bauteil 18 angeordnet, das vorzugsweise einteilig mit der Welle 12 ausgebildet ist und dessen Durchmesser beispielsweise d = 4,2 mm beträgt. Die genannten Bauteile 10, 12, 16 und 18 bilden die feststehende Komponente des Spindelmotors. Das Lager umfasst ein Rotorbauteil mit einer Lagerbuchse 14 und einer einteilig mit der Lagerbuchse ausgebildeten Nabe 48. Die Lagerbuchse 14 des Rotorbauteils ist in einem durch die Welle 12 und die beiden Bauteile 16, 18 gebildeten Zwischenraum relativ zu diesen Bauteilen drehbar angeordnet ist. Das ringförmige Bauteil 18 ist in einer entsprechenden ringförmigen Aussparung des Rotorbauteils 14, 48 angeordnet. Aneinander angrenzende Flächen der Welle 12, des Rotorbauteils 14 und der beiden Lagerbauteile 16, 18 sind durch einen beidseitig offenen Lagerspalt 20 voneinander getrennt. Der Lagerspalt 20 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Das ringförmige Lagerbauteil 18 dient unter anderem als Stopperbauteil, welches das Rotorbauteil 14, 48 auch in Überkopflage des Lagers am Herausfallen hindert.
Die Lagerbuchse 14 des Rotorbauteils hat eine zylindrische Bohrung, an deren Innenumfang zwei zylindrische Radiallagerflächen ausbildet sind, welche durch einen relativ schmalen dazwischen liegenden Separatorspalt 24 getrennt sind. Die Radiallagerflächen umschließen die stehende Welle 12 in einem radialen Abstand von wenigen Mikrometern unter Bildung eines axial verlaufenden Abschnitts 20a des Lagerspalts 20. Die Lagerflächen sind mit geeigneten Lagerrillen versehen, so dass sie mit jeweils gegenüberliegenden Lagerflächen der Welle 12 zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete fluiddynamische Radiallager 22a und 22b ausbilden. Der Lagerabstand der beiden Radiallager 22a, 22b beträgt beispielsweise s_L = 1,83 mm.
Erfindungsgemäß wird gefordert, dass das Verhältnis zwischen der Länge l_W der Welle und dem Lagerabstand s_L größer als 2,6 ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt: l_W/s_L = 8,35 mm/1,83 mm = 4,56, also deutlich mehr als der geforderte Wert. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis vom Durchmesser d des ringförmigen Lagerbauteils und dem Lagerabstand s_L größer ist als 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt: d/s_L = 4,2 mm/1,83 mm = 2,3.
Das erste Radiallager 22a ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet und erzeugt eine gleichmäßige Pumpwirkung auf das Lagerfluid in beide Richtungen des Lagerspalts 20, während das zweite Radiallager 22b vorzugsweise asymmetrisch ausgebildet ist und eine überwiegend in Richtung des ersten Radiallagers 22a gerichtete Pumpwirkung erzeugt. Die Radiallagerrillen der beiden Radiallager 22a und 22b sind bevorzugt sinusbogenförmig bzw. fischgrätartig (herringbone grooves) oder V-förmig ausgestaltet.
An den vertikal verlaufenden Abschnitt des Lagerspaltes unterhalb des zweiten Radiallagers 22b schließt sich ein radial verlaufender Abschnitt 20b des Lagerspalts 20 an. Dieser radial verlaufende Abschnitt des Lagerspalts 20 ist durch radial verlaufende Lagerflächen an der Stirnfläche der Lagerbuchse 14 und entsprechend gegenüber liegende Lagerflächen des feststehenden Lagerbauteils 16 gebildet. Die radial verlaufenden Lagerflächen bilden ein fluiddynamisches Axiallager 26 in Form eines zur Drehachse 44 senkrechten Kreisringes. Das fluiddynamische Axiallager 26 ist beispielsweise durch spiralförmige Lagerrillen gekennzeichnet, die entweder auf der Stirnseite der Lagerbuchse 14, der Stirnseite des feststehenden Lagerbauteils 16 oder auf beiden Teilen angebracht werden können.
In einem radial äußeren Bereich des feststehenden Lagerbauteils 16 und/oder der gegenüberliegenden Lagerbuchse 14, in welchem ein Rezirkulationskanal 28 mündet, kann ein axial verbreiteter, ringförmiger Spaltabschnitt vorgesehen sein, um die Lagerreibung des Axiallagers 26 zu verringern.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind alle für die Radiallager 22a, 22b und das Axiallager 26 sowie evtl. einer Pumpdichtung 36 notwendigen Lager- bzw. Pumprillenstrukturen an den entsprechenden Oberflächen der Lagerbuchse 14 angeordnet, was die Herstellung des Lagers, insbesondere der Welle 12 und der beiden Bauteile 16, 18 vereinfacht.
Im Anschluss an das obere Radiallager 22a ist das Rotorbauteil 14, 48 derart gestaltet, dass es eine radial verlaufende Fläche ausbildet, die mit einer entsprechend gegenüberliegenden radial verlaufenden Fläche des ringförmigen Lagerbauteils 18 einen radialen Abschnitt 32a eines ersten Dichtungsspalts 32 bildet. An den radialen Spaltabschnitt 32a schließt sich ein axial verlaufender Abschnitt 32b des ersten Dichtungsspalts 32 an, der das Fluidlagersystem an diesem Ende abschließt. Der erste Dichtungsspalt 32 wird durch einander gegenüberliegende Oberflächen des Rotorbauteils 14, 48 und des ringförmigen Bauteils 18 begrenzt weitet sich am äußeren Ende in einen Ringraum 33 mit vorzugsweise konischem Querschnitt auf. Der konische Ringraum 33, in welchem der axiale Abschnitt 32b des Dichtungsspaltes 32 mündet, dient einerseits als Einfüllreservoir zum Einfüllen des Lagerfluids in das Lager und als Ausgleichsvolumen für das Lagerfluid und andererseits als konische Kapillardichtung. Dieser konische Ringraum 33 ist von einer Abdeckkappe 30 abgedeckt.
Entlang des axialen Abschnittes 32b des Dichtungsspaltes 32 ist eine Pumpdichtung 36 mit Pumprillenstrukturen 36a angeordnet. Die Pumprillenstrukturen 36a sind vorzugsweise auf einer Inneren Umfangsfläche des Rotorbauteils 14, 48 angeordnet; sie können aber auch alternativ oder zusätzlich auf einer den Dichtungsspalt 32 begrenzenden äußeren Oberfläche des ringförmigen Lagerbauteils 18 angeordnet sein. Die Pumprillenstrukturen 36a sind so geformt, dass sie bei einer Rotation des Lagers eine Pumpwirkung auf das im Abschnitt 32b des Dichtungsspalts 32 enthaltene Lagerfluid erzeugen. Die Pumpwirkung ist in Richtung des Lagerspalts 20 in das Lagerinnere gerichtet. Die Enden der Pumprillenstrukturen 36a reichen vorzugsweise nicht bis an die Enden des axialen Abschnitts 32b des Dichtungsspaltes 32. Vielmehr ist zwischen dem Ende der Pumprillenstrukturen 36a und dem oberen Ende des axialen Abschnitts 32b des Dichtungsspaltes 32 ein definierter Abstand vorgesehen, wodurch die Schockfestigkeit des Lagers verbessert wird. Ferner kann vorgesehen sein, die Breite des axialen Abschnitts 32b zwischen dem Ende der Pumprillenstrukturen 36a und dem äußeren Ende des axialen Abschnitts 32b des Dichtungsspaltes 32 geringer auszugestalten als etwa die Spaltbreite im Bereich der Pumpdichtung 36. Ferner kann der Bereich zwischen dem Ende der Pumprillenstrukturen 36a und dem äußeren Ende des axialen Abschnitts 32b des Dichtungsspaltes 32 zumindest partiell als konische Kapillardichtung ausgestaltet sein mit einem geringen Öffnungswinkel von etwa 2 Grad.
Die Enden der Pumprillenstrukturen 36a brechen nicht bis in den Bereich des konischen Ringraumes 33 durch, sondern der Dichtungsspalt ist am Ende seines axialen Abschnitts 32b am Übergang zum konischen Ringraum 33 relativ schmal, vorzugsweise zwischen 5 bis 20 Mikrometern. Die Tiefe der Pumprillenstrukturen 36a beträgt ebenfalls etwa 5 bis 20 Mikrometer.
Eine Abdeckkappe 30 verschließt den ersten Dichtungsspalt 32 und den Ringraum 33. Die Abdeckkappe 30 ist an einem umlaufenden Rand 14b der Nabe 48 bzw. der Lagerbuchse 14 gehalten und dort beispielsweise angeklebt, aufgepresst und/oder verschweißt. Der innere Rand der Abdeckkappe 30 kann zusammen mit dem Außenumfang des ringförmigen Lagerbauteils 18 bzw. der Welle 12 eine Spaltdichtung ausbilden. Dies erhöht die Sicherheit gegen ein Austreten von Lagerfluid aus dem ersten Dichtungsspalt 32.
Unter normalen Betriebsbedingungen des Lagers befindet sich das Lagerfluid innerhalb des ersten Dichtungsspalts 32; im Stillstand des Lagers füllt das Lagerfluid einen Teil des konischen Ringraumes 33 aus.
An den radialen Abschnitt des Lagerspalts 20 im Bereich radial außerhalb des Axiallagers 26 schließt sich ein anteilig mit Lagerfluid gefüllter zweiter Dichtungsspalt 34 an, der durch einander gegenüberliegende Flächen der Lagerbuchse 14 und des feststehenden Lagerbauteils 16 gebildet wird. Der zweite Dichtungsspalt 34 dichtet den Lagerspalt 20 an dieser Seite ab. Der zweite Dichtungsspalt 34 verläuft etwa parallel zur Rotationsachse 44 und weitet sich zum Ende hin konisch auf. Der zweite Dichtungsspalt 34 ist von einer äußeren Umfangsfläche der Lagerbuchse 14 des Rotorbauteils und einer inneren Umfangsfläche des feststehenden Lagerbauteils 16 begrenzt. Neben der Funktion als kapillare Dichtung dient der zweite Dichtungsspalt 34 als Fluidreservoir und stellt die für die Lebensdauer des Lagersystems benötigte Fluidmenge bereit. Ferner können Fülltoleranzen und eine eventuelle thermische Ausdehnung des Lagerfluids ausgeglichen werden. Die beiden den konischen Abschnitt des zweiten Dichtungsspalts 34 bildenden Flächen am Rotorbauteil 14, 48 und dem feststehenden Lagerbauteil 16 können jeweils relativ zur Drehachse 44 zumindest partiell nach innen geneigt sein. Dadurch wird das Lagerfluid bei einer Drehung des Lagers aufgrund der Fliehkraft in das Lagerinnere in Richtung des Lagerspalts 20 gedrückt.
Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors wird in bekannter Weise gebildet durch eine an der Basisplatte 10 angeordnete Statoranordnung 42 und einem die Statoranordnung in einem Abstand umgebenden, ringförmigen Rotormagneten 40, der an einer inneren Umfangsfläche der Nabe 48 angeordnet ist. Prinzipiell ist es auch möglich, die Lagerbuchse 14 als separates Teil der Nabe 48 auszubilden.
In dem Fall, dass der Spindelmotor nur ein einziges fluiddynamisches Axiallager 26 aufweist, das im Betrieb des Motors eine Kraft auf die beweglichen Lagerteile in Richtung des feststehenden Lagerbauteils 18 erzeugt, muss eine entsprechende axiale Gegenkraft oder Vorspannkraft am beweglichen Lagerteil vorgesehen werden, die das Lagersystem axial im Gleichgewicht hält. Hierfür kann die Basisplatte 10 einen ferromagnetischen Ring 38 aufweisen, der dem Rotormagneten 40 axial gegenüberliegt und von diesem magnetisch angezogen wird. Diese magnetische Anziehungskraft wirkt im Betrieb entgegen der Kraft des Axiallagers 26 und hält das Lager axial stabil. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Lösung kann ein sogenannter „magnetischer Offset” verwendet werden, indem die Statoranordnung 42 und der Rotormagnet 40 axial zueinander versetzt angeordnet werden, und zwar so, dass die magnetische Mitte des Rotormagneten 40 axial weiter entfernt von der Basisplatte 10 angeordnet wird als die magnetische Mitte der Statoranordnung 42. Auch mit dieser Maßnahme wird durch das Magnetsystem des Motors eine axiale Kraft aufgebaut, die entgegengesetzt zum Axiallager 26 wirkt.
Um eine kontinuierliche Durchspülung des Lagersystems mit Lagerfluid sicherzustellen, ist in bekannter Weise ein Rezirkulationskanal 28 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 28 ist erfindungsgemäß als axial oder leicht schräg verlaufender Kanal in der Lagerbuchse 14 des Rotorbauteils ausgebildet, der vorzugsweise in einem spitzen Winkel in Bezug auf die Rotationsachse 44 des Lagers angeordnet ist. Der Rezirkulationskanal 28 verbindet die beiden radialen Abschnitte des Lagerspalts 20 zwischen den Lagerbereichen und den Dichtungsbereichen direkt miteinander. Aufgrund der gerichteten Pumpwirkung der Lagerrillenstrukturen des Axiallagers 26 und des Radiallagers 22b ergibt sich im Radiallagerspalt 20 vorzugsweise eine Strömung in Richtung des oberen Radiallagers 22a, welche – unterstützt durch Zentrifugalkräfte infolge der schrägen Anordnung des Rezirkulationskanals 28 – durch den Rezirkulationskanal nach unten in Richtung des Axiallagers 26 zurückfließt, so dass sich ein Kreislauf einstellt. Außerdem wird das Lagerfluid im Rezirkulationskanal 28 aufgrund der Wirkung der Fliehkraft im schrägen Kanal nach unten in Richtung des Axiallagers 26 gefördert, so dass sich ein stabiler Fluidkreislauf einstellt.
2 zeigt einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lager gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, wie er zum Antrieb von Speicherplatten, beispielsweise eines 3,5 Zoll Festplattenlaufwerks verwendet werden kann.
Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 110, die eine zylindrische Öffnung aufweist, in welcher ein feststehendes Lagerbauteil 116 aufgenommen ist. Das feststehende Lagerbauteil 116 umfasst eine zentrale Bohrung, in welcher eine Welle 112 befestigt ist. Die Welle 112 hat einen Durchmesser von beispielsweise 4 mm und eine Länge von beispielsweise l_W = 22,73 mm. An dem anderen, freien Ende der feststehenden Welle 112 ist ein ringförmiges Bauteil 118 angeordnet, das hier zweiteilig mit der Welle 112 ausgebildet ist. Der Durchmesser des ringförmigen Bauteils beträt beispielsweise d = 7,8 mm. Die genannten Bauteile 110, 112, 116 und 118 bilden die feststehende Komponente des Spindelmotors. Das Lagersystem umfasst ferner eine Lagerbuchse 114, die in einem durch die Welle 112 und die beiden Bauteile 116, 118 gebildeten Zwischenraum relativ zu diesen Bauteilen drehbar angeordnet ist. Das ringförmige Bauteil 118 ist in einer Aussparung einer Nabe 148 angeordnet. Die Nabe 148 ist am Außenumfang der Lagerbuchse 114 befestigt. Die Nabe 148 und die Lagerbuchse 114 können wie dargestellt aus zwei Teilen, jedoch ohne weiteres auch aus einem einzigen Teil bestehen. Aneinander angrenzende Flächen der Welle 112, der Lagerbuchse 114 und der beiden Bauteile 116, 118 sind durch einen beidseitig offenen Lagerspalt 120 voneinander getrennt. Der Lagerspalt 120 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt.
Die Lagerbuchse 114 hat in Richtung des feststehenden Lagerbauteils 116 einen hülsenförmigen Abschnitt 114a und eine durchgehende zylindrische Bohrung, an deren Innenumfang zwei zylindrische Radiallagerflächen ausbildet sind. Die Radiallagerflächen der Lagerbuchse 114 umschließen die stehende Welle 112 in einem Abstand von wenigen Mikrometern unter Bildung eines axial verlaufenden Abschnitts 120a des Lagerspalts 120. Die Radiallagerflächen der Lagerbuchse 114 sind mit geeigneten Lagerrillen versehen, so dass sie mit jeweils gegenüberliegenden Lagerflächen der Welle 112 zwei fluiddynamische Radiallager 122a und 122b ausbilden. Die Radiallager 122a, 122b sind durch einen dazwischen liegenden Separatorspalt 124, der einen größeren Spaltabstand aufweist als der Radiallagerspalt 120, getrennt. Ein erstes Radiallager 122a ist zwischen der Lagerbuchse 114 und der Welle 112 ausgebildet. Die Lagerbuchse 114 endet hier direkt oberhalb des ersten Radiallagers 122a. Das zweite Radiallager 122b ist ebenfalls zwischen der Lagerbuchse 114 und der Welle 112 ausgebildet und erstreckt sich teilweise entlang des hülsenförmigen Abschnitts 114a der Lagerbuchse 114. Der Lagerabstand der beiden Radiallager 122a, 122b beträgt beispielsweise s_L = 6,5 mm.
Erfindungsgemäß wird gefordert, dass das Verhältnis zwischen der Länge l_W der Welle und dem Lagerabstand s_L größer als 2,6 ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt: l_W/s_L = 22,73 mm/6,5 mm = 3,5, also deutlich mehr als der geforderte Wert. Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis vom Durchmesser d des ringförmigen Lagerbauteils und dem Lagerabstand s_L größer ist als 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt: d/s_L = 7,8 mm/6,5 mm = 1,2.
Eine ringförmige Stirnfläche des hülsenförmigen Abschnitts 114a der Lagerbuchse 114 bildet mit einer oberflächig DLC-beschichteten, hohlzylindrischen, feststehenden Lagerplatte 125 einen radial verlaufenden Abschnitt 120b des Lagerspalts, der eine Fortsetzung des axialen Abschnitts 120a des Lagerspalts 120 darstellt und mit Lagerfluid gefüllt ist. Die Lagerplatte 125 umfasst dabei die Welle 112 und ist selber vom feststehenden Lagerbauteil 116 umfasst.
Die radial verlaufenden Flächen des hülsenförmigen Abschnitts 114a der Lagerbuchse und der Lagerplatte 125 bilden ein fluiddynamisches Axiallager 126 in Form eines zur Drehachse 144 senkrechten Kreisringes. Das fluiddynamische Axiallager 126 ist beispielsweise durch spiralförmige Lagerrillen gekennzeichnet, die entweder auf der Stirnseite des ersten hülsenförmigen Abschnitts 114a, der Stirnseite der feststehenden Lagerplatte 125 oder auf beiden Teilen angebracht werden können und das Lagerfluid radial nach innen in Richtung zur Drehachse 144 pumpen.
Zur Abdichtung des oberen Endes des Lagerspalts 120 ist ein erster Dichtungsspalt 132 vorgesehen, der gebildet ist durch einen radial verlaufenden Abschnitt 132a zwischen einer Stirnseite der Lagerbuchse 114 und einer Unterseite des ringförmigen Bauteils 118 und einem axial verlaufenden Abschnitt 132b zwischen einer äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Bauteils 118 und einer inneren Umfangsfläche der Nabe 148. Der erste Dichtungsspalt 132 weitet sich am äußeren Ende in einen Ringraum 133 mit vorzugsweise konischem Querschnitt auf. Die Nabe 148 weist radial außerhalb des radialen Abschnitts 132a des ersten Dichtungsspalts 132 eine Stufe auf, die auf der Stirnseite der Lagerbuchse 114 aufliegt, so dass die Nabe 148 relativ zur Lagerbuchse 114 genau positioniert ist. Das feststehende Lagerbauteil 116 ist in einer entsprechenden Aussparung der Basisplatte 110 angeordnet.
In dem radialen Abschnitt 132a des ersten Dichtungsspalts 132 ist vorzugsweise ein zweites Axiallager 127 angeordnet, das gebildet ist durch spiralförmige oder fischgrätenartige Lagerrillen, welche das Lagerfluid in das Lagerinnere in Richtung zum benachbarten Radiallager 122a pumpen. Zusätzlich ist hier ein magnetischer Offset vorgesehen, indem der Rotormagnet 140 aus seiner magnetischen Mitte relativ zur Statoranordnung 142 axial nach oben versetzt angeordnet ist. Eine Abdeckkappe 130 verschließt den ersten Dichtungsspalt 132. Die Abdeckkappe 130 ist an einer Stufe der Lagerbuchse 114 gehalten und dort beispielsweise angeklebt, aufgepresst und/oder verschweißt. Der innere Rand der Abdeckkappe 130 kann zusammen mit dem Außenumfang der Welle 112 eine Spaltdichtung ausbilden. Dies erhöht die Sicherheit gegen ein Austreten von Lagerfluid aus dem ersten Dichtungsspalt 132. Unter normalen Betriebsbedingungen sowie auch im Stillstand des Lagers befindet sich das Lagerfluid jedoch innerhalb des weitgehend axial verlaufenden Dichtungsspalts 132.
An den radial verlaufenden Abschnitt 120b des Lagerspalts 120, dort wo das erste Axiallager 126 angeordnet ist, schließt sich ein axial verlaufender Abschnitt 134a eines zweiten Dichtungsspalts 134 an, welcher mit Lagerfluid gefüllt ist. Entlang dieses axial verlaufenden Abschnitts 134a des zweiten Dichtungsspaltes 134 sind Rillenstrukturen einer dynamischen Pumpdichtung 137 vorzugsweise auf einer äußeren Umfangfläche des hülsenförmigen Abschnitts 114a der Lagerbuchse 114 angeordnet. Eine innere Umfangsfläche des feststehenden Lagerbauteils 116 liegt der äußeren Umfangsfläche des ersten hülsenförmigen Abschnitts 114a der Lagerbuchse 114 gegenüber. Die Rillenstrukturen der dynamischen Pumpdichtung 137 erzeugen eine Pumpwirkung auf das im Spaltabschnitt 134a befindliche Lagerfluid in Richtung des Lagerinneren, also in Richtung des Radiallagers 122b.
An den vertikal verlaufenden Abschnitt 134a des zweiten Dichtungsspaltes 134 schließt sich ein ebenfalls mit Lagerfluid gefüllter, relativ kurzer radial verlaufender Abschnitt 134b des Dichtungsspalts 134 an. Dieser radial verlaufende Abschnitt 134b des zweiten Dichtungsspalts 134 ist durch eine radial verlaufende Fläche der Lagerbuchse 114 und eine gegenüber liegende Fläche des feststehenden Lagerbauteils 116 begrenzt.
An den kurzen radialen Abschnitt 134b des zweiten Dichtungsspalts 134 schließt sich ein anteilig mit Lagerfluid gefüllter axialer Abschnitt 134c des zweiten Dichtungsspalts 134 an, der durch eine äußere Umfangsfläche der Lagerbuchse 114 und einer innere Umfangsfläche des feststehenden Lagerbauteils 116 begrenzt ist. Der axiale Abschnitt 134c des zweiten Dichtungsspalt 134 bildet eine konische Kapillardichtung, ergänzt die Pumpdichtung 137 und dichtet den Lagerspalt 120 an diesem Ende ab. Der axiale Abschnitt 134c des zweiten Dichtungsspalts 134 verläuft etwa parallel zur Rotationsachse 144 und weitet sich zum Ende hin konisch auf. Neben der Funktion als kapillare Dichtung dient der zweite Dichtungsspalt 134 insgesamt als Fluidreservoir und stellt die für die Lebensdauer des Lagersystems benötigte Fluidmenge bereit. Ferner können Fülltoleranzen und eine eventuelle thermische Ausdehnung des Lagerfluids ausgeglichen werden.
Die beiden den konischen Abschnitt 134c des zweiten Dichtungsspalts 134 bildenden Flächen der Lagerbuchse 114 und des feststehenden Lagerbauteils 116 können jeweils relativ zur Drehachse 144 zumindest partiell nach innen geneigt sein. Dadurch wird das Lagerfluid bei einer Drehung des Lagers aufgrund der Fliehkraft nach innen in Richtung des Lagerspalts 120 gedrückt. Durch die axiale Vertiefung des feststehenden Lagerbauteils kann der zweite Dichtungsspalt 134 erfindungsgemäß relativ lang ausgebildet sein. Dadurch wird die Dichtwirkung des zweiten Dichtungsspalts 134 und folglich die Schockfestigkeit des Lagers verbessert.
Entlang des axialen Abschnittes 132b des Dichtungsspaltes 132 ist eine Pumpdichtung 136 mit Pumprillenstrukturen 136a angeordnet. Die Pumprillenstrukturen 136a sind vorzugsweise auf einer inneren Umfangsfläche des Rotorbauteils 148 angeordnet; sie können aber auch alternativ oder zusätzlich auf einer den Dichtungsspalt 132 begrenzenden äußeren Oberfläche des ringförmigen Lagerbauteils 118 angeordnet sein. Die Pumprillenstrukturen 136a sind so geformt, dass sie bei einer Rotation des Lagers eine Pumpwirkung auf das im Abschnitt 132b des Dichtungsspalts 132 enthaltene Lagerfluid erzeugen. Die Pumpwirkung ist in Richtung des Lagerspalts 120 in das Lagerinnere gerichtet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind alle für die Radiallager 122a, 122b und das Axiallager 126 sowie evtl. der Pumpdichtung 137 notwendigen Lager- bzw. Pumprillenstrukturen an den entsprechenden Oberflächen der Lagerbuchse 114 angeordnet, was die Herstellung des Lagers, insbesondere der Welle 112 und der beiden Bauteile 116, 118 vereinfacht.
Das elektromagnetische Antriebssystem des Spindelmotors wird in bekannter Weise gebildet durch eine an der Basisplatte 110 angeordnete Statoranordnung 142 und einem die Statoranordnung in einem radialen Abstand umgebenden, ringförmigen Permanentmagneten 140, der mitsamt einem ihn umgebenden Rückschlussring 146 an einer inneren Umfangsfläche der Nabe 148 angeordnet ist und als Rotormagnet zum Antrieb des elektrischen Motors dient.
Um eine kontinuierliche Durchspülung des Lagersystems mit Lagerfluid sicherzustellen, ist in bekannter Weise ein Rezirkulationskanal 128 vorgesehen. Der Rezirkulationskanal 128 ist erfindungsgemäß als axial oder leicht schräg zur Rotationsachse 144 verlaufender Kanal in der Lagerbuchse 114 ausgebildet, der vorzugsweise in einem spitzen Winkel in Bezug auf die Rotationsachse 144 des Lagers angeordnet ist. Der Rezirkulationskanal 128 verbindet den radialen Abschnitt 132a des ersten Dichtungsspalts 132 mit dem radialen Abschnitt 134b des zweiten Dichtungsspalts 134. Das Lagerfluid wird im schrägen Rezirkulationskanal 128 aufgrund der Wirkung der Fliehkraft nach unten in Richtung des zweiten
Dichtungsspalts 134 gefördert und zirkuliert weiter durch den radialen und axialen Abschnitt 120b und 120a des Lagerspalts 120 nach oben und durch radialen Abschnitt 132a des ersten Dichtungsspalt 132 zurück, so dass sich ein stabiler Fluidkreislauf im Lager einstellt.
Zwischen dem Außenumfang des oberen Randes des feststehenden Lagerbauteils 116 und einem Innenumfang eines nach unten weisenden, ringförmigen Ansatzes der Nabe 148 befindet sich ein schmaler Spalt 129, der nicht mit Lagerfluid gefüllt ist und der sich in die axiale Richtung erstreckt. Der Spalt 129 dient als Dampfsperre und verhindert ein Entweichen von verdunstetem Lagerfluid aus dem zweiten Dichtungsspalt 134, wodurch die Lebensdauer des Lagers vergrößert wird.
Bezugszeichenliste

10, 110: Basisplatte
12, 112: Welle
14, 114: Lagerbuchse
114a: hülsenförmiger Abschnitt
14b: umlaufender Rand
16, 116: feststehendes Lagerbauteil
18, 118: ringförmiges Lagerbauteil
20, 120: Lagerspalt
20a, 120a: axialer Abschnitt des Lagerspalts
20b, 120b: radialer Abschnitt des Lagerspalts
22a, b; 122a, b: Radiallager
24, 124: Separatorspalt
125: Lagerplatte
26, 126: Axiallager
127: Axiallager
28, 128: Rezirkulationskanal
129: Spalt
30, 130: Abdeckkappe
32, 132: erster Dichtungsspalt
32a, 132a: radialer Abschnitt
32b, 132b: axialer Abschnitt
33, 133: konischer Ringraum
34, 134: zweiter Dichtungsspalt
134a, 134c: axialer Abschnitt des Dichtungsspalts
134b: radialer Abschnitt des Dichtungsspalts
36, 136: Pumpdichtung
36a, 136a: Rillenstrukturen
137: Pumpdichtung
38: ferromagnetischer Ring
40, 140: Rotormagnet
42, 142: Statoranordnung
44, 144: Drehachse
146: Rückschlussring
48, 148: Nabe
d: Durchmesser des ringförmigen Lagerbauteils
l_W: Länge der Welle
s_L: Lagerabstand der Radiallager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008031618 A1 [0003]

Claims

Fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors, mit einem ersten Lagerbauteil, welches mindestens eine Lagerbuchse (14; 114) mit einer Lagerbohrung umfasst, und einem zweiten Lagerbauteil, welches mindestens eine in der Lagerbohrung angeordnete Welle (12; 112), ein die Welle aufnehmendes feststehendes Lagerbauteil (16; 116) und ein an der Welle angeordnetes ringförmiges Lagerbauteil (18, 118) umfasst, wobei das erste und das zweite Lagerbauteil durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt (20; 120) voneinander getrennt und mittels zwei axial voneinander beabstandeten fluiddynamischen Radiallagern (22a, 22b; 122a, 122b) und mindestens einem fluiddynamischen Axiallager (26; 126) relativ zueinander drehgelagert sind, wobei die Welle (12; 112) eine Länge l_w aufweist, und die fluiddynamischen Radiallager (22a, 22b; 122a, 122b) einen gegenseitigen Lagerabstand s_L aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Länge l_w der Welle (12; 112) und dem Lagerabstand s_L größer als 2,6 ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Länge l_W der Welle (12; 112) und dem Lagerabstand s_L größer als 3,0 ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Lagerbauteil (18; 118) einen Durchmesser d aufweist, wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser d des ringförmigen Lagerbauteils (18; 118) und dem Lagerabstand s_L größer als 1,0 ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aneinander angrenzende Flächen des ringförmigen Lagerbauteils (18; 118) und der Lagerbuchse (14; 114) oder einer mit der Lagerbuchse verbundenen Nabe (148) einen ersten, mit Lagerfluid gefüllten Dichtungsspalt (32; 132) definieren, der mit dem Lagerspalt verbunden ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass entlang eines axial verlaufenden Abschnitts (32b; 132b) des ersten Dichtungsspalts (32; 132) eine dynamische Pumpdichtung (36; 136) mit Pumprillenstrukturen (36a; 136a) angeordnet ist, wobei die Pumprillenstrukturen bei einer Rotation des Lagers eine in Richtung des ersten Radiallagers gerichtete Pumpwirkung auf das im Dichtungsspalt befindliche Lagerfluid erzeugen.
Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumprillenstrukturen (36a; 136a) der Pumpdichtung (36; 136) auf einer den ersten Dichtungsspalt (32; 132) begrenzenden Innen-Umfangsfläche der Lagerbuchse (14) bzw. der Nabe (148) angeordnet sind.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die fluiddynamischen Radiallager (22a, 22b; 122a, 122b) durch einander gegenüberliegende Lagerflächen der Welle (12; 112) und der Lagerbohrung der Lagerbuchse (14; 114) gebildet sind und Radiallagerrillen aufweisen.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Radiallager (22a, 122a) im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist und zu einer Umfangslinie im Wesentlichen symmetrisch ausgebildete Radiallagerrillen umfasst.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Radiallager (22b; 122b) im wesentlichen asymmetrisch ausgebildet ist und zu einer Umfangslinie im wesentlichen asymmetrisch ausgebildete Radiallagerrillen umfasst, die bei einer Rotation des Lagers eine überwiegend in Richtung des ersten Radiallagers (22a; 122a) gerichtete Pumpwirkung auf das im Lagerspalt befindliche Lagerfluid erzeugen.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Lagerspalt verbundener zweiter Dichtungsspalt (34; 143) durch einander angrenzende Oberflächen der Lagerbuchse und des feststehenden Lagerbauteils (18) oder eines im feststehenden Lagerbauteil angeordneten Lagerrings (125) gebildet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes fluiddynamisches Axiallager (26; 126) in einem radialen Abschnitt (20b; 120b) des Lagerspalts (20; 120) angeordnet ist, der sich zwischen einer oberen Stirnseite des feststehenden Lagerbauteils (16) oder eines mit diesem Lagerbauteil (16) verbundenen Lagerrings (125) und einer gegenüber liegenden Stirnseite der Lagerbuchse (14, 114) befindet.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites fluiddynamisches Axiallager (127) zwischen einer oberen Stirnseite der Lagerbuchse (114) und dem mit der Welle (12) verbundenen ringförmigen Lagerbauteil (118) angeordnet ist.
Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rezirkulationskanal (28, 228) vorhanden ist, der den radial verlaufenden Abschnitt (32a; 132a) des ersten Dichtungsspalts (32, 132) mit dem radialen Abschnitt (20b) des Lagerspalts (20) oder des radialen Abschnitts (134b) des zweiten Dichtungsspalts (134) verbindet.
Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lagersystem, welcher umfasst: ein erstes Lagerbauteil, welches mindestens eine Lagerbuchse (14; 114) mit einer Lagerbohrung umfasst, und ein zweites Lagerbauteil, welches mindestens eine in der Lagerbohrung angeordnete Welle (12; 112), ein die Welle aufnehmendes feststehendes Lagerbauteil (16; 116) und ein an der Welle angeordnetes ringförmiges Lagerbauteil (18, 118) umfasst, wobei das erste und das zweite Lagerbauteil durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt (20; 120) voneinander getrennt und mittels zwei axial voneinander beabstandeten fluiddynamischen Radiallagern (22a, 22b; 122a, 122b) und mindestens einem fluiddynamischen Axiallager (26; 126) relativ zueinander drehgelagert sind, wobei die Welle (12; 112) eine Länge l_w aufweist, und die fluiddynamischen Radiallager einen gegenseitigen Lagerabstand s_L aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Länge l_W der Welle (12; 112) und dem Lagerabstand s_L größer als 2,6 ist.
Festplattenlaufwerk mit einem Spindelmotor gemäß Anspruch 14, der mindestens eine Speicherplatte drehend antreibt, und eine Schreib-Leseeinrichtung zum Schreiben und Lesen von Daten auf und von der Speicherplatte.