DE19918468A1

DE19918468A1 - Spindelmotor mit Labyrinthdichtung

Info

Publication number: DE19918468A1
Application number: DE1999118468
Authority: DE
Inventors: Juergen Oelsch
Original assignee: Precision Motors Deutsche Minebea GmbH
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: JP2000324746A; DE19918468C2; JP3904179B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Labyrinthdichtung zur Abdichtung der öltragenden Lager nach außen, um zu vermeiden, daß Öl in die Umgebung des Lagers getragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Labyrinthdichtungen sind bei Spindelmotoren wohlbekannt; sie dienen zur Abdichtung der öltragenden Lager nach außen, um zu vermeiden, daß Öl in die Umgebung des Lagers getragen wird. Derartige Spindelmotoren werden nämlich für den Antrieb von Magnetplattenspeichern verwendet und es ist außerordentlich schädlich, wenn aus den Lagern Öl nach außen dringt und sich ggf. auf die Magnetplatten niederschlägt, weil dann eine Verarbeitung der in den Magnetplatten gespeicherten Daten nicht mehr gewährleistet ist.

Die Erfindung geht hierbei von einem Spindelmotor aus, der im wesentlichen aus einer Basisplatte besteht, auf der drehfest eine Welle angeordnet ist. Die Welle trägt zwei axial übereinanderliegende Lager, wobei das Lager jeweils aus einem Innenring und aus einem Außenring besteht. Der Außenring ist drehfest mit einem außenliegenden Rotor verbunden, welcher drehbar auf der feststehenden Welle oder Nabe gelagert ist. In der Basisplatte ist ferner eine Wicklung vorhanden, die mit einem Eisenpaket arbeitet, wobei am Innenumfang des Rotors entsprechend stückweise angeordnete Permanentmagnete vorhanden sind, die elektrisch von dem Statorblechpaket angeregt werden. Es handelt sich also um einen permanentmagnetischen Synchronmotor, welcher für derartige Festplattenantriebe verwendet wird.

Bei derartigen Festplattenantrieben ist es bekannt, im oberen Lagerdeckel eine Labyrinthdichtung anzuordnen, die eben das Ausströmen von Öl aus dem Lager in die Umgebung des Lagers verhindert.

Die Labyrinthdichtung ist hierbei in einem Deckel angeordnet und deckt das Lager von oben her ab. Nachteil dieser Anordnung ist, daß die Labyrinthdichtung als separates Teil mit dem Deckel verbunden werden muß, was erhöhten Fertigungsaufwand beinhaltet.

Es ist eine weitere Ausführungsform nach dem Stand der Technik bekannt, bei der die Labyrinthdichtung ein Teil mit dem Rotor ist. D. h. Rotor setzt sich als Deckel über der Lageranordnung fort und hat an seiner Unterseite die besagte Labyrinthdichtung zur Abdichtung.

Nachteil ist, daß diese Labyrinthdichtung nur im oberen Lagerbereich angeordnet werden kann, jedoch nicht im unteren Lagerbereich, wo also der Rotor nebst dem Stator sich befindet und eine derartige Abdichtung mit einer Labyrinthdichtung nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine vollständige Abdichtung eines Spindelmotors mit Labyrinthdichtungen zu bewerkstelligen, wobei sowohl das obere Lager als auch das untere Lager mit zugeordneten Labyrinthdichtungen abgedichtet sind.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Lager radial außen durch eine Hülse übergriffen wird, welche Hülse etwa U- förmig profiliert ist und die sich mit einem axialen Flansch an der Außenseite der Lager anlegt, und welche im übrigen einen radial einwärts gerichteten Flansch aufweist, welcher eine Aufnahmebohrung bildet, in welche die Welle eingreift, wobei in diesem Bereich die Labyrinthabdichtung vorgesehen ist.

Bei der gegebenen technischen Lehre ergibt sich also der wesentliche Vorteil, daß eine werkstoffeinstückige Labyrinthdichtung im oberen Teil des Rotors angeordnet ist, wobei also auf besonders einfache Weise der obere Teil des Lagers abgedichtet ist. Es ergibt sich der weitere Vorteil, daß mit einem Zusatzteil, nämlich einem etwa U-förmigen Hülsenteil, auch der untere Lagerteil mit Hilfe einer Labyrinthdichtung abgedichtet wird. Hierzu ist dieser Hülsenteil mit radial einwärts gerichteten Flanschen ausgebildet, welche Flanschen an ihrem Innenumfang die Labyrinthdichtung zu der feststehenden Welle bilden.

Mit der Anordnung des hülsenartigen Teils, welcher an seinem radial einwärts gerichteten Flansch die radiale Abdichtung an der Welle trägt, ergibt sich der weitere Vorteil, daß das hülsenförmige Teil mit seinem axialen Flansch die beiden Lager übergreift. Es ergibt sich nun die Möglichkeit, daß man diesen axialen Flansch so gestaltet, daß er keinerlei radial einwärts gerichtete Pressung auf die beiden Lager ausübt, sondern daß er nur im Preßsitz auf dem Zwischenring aufsitzt, der zwischen den beiden Lagern Abstand haltend angeordnet ist. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Lager selbst nicht mehr radial einwärts durch dieses hülsenförmige Teil vorgespannt werden, wodurch sich die Lebensdauer wesentlich erhöht.

Wichtig hierbei ist, daß eben der axiale Flansch des Hülsenteils im Bereich der Lager, wo er die Lager übergreift, mit Spiel an diesen Lagern anliegt (genauer gesagt am Außenring dieser Lager) und eben diesen Außenring nicht radial einwärts vorspannt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Spindelmotor in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Spindelmotor in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform mit einem zusätzlichen O-Ring.

Der Spindelmotor nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Basisplatte 1, auf der fest eine Welle 2 befestigt ist. Die Basisplatte 1 trägt auch den Stator des Motors, der im wesentlichen aus einer Wicklung und aus einem Eisenblechpaket besteht. Die Wicklung ist über entsprechende Anschlußstifte aus der Basisplatte 1 herausgeführt.

Auf der Welle 2 ist mit Hilfe von zwei zueinander beabstandeten Lagern 4, 5 ein Rotor 10 drehbar befestigt, welcher Rotor in seinem oberen Deckenbereich einen radial einwärts gerichteten Flansch bildet, in dem eine obere Labyrinthdichtung 11 zur Abdichtung gegenüber dem oberen Teil der feststehenden Welle 2 angeordnet ist.

Wichtig ist nun, daß zur Abdichtung des unteren Lagers 4 ein Hülsenteil 6 vorgesehen ist, welches im Querschnitt etwa U-förmig profiliert ist und welches aus einem axialen Flansch 7 und aus einem werkstoffeinstückigen anschließenden radialen Flansch 8 besteht.

Der axiale Flansch 7 legt sich an dem Außenring der beiden Lager 4, 5 an, weist jedoch dort ein Spiel auf. Es sitzt jedoch unter Vorspannung an dem mittleren Distanzring auf, welcher zwischen den beiden Lagern angeordnet ist.

Wichtig ist nun, daß das Hülsenteil 6 den einwärts gerichteten, radialen Flansch 8 ausbildet, der mit seinen Innenflächen eine Durchtrittsöffnung zu der Welle 2 bildet, wobei in diesem Bereich die Labyrinthdichtung 9 angeordnet ist. Auf diese Weise werden also die Lager 4, 5 durch zwei einander gegenüberliegende Labyrinthdichtungen 9 und 11 abgedichtet, so daß keinerlei Verschmutzungen oder Öl aus den Lagern 4, 5 nach außen dringen kann.

In der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 ist erkennbar, daß der Rotor andersartig ausgebildet ist, d. h. der Rotordeckel, der werkstoffeinstückig oben das obere Lager 5 überdeckt, ist an dieser Stelle offen und an dieser Stelle ist das hülsenartige Teil mit einem radial einwärts gerichteten Flansch ausgebildet.

Der Rotordeckel 13, der - wie vorhin angegeben - das obere Lager 5 überdeckte und dort eine Labyrinthdichtung 11 mit dem oberen Teil der Welle 2 bildete, wird nun nach unten verlegt und bildet an der Stelle der Labyrinthdichtung 9 nun eine Labyrinthdichtung aus. Umgekehrt ist das Hülsenteil 6 spiegelbildlich nach oben geklappt, so daß die vorher untenliegende Labyrinthdichtung 9 nun die obenliegende Labyrinthdichtung 11 ausbildet.

In Fig. 3 ist als weitere Ausführungsform dargestellt, daß das erfindungsgemäße Hülsenteil 6 noch mit einem zusätzlichen O-Ring 14 gegenüber dem Rotor abgedichtet sein kann. Hierbei ist im Rotor eine Ringnut 15 vorhanden, an welche sich einwärts gerichtet der Außenring 16 der Lageranordnung anschließt.

Am Außenumfang dieses Außenringes 16 ist nun das Hülsenteil 6 mit seinem axialen Flansch 7 angelegt.

Die Stirnseite des Hülsenteils ist nun in einer Ringnut 15 freigestellt und in dieser Ringnut ist der O-Ring eingebaut, der sich deshalb abdichtend einerseits an der oberen Fläche des Rotors und andererseits an der Stirnseite des axialen Flansches 7 des Hülsenteils 6 anlegt.

Auf diese Weise wird verhindert, daß von der oberen Lageranordnung über sich bildende Spalte am Rotordeckel 13 oder Öldämpfe nach außen gelangen. Gleiches gilt auch für Öldämpfe, die aus der unteren Lageranordnung entweichen, diese können ebenfalls nicht den Luftspalt des Spindelmotors entweichen, weil dies durch das Hülsenteil und durch den O-Ring 14 verhindert wird.

Das Hülsenteil ist hier bevorzugt abdichtend mit einem Preßsitz 17 am Außenring 16 der Lageranordnung angelegt und der Rotor liegt mit einem weiteren Flansch 18 am Außenumfang des Lagerrings 16 abdichtend an.

Zeichnungslegende

1

Basisplatte

2

Welle

3

Nut

4

untere Lager

5

obere Lager

6

Hülsenteil

7

axialer Flansch

8

radialer Flansch

9

Labyrinthabdichtung (unten)

10

Rotor

11

Labyrinthabdichtung (oben)

12

Distanzring

13

Rotordeckel

14

O-Ring

15

Ringnut

16

Außenring

17

Preßsitz

18

Flansch

Claims

1. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung der im wesentlichen aus einer Basisplatte besteht, auf der drehfest eine Welle angeordnet ist, die zwei axial übereinanderliegende Lager aufweist, wobei die Lager jeweils aus einem Innenring und aus einem Außenring bestehen, und der Außenring drehfest mit einem außenliegenden Rotor verbunden ist, und im Lagerdeckel eine Labyrinthdichtung angeordnet ist, die das Ausströmen von Öl aus dem Lager in die Umgebung des Lagers verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spindelmotor zwei einander gegenüberliegende Labyrinthdichtungen (9, 11) angeordnet sind.

2. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des unteren Lagers (4) eine Labyrinthdichtung (9) angeordnet ist, und daß im Bereich des oberen Lagers (5) eine Labyrinthdichtung (11) angeordnet ist angeordnet ist.

3. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (4, 5) radial außen durch eine etwa U-förmig profilierte Hülse (6) übergriffen werden, welche einen radial einwärts gerichteten Flansch (8) aufweist, in dem eine Aufnahmebohrung ausgebildet ist, in welche die Welle (2) eingreift, und in dem so gebildeten Bereich zwischen Aufnahmebohrung und Welle eine werkstoffeinstückige Labyrinthabdichtung (9) angeordnet ist.

4. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Flansch des Hülsenteils (6) in seinem die Lager (4, 5) übergreifenden Bereich mit Spiel an diesen Lagern anliegt.

5. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Flansch (7) so gestaltet ist, daß er radial einwärts gerichtet nur auf dem Zwischenring aufsitzt, der zwischen den beiden Lagern (4, 5) angeordnet ist.

6. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotordeckel (13) das obere Lager (5) überdeckt und dort eine werkstoffeinstückige Labyrinthdichtung (11) zum oberen Teil der Welle (2) hin ausgerichtet angeordnet ist.

7. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotordeckel (13) werkstoffeinstückig das obere Lager (5) überdeckt, und an einer Stelle offen ist, und an dieser Stelle das Hülsenteil (6) mit einem radial einwärts gerichteten Flansch ausgebildet ist, an dem die Labyrinthdichtung (11) angeordnet ist.

8. Spindelmotor mit Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hülsenteil (6) und Rotor (2) ein O-Ring (14) angeordnet ist, welcher in eine im Rotor eingearbeitete Ringnut (15) eingreift, an welche sich einwärts gerichtet der Außenring (16) der Lageranordnung anschließt.