DE10044106C2

DE10044106C2 - Spindelmotor mit Magnetfluiddichtung

Info

Publication number: DE10044106C2
Application number: DE10044106A
Authority: DE
Inventors: Thilo Rehm; Joerg Hoffmann
Original assignee: Precision Motors Deutsche Minebea GmbH
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: US6543781B1; DE10044106A1; JP2001136705A

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Magnetfluiddichtung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Der Einsatz derartiger Magnetfluiddichtungen bei Spindelmotoren für den Einsatz in Festplattenlaufwerken ist bekannt.

Ihre Funktion besteht darin, den eigentlichen Reinraum, in dem das Speichermedium, also die Festplatte, rotiert, gegenüber dem Lagersystem des antreibenden Motors abzudichten. Nach dem Stand der Technik werden diese aus einem kreisringförmigen Magneten und einseitig oder beidseitig angebrachten kreisringförmigen Jochblechen bestehenden Magnetdichtungen vorkonfektioniert angeliefert, in den Motor eingebaut und erst in einem der letzten Produktionsschritte mit dem mitgelieferten magnetisch leitenden Fluid befüllt.

Aufgrund des sich ausbildenden räumlichen Magnetfeldes füllt das eingebrachte Fluid den konzentrischen Spalt zwischen Magnetdichtung und Welle vollständig aus. Es entsteht ein in sich geschlossener, weitgehend homogener Flüssigkeitsring, der jeglichen Partikeldurchsatz und/oder Stoffaustausch zwischen Lagersystem und Reinraumbereich des Laufwerkes ausschließt.

Es ist ferner bekannt, eine Verbesserung einer Magnetfluiddichtung dergestalt vorzusehen, daß sich zwischen den beiden, beidseitig des Magneten konzentrisch angebrachten, Magnetjochblechen ein zusätzliches, die Jochbleche radial überlappendes, Flußleitblech befindet. Der Außendurchmesser dieses scheibenförmigen Flußleitbleches ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des scheibenförmigen Ringmagneten. Dadurch, daß die Innendurchmesser der Magnetjochbleche sehr viel kleiner als der Innendurchmesser des Ringmagneten ausgebildet sind, entsteht die gewünschte radiale Überlappung.

Auch diese Magnetfelddichtung wird vorkonfektioniert angeliefert, wobei das Flußleitblech bedingt durch die radiale Überlappung mit den Magnetjochblechen unverlierbar zwischen diesen eingeschlossen ist. Durch die Verlagerung des abdichtenden Flüssigkeitsringes in dem Raum zwischen den beiden Magnetjochblechen und die Unverlierbarkeit des Flußleitbleches, kann diese neuartige Magnetfluiddichtung bereits bei der Vorkonfektionierung mit der benötigten Menge Fluid befüllt werden. Dadurch entfällt ein ausschußträchtiger Prozeßschritt bei der Endmontage des Motors.

Darüber hinaus wird der dichtende, in sich geschlossene Flüssigkeitsring durch die, infolge Rotation auftretenden, Fliehkräfte zusätzlich zwischen den Magnetjochblechen stabilisiert, so daß ein Austreten und Abschleudern von Fluid in den Reinraum nahezu ausgeschlossen ist. Durch die radial überlappende Anordnung des Flußleitbleches werden die einander gegenüberliegenden Flächen von Flußleitblech und Jochblechen maximiert, die Abstände dagegen minimiert. Beides zusammen ergibt bei Befüllung mit einem zusätzlich elektrisch leitenden Fluid einen sehr viel niedrigeren Durchgangswiderstand als beim Stand der Technik.

Allerdings besteht bei dieser bekannten Magnetfluiddichtung der Nachteil, daß sie mit ihren Bestandteilen nur sehr schwierig und ungenau an zugeordneten Flächen im Spindelmotor positioniert werden kann.

Wegen des geringen axialen Abstandes zwischen den Jochblechen und dem Flußleitblech ist die funktionsgerechte Positionierung der Magnetfluiddichtung in dem Spindelmotor von zentraler Bedeutung. Dies gilt insbesondere für die axiale Positionierung des Flußleitbleches zwischen den Jochblechen. Das Flußleitblech soll dabei möglichst symmetrisch zwischen den beiden Jochblechen positioniert sein, damit unvermeidlicher Stirnschlag zwischen den relativ zueinander rotierenden Teilen nicht zur Berührung führt.

Eine Magnetfluiddichtung der oben beschriebenen Art ist in der US 5 011 165 A gezeigt. Es ist eine Kombination von äußerer Magnetscheibe mit Jochblech mit am Lagerinnenring sich abstützendem Flußleitblech offenbart. Einen ähnlichen Aufbau einer Magnetfluiddichtung mit äußerem Magnetring und innen an der Welle anliegendem Flußleitblech zeigen die Schriften US 4 694 213 A, US 5 463 511 A, US 5 675 199 A und US 5 165 701 A. Die EP 0 910 080 A2 offenbart eine Lagerung und Anordnung von Leitblechen zur Bildung einer Labyrinthdichtung, wobei die Leitbleche auf einer Stufe der Welle aufliegen.

Die Druckschriften US 5 617 272 A, US 4 817 964 A, US 5 161 902 A, US 5 051 853 A, US 5 572 078 A, US 5 238 254 A, US 5 821 646 A und US 4 973 064 A lehren verschiedene Ausbildungen von Magnetfluiddichtungen und deren Halterung an Welle, Rotor oder Lagerinnenring.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Spindelmotor mit Magnetfluiddichtung der vorher beschriebenen Art so weiterzubilden, daß die Magnetfluiddichtung hochgenau und mit geringem Aufwand in einen Spindelmotor eingebaut werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre der unabhängigen Patentansprüche gekennzeichnet.

Zunächst wird darauf hingewiesen, daß lediglich aus Gründender einfacheren Beschreibung davon ausgegangen wird, daß das Flußleitblech am feststehenden Teil des Motors befestigt ist, während die Magnetscheibe und die zugeordneten Jochbleche am umlaufenden Teil befestigt sind. Die Erfindung beansprucht jedoch auch die kinematische Umkehrung, bei welcher das Flußleitblech am rotierenden Teil und die Magnetscheibe sowie die mit der Magnetscheibe verbundenen Jochbleche am feststehenden Teil befestigt sind.

Ferner schließt die Erfindung sowohl Spindelmotoren mit einer feststehenden als auch mit einer rotierenden, d. h. einer mit dem Rotor verbundenen Welle, ein.

Auch ist die Anzahl oder Lage der im Spindelmotor verwendeten Magnetfluiddichtungen nicht beschränkend zu verstehen, es kann hierbei lediglich eine einzige Dichtung vorgesehen sein, es können aber auch mehrere Dichtungen vorgesehen werden. Im Falle, daß beispielsweise zwei Dichtungen vorgesehen sind, kann die eine am oberen Ende der Welle und die andere am unteren Ende der Welle angeordnet werden. Es können jedoch auch mehr als zwei Dichtungen vorgesehen werden.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also, daß die axiale Positionierung des Flußleitbleches (als radial innenliegender Teil) der Magnetdichtung nun an hochgenau bearbeiteten Flächen des Spindelmotors erfolgt, und derartige Flächen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung erfindungsgemäß die Flächen des inneren Lagerrings des verwendeten Wälzlagers, vorzugsweise Kugellagers.

Hierbei ist es gleichgültig, ob die Fläche des darunter liegenden inneren Lagerrings des Kugellagers nun unmittelbar an dem Flußleitblech der Magnetdichtung anliegt, oder ob eine (mittelbar) dazwischengeschaltete Distanzscheibe vorgesehen ist, die ebenfalls hochgenau bearbeitet ist und welche die Verbindung und das Auflageglied zwischen dem Flußleitblech der Magnetdichtung und der hochgenau bearbeiteten Stirnfläche des inneren Lagerringes des Kugellagers bildet.

Das heißt also, diese Distanzscheibe kann entfallen und statt dessen kann das Flußleitblech unmittelbar auf einer Fläche des inneren Kugellagerringes aufliegen.

Hierbei kann dieser innere Kugellagerring in Form eines axial nach oben verlängerten Ansatzes ausgebildet sein, auf dem dann das Flußleitblech aufliegt.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß Referenzflächen an der Welle im wesentlichen - ohne besondere Maßnahmen - ungeeignet sind, weil die Welle einbau- und konstruktionsbedingt stark toleranzbehaftet in bezug auf axiale Positionierungsflächen ist.

Hieraus ergibt sich, daß insbesondere eine unerwünschte axiale Höhentoleranz an der Welle gegeben ist, die sich als Summe verschiedener Einzeltoleranzen in axialer Richtung der Welle aufbaut, so daß letztendlich die Positionierung einer Magnetfluiddichtung an einer entsprechenden Referenzfläche der Welle - ohne weitere Zusatzmaßnahmen (die später noch beschrieben werden) - zu einem nicht mehr tolerierbaren Einbauspiel führt. Ein an dieser Welle zentriertes Flußleitblech würde dann nicht mehr mittig zwischen die beiden umlaufenden Jochbleche der Magnetscheibe hineinragen und zentrisch laufen.

Hier setzt die Erfindung ein, die vorsieht, statt dessen wesentlich genauer in axialer Richtung bei der Montage positionierbare und hochbearbeitete Flächen des inneren Kugellagerringes zur Zentrierung des Flußleitbleches zu verwenden.

Im Einbauzustand handelt es sich nämlich um ein Vorgespannten Kugellager (oder mehrere), bei dem die Verschiebung von Innen- zu Außenring in Folge der Vorspannung wegen des genau definierten Spiels zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen exakt berechenbar ist und deshalb genau vorgegeben werden kann. Die Zuordnung der beiden Lagerringe ist also sehr genau und wenig toleranzbehaftet. Wenn nun der äußere Teil der Magnetdichtung auf dem äußeren Lagerring aufliegt, gibt es hierdurch die Möglichkeit, auch das innenliegende Flußleitblech zum äußeren Teil der Magnetdichtung zu zentrieren, indem man das Flußleitblech am inneren Kugellagerring aufliegen läßt.

Hierdurch wird durch den inneren und äußeren Lagerring eine Zuordnung und axiale Positionierung der einander zugeordneten Teile der Magnetfluiddichtung erreicht.

Wenn nun der innere Lagerring zu Beginn der Montage auf der Welle befestigt wird, z. B. durch Verkleben, ist damit die Position des Innenrings zur Welle eindeutig fixiert.

Über die vorgespannten Kugeln des Lagers und den äußeren Lagerring wird damit ein hochgenaues System vorgeschlagen, weil nach der Erfindung nun auf dem äußeren Kugellagering der radial außenliegende Teil der Magnetfluiddichtung hochgenau positioniert wird, während auf dem inneren Kugellagerring das Flußleitblech ebenfalls hochgenau positioniert wird.

Im wesentlichen liegt also die Erfindung darin, daß der radial äußere Teil der Magnetfluiddichtung auf dem äußeren Kugellagerring positioniert ist, während der radial innen liegende Teil der Magnetfluiddichtung auf dem inneren Kugellagerring positioniert ist.

Hierbei kann eine direkte Positionierung oder eine indirekte (mittelbare oder unmittelbare) Positionierung über eine hochgenau eingelegte Distanzscheibe, Abstandshalter oder verlängerte Teile der inneren und äußeren Kugellagerringe erfolgen.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß der radial äußere Teil der Magnetfluiddichtung nicht auf dem äußeren Lagerring aufliegt, sondern statt dessen auf entsprechend zugeordneten axialen und radialen Flächen des Rotors (Hubs).

Hierbei wird zwar nicht mehr eine ideale Zuordnung vom inneren Teil der Magnetfluiddichtung zum radial außenliegenden Teil erreicht - wie in den vorgenannten Ausführungen beschrieben - dennoch kann es für verschiedene Anwendungszwecke ausreichen, die etwas stärker toleranzbehaftete Fläche des Rotors als Anlagefläche für den radial äußeren Teil der Magneffluiddichtung zu verwenden.

In einer dritten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, daß auch ein entsprechender radialer Referenzansatz der Welle selbst als Anlagefläche für den inneren Teil der Magnetfluiddichtung vorgesehen wird.

Hierbei wird vorausgesetzt, daß der innere Lagerring satt und spielfrei an der unteren Fläche dieses radialen Ansatzes der Welle anliegt und daß ebenso der radial innenliegende Teil der Magneffluiddichtung (das Flußleitblech) auf der oberen Fläche dieses radialen Ansatzes der Welle ohne Spiel anliegt. Dieser radial vorspringende Ringabsatz dient dann als in axialer Richtung wirkender Abstandshalter.

Er dient damit als axiale Distanzscheibe, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht mehr mit dem inneren Lagerring des Lagers verbunden ist, sondern mit der Welle selbst.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, daß der äußere Teil der Magnetdichtung auf einer zugeordneten Fläche des äußeren Lagerrings direkt aufliegt, auch in diesem Fall kann zwischen dem äußeren Kugellagerring und der Magnetdichtung eine entsprechende Abstandscheibe oder andere hochgenau bearbeitete Abstandsmittel vorgesehen werden.

Eine bevorzugte Montageart nach der Erfindung sieht vor, daß das untere Jochblech des umlaufenden Teiles der Magnetdichtung mit seiner Stirnseite in Berührung mit dem ebenfalls umlaufenden Außenring des Kugellagers gebracht wird und in dieser Lage durch ansich bekannte Mittel (z. B. Kleber) axial festgelegt wird, während das Flußleitblech vermittels einer hochgenauen Distanzscheibe axial gegenüber dem Innenring des bereits montierten Kugellagers beabstandet wird und dadurch nahezu mittig zwischen den beiden Jochblechen positioniert ist. Auch diese Position wird durch ansich bekannte Mittel dauerhaft fixiert.

Eine weitere Lösung sieht einen axial nach oben partiell verlängerten Innenring als Teil des oberen Kugellagers vor, auf dem das Flußleitblech in stirnseitiger Berührung aufliegt und fixiert wird. Hierbei wird die vorher erwähnte Distanzscheibe eingespart und das Auftreten von möglichen Stirnschlägen auf die Genauigkeit der Position der Lagerringe reduziert.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1: schematisiert ein Schnitt durch einen Spindelmotor mit einer oberen Magnetdichtung und feststehender Welle;

Fig. 2: vergrößerte Schnittdarstellung durch die Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 3: eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 4: eine dritte Ausführungsform;

Fig. 5: eine vierte Ausführungsform.

Fig. 6: eine Ausführungsform des Spindelmotors mit rotierender Welle und Magnetfluiddichtung;

Fig. 7: eine zweite Ausführungsform des Spindelmotors mit rotierender Welle und Magnetfluiddichtung;

Fig. 8: eine dritte Ausführungsform des Spindelmotors mit rotierender Welle und Magnetfluiddichtung;

Wenn in der folgenden Beschreibung von einer oberen Magnetdichtung die Rede ist, so ist dies nicht beschränkend für das Schutzrecht zu verstehen. Es ist selbstverständlich vorgesehen, daß auch dementsprechend eine untere Magnetdichtung vorgesehen ist und der obere Teil nicht abgedichtet ist. Ebenso können zwei Magnetdichtungen vorgesehen werden.

Ebenso kann eine Magnetdichtung mit anderen bekannten Dichtungen gepaart werden, so z. B. die Magnetdichtung im oberen Teil der Welle des Spindelmotors nach Fig. 1, wobei im unteren Teil der Welle eine andere Art von Dichtung eingebaut ist.

Der Spindelmotor nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer feststehenden Basisplatte 1 und einer mit der Basisplatte fest verbundenen Welle 2.

Die Welle 2 weist ein unteres Kugellager 3 und ein oberes Kugellager 4 auf. Auf diesen beiden Kugellagern 3, 4 läuft ein Rotor um, der an seinem Innenumfang mit entsprechenden Permanentmagneten ausgerüstet ist, welche mit einem elektrischen Wechselfeld von einem Stator beaufschlagt werden, der auf der Basisplatte angeordnet ist.

Im oberen Teil des Rotors ist eine Magnetfluiddichtung 5 angeordnet, die in den folgenden Figuren näher beschrieben wird.

Gemäß Fig. 2 besteht das obere Kugellager 4 aus einem inneren Lagerring 14 und einem äußeren Lagerring 13, mit jeweils dazwischen angeordneten Kugeln 16. Die Art und Ausbildung der Kugeln ist hierbei gleichgültig. Es können alle beliebigen Arten von Kugellagern verwendet werden, insbesondere auch Tonnen- oder Schrägkugellager.

Wie im allgemeinen Beschreibungsteil angegeben, besteht eine Vorspannung zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring über die Kugeln 16 und die entsprechenden Laufflächen in den Lagerringen 13 und 14. Dies daher, weil die Laufflächen der Lagerringe 13, 14 infolge der Vorspannung axial zueinander versetzt sind.

Die Magnetfluiddichtung 5 verhindert einen Partikel - oder Stoffaustausch zwischen dem Lagersystem der Kugellager 3, 4 und der Umgebung, d. h. der Außenumgebung des Rotors 6, wie im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert. Zu diesem Zweck besteht die Magnetfluiddichtung 5 aus einer permanentmagnetischen Magnetscheibe 7, die zwischen zwei Jochblechen 8, 9 eingeschlossen ist.

Die beiden Jochbleche 8, 9 sind parallel und fluchtend zueinander angeordnet und erstrecken sich radial einwärts über die Magnetscheibe 7 hinaus.

Der sich dort ergebende Raum ist mit einer magnetisch leitenden Flüssigkeit 10 gefüllt. In diese Flüssigkeit taucht möglichst zentrisch und mittig zwischen den Jochblechen ein radial einwärts gerichtetes Flußleitblech 11. Das Flußleitblech soll möglichst mittig zwischen den beiden Jochblechen 8, 9 liegen, um eine ordnungsgemäße Funktion der Magnetfluiddichtung 5 zu gewährleisten.

Zur hochgenauen axialen Positionierung des Flußleitbleches 11 im Zwischenraum zwischen den beiden Jochblechen 8, 9 ist erfindungsgemäß im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen, daß der innere Lagerring 14 mit einem axial nach oben gerichteten Ansatz 18 versehen ist, auf dem Auflageflächen 19 vorgesehen sind, die das Flußleitblech 11 tragen.

Damit wird dieses Flußleitblech hochgenau im Zwischenraum zwischen den Jochblechen 8, 9 positioniert, weil es lediglich auf dem inneren Lagerring 14 des Kugellagers 3 aufliegt und dieser Lagerring nun über die Vorspannung der Kugeln 16 und den äußeren Lagerring 13 genau mit dem äußeren Teil der Magnetfluiddichtung, nämlich den Jochblechen 8, 9 und der Magnetscheibe 7, positioniert ist.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung kann es gemäß Fig. 3 vorgesehen sein, daß der Ansatz 18 auf dem inneren Kugellagerring 14 entfällt und das statt dessen ein hochgenau bearbeiteter Distanzring 17 vorgesehen ist, der auf der hochgenau bearbeiteten Fläche des inneren Lagerrings aufliegt und der andererseits das Flußleitblech 11 trägt.

Auch hier wird eine mittige Positionierung des Flußleitbleches 11 zwischen den Jochblechen 8, 9 der Magnetfluiddichtung 5 erreicht.

In einer dritten Ausführungsform nach Fig. 4 kann es vorgesehen sein, daß die axiale Positionierung des Flußleitbleches 11 über die Auflagefläche 20 eines radial nach außen gerichteten Ansatzes 15 an der Welle 2 erfolgt.

Es wurde zwar in der allgemeinen Beschreibungseinleitung erwähnt, daß sich in bezug auf die Welle eine große axiale Summentoleranz ergibt. Dies kann aber nach der Erfindung dadurch vermieden werden, daß der radiale Ansatz 15 der Welle 2 lediglich als Distanzhalter verwendet wird. Auf der oberen Fläche 20 des Ansatzes 15 (der hochgenau bearbeitet ist) liegt dann das Flußleitblech 11 auf, während auf der unteren Fläche des Ansatzes 15 bündig und spielfrei der innere Lagerring 14 aufliegt. Der Ansatz 15 dient dann nur als Abstandshalter zwischen dem inneren Lagerring 14 und dem Flußleitblech 11 und ersetzt damit den (oder ist zumindest funktionsgleich mit dem) vorher erwähnten Distanzring 17. Hierbei ist der Ansatz 15 integraler Teil der feststehenden Welle 2 während der vorher erwähnte Distanzring 17 als separates Teil auf dem inneren, feststehenden Lagerring 14 aufliegt.

Beide Lösungen bedingen eine unterschiedliche Montage.

Die Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Form zu der Fig. 4, wo erkennbar ist, daß zunächst das Flußleitblech 11 auf einem radial außen liegenden Ansatz 23 der Welle 2 aufliegt.

In einem genau definierten Abstand 22 kann nun der Lagerring 14 eingebaut werden. Der Abstand 22 wird dadurch bestimmt, daß die Welle hochgenau bearbeitet wird, wobei ein weiterer Ansatz 24 im Abstand 22 an der Welle vorgesehen ist, auf welchem der Lagerring 14 aufliegt.

Auf diese Weise wird wiederum - über die Anordnung mehrerer Ansätze 23, 24 - der Abstand zwischen dem Flußleitblech 11, dem Lagerring 14 und über diesen und dessen Kugeln 16 und dem äußeren Lagerring 13 und damit zum auf dem äußeren Lagerring aufliegenden äußeren Teil der Magnetfluiddichtung eingestellt.

Es wurde eingangs schon darauf verwiesen, daß es nicht lösungsnotwendig ist, die äußeren Teile der Magnetfluiddichtung 5 unmittelbar auf dem äußeren Lagerring 13 aufliegen zu lassen.

Es kommen auch mittelbare Lösungen in Betracht und werden als erfindungsgemäß beansprucht.

Beispielsweise kann es vorgesehen sein, daß auf dem äußeren Lagerring ebenfalls ein Distanzring aufliegt, der seinerseits die Jochbleche 8, 9 und die Magnetscheibe 7 trägt.

In einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß diese Teile der Magnetfluiddichtung nicht auf dem äußeren Lagerring 13 aufliegen, sondern auf entsprechenden Referenz- und Anlageflächen des Rotors 6. Dies setzt allerdings eine genaue Lagenzuordnung zwischen dem Rotor 6 und dem äußeren Lagerring 13 des Kugellagers 3 voraus.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen Ausführungsformen von Spindelmotoren mit rotierender Welle und Magnetfluiddichtung. Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der Grundaufbau der Spindelmotoren gemäß der Fig. 6 bis 8 entspricht dem der Motoren gemäß den Fig. 1 bis 5.

Im Unterschied zu den Fig. 1 bis 5, die eine feststehende, mit der Basisplatte 1 verbundene Welle 2 zeigen, weisen die Spindelmotoren der Fig. 6 bis 8 eine rotierende, fest mit dem Rotor 26 verbundene Welle 25 auf. Dies bedeutet, daß der innere, an der Welle 25 befestigte Lagerring 14 des Lagers 3 mitsamt der Welle 25 rotiert, während der äußere Lagerring 13 fest mit der Basisplatte 1 oder einer Zwischenhülse 28 verbunden ist.

Zur hochgenauen axialen Positionierung des Flußleitbleches 11 im Zwischenraum zwischen den beiden Jochblechen 8, 9 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 vorgesehen, daß der innere Lagerring 14 mit einem axial nach oben gerichteten Ansatz 18 versehen ist, auf dessen stirnseitiger Auflagefläche 19 das Flußleitblech 11 aufliegt.

Dadurch wird dieses Flußleitblech hochgenau im Zwischenraum zwischen den Jochblechen 8, 9 positioniert, da es erfindungsgemäß auf dem Ansatz 18 des inneren Lagerrings 14 aufliegt. Der Lagerring 14 ist über die Vorspannung der Kugeln 16 und den äußeren Lagerring 13 genau gegenüber dem äußeren Teil der Magnetfluiddichtung, nämlich den Jochblechen 8, 9 und der Magnetscheibe 7, positioniert.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist vorgesehen, daß das Flußleitblech 11 auf einem hochgenau bearbeiteten Distanzring 17 aufliegt, der seinerseits auf der oberen Stirnfläche des inneren Lagerrings 14 aufliegt.

Auch hier wird, wie vorstehend beschrieben wurde, eine mittige Positionierung des Flußleitbleches 11 zwischen den Jochblechen 8, 9 der Magnetfluiddichtung 5 erreicht.

In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 8 ist es vorgesehen, daß eine indirekte Positionierung des Flußleitbleches 11 auf einem Ansatz oder einer Stufe 23 der Welle 25 erfolgt auf welcher das Flußleitblech 11 aufliegt. Der Ansatz 23 ist integraler Teil der rotierenden Welle 25.

In einem genau definierten Abstand zum Ansatz 23 weist die Welle 25 einen Bund 29 auf, der den inneren Lagerring des oberen Lagers 3 bildet.

Die äußeren Teile 7, 8, 9 der Magneffluiddichtung 5 liegen auf dem äußeren Lagerring 27 auf, wobei der äußere Lagerring 27 dem unteren und oberen Lager gemeinsam ist.

Das Wesen der Erfindung liegt also darin, daß die Eigenschaften eines Kugellagers mit einem inneren Lagerring, dazwischenliegenden Kugeln, die unter Vorspannung laufen, und dem äußeren Lagerring zur Zentrierung von dem Lagerring zugeordneten äußeren und inneren Teilen einer Magnetfluiddichtung verwendet werden.

Hierbei ist es nicht notwendig, daß an der Welle zwei Kugellager 3, 4 in gegenseitigem axialen Abstand angeordnet sind. Es kann lediglich auch ein einziges, zentrales Lager vorgesehen werden. Ebenso können auch, bei Vorhandensein von zwei beabstandeten Lagern, andere Lagerpaarungen verwendet werden, wie z. B. ein Kugellager 4 mit einem Fluidlager oder auch ein Kugellager 4 mit einem Tonnenlager oder dgl.

Zeichnungslegende

1

Basisplatte

2

Welle

3

unteres Kugellager

4

oberes Kugellager

5

Magnetfluiddichtung

6

Rotor

7

Magnetscheibe

8

Jochblech oberes

9

Jochblech unteres

10

magn. leitende Flüssigkeit

11

-

12

Flußleitblech

13

äußerer Lagerring

14

innerer Lagerring

15

Ansatz

16

Kugel

17

Distanzring

18

Ansatz

19

Auflagefläche

20

Ansatz

21

Abstand

22

Abstand

23

Ansatz

24

Ansatz

25

Welle (rotierend)

26

Rotor

27

äußerer, gemeinsamer Lagerring

28

Zwischenhülse

29

Bund

Claims

1. Spindelmotor für Festplattenlaufwerke mit einer Basisplatte (1), einer Welle (2; 25) und einem oder mehreren Wälzlagern (3, 4) zur Drehlagerung eines drehangetriebenen Rotors (6; 26), wobei zwischen dem feststehenden Teil und dem rotierenden Teil des Spindelmotors mindestens eine Magnetfluiddichtung (5) angeordnet ist, deren äußerer, aus einem oberen und einem unteren Jochblech (8, 9) und einer zwischen den Jochblechen angeordneten Magnetscheibe (7) bestehender Teil an einem der beiden zueinander drehbaren Teile des Spindelmotors befestigt ist und bei der die Innenseite der Magnetscheibe zusammen mit den inneren Bereichen der Jochbleche (8, 9) eine konzentrische, einseitig nach innen offene Kammer für die Aufnahme einer magnetisch leitenden Flüssigkeit (10) bildet, in welche Kammer ein die Jochbleche radial überlappendes Flußleitblech (11) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitblech (11) mittelbar oder unmittelbar auf einer Stirnfläche des inneren Lagerringes (14) des Wälzlagers (4) aufliegt, und der aus den Teilen (7, 8, 9) bestehende äußere Teil der Magnetfluiddichtung mittelbar oder unmittelbar auf der Stirnfläche des äußeren Lagerringes (13; 27) des Wälzlagers (4) aufliegt.

2. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitblech (11) auf einem in axialer Richtung verlängerten Ringansatz (18) des inneren Lagerrings (14) aufliegt.

3. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitblech (11) auf einem Distanzring (17) aufliegt, der seinerseits auf dem inneren Lagerring (14) aufliegt.

4. Spindelmotor für Festplattenlaufwerke mit einer Basisplatte (1), einer Welle (2; 25) und einem oder mehreren Wälzlagern (3, 4) zur Drehlagerung eines drehangetriebenen Rotors (6; 26), wobei zwischen dem feststehenden Teil und dem rotierenden Teil des Spindelmotors mindestens eine Magnetfluiddichtung (5) angeordnet ist, deren äußerer, aus einem oberen und einem unteren Jochblech (8, 9) und einer zwischen den Jochblechen angeordneten Magnetscheibe (7) bestehender Teil an einem der beiden zueinander drehbaren Teile des Spindelmotors befestigt ist und bei der die Innenseite der Magnetscheibe zusammen mit den inneren Bereichen der Jochbleche (8, 9) eine konzentrische, einseitig nach innen offene Kammer für die Aufnahme einer magnetisch leitenden Flüssigkeit (10) bildet, in welche Kammer ein die Jochbleche radial überlappendes Flußleitblech (11) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß das innenliegende Flußleitblech (11) an einem radialen Referenzansatz (15, 20; 23) der Welle (2; 25) mittelbar oder unmittelbar anliegt, und der aus den Teilen (7, 8, 9) bestehende äußere Teil der Magnetfluiddichtung mittelbar oder unmittelbar auf der Stirnfläche des äußeren Lagerringes (13; 27) des Wälzlagers (4) aufliegt.

5. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren, umlaufenden Teile der Magnetfluiddichtung (5) an Referenz- und Anlageflächen des Rotors (6) anliegen.

6. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) fest mit der Basisplatte (1) verbunden ist.

7. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (25) eine rotierende, fest mit dem Rotor (26) verbundene Welle ist.

8. Verfahren zur Montage eines Spindelmotors mit einer Magnetfluiddichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Jochblech (9) der Magnetfluiddichtung (5) mit seiner unteren Fläche in Berührung mit dem äußeren Lagerring (13; 27) des Wälzlagers (4) gebracht wird und in dieser Lageaxial festgelegt wird und daß das Flußleitblech (11) mit einem Distanzring (17) auf dem inneren Lagerring (14) des bereits montierten Wälzlagers (4) aufgelegt wird und in dieser Position dauerhaft fixiert wird.

9. Verfahren zur Montage eines Spindelmotors mit einer Magnetfluiddichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Jochblech (9) der Magnetfluiddichtung (5) mit seiner unteren Fläche in Berührung mit dem äußeren Lagerring (13; 27) des Wälzlagers (4) gebracht wird und in dieser Lage axial festgelegt wird und daß das Flußleitblech (11) auf einem axialen Ringansatz (18) auf dem inneren Lagerring (14) des bereits montierten Wälzlagers (4) aufgelegt wird und in dieser Position dauerhaft fixiert wird.

10. Verfahren zur Montage eines Spindelmotors mit einer Magnetfluiddichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Jochblech (9) der Magnetfluiddichtung (5) mit seiner unteren Fläche in Berührung mit dem äußeren Lagerring (13; 27) des Wälzlagers (4) gebracht wird und in dieser Lage axial festgelegt wird und daß das Flußleitblech (11) auf einem radialen Ansatz (15; 20; 23) der Welle (2, 25) aufgelegt und in dieser Position dauerhaft fixiert wird.