DE102010020317A1 - Fluid dynamic bearing system for spindle motor to drive storage disk of hard-disk drive, has separator groove in sleeve or shaft and comprising axial length, where ratio between distance and axial length is larger than specific range - Google Patents

Fluid dynamic bearing system for spindle motor to drive storage disk of hard-disk drive, has separator groove in sleeve or shaft and comprising axial length, where ratio between distance and axial length is larger than specific range Download PDF

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Abstract

The system has two fluid dynamic radial bearings (20, 22) forming bearing surfaces of a shaft (12) and/or a bearing sleeve (10). The bearing surfaces are attached together by bearing groove structures (20a, 22a). The radial bearings measure opposite distance (dL) from an apex line (20b) of one of the radial bearings up to an apex line (22b) of another one of the radial bearings. A separator groove (28) is arranged in the bearing sleeve or the shaft at an axial section of a bearing space and comprises axial length (Is). Ratio between the distance and the axial length is larger than 5. An independent claim is also included for a hard-disk drive comprising a spindle motor and a writing and reading device.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem mit geringer Bauhöhe nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige fluiddynamische Lager werden zur Drehlagerung von Motoren, beispielsweise von Spindelmotoren eingesetzt, die wiederum zum Antrieb von Speicherplattenlaufwerken, Lüftern oder ähnlichem dienen.The invention relates to a fluid dynamic bearing system with a small overall height according to the features of the preamble of claim 1. Such fluid dynamic bearings are used for the rotary mounting of motors, for example spindle motors, which in turn serve to drive disk drives, fans or the like.

Stand der TechnikState of the art

Fluiddynamische Lager, wie sie in Spindelmotoren eingesetzt werden, umfassen in der Regel mindestens zwei relativ zueinander drehbare Lagerbauteile, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid, z. B. Luft oder Lageröl, gefüllten Lagerspalt ausbilden. Es sind Radiallager sowie Axiallager vorgesehen, die in bekannter Weise den Lagerflächen zugeordnete und auf das Lagerfluid wirkende Lagerrillenstrukturen aufweisen. Diese Lagerrillenstrukturen sind in Form von Vertiefungen oder Erhebungen üblicherweise auf einzelne oder beide der einander gegenüber liegenden Lagerflächen aufgebracht und weisen eine geringe Tiefe von einigen Mikrometern auf. Die Lagerrillenstrukturen dienen als Lager- und/oder Pumpstrukturen, die bei relativer Drehung der Lagerbauteile innerhalb des Lagerspalts einen hydrodynamischen Druck erzeugen. Bei Radiallagern werden beispielsweise sinusförmige, parabelförmige oder fischgrätartige (herringbone) rillenförmige Lagerrillenstrukturen verwendet, die senkrecht zur Rotationsachse der Lagerbauteile über den Umfang von mindestens einem Lagerbauteil verteilt angeordnet sind. Bei Axiallagern werden beispielsweise spiralförmige rillenförmige Lagerrillenstrukturen verwendet, die meist senkrecht um eine Rotationsachse angeordnet werden. Die Lagerrillenstrukturen werden vorzugsweise mittels eines elektrochemischen Abtragungsverfahrens (ECM) auf die Lagerflächen aufgebracht.Fluid dynamic bearings, as used in spindle motors, usually comprise at least two relatively rotatable bearing components, the bearing surfaces between one associated with a bearing fluid, for. B. air or bearing oil, filled bearing gap form. There are provided radial bearings and thrust bearings, which have in a known manner the bearing surfaces associated and acting on the bearing fluid Lagerrillenstrukturen. These bearing groove structures are in the form of depressions or elevations usually applied to one or both of the opposing bearing surfaces and have a small depth of a few micrometers. The bearing groove structures serve as bearing and / or pumping structures which generate a hydrodynamic pressure with relative rotation of the bearing components within the bearing gap. For radial bearings, for example, sinusoidal, parabolic or herringbone groove-shaped bearing groove structures are used, which are arranged distributed perpendicular to the axis of rotation of the bearing components over the circumference of at least one bearing component. In axial bearings, for example, spiral groove-shaped bearing groove structures are used, which are usually arranged perpendicularly about an axis of rotation. The bearing groove structures are preferably applied to the bearing surfaces by means of an electrochemical removal process (ECM).

Bei einem fluiddynamischen Lager eines Spindelmotors zum Antrieb von Festplattenlaufwerken gemäß einer bekannten Bauart ist eine Welle in einer Lagerbohrung einer Lagerbuchse drehbar gelagert. Der Durchmesser der Bohrung ist geringfügig größer als der Durchmesser der Welle, so dass zwischen den Oberflächen der Lagerbuchse und der Welle ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt von wenigen Mikrometern Breite verbleibt. Die einander zugewandten Oberflächen der Welle und/oder der Lagerbuchse weisen Druck erzeugende Lagerrillenstrukturen auf als Teil von mindestens einem fluiddynamischen Radiallager. Ein freies Ende der Welle ist mit einer Nabe verbunden, die eine untere, ebene Fläche aufweist, die zusammen mit einer Stirnfläche der Lagerbuchse ein fluiddynamisches Axiallager ausbildet. Hierzu ist mindestens eine der einander zugewandten Oberflächen der Nabe oder der Lagerbuchse mit Druck erzeugenden Lagerrillenstrukturen versehen.In a fluid dynamic bearing of a spindle motor for driving hard disk drives according to a known type, a shaft is rotatably mounted in a bearing bore of a bearing bush. The diameter of the bore is slightly larger than the diameter of the shaft, so that between the surfaces of the bearing bush and the shaft remains filled with a bearing fluid bearing gap of a few microns wide. The mutually facing surfaces of the shaft and / or the bearing bush have pressure-generating bearing groove structures as part of at least one fluid dynamic radial bearing. A free end of the shaft is connected to a hub having a lower, planar surface which forms a fluid dynamic thrust bearing together with an end face of the bearing bush. For this purpose, at least one of the mutually facing surfaces of the hub or the bearing bush is provided with pressure-generating bearing groove structures.

Spindelmotoren bekannter Bauart für den Antrieb von 2,5 Zoll Festplattenlaufwerken haben eine Bauhöhe von etwa 9,5 Millimetern. Davon entfallen etwa 4 bis 5 Millimeter auf das fluiddynamische Lagersystem, d. h. dies entspricht neben der Welle-Naben-Verbindung der gesamten axialen Länge des Lagers. Es sind vorzugsweise zwei voneinander beabstandete fluiddynamische Radiallager vorhanden, die durch eine Separatornut voneinander getrennt sind. Die beiden Radiallager haben dabei jeweils eine axiale Länge von beispielsweise 1,5 Millimeter und die Separatornut von ca. 1 Millimeter, so dass sich eine Gesamtlagerlänge von 4 Millimeter ergibt.Spindle motors of known design for driving 2.5 inch hard disk drives have a height of about 9.5 millimeters. Of this, about 4 to 5 millimeters account for the fluid dynamic storage system, d. H. this corresponds in addition to the shaft-hub connection of the entire axial length of the bearing. There are preferably two spaced apart fluid dynamic radial bearings, which are separated by a Separatornut. The two radial bearings each have an axial length of, for example, 1.5 millimeters and the Separatornut of about 1 millimeter, so that there is a total bearing length of 4 millimeters.

Es ist bekannt, die Lagerrillenstrukturen der Radiallager als auch der Axiallager mittels eines elektrochemischen Abtragungsverfahrens (ECM) in die Lagerflächen einzubringen. Hierbei werden die Lagerrillenstrukturen, gemessen von der Oberfläche der Lagerflächen, bis zu einer Tiefe von 1,5 bis 15 Mikrometern abgetragen. Die Separatornut ist vergleichsweise sehr viel tiefer, beispielsweise 20 bis 100 Mikrometer, und wird durch herkömmliche spanende Verfahren, beispielsweise Drehen oder Fräsen, in die Lageroberfläche der Lagerbuchse oder der Welle eingebracht. Die Separatornut ist deshalb so tief, weil dadurch die Reibung zwischen den Oberflächen der Lagerbauteile verringert werden kann und der mittels des Lagers drehgelagerte Spindelmotor somit weniger elektrische Antriebsleistung benötigt.It is known to introduce the bearing groove structures of the radial bearings as well as the thrust bearing by means of an electrochemical removal process (ECM) in the bearing surfaces. Here, the bearing groove structures, measured from the surface of the bearing surfaces, to a depth of 1.5 to 15 microns are removed. The Separatornut is comparatively much deeper, for example 20 to 100 microns, and is introduced by conventional machining processes, such as turning or milling, in the bearing surface of the bearing bush or the shaft. The Separatornut is so deep, because thereby the friction between the surfaces of the bearing components can be reduced and rotatably mounted by means of the bearing spindle motor thus requires less electrical drive power.

Insbesondere für den Einsatz in Antrieben von Festplattenlaufwerken, speziell für mobile Anwendungen, sind kompakte fluiddynamische Lagersysteme gefragt, die eine geringe Bauhöhe aufweisen sollen. Beispielsweise erfordert eine Reduzierung der Gesamthöhe des Lagers um 2,5 Millimeter eine erhebliche Reduktion der axialen Länge der beiden Radiallager. Durch die geringe axiale Ausdehnung der Radiallager sowie den geringen Lagerabstand wird jedoch die Lagersteifigkeit deutlich herabgesetzt. Die Lagersteifigkeit eines fluiddynamischen Lagers hängt insbesondere ab von der Rotationsgeschwindigkeit, der Viskosität des verwendeten Lagerfluids, sowie dem Durchmesser (Fläche) der Radiallagerflächen. Je größer diese Parameter gewählt werden, desto größer ist auch die Lagersteifigkeit.In particular, for use in drives of hard disk drives, especially for mobile applications, compact fluid dynamic storage systems are in demand, which should have a low overall height. For example, reducing the overall height of the bearing by 2.5 millimeters requires a significant reduction in the axial length of the two radial bearings. Due to the small axial extent of the radial bearings and the small bearing distance, however, the bearing stiffness is significantly reduced. The bearing stiffness of a fluid dynamic bearing depends in particular on the rotational speed, the viscosity of the bearing fluid used, and the diameter (area) of the radial bearing surfaces. The larger these parameters are selected, the greater the bearing stiffness.

Allerdings vergrößert sich dadurch auch die Lagerreibung, so dass eine Vergrößerung dieser Parameter zur Verbesserung der Lagersteifigkeit nicht unbedingt geeignet ist. Durch eine Verringerung der Breite des Lagerspalts ließe sich die Lagersteifigkeit ebenfalls erhöhen. Dies würde aber gleichzeitig die Lagerreibung erhöhen und ist bei aktuellen Lagerspaltbreiten von wenigen Mikrometern technisch kaum mehr machbar. Ferner ist es schwierig, zum einen die Bohrung der Lagerbuchse zu fertigen, damit der Lagerspalt eine vorgegebene Breite aufweist und zum anderen die Separatornut durch entsprechende spanabtragende Dreh- oder Fräsverfahren zu fertigen, ohne die Lageroberflächen zu beeinträchtigen. Zudem wirken sich unvermeidliche Fertigungstoleranzen bei einer Gesamtlagerlänge von nur 2–3 mm stärker aus als bei fluiddynamischen Lagern mit herkömmlichen Abmessungen.However, this also increases the bearing friction, so that an increase in these parameters to improve the bearing stiffness is not necessarily suitable. By reducing the width of the bearing gap, the bearing stiffness could also be increased. At the same time this would increase the bearing friction and is at current Storage gap widths of a few micrometers technically hardly feasible. Furthermore, it is difficult, on the one hand to produce the bore of the bearing bush, so that the bearing gap has a predetermined width and on the other to produce the Separatornut by appropriate chip-removing turning or milling process, without affecting the bearing surfaces. In addition, unavoidable manufacturing tolerances at a total bearing length of only 2-3 mm stronger impact than in fluid dynamic bearings with conventional dimensions.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein fluiddynamisches Lagersystem mit geringer Bauhöhe anzugeben, das eine vergleichbare Lagersteifigkeit wie bekannte Lagersysteme aufweist.It is the object of the invention to provide a fluid dynamic bearing system with a low overall height, which has a comparable bearing stiffness as known storage systems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lagersystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a storage system according to the features of claim 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and further advantageous features of the invention are specified in the dependent claims.

Es wird ein fluiddynamisches Lagersystem vorgeschlagen, mit einer Lagerbuchse, einer drehbar in einer Lagerbohrung der Lagerbuchse gelagerte Welle sowie einer mit der Welle verbundene Nabe. Zwischen der Welle, der Lagerbuchse und der Nabe ist ein Lagerspalt definiert, der mit einem Lagerfluid gefüllt ist und einen axialen sowie einen radialen Abschnitt aufweist. Entlang des axialen Abschnittes des Lagerspalts sind ein erstes und ein zweites fluiddynamisches Radiallager angeordnet, die durch Lagerrillenstrukturen auf einander zugeordneten Lagerflächen der Welle und/oder der Lagerbuchse gekennzeichnet sind. Die beiden Radiallager weisen einen gegenseitigen Abstand dL auf, gemessen von einer Apexlinie des ersten Radiallagers bis zu einer Apexlinie des zweiten Radiallagers. Entlang des radialen Abschnittes des Lagerspaltes ist mindestens ein fluiddynamisches Axiallager angeordnet, welches durch Lagerrillenstrukturen auf einander zugeordneten Lagerflächen der Lagerbuchse und der Nabe definiert ist. Eine Separatornut ist in der Lagerbuchse oder der Welle im axialen Abschnitt des Lagerspaltes zwischen den beiden Radiallagern angeordnet und weist eine axiale Länge lS auf. Erfindungsgemäß ist das Verhältnis zwischen dem Abstand dL und der Länge lS größer als 5 (fünf), bevorzugt größer als 8 (acht).It is proposed a fluid dynamic bearing system, with a bearing bush, a rotatably mounted in a bearing bore of the bearing bush shaft and a shaft connected to the hub. Between the shaft, the bearing bush and the hub, a bearing gap is defined, which is filled with a bearing fluid and having an axial and a radial portion. Along the axial portion of the bearing gap, a first and a second fluid-dynamic radial bearing are arranged, which are characterized by bearing groove structures on mutually associated bearing surfaces of the shaft and / or the bearing bush. The two radial bearings have a mutual distance d L , measured from an apex line of the first radial bearing to an apex line of the second radial bearing. Along the radial section of the bearing gap, at least one fluid-dynamic thrust bearing is arranged, which is defined by bearing groove structures on mutually associated bearing surfaces of the bearing bush and the hub. A Separatornut is disposed in the bearing bush or the shaft in the axial portion of the bearing gap between the two radial bearings and has an axial length l S on. According to the invention, the ratio between the distance d L and the length l S is greater than 5 (five), preferably greater than 8 (eight).

Gemäß der Erfindung wird also die axiale Länge der Separatornut bis auf ein Minimum reduziert, so dass die Radiallager in axialer Richtung möglicht groß ausgebildet werden können. Durch das relativ große Verhältnis zwischen Lagerabstand und axialer Länge der Separatornut von größer 5 (fünf), vorzugsweise aber von größer gleich 8 (acht), ergibt sich eine für diese Lagerbauart größtmögliche Lagersteifigkeit.According to the invention, therefore, the axial length of the Separatornut is reduced to a minimum, so that the radial bearings in the axial direction can be made possible large. Due to the relatively large ratio between bearing distance and axial length of the Separatornut greater than 5 (five), but preferably greater than or equal to 8 (eight), this results in a bearing for the largest possible bearing stiffness.

Bei dem erfindungsgemäßen Lagersystem bleibt die Verbindungslänge zwischen der Welle und der Nabe gegenüber den bisherigen Lagersystemen im Wesentlichen unverändert. Hierbei handelt es sich in der Regel um eine Press-, Schweiß- und/oder Klebe-Verbindung. Daher geht die Verringerung der Gesamtbauhöhe des Lagersystems auf Kosten der Lagerlänge, d. h. es verringert sich sowohl die axiale Länge der Radiallager als auch deren Abstand, der durch die erfindungsgemäß sehr schmale Separatornut bestimmt wird.In the storage system according to the invention, the connection length between the shaft and the hub with respect to the previous storage systems remains substantially unchanged. This is usually a press, weld and / or adhesive connection. Therefore, the reduction of the overall height of the storage system is at the expense of the storage length, i. H. it reduces both the axial length of the radial bearing and their distance, which is determined by the present invention very narrow Separatornut.

Aufgrund der nunmehr deutlich verringerten axialen Länge der Separatornut ist es möglich, diese vorzugsweise mittels elektrochemischen Maschinierens (ECM) herzustellen. Im Vergleich zu den Lagern aus dem Stand der Technik kann dadurch die Tiefe der Separatornut nicht mehr so groß hergestellt werden wie durch spanendes Abtragen. Jedoch spielt die Lagerreibung aufgrund der vergleichsweise geringen Länge der Separatornut keine nennenswerte Rolle, so dass die Separatornut weniger tief ausgebildet werden kann als bisher üblich. Der Materialabtrag in der Lagerbuchse, der durch den ECM Prozess entsteht und der während der Herstellung abfließt, ist ebenfalls nicht sehr groß.Due to the now significantly reduced axial length of the Separatornut, it is possible to produce these preferably by means of electrochemical machining (ECM). Compared to the bearings of the prior art, the depth of the Separatornut can thus not be made as large as by cutting removal. However, the bearing friction due to the comparatively small length of the Separatornut plays no significant role, so that the Separatornut can be made less deep than previously usual. The material removal in the bearing bush, which is produced by the ECM process and which flows off during production, is likewise not very great.

Die Lagerrillenstrukturen und die Separatornut können also mit einem einzigen ECM-Werkzeug (Elektrode) in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden, was die Herstellungszeiten des Lagers wesentlich verkürzt. Ferner werden maßgebliche Toleranzen überwiegend durch die ECM-Elektrode vorgegeben und addieren sich aufgrund nur eines Arbeitsschrittes bei der Fertigung der Lagerrillenstrukturen und der Separatornut nicht. Dadurch kann eine höhere Fertigungsgenauigkeit erreicht werden. Die ECM-Elektrode ist hierzu zylinderförmig ausgebildet und weist an denjenigen Stellen rillenförmige, elektrisch leitende Bereiche auf, an denen radial gegenüber liegend in der Innenwandung der Lagerbuchse Lagerrillen bzw. die Separatornut ausgebildet werden soll. Ansonsten ist die ECM-Elektrode elektrisch isolierend ausgebildet. Die ECM-Elektrode ist dabei als Kathode, das Werkstück als Anode geschaltet.The bearing groove structures and the Separatornut can thus be produced with a single ECM tool (electrode) in a single step, which significantly reduces the production times of the bearing. Furthermore, significant tolerances are predominantly predetermined by the ECM electrode and do not add up due to only one work step in the production of the bearing groove structures and the Separatornut. As a result, a higher manufacturing accuracy can be achieved. To this end, the ECM electrode has a cylindrical shape and has groove-shaped, electrically conductive regions at those points at which bearing grooves or the separator groove are to be formed radially opposite one another in the inner wall of the bearing bush. Otherwise, the ECM electrode is formed electrically insulating. The ECM electrode is connected as a cathode, the workpiece as an anode.

Durch die mittels ECM gestaltete Separatornut kann nun ein Lagersystem hergestellt werden, dessen Bauhöhe vorzugsweise kleiner als 3 Millimeter ist, wobei die Bauhöhe definiert ist durch die Länge des axialen Abschnittes des Lagerspaltes.By means of the ECM-designed separator groove, a storage system can now be produced whose overall height is preferably less than 3 millimeters, the overall height being defined by the length of the axial section of the bearing gap.

In dem erfindungsgemäßen Lagersystem ist der Abstand dL der beiden Radiallager gemessen vom Apex des ersten Radiallagers bis zum Apex des zweiten Radiallagers vorzugsweise kleiner als 1,5 Millimeter. Entsprechend ist die Länge lS der Separatornut kleiner als 300 Mikrometer, vorzugsweise kleiner als 200 Mikrometer.In the storage system according to the invention, the distance d L of the two radial bearings measured from the apex of the first radial bearing to the apex of second radial bearing preferably less than 1.5 millimeters. Correspondingly, the length l S of the separator groove is less than 300 micrometers, preferably less than 200 micrometers.

Aufgrund des ECM Verfahrens, das sowohl für die Herstellung der Lagerrillenstrukturen als auch der Separatornut verwendet wird, beträgt vorzugsweise die Tiefe tR der Lagerrillenstrukturen sowie die Tiefe der Separatornut tS zwischen 1 und 10 Mikrometern und ist im Wesentlichen gleich groß.Due to the ECM method, which is used both for the production of the bearing groove structures and the Separatornut, preferably the depth t R of the bearing groove structures and the depth of the Separatornut t S is between 1 and 10 micrometers and is substantially equal.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch die Tiefe der Separatornut etwas größer sein als die Tiefe der Lagerrillenstrukturen, wobei gilt: tR <= tS <= 1,5·tR. In a preferred embodiment of the invention, however, the depth of the Separatornut may be slightly larger than the depth of the Lagerrillenstrukturen, where: t R <= t S <= 1.5 · t R.

Eine größere Tiefe der Separatornut kann im ECM Prozess erzielt werden durch entsprechend größere Stromdichten in diesem Bereich der Elektrode bzw. wird generell erzielt durch die größere Fläche der Separatornut im Vergleich zur Fläche der Radiallagerstrukturen.A greater depth of the Separatornut can be achieved in the ECM process by correspondingly larger current densities in this region of the electrode or is generally achieved by the larger surface of the Separatornut compared to the surface of the radial bearing structures.

Das erfindungsgemäße Lagersystem kann zur Drehlagerung eines Spindelmotors eingesetzt werden, welcher einen Stator, einen Rotor und ein elektromagnetisches Antriebssystem umfasst. Ein derartiger Spindelmotor kann vorzugsweise zum Drehantrieb einer Speicherplatte eines Festplattenlaufwerkes eingesetzt werden.The bearing system according to the invention can be used for the rotary mounting of a spindle motor which comprises a stator, a rotor and an electromagnetic drive system. Such a spindle motor can preferably be used for the rotary drive of a storage disk of a hard disk drive.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung.The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment with reference to the drawings. From the drawing and its description further features, advantages and applications of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Spindelmotor mit erfindungsgemäßem fluiddynamischem Lager. 1 shows a longitudinal section through a spindle motor with inventive fluid dynamic bearing.

2a zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Lagerbuchse mit Lagerrillenstrukturen und einer Separatornut derselben Tiefe 2a shows an enlarged section through the bearing bush with bearing groove structures and a Separatornut the same depth

2b zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Lagerbuchse mit Lagerrillenstrukturen und einer Separatornut von größerer Tiefe 2 B shows an enlarged section through the bearing bush with bearing groove structures and a Separatornut of greater depth

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der ErfindungDescription of a preferred embodiment of the invention

1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Spindelmotor mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lager. Der Spindelmotor umfasst eine feststehende Lagerbuchse 10, die eine zentrale Bohrung aufweist und das feststehende Bauteil des Lagersystems ausbildet. In die Bohrung der Lagerbuchse 10 ist eine Welle 12 eingesetzt, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser der Bohrung. Zwischen den Oberflächen der Lagerbuchse 10 und der Welle 12 verbleibt ein Lagerspalt 16. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Welle 12 und der Lagebuchse 10 bilden zwei fluiddynamische Radiallager 20, 22 aus, mittels denen die Welle 12 um eine Rotationsachse 18 drehbar in der Lagerbuchse 10 gelagert ist. Die Radiallager 20, 22 sind durch Lagerrillenstrukturen gekennzeichnet, die auf die Oberfläche der Lagerbuchse 10 oder der Welle 12 aufgebracht sind. Die Lagerrillenstrukturen 20a des oberen Radiallagers 20 sind vorzugsweise asymmetrisch in Bezug auf die Apexlinie 20b ausgebildet, wobei die dem oberen, mit der Nabe 24 verbundenen Ende der Welle 12 zugewanden Äste der Lagerrillenstrukturen 20a etwas länger ausgebildet sind als die der Separatornut 28 zugewanden Äste. Die Lagerrillenstrukturen 22a des unteren Radiallagers 22 sind vorzugsweise symmetrisch in Bezug auf die Apexlinie 22b ausgebildet und weisen gleich lange Äste auf. Der Lagerspalt 16 ist mit einem geeigneten Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Die Lagerrillenstrukturen der Radiallager 20, 22 üben bei Rotation der Welle 12 eine Pumpwirkung auf das im Lagerspalt 16 zwischen Welle 12 und Lagerbuchse 10 befindliche Lagerfluid aus. Dadurch wird im Lagerspalt ein Druck aufgebaut, der die Radiallager 20, 22 tragfähig macht. Das obere Radiallager 20 erzeugt aufgrund der leicht asymmetrischen Lagerrillenstrukturen 20a eine Pumpwirkung, die stärker in Richtung des unteren Radiallagers 22 als in Richtung des Axiallagers 26 gerichtet ist, während das untere Radiallager eine gleichmäßige Pumpwirkung in beide Richtungen des Lagerspalts 16 erzeugt. 1 shows a longitudinal section through a spindle motor with a fluid dynamic bearing according to the invention. The spindle motor includes a fixed bushing 10 having a central bore and forming the fixed component of the storage system. Into the bore of the bearing bush 10 is a wave 12 used, whose diameter is slightly smaller than the diameter of the bore. Between the surfaces of the bearing bush 10 and the wave 12 there remains a bearing gap 16 , The opposite surfaces of the shaft 12 and the location socket 10 form two fluid dynamic radial bearings 20 . 22 out, by means of which the shaft 12 around a rotation axis 18 rotatable in the bearing bush 10 is stored. The radial bearings 20 . 22 are characterized by bearing groove structures that rest on the surface of the bearing bush 10 or the wave 12 are applied. The bearing groove structures 20a of the upper radial bearing 20 are preferably asymmetric with respect to the apex line 20b formed, with the upper, with the hub 24 connected end of the shaft 12 Assigned branches of the bearing groove structures 20a are formed slightly longer than the Separatornut 28 assigned branches. The bearing groove structures 22a of the lower radial bearing 22 are preferably symmetrical with respect to the apex line 22b trained and have the same length branches. The bearing gap 16 is filled with a suitable bearing fluid, such as a bearing oil. The bearing groove structures of the radial bearings 20 . 22 practice with rotation of the shaft 12 a pumping action on the in the bearing gap 16 between wave 12 and bearing bush 10 located bearing fluid. As a result, a pressure is built up in the bearing gap, the radial bearings 20 . 22 makes it workable. The upper radial bearing 20 generated due to the slightly asymmetric bearing groove structures 20a a pumping action that is stronger towards the lower radial bearing 22 as in the direction of the thrust bearing 26 directed while the lower radial bearing uniform pumping action in both directions of the bearing gap 16 generated.

Ein freies Ende der Welle 12 ist mit einer Nabe 24 verbunden, welches einen die Lagerbuchse 10 teilweise umgebenden zylindrischen Ansatz aufweist. Eine untere, ebene Fläche der Nabe 24 bildet zusammen mit einer Stirnfläche der Lagerbuchse 10 ein fluiddynamisches Axiallager 26 aus. Die Stirnfläche der Lagerbuchse 10 oder die gegenüberliegende Fläche der Nabe 24 sind vorzugsweise mit spiralförmigen Lagerrillenstrukturen versehen, die bei Rotation der Welle 12 eine Pumpwirkung auf das im Lagerspalt 16 zwischen der Nabe 24 und Stirnseite der Lagerbuchse 10 befindliche Lagerfluid ausübt, so dass das Axiallager 26 tragfähig wird. Die Pumpwirkung des Axiallagers 26 ist radial nach innen in Richtung des oberen Radiallagers 20 gerichtet. Der Lagerspalt 16 umfasst einen axialen Abschnitt, der sich entlang der Welle 12 und der beiden Radiallager 20, 22 erstreckt, und einen radialen Abschnitt, der sich entlang der Stirnseite der Lagerbuchse 10 und des Axiallagers 26 erstreckt.A free end of the wave 12 is with a hub 24 connected, which one the bearing bush 10 partially surrounding cylindrical neck. A lower, flat surface of the hub 24 forms together with an end face of the bearing bush 10 a fluid dynamic thrust bearing 26 out. The end face of the bearing bush 10 or the opposite surface of the hub 24 are preferably provided with spiral bearing groove structures, which upon rotation of the shaft 12 a pumping action on the in the bearing gap 16 between the hub 24 and end face of the bearing bush 10 located bearing fluid exerts, so that the thrust bearing 26 becomes sustainable. The pumping action of the thrust bearing 26 is radially inward towards the upper radial bearing 20 directed. The bearing gap 16 includes an axial section extending along the shaft 12 and the two radial bearings 20 . 22 extends, and a radial portion extending along the end face of the bearing bush 10 and the thrust bearing 26 extends.

Die Lagerrillenstrukturen 20a, 22a der Radiallager 20, 22 sowie die Lagerrillenstrukturen des Axiallagers 26 werden in bekannter Weise und gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mittels eines elektrochemischen Abtragungsverfahrens (ECM Prozess) in die entsprechenden Lagerflächen eingebracht. Hierzu wird eine ECM Elektrode verwendet, die auf ihrer Oberfläche ein Abbild der einzubringenden Lagerrillenstrukturen aufweist. Mittels des ECM-Prozesses werden Lagerrillenstrukturen mit einer Tiefe von 1 bis 10 Mikrometern in die Oberfläche zumindest eines der gegenüber liegenden Lagerbauteile, bevorzugt in die Lagerbuchse 10 eingebracht. Erfindungsgemäß wird nun vorzugsweise in demselben Arbeitsprozess auch die Separatornut in das Lagerbauteil eingebracht, nämlich zwischen die entsprechenden Lagerrillenstrukturen der beiden Radiallager. Da die Separatornut relativ schmal ist, beispielsweise weniger als 300 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 200 Mikrometer, kann diese sehr gut mittels eines ECM-Verfahrens realisiert werden. The bearing groove structures 20a . 22a the radial bearing 20 . 22 as well as the bearing groove structures of the thrust bearing 26 are introduced in a known manner and according to a preferred embodiment of the invention by means of an electrochemical removal process (ECM process) in the corresponding storage areas. For this purpose, an ECM electrode is used, which has on its surface an image of the Lagerrillenstrukturen to be introduced. By means of the ECM process, bearing groove structures having a depth of 1 to 10 micrometers are introduced into the surface of at least one of the opposing bearing components, preferably into the bearing bush 10 brought in. According to the invention, the separator groove is now preferably also introduced into the bearing component in the same working process, namely between the corresponding bearing groove structures of the two radial bearings. Since the Separatornut is relatively narrow, for example, less than 300 microns, preferably less than 200 microns, this can be very well realized by means of an ECM method.

2a zeigt einen Ausschnitt der Lagerbuchse 10 in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Man erkennt die Lagerrillen 20a und 22a der beiden Radiallager 20 und 22 sowie die zwischen den Radiallagern angeordnete Separatornut 28. Die beiden Radiallager 20, 22 haben einen Lagerabstand dL von weniger als 1,5 Millimeter, im dargestellten Beispiel ca. 1,46 mm. Die axiale Länge lS der Separatornut 28 beträgt weniger als 0,3 Millimeter, im dargestellten Beispiel ca. 0,16 mm. Das Verhältnis von dL/lS beträgt demnach ca. 9 (neun). In diesem Beispiel ist die Tiefe tS der Separatornut 28 gleich groß wie die Tiefe tR der Radiallagerrillen. Die Tiefe tR = tS kann zwischen 1 und 10 Mikrometer betragen. 2a shows a section of the bearing bush 10 in a first embodiment of the invention. You can see the bearing grooves 20a and 22a the two radial bearings 20 and 22 and the separator groove disposed between the radial bearings 28 , The two radial bearings 20 . 22 have a bearing distance d L of less than 1.5 millimeters, in the example shown about 1.46 mm. The axial length l S of Separatornut 28 is less than 0.3 millimeters, in the example shown about 0.16 mm. The ratio of d L / l S is therefore about 9 (nine). In this example, the depth t S of the separator groove 28 the same size as the depth t R of the radial bearing grooves. The depth t R = t S can be between 1 and 10 microns.

2b zeigt einen Ausschnitt einer Lagerbuchse gemäß 2a, wobei jedoch hier die Tiefe tS der Separatornut 28 größer ist als die Tiefe tR der Lagerrillenstrukturen der Radiallager. Vorzugsweise ist die Tiefe tS <= 1,5·tR. 2 B shows a section of a bearing bush according to 2a , but here the depth t S of the Separatornut 28 greater than the depth t R of the bearing groove structures of the radial bearings. Preferably, the depth t S <= 1.5 · t R.

1 zeigt ferner, dass an der Unterseite der Welle 12 ist ein einteilig mit der Welle oder ein separat ausgebildeter Stopperring 14 angeordnet ist, der einen vergrößerten Außendurchmesser im Vergleich zum Wellendurchmesser aufweist. Der Stopperring 14 verhindert ein Herausfallen der Welle 12 aus der Lagerbuchse 10. Das Lager ist an dieser Seite der Lagerbuchse 10 durch eine Abdeckplatte 30 verschlossen. Zwischen den Oberflächen des Stopperrings 14 und den Oberflächen der Lagerbuchse 10 bzw. der Abdeckplatte 30 verbleibt ein mit Lagerfluid gefüllter Spalt 48, der mit dem Lagerspalt verbunden ist. Der Stopperring 14 dreht sich also zusammen mit der Welle innerhalb der Aussparung zwischen Lagerbuchse 10 und Abdeckplatte 30 im Lagerfluid. 1 further shows that at the bottom of the shaft 12 is a one-piece with the shaft or a separately formed stopper ring 14 is arranged, which has an enlarged outer diameter compared to the shaft diameter. The stopper ring 14 prevents the shaft from falling out 12 from the bushing 10 , The bearing is on this side of the bearing bush 10 through a cover plate 30 locked. Between the surfaces of the stopper ring 14 and the surfaces of the bearing bush 10 or the cover plate 30 remains filled with bearing fluid gap 48 which is connected to the bearing gap. The stopper ring 14 So it rotates together with the shaft within the recess between bearing bush 10 and cover plate 30 in the bearing fluid.

Am radial äußeren Ende des radialen Abschnitts des Lagerspalts 16 ist ein Spalt mit größerem Spaltabstand angeordnet, welcher teilweise als Dichtungsspalt 42 wirkt. Der Spalt erstreckt sich anfänglich ausgehend vom Lagerspalt 16 radial nach außen und geht in einen axialen Abschnitt über, der sich entlang des Außenumfangs der Lagerbuchse 10 zwischen der Lagerbuchse 10 und einem zylindrischen Ansatz der Nabe 24 erstreckt und den Dichtungsspalt 42 bildet. Die äußere Mantelfläche der Lagerbuchse 10 sowie die innere Mantelfläche der Nabe 24 bilden die Begrenzung des Dichtungsspaltes 42. Somit verläuft der Dichtungsspalt 42 etwa parallel zur Rotationsachse 18.At the radially outer end of the radial portion of the bearing gap 16 a gap is arranged with a larger gap distance, which partially as a sealing gap 42 acts. The gap initially extends from the bearing gap 16 radially outwardly and merges into an axial section extending along the outer circumference of the bushing 10 between the bearing bush 10 and a cylindrical hub approach 24 extends and the sealing gap 42 forms. The outer surface of the bearing bush 10 and the inner surface of the hub 24 form the boundary of the sealing gap 42 , Thus, the sealing gap runs 42 approximately parallel to the axis of rotation 18 ,

In der Lagerbuchse 10 kann ein Rezirkulationskanal 40 vorgesehen sein, der einen am äußeren Rand des Axiallagers 26 befindlichen Abschnitt des Lagerspalts 16 mit einem unterhalb des unteren Radiallagers 22 befindlichen Abschnitt des Lagerspalts 16 miteinander verbindet und eine Zirkulation des Lagerfluids im Lager unterstützt.In the bearing bush 10 can be a recirculation channel 40 be provided, the one at the outer edge of the thrust bearing 26 located section of the storage gap 16 with one below the lower radial bearing 22 located section of the storage gap 16 interconnects and supports a circulation of the bearing fluid in the camp.

Die Lagerbuchse 10 ist in einer Basisplatte 32 des Spindelmotors angeordnet. Die Nabe 24 weist an ihrem Außenumfang einen umlaufenden Rand auf. An der Basisplatte 32 ist eine die Lagerbuchse 10 umgebende Statoranordnung 36 angeordnet, welche aus einem ferromagnetischen Statorblechpaket sowie aus entsprechenden Statorwicklungen besteht. Diese Statoranordnung 36 ist in einem radialen Abstand umgeben von einem ringförmigen Rotormagneten 38. Der Rotormagnet 38 ist am Innenumfang des umlaufenden Randes der Nabe 24 befestigt. Die Statorwicklungen sind über eine Anschlussplatine 34 elektrisch kontaktiert.The bearing bush 10 is in a base plate 32 arranged the spindle motor. The hub 24 has on its outer circumference on a peripheral edge. At the base plate 32 one is the bearing bush 10 surrounding stator assembly 36 arranged, which consists of a ferromagnetic laminated stator core and corresponding stator windings. This stator arrangement 36 is at a radial distance surrounded by an annular rotor magnet 38 , The rotor magnet 38 is on the inner circumference of the circumferential edge of the hub 24 attached. The stator windings are via a connection board 34 electrically contacted.

Das Antriebssystem weist einen axialen Versatz (Offset) zwischen der magnetischen Mitte des Rotormagneten und der magnetischen Mitte des Statorblechpaketes auf. Dadurch ergibt sich eine statische, nach unten in Richtung der Basisplatte 32 gerichtete magnetische Kraft. Diese magnetische Kraft ist entgegengesetzt zu der Lagerkraft des Axiallagers 26 gerichtet und dient der axialen Vorspannung des Lagersystems bzw. des Axiallagers 26.The drive system has an axial offset between the magnetic center of the rotor magnet and the magnetic center of the stator lamination stack. This results in a static, downward in the direction of the base plate 32 directed magnetic force. This magnetic force is opposite to the bearing force of the thrust bearing 26 directed and serves the axial bias of the bearing system or the thrust bearing 26 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Lagerbuchsebearing bush
1212
Wellewave
1414
Stopperringstopper ring
1616
Lagerspaltbearing gap
1818
Rotationsachseaxis of rotation
2020
Radiallagerradial bearings
20a20a
LagerrillenstrukturenBearing groove structures
20b20b
Apexlinieapex line
2222
Radiallagerradial bearings
22a22a
LagerrillenstrukturenBearing groove structures
22b22b
Apexlinieapex line
2424
Nabehub
2626
Axiallagerthrust
2828
SeparatornutSeparatornut
3030
Abdeckplattecover
3232
Basisplattebaseplate
3434
Anschlussplatineconnection board
3636
Statoranordnungstator
3838
Rotormagnetrotor magnet
4040
Rezirkulationskanalrecirculation
4242
Dichtungsspaltseal gap
4848
Spaltgap
dL d l
Lagerabstandbearing distance
lS l s
axiale Länge der Separatornutaxial length of Separatornut
tR t R
Tiefe der LagerrillenstrukturenDepth of bearing groove structures
tS t s
Tiefe der SeparatornutDepth of the separator groove

Claims (13)

Fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere für einen Spindelmotor zum Antrieb von Speicherplatten eines Festplattenlaufwerkes, welches umfasst: eine Lagerbuchse (10), eine drehbar in einer Lagerbohrung der Lagerbuchse (10) gelagerte Welle (12), eine mit der Welle (12) verbundene Nabe (24), einen Lagerspalt (16) gefüllt mit einem Lagerfluid, mit einem axialen Abschnitt zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen der Welle (12) und der Lagerbuchse (10), ein erstes und ein zweites fluiddynamisches Radiallager (20, 22) gebildet durch Lagerrillenstrukturen auf einander zugeordneten Lagerflächen der Welle (12) und/oder der Lagerbuchse (10), wobei die beiden Radiallager (20; 22) gemessen von einer Apexlinie (20b) des ersten Radiallagers (20) bis zu einer Apexlinie (22b) des zweiten Radiallagers (22) einen gegenseitigen Abstand dL aufweisen, und eine Separatornut (28), welche in der Lagerbuchse (10) oder der Welle (12) im axialen Abschnitt des Lagerspalts zwischen den beiden Radiallagern angeordnet ist und axiale Länge lS aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Abstand dL und der Länge lS größer als 5 (fünf) ist.Fluid dynamic bearing system, in particular for a spindle motor for driving storage disks of a hard disk drive, comprising: a bearing bush ( 10 ), one rotatable in a bearing bore of the bearing bush ( 10 ) mounted shaft ( 12 ), one with the shaft ( 12 ) connected hub ( 24 ), a bearing gap ( 16 ) filled with a bearing fluid, with an axial portion between opposed surfaces of the shaft ( 12 ) and the bearing bush ( 10 ), a first and a second fluid dynamic radial bearing ( 20 . 22 ) formed by bearing groove structures on mutually associated bearing surfaces of the shaft ( 12 ) and / or the bearing bush ( 10 ), whereby the two radial bearings ( 20 ; 22 ) measured from an apex line ( 20b ) of the first radial bearing ( 20 ) up to an apex line ( 22b ) of the second radial bearing ( 22 ) have a mutual distance d L , and a Separatornut ( 28 ), which in the bearing bush ( 10 ) or the wave ( 12 ) is arranged in the axial portion of the bearing gap between the two radial bearings and axial length l S , characterized in that the ratio between the distance d L and the length l S is greater than 5 (five). Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Abstand dL und der Länge lS größer als 8 (acht) ist.Fluid dynamic bearing system according to claim 1, characterized in that the ratio between the distance d L and the length l S is greater than 8 (eight). Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerspalt einen radialen Abschnitt zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen der Welle (12) und der Nabe (24) ausbildet, welcher mindestens ein fluiddynamisches Axiallager (26) ausbildet, das Lagerrillenstrukturen auf einander zugeordneten Lagerflächen der Lagerbuchse (10) und/oder der Nabe (24) aufweist.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the bearing gap a radial portion between opposite surfaces of the shaft ( 12 ) and the hub ( 24 ), which at least one fluid dynamic thrust bearing ( 26 ), the bearing groove structures on mutually associated bearing surfaces of the bearing bush ( 10 ) and / or the hub ( 24 ) having. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrillenstrukturen (20a, 22a) der beiden Radiallager (20; 22) sowie die Separatornut (28) in der Lagerbuchse (10) angeordnet sind.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing groove structures ( 20a . 22a ) of the two radial bearings ( 20 ; 22 ) as well as the separator groove ( 28 ) in the bearing bush ( 10 ) are arranged. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauhöhe des Lagers, definiert durch die Länge des axialen Abschnitts des Lagerspalts (16), kleiner ist als 3 mm.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the height of the bearing, defined by the length of the axial portion of the bearing gap ( 16 ), smaller than 3 mm. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand dL der beiden Radiallager (20; 22) kleiner ist als 1,5 mm.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distance d L of the two radial bearings ( 20 ; 22 ) is less than 1.5 mm. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge lS der Separatornut (28) kleiner ist als 300 Mikrometer.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axial length l S of the Separatornut ( 28 ) is less than 300 microns. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe tR der Lagerrillenstrukturen (20a, 22a) der Radiallager (20, 22) 1 bis 10 Mikrometer beträgt.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the depth t R of the Lagerrillenstrukturen ( 20a . 22a ) of radial bearings ( 20 . 22 ) Is 1 to 10 microns. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Tiefe tS der Separatornut (28) sowie für die Tiefe tR der Lagerrillenstrukturen (20a, 22a) der Radiallager (20, 22) die Ungleichung gilt: tR <= tS <= 1,5·tR.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 8, characterized in that for the depth t S of the Separatornut ( 28 ) as well as for the depth t R of the bearing groove structures ( 20a . 22a ) of radial bearings ( 20 . 22 ) the inequality holds: t R <= t S <= 1.5 · t R. Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrillenstrukturen (20a, 22a) der beiden Radiallager (20; 22) und die Separatornut (28) mittels eines elektrochemischen Abtragungsverfahrens (ECM) hergestellt sind.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the bearing groove structures ( 20a . 22a ) of the two radial bearings ( 20 ; 22 ) and the separator groove ( 28 ) are produced by means of an electrochemical removal process (ECM). Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrillenstrukturen (20a, 22a) der beiden Radiallager (20; 22) und die Separatornut (28) im selben Arbeitsschritt hergestellt sind.Fluid dynamic bearing system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the bearing groove structures ( 20a . 22a ) of the two radial bearings ( 20 ; 22 ) and the separator groove ( 28 ) are produced in the same step. Spindelmotor mit einem Stator und einem Rotor, der mittels des fluiddynamischen Lagersystems gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 gegenüber dem Stator drehgelagert ist, und einem elektromagnetischen Antriebssystem (36, 38) zum Antrieb des Rotors.Spindle motor having a stator and a rotor, which is rotatably mounted relative to the stator by means of the fluid dynamic bearing system according to claims 1 to 11, and an electromagnetic drive system ( 36 . 38 ) for driving the rotor. Festplattenlaufwerk mit einem Spindelmotor gemäß Anspruch 12 zum Drehantrieb von mindestens einer magnetischen Speicherplatte, sowie einer Schreib- und Lesevorrichtung zum Schreiben und Lesen von Daten auf oder von der magnetischen Speicherplatte.Hard disk drive with a spindle motor according to claim 12 for the rotary drive of at least one magnetic storage disk, and a writing and reading device for writing and reading data on or from the magnetic disk.
DE102010020317A 2009-09-30 2010-05-12 Fluid dynamic bearing system for spindle motor to drive storage disk of hard-disk drive, has separator groove in sleeve or shaft and comprising axial length, where ratio between distance and axial length is larger than specific range Pending DE102010020317A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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