DE3537616A1

DE3537616A1 - Massenspeicher vom festplattentyp

Info

Publication number: DE3537616A1
Application number: DE19853537616
Authority: DE
Inventors: Don S. Commack N.Y. Ende
Original assignee: Miltope Corp
Current assignee: Miltope Corp
Priority date: 1984-11-01
Filing date: 1985-10-23
Publication date: 1986-06-05
Also published as: US4642715A; IL76559A; IL76559A0; GB2166584B; GB2166584A; GB8524862D0

Description

Patentanwalt DipHng. Harro Gralfs

Gralfs Patentanwalt Am Burgerpark β 0 3300 Braunschweig Germany

Miltope Corporation
1770 Walt Whitman Road
Melville, New York 11747
U.S.A.

Am Bürgerpark 8 D 3300 Braunschweig, Germany Telefon 0531-74798 Cable patmarks braunschweig

G/WS - M 1151

Massenspeicher vom Festplattentyp

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Masseninformationsspeichereinheiten für die Verwendung bei Digitalcomputern und insbesondere auf ein System zur Konditionierung des Milieus in Massenspeichereinheiten vom Festplattentyp sowie ein Sicherheitssystem dafür.

Datenverarbeitungssystem, wie Mikrocomputer, Minicomputer, Textverarbeitungssysteme und ähnliche Ausrüstungen für die Datenspeicherung und Datenhandhabung weisen typisch einen oder mehrere Speichereinheiten für Masseninformationen auf, die in ein magnetisches, optisches oder ein anderes Aufzeichnungsmedium eingeschrieben oder daraus ausgelesen werden können. In modernen Datenspeichereinheiten ist ein magnetisches Medium typisch auf einem ringförmigen Substrat, wie Aluminium, abgeschieden und darauf getragen. Diese Scheibe oder Platte ist in einem Platten-

laufwerk montiert, in dem sie mit einem Antriebsmotor schnell um ihre Achse gedreht wird. Das Laufwerk schließt Schreib-/Leseköpfe auf, die kleine Spulen für die Auslesung und Speicherung von Daten tragen und die über die Scheibenoberfläche entweder an einem Träger mit einem Linearantrieb oder einem Schwingarm mit einem Schwenkantrieb so angeordnet sind, daß jede einer Reihe konzentrischer, ringförmiger Datenspuren zugängig ist, wenn die Platte sich dreht. Die-Spuren sind auf der Platte auf unterschiedlichen Radien angeordnet. Auf diese Weise können Abschnitte des magnetischen Mediums irgendwo auf der Platte mit hoher Geschwindigkeit direkt angesteuert werden, um Daten ein- oder auszulesen. Ein Antrieb kann entweder eine einzelne Platte oder eine Mehrzahl von Platten aufweisen, die im Abstand übereinander auf einer gemeinsamen Nabe angeordnet sind, wobei sie durch Abstandsringe getrennt sind.

Ziel der Entwicklung der vergangenen Jahre war eine Vergrößerung der Datenmenge, die auf einer einzelnen Platte gespeichert werden kann, ebenso wie die Erhöhung der Dichte, mit der die Daten auf dem magnetischen Medium speicherbar sind. Dies hat nicht nur eine Verbesserung des magnetischen Mediums selbst notwendig gemacht, sondern auch eine Verbesserung in der Technik bei der Herstellung der Laufwerke, da enge mechanische Toleranzen eingehalten werden müssen, um sicherzustellen, daß die Schreib-/Leseköpfe in genauem Abstand über den Platten gehalten werden. Bei Verwendung von Platten mit hoher Aufzeichnungsdichte muß dafür Sorge getragen werden, daß Verunreinigungen, wie Staub oder dergleichen, auf einem Minimum gehalten werden. In solchen Anordnungen schweben die Schreib-/Leseköpfe während der Schreib-/Leseoperationen sehr dicht über der Scheibenoberfläche. Die Köpfe gleiten auf einer dünnen Luftschicht, die durch die umlaufenden Scheiben erzeugt wird, wobei die Köpfe sich sehr nahe an, aber im Abstand von der Plattenoberfläche befinden. Insbesondere verursacht die Drehung der Platten, daß der Kopf, der als aerodynamisches Lager aus-

gebildet ist, während des Betriebs etwa 250 bis 500 μπι oberhalb der Plattenoberfläche "fliegt". Jegliche Partikel auf der Oberfläche der Platten beeinträchtigen den Abstand der Köpfe und damit ein genaues Arbeiten. In vielen Fällen können Staubteilchen oder andere Teilchen in der Größenordnung von um zwischen die Plattenoberfläche und den Schreib-/Lesekopf gelangen und einen "crash" bewirken, der zu einer Zerstörung der Platten und der Köpfe führt. Wenn sich Staub ansammeln kann, kann es dazu kommen, daß sich der Abstand der Schreib-/Leseköpfe von den Platten vergrößert, wodurch höhere Flußdichten am Kopf erforderlich werden und die verfügbare Speicherdichte reduziert wird. Staub auf der Oberfläche kann auch zu hoher Abnutzung des Kopfes und der Gleitflächen führen, und zwar auch dann, wenn kein "crash" auftritt.

Um die Zuverlässigkeit von Massenspeicherplatten hoher Dichte zu erhöhen, wurde das sogenannte "Winchester"-Festplatten-Laufwerk entwickelt, in dem die Platten, die Schreib-/Leseköpfe und ihre Betätigungsanordnungen alle in einem Gehäuse angeordnet sind, das abgedichtet ist, um Staub und andere Verunreinigungen von den Platten fernzuhalten. Diese Speicher verwenden magnetische Aufzeichnungsköpfe mit geringer Masse und geringer Auflagekraft, die allgemein als "Winchester"-Köpfe bezeichnet werden.

In typischen "Winchester"-Laufwerken weist das Laufwerkgehäuse eine aus Metall gegossene Grundplatte auf und eine gesonderte Abdeckplatte, die das Gehäuse abdichtend verschließt. Zwischen der Grundplatte und dem Deckel kann eine Dichtung angeordnet sein, die Abdichtung zu verbessern. Der Deckel erstreckt sich über den Abschnitt des Grundkörpers, der die Platten und die Kopfbetätigung einschließt, und zwar in einer im wesentlichen abgedichteten Kammer. Die in der Kammer eingeschlossenen Teile werden typisch in einer staubfreien Umgebung, sogenannten "clean

rooms" montiert. Der Antriebsmotor für die Platten ist typisch direkt mit einer Plattennabe gekuppelt, die durch den Boden der' Kammer vorsteht. Das Laufwerk weist weiter typisch Stromversorgungen für den Motor, die Kopfbetätigung und die Steuerung für das Laufwerk auf.

über die scheibenförmigen Oberflächen der Platten kann gefilterte Luft geleitet werden, um diese gegen das Absetzen von irgendwelchem Staub zu schützen, der eventuell noch in dem Gehäuse vorhanden sein könnte. Von außen gelangt Luft typisch über ein Atmungsfilter in das geschlossene Gehäuse. Dieses Filter erlaubt einen Druckausgleich zwischen dem Inneren des Laufwerks und der Umgebung. Die Luftströmung die in dem Gehäuse durch die Drehung der Nabe und der Platte(n) erzeugt wird, wird durch ein Rezirkulationsluftfilter geleitet.

Außer Verunreinigungen in Form von Partikeln sind bestimmte weitere Umgebungsfaktoren kritisch für den genauen und zuver-, lässigen Betrieb sowohl optischer als auch magnetischer Festplatten-Speichermedien, insbesondere bei Festplatten-Laufwerken, die geeignet sein müssen, in rauher Umgebung zu arbeiten, beispielsweise auf dem Gebiet der Öl- oder Gasexploration oder im militärischen Bereich. Diese Umweltfaktoren umfassen die Feuchtigkeit und die Temperatur der Luft innerhalb des abgedichteten Gehäuses, ebenso den barometrischen Druck innerhalb des Gehäuses.

Bezüglich der Temperatur ist zu bemerken, daß beträchtliche Wärmemengen während des normalen Betriebs eines Festplatten-Laufwerks erzeugt werden. Ein Teil der Wärme wird durch die Drehung der Platte selbst erzeugt, die normalerweise mit etwa 36OO upm umläuft. Darüber hinaus weist die Betätigungsanordnung für den Magnetkopf normalerweise einen Antrieb auf, der Wärme innerhalb des geschlossenen Gehäuses erzeugt. Hohe Temperaturen

können jedoch die Beschichtung der Platte zerstören, zu einem Aufkochen des Schmiermittels der Platte führen und thermische Deformationen erzeugen, die die Genauigkeit der Positionierung des Schreib-/Lesekopfes beeinträchtigt und den Wirkungsgrad ernsthaft beeinträchtigt. Eine genaue Einhaltung des Arbeitstemperaturbereiches, insbesondere innerhalb der Kopf-/Plattenkammer, ist daher kritisch für den Betrieb eines Massenspeichers vom Festplattentyp.

Was die Feuchtigkeit angeht, kann durch den Luftaustausch, der während des An- und Auslaufens des Scheibenantriebs stattfindet, feuchte Luft in die Kammer über das Atmungsfilter eindringen, über den der Druckausgleich zwischen dem Inneren der Kammer und der Umgebung stattfindet. Dies kann zu Kondensation der Feuchtigkeit auf den Platten und den Köpfen führen. Wegen der geringen Flughöhe der Köpfe sind daher nur niedrige Feuchtigkeitsgehalte in der Kammer zulässig. Kleine Tröpfchen kondensierter Feuchtigkeit auf den Platten oder Köpfen können zu einer Beeinträchtigung des Betriebs des Plattenantriebs führen und in vielen Fällen direkt zu einer Zerstörung der Platten und der Köpfe als Ergebnis eines Kopf-"crash".

Bezüglich des barometrischen Druckes ist zwar ein Mechanismus für den Druckausgleich notwendig. Es ist aber auch wesentlich, einen plötzlichen Druckabfall im Plattenlaufwerk zu vermeiden, wenn ein niedriger Außendruck auftritt, wie dies beispielsweise in einem Militärflugzeug auftreten kann als Ergebnis eines Absinkens des Kabinendruckes. Es sind daher Sensor- und Signalmittel vorgesehen, um ein automatisches Abschalten des Laufwerkes zu bewirken, wenn solche Bedingungen auftreten. Da die aerodynamische Lagerwirkung des Schreib-/Lesekopfes abhängig vom Luftdruck, der Viskosität der Luft und mittleren freien Weg ist, führt ein Druckabfall im Laufwerk auf einen Druck, der einer barometrischen Höhe von 3000 m entspricht, zu einer Verringerung der "Flughöhe" der Schreib-/Leseköpfe, die möglicherweise zu einem Kopf-"crash" führen.

Es gehört zwar zum Stand der Technik, für Festplattenspeichermedien verschiedene Arten von Systemen für die Einhaltung vorgegebener Milieubedingungen vorzusehen. Keines dieser Systeme berücksichtigt jedoch alle vorgehend genannten Umweltfaktoren in einer integrierten Weise und keines der Systeme überwacht den barometrischen Druck innerhalb des Plattenlaufwerks, um Beschädigungen der Platten und Köpfe zu vermeiden, wenn ein plötzlicher Druckabfall auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der alle Umweltbedingungen berücksichtigt und die verschiedenen Parameter auf vorgegebenen sicheren Werten gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird das Innere des Laufwerkabteils unter allen Bedingungen auf einem sicheren Mindestdruck gehalten. Es wird ferner die Temperatur in der Kammer unter einem vorgegebenen sicheren Wert gehalten. Ferner wird eine relativ niedrige Feuchtigkeit in der Kammer aufrecht erhalten, um Kondensation zu vermeiden. Es wird ferner eine extreme Sauberkeit in der Kammer erhalten.

Alle diese Wirkungen werden dabei durch Mittel sichergestellt, die selbständig arbeiten und aus einem Stück mit dem Laufwerksgehäuse bestehen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

-sr -

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Abdeckplatte eines Plattenlaufwerks und zeigt ein das Milieu in der Gehäusekammer einstellendes und aufrecht erhaltendes Sicherheitssystem.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, die in der rechten Ecke weggebrochen ist und so die Abdeckplatte des Plattenlaufwerks unterhalb der Platte zeigt.

Fig. 3 ist eine Ansicht der Platte von unten, gesehen von der Linie 3-3 aus.

Fig. 4 zeigt eine Endansicht im wesentlichen längs der Linie 4-4 in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 2.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 3.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 3.

Fig. 9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Festplattenmassenspeichers, der in einem Gehäuse angeordnet und mit einer Anordnung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 10 zeigt in kleinerem Maßstab eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 9, teilweise im Schnitt.

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In der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1 und 2, ist ein System zur Konditionierung des Milieus in und zur Erhöhung der Betriebssicherheit von Festplatten-Massenspeichern dargestellt. Dieses System 10 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, vorzugsweise direkt auf der im wesentlichen rechteckigen Abdeckplatte eines Gehäuses, in dem die umlaufenden Platten 14 - teilweise in Fig. sichtbar - und weiter Schreib-/Leseköpfe und ihre Antriebsanordnungen (nicht dargestellt) untergebracht sind. Die Abdeckplatte 12 besteht vorzugsweise aus Metall und ist bevorzugt als Gußteil aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Abdeckplatte 12 ist an ihrem Umfang mit Befestigungsmitteln versehen, die eine Mehrzahl von Bohrungen 16 einschließen, die so angeordnet sind, daß sie mit einer entsprechenden Anzahl von Sacklöchern 18 in dem Metallgehäuse 2 (siehe Fig. 2) fluchten. Die Verbindung erfolgt über Schrauben, wie in Fig. 9 dargestellt.

Wie unter zusätzlichem Bezug auf die Fig. 4 bis 6 ersichtlich, weist das System 10 Mittel zum Luftaustausch zwischen der geschlossenen Gehäusekammer 22 und der Umgebungsatmosphäre auf. Die Mittel zum Luftaustausch weisen eine Leitung 24 für den Luftaustausch auf, die mit einem abnehmbaren Deckel 26 versehen ist. Die Leitung 24 besteht vorzugsweise aus einem Stück mit der Abdeckplatte 12, wie dies in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Der Deckel 26 ist mit einer Mehrzahl von Bohrungen versehen, die mit Bohrungen 28 in der Wandung der Leitung 24 fluchten. Die Befestigung erfolgt mittels Schrauben 30.

Die Luftaustauschmittel des Systems weisen weiter Lufteinlaßmittel auf, die vorzugsweise ein Paar von Lufteinlaß-Rückschlagventilen 32, 34 aufweisen und weiter Luftauslaßmittel, die vorzugsweise ein Luftauslaß-Rückschlagventil 36 einschließen. Die Rückschlagventile 32, 34 und 36 sind von üblicher Bauart und sind abgesehen von ihrer Durchlaßrichtung identisch. Wie am besten aus

Al

Fig. 2 ersichtlich, sind die Rückschlagventile 32, 34 für den Lufteinlaß so angeordnet, daß Luft in die Leitung 24 eintreten kann, während das Rückschlagventil 36 nur den Austritt von Luft aus der Leitung 24 zuläßt.

Alle drei Rückschlagventile haben einen sehr niedrigen Ansprechdruck, vorzugsweise in der Größenordnung von 0,75 g/mm². Ein brauchbares Rückschlagventil ist das Einweg-Rückschlagventil Roberts Modell 770RP, im Handel erhältlich von Halkey-Roberts Corporation in Paramus, New Jersey.

Wie aus Fig. 2 und 6 ersichtlich, weist die Luftaustauschleitung 24 im Inneren Trennwände 38, 40 auf, die die beiden Lufteinlaßrückschlagventile 32, 34 voneinander und von dem Luftauslaßrückschlagventil 36 trennen. Die Luftaustauschleitung 24 weist weiter eine Endwand 42 auf, die Luftdurchlaßöffnungen 44, 46, 48 aufweist. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, fluchten die Luftdurchgangsöffnungen 44 und 46 im wesentlichen mit den Luft- ' einlaß-Rückschlagventilen 32, 34, während die Luftdurchgangsöffnung 48 in der Nähe des Luftauslaß-Rückschlagventils liegt, nicht aber notwendigerweise mit diesem fluchtet.

Das System 10 weist weiter Mittel für die Trocknung der Luft auf, die durch die Luftaustauschmittel angesaugt wird. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Trocknungsmittel eine abnehmbare Trocknungspatrone 50 auf, die in Reihe mit den Luftaustauschmitteln angeordnet ist. Die Trocknungspatrone 50 weist einen Behälter 52 für das Trocknungsmaterial 54 auf, das vorzugsweise ein "Molekularsieb" in Form von Perlen ist, die mit anderen Perlen aus Silica-Gel gemischt ist, die ihre Farbe ändern, wenn eine vorgegebene Feuchtigkeitsmenge absorbiert ist. Eine brauchbare Mischung aus Trockner und Indikator ist das 4A Molekular-Sieb-Trocknungsmittel, das bei 15 % Feuchtigkeitsgehalt anzeigt und erhältlich ist bei der Firma Applied Science Division

der Milton Roy Laboratory Group in Gardens, Kalifornien. Dieses Produkt enthält 75 Gew.% des Molekularsiebes, das 22 % seines Gewichtes an Wasser absorbiert und aus 15 Gew.% Silica-Gel-Indikator, der 17 % seines Gewichts an Wasser absorbiert und dessen Farbe von blau auf rosa umschlägt, wenn das Trocknungsmittel mit Wasser gesättigt ist.

Wie in den Fig. 2, 4 und 5 wiedergegeben, hat der Behälter 52 für das Trocknungsmittel im wesentlichen eine rechteckige Form. Er weist eine Mehrzahl von inneren Leitwänden 56 auf, deren bevorzugte Anordnung in Fig. 2 dargestellt ist. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, weist der Behälter 52 weiter längs einer Kante Betrachtungsfenster 58 und einen Handgriff 60 auf. Am gegenüberliegenden Rand ist der Behälter mit einer Rückplatte 61 versehen, in der Lufteinlaßöffnungen 62, 64 und eine Luftauslaßöffnung 66 angeordnet sind, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich. Die Einlaßöffnungen 62 und 64 sowie die Auslaßöffnung 66 weisen jeweils Rückhaltemittel auf, vorzugsweise in Form von Drahtsieben 68. Die Maschengröße der Drahtsiebe 68 ist vorzugsweise so gewählt, daß .:. das Austreten von Perlen des Trocknungsmaterials 54 verhindert wird. Verwendbar ist beispielsweise ein 8 χ 12 Maschensieb nach Tyler Standard.

Die Wandungen des Behälters 72 können aus irgendeiner geeigneten starren Substanz hergestellt sein, vorzugsweise einem harten Kunststoff, wie Polykarbonat oder Polysulfonat. Die Leitwände 56 und der Handgriff sind vorzugsweise aus einem Stück aus dem gleichen Material hergestellt. Die. Betrachtungsfenster 58 sowie eine gesamte Seitenwand des Behälters 52 sind vorzugsweise aus einem transparenten Kunststoff hergestellt, beispielsweise einem transparenten Polykarbonat. Sie werden mit Hilfe eines üblichen Silikongummi-RTV-Klebers am übrigen Behälter befestigt, wie er beispielsweise von der Dow Chemical Company in Midland, Michigan,

erhältlich ist. Wie in Fig. 2 angedeutet, sind sowohl die Leitwände 56 als auch das Trocknungsmaterial 74 durch die transparente Wand 69 des Behälters 52 sichtbar. Um die Feuchtigkeitsabsorption zu maximieren, sind die Räume zwischen den Leitwänden 56 des Behälters 62 im wesentlichen vollständig mit dem Trocknungsmaterial gefüllt, das vorzugsweise in den Behälter 52 durch eine Einführungsöffnung (nicht dargestellt) eingefüllt wird, das in der Wand 71 gegenüber der transparenten Wand 69 des Behälters 52 angeordnet ist (siehe Fig. 7).

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Luftaustauschleitung 24 so ausgebildet, daß in sie die Luftaustauscherpatrone 50 einführbar ist, und zwar so, daß die Rückseite 61 des Behälters 52 der Endwand 42 zugewandt ist und die Öffnungen 62, 64 und 66 im wesentlichen mit den Luftdurchgangsöffnungen 44, 46 und 48 fluchten. Um eine Abdichtung zu erzielen, kann zwischen der Endwand 42, der Leitung 24 und der Rückseite 61 des Trockenmittelbehälters 52 eine Dichtung 73 angeordnet sein. Die Dichtung 73 ist mit Öffnungen 76 versehen, die mit den Luftöffnungen 62, 64 und 66 und den Luftdurchgangsöffnungen 44, 46 und 48 fluchten und eine Verbindung zwischen diesen herstellen. Die Dichtung 73 besteht aus irgendeinem geeigneten Material, vorzugsweise einem geschlossen-zelligen Silikongumtni oder einem Neoprensch'wamm.

Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt, weist der Behälter 52 weiter Flansche 70 auf, die schnellösende Befestigungsmittel 72 tragen, die mit Aufnahmen 74 an der Luftaustauschleitung 24 zusammenwirken und so ein Abnehmen und Austauschen der Patrone 50 ermöglichen. Wenn die Trocknungsmittelpatrone 50 in die Leitung 24 eingesetzt ist, stehen die Betrachtungsfenster 58 und der Handgriff 60 über die Kante der Abdeckplatte 12 vor, wie in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt, so daß eine leichte Inspektion des Trocknungsmaterial 54 möglich ist und das Abnehmen der Trocknungspatrone 50 erleichtert ist.

Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die Fig. 3, 7 und 8 weist das System 10 weiter Mittel auf, um die über die Luftaustauschmittel angesaugte Luft zu filtern. In der bevorzugten Ausführungsform weisen diese Filtermittel ein Atmungsfilter 78 auf, das in Reihe mit den Luftaustauschmitteln angeordnet ist und weiter eine Rezirkulationsluftfilteranordnung 80, die innerhalb der Gehäusekammer 22 angeordnet ist.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, ist das Atmungsfilter 78 in der Nähe von öffnungen 82 angeordnet, die die Deckplatte 12 durchdringen und den einzigen Durchlaß zwischen der Luftaustauschleitung 24 und der Gehäusekammer 22 bilden. Das Atmung.sfilter 78 ist von üblicher Bauart. Es- hat ein ringförmiges Gehäuse 84, das auf der Abdeckplatte 12 mit Hilfe von Schrauben 86 befestigt ist. Das Gehäuse 84 weist weiter Schutzrippen 87 auf, zwischen denen ein 0,3 um Filterelement angeordnet ist. Ein brauchbares Atmungsfilter ist erhältlich von der Aluminium Filter Company in Carpenteria, Kalifornien.

Wie in den Fig. 3 und 7 gezeigt, weist die Rezirkulationsluftfilteranordnung eine Rezirkulationsleitung 90 und ein Rezirkulationsfilter 92 auf, die beide von üblicher Bauart sind. Die Leitung 90 und das Filter 92 bestehen vorzugsweise aus einem Stück und sind an der Unterseite der Abdeckplatte 12 mit Hilfe von Befestigungsmitteln 94 befestigt. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, hat die Leitung 90 eine kreisförmige Luftdurchflußöffnung 96, durch die Luft nach unten gezogen wird als Ergebnis des negativen Druckes, der durch die Drehung der Platten und der Nabe erzeugt wird. Der Filter 92 hat eine rechteckige Einlaßöffnung 98, innerhalb der das Filterelement 100 angeordnet ist.

Das System 10 weist weiter Mittel auf zur Feststellung eines unter Umständen Schaden hervorrufenden niedrigen Druckes auf und Mittel, um das Auftreten eines solchen niedrigen Druckes zu signalisieren. Wie am besten in Fig. 3 und 4 erkennbar, weisen die barometrischen Sensor- und Signalmittel vorzugsweise einen barometrischen Druckschalter 102 auf. Der Schalter 102 arbeitet elektromechanisch und ist auf der Abdeckplatte 12 montiert, und zwar vorzugsweise innerhalb der Gehäusekammer 22, wie in Fig. 2 gezeigt. Es ist aber auch möglich, den Schalter 102 auf der Außenseite des Gehäuses anzuordnen. Der Schalter 102 erzeugt ein Ausgangssignal, das das Auftreten eines niedrigen Druckes signalisiert, vorzugsweise eines Druckes, der einer barometrischen Höhe im Bereich von 2400 bis 3000 m entspricht. In der bevorzugten Ausführungsform gibt der Schalter nicht nur ein Signal ab, wenn der barometrische Druck innerhalb der Kammer 22 unter einen vorgegebenen Schwellenwert abfällt, sondern auch ein weiteres Signal, das anzeigt, daß der Druck wieder über den gegebenen Schwellenwert angestiegen ist. Ein barometrischer Druckschalter, der diese Kriterien erfüllt, ist die Type 214C40-3, erhältlich von der Consolidated Controls Corporation in Bethel, Connecticut.

Das System 10 weist weiter Mittel zur Ableitung von Wärme auf, -das in der bevorzugten Ausführungsform Rippen aufweist, die aus einem Stück mit der Abdeckplatte 12 bestehen. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine Mehrzahl von Rippen 104 parallel angeordnet, und zwar jeweils im Abstand voneinander längs der Außenseite der Abdeckplatte 12. über diese Rippen wird Wärme, die innerhalb der Kammer 2 erzeugt wird, in die Umwelt auf der Außenseite übertragen, von wo sie durch natürliche oder erzwungene Luftkühlung abgegeben wird. Die Rippen 104 sind in Fig. 2 parallel zur Langseite der rechtwinkligen Abdeckplatte 12 dargestellt. Diese Anordnung ist aber nicht notwendig. Die Richtung der Rippen 104 kann vielmehr variieren entsprechend der Art von erzwungener Luftkühlung, die jeweils benutzt wird, wie weiter unten noch zu beschreiben sein wird.

Das System 10 weist weiter Mittel zur Verhinderung eines schnellen Druckabfalls in der Kammer 22 auf. In der bevorzugten Ausführungsform ist hierfür ein Strömungswiderstand vorgesehen, der in Reihe mit den Luftaustauschmittel und hier in der Nähe der Luftauslaßmittel angeordnet ist. Wie in Fig. 1, 2 und 6 dargestellt, ist der Strömungswiderstand vorzugsweise als zylindrische Kunststoffkappe 106 ausgebildet, die mit einer kalibrierten Bohrung von kleinem Durchmesser versehen ist. Die Kappe 106 kann direkt über das Äußere des Luftauslaßrückschlagventils 36 gepreßt und mit einer Dichtung abgedichtet werden, oder sie kann mit einem üblichen dichtenden Kleber mit dem Ventilkörper verbunden werden. In einer alternativen Ausführungsform kann der Strömungswiderstand innerhalb der Luftaustauschleitung 24 angeordnet sein, und zwar in der Nähe des Luftauslaßrückschlagventils 36. In dieser Ausführungsform könnte der Strömungswiderstand eine Wandung mit einer Öffnung mit kleinem Durchmesser aufweisen, die als Teil des Gußstückes der Leitung gebildet ist. In beiden Ausführungsformen ist für den Fachmann klar ersichtlich, daß. der Durchmesser der öffnung des Strömungswiderstandes so zu wählen ist, daß die Geschwindigkeit, mit der die Luft aus der Kammer 22 · in die Umgebung abströmt, wesentlich herabgesetzt wird.

In den Fig. 9 und 10 ist zusätzlich zu den Fig. 1 bis 8 eine Anordnung wiedergegeben, in der die Erfindung verwendbar ist. Wie in Fig. 9 gezeigt, kann ein Festplattenlaufwerk mit einer bevorzugten Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Schutzsystems innerhalb einer Einschubeinheit 108 angeordnet sein, die beispielsweise im Cockpit eines Flugzeuges zu installieren ist. Die Einschubeinheit 108 weist ein Gehäuse 109 und eine Abdeckplatte 110 auf, an der eine mit einem Scharnier versehene Zugangstür angeordnet ist. Die Tür 112 kann in die Schließstellung über ein Scharnier 114 mit Federvorspannung vorgespannt sein. Sie kann in der Schließstellung aber auch mit Hilfe von Befestigungsmitteln

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116 befestigt sein, die gleichzeitig als Handgriffe dienen. Die Zugangstür 112 ist so angeordnet, daß sie mit den Beobachtungsfenstern 158 und dem Handgriff der Trocknerpatrone 50 fluchtet und so Zugang hierzu bietet, um die Patrone auswechseln zu können. Die Abdeckplatte 110 kann weiter Anzeigelampen 118 ebenso wie einen Handgriff 120 aufweisen für die Montage und Demontage des gesamten Einschubs mit dem darin angeordneten Festplattenlaufwerk als einer Einheit.

Das Einschubgehäuse 119 weist vorzugsweise eine Öffnung 122 auf, in die ein nicht dargestelltes Gebläse oder ein anderes Gerät zur erzwungenen Kühlung eingreifen kann. Die Öffnung 122 liegt in der Nähe der Rippen 104 des Schutzsystems 10. Wie oben erwähnt, ist die Richtung der Rippen 104 variabel. Die Anordnung, die in Fig. 9 dargestellt ist, ist bevorzugt in Anordnungen, bei denen die in dem Laufwerk erzeugte Wärme durch erzwungene Luftkühlung abgeführt wird. Unter anderen Bedingungen kann die Wärme auch durch natürliche Kühlung abgeführt werden. In diesem Fall könnten die Rippen 104 in einer Richtung angeordnet sein, die senkrecht zu der in der Zeichnung dargestellten verläuft.

Wie in Fig. 10 dargestellt, weist die Einschubeinheit 108 weiter vorzugsweise Vibrationsisolatoren auf, um Vibrationen zu dämpfen, die von außen auf das Laufwerk einwirken könnten. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Vibrationsisolatoren zwei Dämpfer 124 vom Typ C4H608 auf, erhältlich bei der Firma Aeroflex Laboratories in Plainview, New York. Alternativ können aber auch konventionelle Feder- oder konische Gummistoßdämpfer als Vibrationsisolatoren verwendet werden.

Im nachstehenden soll jetzt die Arbeitsweise des Schutzsystems beschrieben werden. Wenn der Luftdruck innerhalb der Kammer 22 unter den der Umgebung abfällt, wird Luft durch die Einlaß-Rückschlagventile 32, 34 angesogen, wie durch die Pfeile A in

4%

Fig. 2 angedeutet. Dieser Luftstrom geht durch die Trocknungspatrone 50, wie durch den Pfeil B in Fig. 2 veranschaulicht. In der Trocknungspatrone 50 wird der Luft mitgeführte Feuchtigkeit entzogen. Die Luft strömt dann zum Atmungsfilter 78, wie durch den Pfeil C in Fig. 2 angedeutet. In dem Atmungsfilter werden Festteilchen größer als 0,3 um ausgefiltert. Die so gefilterte Luft gelangt dann in die Kammer 22. Es strömt so lange Luft ein, bis ein Druckausgleich erreicht ist. Wenn der Luftdruck innerhalb der Kammer 22 den der Umgebung übersteigt, wird Luft über den Atmungsfilter 78 ausgestoßen, die dann, wie durch die Pfeile D in Fig. 2 angedeutet, durch das Luftauslaß-Rückschlagventil 36 und den Strömungswiderstand 104 in die Umgebung gelangt. Der Strömungswiderstand 106 verhindert dabei schnelle Druckänderungen. Die Orientierung der Rückschlagventile 32, 34 und 36 verhindert ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Trocknungsmaterial 54, wenn das System leerläuft oder stillsteht, und es sichert weiter der Luft einen vorgegebenen Weg, wenn das System aktiv ist, wobei eine Rückströmung von Auslaßluft verhindert wird. Die Anordnung der Rückschlagventile macht weiter das '· "Atmen" so einfach wie möglich, da das Luftauslaß-Rückschlagventil 36 für die Auslaßluft einen direkten Weg vom Atmungsfilter 78 nach außen bietet.

Der Sättigungsgrad des Trocknungsmaterials 54 kann durch direkte Beobachtung der Anzeigeperlen durch die Fenster 78 der Trocknungspatrone 50 beobachtet werden. Sobald eine signifikante Farbänderung beobachtet wird, kann die verbrauchte Trocknungspatrone leicht gelöst, entnommen und durch eine frische Patrone ersetzt werden.

Die Leitwände 56 innerhalb der Trocknungspatrone 50 schaffen nicht nur ein labyrinthähnliches Inneres, das notwendig ist, um einen gewundenen Luftweg zu schaffen, wobei der Wirkungsgrad der Feuchtigkeitsabsorption durch Vergrößerung der Zeit erhöht wird,

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während der die Luft in Kontakt mit dem Trocknungsmittel ist. Die Trennwände dienen auch dazu, das Absetzen des Trocknungsmaterials 54 zu minimieren, insbesondere in Anwendungsfällen, in denen das Plattenlaufwerk in einer Lage positioniert wird, wie sie in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Es ist jedoch selbstverständlich, daß jegliche andere Lage der gesamten Anordnung möglich ist.

In der Kammer 22 erzeugte Wärme wird auf die Abdeckplatte 12 durch Luft übertragen, die in der Kammer aufgrund der Drehung der Platten zirkuliert. Die Wärme wird dann durch die Abdeckplatte 12 in die Rippen 104 geleitet, aus denen sie dann durch natürliche oder erzwungene Luftzirkulation abgezogen wird.

Die barometrischen Sensor- und Signalmittel messen den atmosphärischen Druck, der der barometrischen Höhe innerhalb der Kammer 22 entspricht. Wenn ein vorgegebener barometrischer Druck erreicht wird, sprechen die Signalmittel an und initiieren- ein geregeltes Abschalten des Laufwerkes, wodurch eine möglicherweise drohende Beschädigung der Platten und der Schreib-/Leseköpfe verhindert wird. Die signalabgebenden Mittel können mit einer der Anzeigelampen auf der Frontplatte verbunden sein, durch die einer Bedienungsperson angezeigt wird, daß ein Abschalten des Laufwerkes von Hand erforderlich ist. Alternativ können die Signalmittel dazu verwendet werden, eine entsprechende elektronische Schaltung zu aktivieren, durch die der Computer, an den das Laufwerk angeschlossen ist, veranlaßt wird, die Schreib-/Leseköpfe in die Ruhestellung zu bringen und das Laufwerk abzuschalten,

Als weitere Alternative können die Signalmittel direkt mit der elektronischen Steuerung des Laufwerkes verbunden sein, durch die das Laufwerk abgeschaltet wird, ohne daß von einer Bedienungs-

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person oder von einem Computer eingegriffen wird. Vorzugsweise können die Signalmittel auch dazu verwendet werden, in ähnlicher Weise das Wiederanlaufen des Laufwerkes einzuleiten, nachdem die auf Druck ansprechenden Mittel festgestellt haben, daß ein sicherer barometrischer Druck wieder erreicht ist.

Claims

-JK- Ansprüche

1. Massenspeicher vom Plattentyp, der wenigstens ein abgedichtetes Gehäuse mit einer Kammer für die Platte und die Schreib-/Leseköpfe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenspeicher folgende Mittel aufweist:

Mittel (32,34,36) für den Luftaustausch zwischen der Kammer (22) und der Atmosphäre,

Mittel (50) zum Trocknen der Luft, die in die Mittel zum Luftaustausch eingesogen wird,

Mittel (104) zur Ableitung von Wärme aus der Kammer heraus,

Mittel (106) zur Verhinderung eines schnellen Druckabfalls in der Kammer,

Mittel (102) zur Feststellung und zum Signalisieren von niedrigen barometrischen Druckverhältnissen in der Kammer, die eine Unterbrechung des Betriebs des Massenspeichers ermöglichen.

2. Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Feststellen und Signalisieren von niedrigen barometrischen Druckverhältnissen einen barometrischen Druckschalter (102) aufweisen, der innerhalb der Kammer (22) angeordnet ist und mit dem ein Unterbrechungssignal erzeugbar ist, das der Massenspeicheranordnung zuleitbar ist.

3. Massenspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der barometrische Druckschalter (102) weiter so ausgebildet ist, daß er ein Wiedereinschaltsignal für den Massenspeicher erzeugt.

4. Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (50) zur Lufttrocknung derart in Reihe mit den Luftaustauschmitteln (32,34,36) angeordnet sind, daß die Ansaugluft durch die Trocknungsmittel hindurchströmt.

5. . Massenspeicher nach" Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Luftaustauschmittel eine Luftaustauschleitung (24) aufweisen und daß die Lufteinlaßmittel (32,34) und die Luftauslaßmittel (36) an dieser Leitung angeordnet sind.

6. Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsmittel (50) einen abnehmbaren Behälter (52) aufweisen, der für die Aufnahme eines Trocknungsmaterials (74) ausgebildet ist, und daß die Luftaustauschleitung (24) so ausgebildet ist, daß der abnehmbare Behälter in dem Weg des eintretenden Luftstroms gehaltert ist.

7- Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaß- und die Luftauslaßmittel jeweils wenigstens ein Einwegrückschlagventil (32,34,36) aufweisen.

8. Massenspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßmittel ein Paar Einwegrückschlagventile (32,34) aufweist und daß die Luftauslaßmittel ein Einwegrückschlagventil (36) aufweisen.

9. Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel ein 0,3 μΐη-Atmungsfilter (78) aufweisen, das in Reihe mit den Luftaustauschmittel derart angeordnet ist, daß Ein- und Auslaßluft durch das Atmungsfilter hindurchtreten müssen.

10. Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitungsmittel eine Mehrzahl von Rippen (104) aufweisen, die parallel und um Abstand voneinander auf der Außenseite der Kammerwandung angeordnet sind.

11. Massenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung eines schnellen Druckabfalls in der Kammer einen Strömungswiderstand (106) aufweisen, der in Reihe mit dem Luftaustauscher derart angeordnet ist, daß Auslaßluft durch den Strömungswiderstand hindurchtreten muß.

12. Massenspeicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand eine Kappe (106) mit einer Öffnung mit engem Durchmesser aufweist, die in der Nähe des Einwegrückschlagventils (36) der Luftauslaßmittel angeordnet ist..