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Bezugnahme auf verwandte
Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile aufgrund
der US-Provisionalanmeldung Nummer 60/220 722 vom 26. Juli 2000.
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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich allgemein
auf das Gebiet von Datenspeichervorrichtungen und insbesondere,
jedoch nicht einschränkend,
auf die Steuerung der aerodynamischen Erregung, die durch Luftströme, welche
durch die sich drehenden Datenspeicherplatten erzeugt werden, auf
Komponenten übertragen
wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Moderne Datenspeichervorrichtungen
wie zum Beispiel Plattenlaufwerke werden üblicherweise in einer Vielzahl
von Computerumgebungen verwendet, um große Datenmengen in einer Form
zu speichern, die für
einen Benutzer einfach verfügbar
ist. Im allgemeinen weist ein Plattenlaufwerk eine Magnetplatte
oder zwei oder mehrere übereinandergestapelte
Magnetplatten auf, die durch einen Motor mit hohen Geschwindigkeiten
gedreht werden. Jede Platte hat eine Datenspeicheroberfläche, die
in eine Reihe von im allgemeinen konzentrischen Datenspuren unterteilt
ist, auf denen Daten in der Form von Magnetflussübergängen gespeichert sind.
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Ein Datenübertragungselement wie zum
Beispiel ein magnetischer Wandler wird durch einen Aktuator bzw.
Betätiger
zu ausgewählten
Positionen an der Datenspeicheroberfläche bewegt, um die Magnetflussübergänge beim
Lesen von Daten von der Platte abzutasten und um beim Schreiben
von Daten auf die Platte elektrische Signale zu übertragen, um die Magnetflussübergänge zu induzieren.
Die aktiven Elemente des Daten übertragungselements
werden durch Aufhängungsstrukturen
getragen, welche sich von dem Betätiger erstrecken. Die aktiven
Elemente werden in geringem Abstand über der Datenspeicheroberfläche auf
einem Luftlager gehalten, das durch von den sich drehenden Platten
hervorgerufenen Luftströmen
erzeugt wird.
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In der Industrie besteht ein andauernder Trend
zu stetig zunehmender Datenspeicherkapazität und Verarbeitungsgeschwindigkeit,
während
die physische Größe des Plattenlaufwerks
beibehalten oder reduziert wird. Infolgedessen werden das Datenübertragungselement
und die Halterungsstrukturen kontinuierlich verkleinert, und Datenspeicherdichten
werden kontinuierlich erhöht.
Das Ergebnis ist eine insgesamt erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Vibration
im Verhältnis
zur Spurbreite. Diese Vibrationen können eine ungünstige Wirkung
auf die Positionierungssteuersysteme haben, die den Aktuator relativ
zu den sich drehenden Platten bewegen.
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Eine Erregungsquelle, die nicht mehr
außer acht
gelassen werden kann, rührt
von den innerhalb des Plattenstapels herrschenden und auf die Plattenlaufwerkkomponenten
auftreffenden Luftströmungen her.
Die Luftstromgeschwindigkeit und folglich die damit verbundenen
Kräfte
erhöhen
sich in Relation zu der radialen Distanz von der Drehachse. So bewegen sich
die Luftströme
an äußeren Abschnitten
der Platten schneller und sind mit größerer Wahrscheinlichkeit turbulent.
Turbulenz kann nachteilige Vibrationen oder aerodynamische Erregung
auf die Platten (Flattern – "flutter") und/oder den Betätiger, insbesondere die
Aufhängungselemente
(Rütteln – "buffeting") übertragen.
Turbulenz kann auch durch Wirbelablösung (sog. "shedding vortices") erzeugt werden, die von der Wirbelschleppe
bzw. der Nachströmung
des Betätigers
gebildet wird, wenn der Luftstrom am Betätiger vorbeiströmt, und
die auch auf die Plattenränder
einwirkt, wenn die Luftströme
von dem Plattenstapel ausgestoßen
werden. Ferner erhöht
eine Nachströmungserregung
(wake excitation) vom Betätiger
die Plattenvibration.
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Es ist festgestellt worden, dass
eine Luftstromerregung durch eine Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung
reduziert werden kann, die einen Luftstrom-Stripper bzw. -abstreifer
und einen Luftdamm stromab von dem Betätiger umfasst. Die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind auf diese Verbesserung gerichtet.
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Abriss der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind auf die Bereitstellung einer Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung
für ein
Plattenlaufwerk zum Abschwächen
der aerodynamischen Erregung von Luftströmen auf Plattenlaufwerkkomponenten
gerichtet. Das Plattenlaufwerk weist typischerweise ein Gehäuse auf,
das eine sich drehende Datenspeicherplatte und einen Betätiger, der
damit funktionsmäßig in einer
Datenübertragungsbeziehung
zusammenwirkt, haltert. In einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfaßt
die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung eine(n) Luftstrom-Stripper
bzw. eine Luftstrom-Abstreifvorrichtung, die stromab des Betätigers in
Bezug auf die Richtung der Luftströme gehaltert werden kann. Der
Luftstrom-Stripper umfasst einen Flügel, der sich im wesentlichen
radial von einem äußeren Radialabschnitt
zu einem inneren Radialabschnitt der Datenspeicherplatte und angrenzend
an die Datenspeicheroberfläche
erstreckt. Der Flügel
ist im wesentlichen transversal zu dem distalen Ende des Betätigers entlang
dem radialen Pfad der Betätigerbewegung über die
Datenspeicherplatte angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung
einen durch das Gehäuse
halterungsfähigen Rahmen,
der seinerseits den Luftstrom-Stripper haltert. Der Rahmen kann
ferner eine Verkleidung bzw. Ummantelung (shroud) aufweisen, die
eine Umfangsfläche
bildet, welche im wesentlichen transversal zur Außenkante
der Datenspeicherplatte ist und den Luftstrom-Stripper schneidet. Die Ummantelung kann
ferner eine Rippe bzw. Flosse ("fin") umfassen, die eine
planare Oberfläche
bildet, welche sich von der Umfangsfläche und im wesentlichen in
der gleichen Richtung mit der Datenspeicheroberfläche der Datenplatte
erstreckt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung haltert der Rahmen den Luftstrom-Stripper
bei der Bewegung zwischen einer Betriebsposition und einer zurückgezogenen
Position bewegt. Ein Rückhalteelement
hält den
Luftstrom-Stripper in der Betriebsposition. Ein Vorbelastungselement
kann durch Druck mit dem Gehäuse
in Eingriff stehen, um eine Befestigungskraft auf den Rahmen zum
Festhalten desselben in dem Gehäuse zu
erzeugen.
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Diese und verschiedene andere Merkmale sowie
Vorteile, welche die vorliegende Erfindung kennzeichnen, gehen aus
der vorliegenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnung hervor.
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Kurzbeschreibungen der
Zeichnung
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Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein Plattenlaufwerk, das gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Abdeckung teilweise
weggeschnitten ist,
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2 eine
vergrößerte Detaildarstellung
des Luftstrom-Strippers von 1,
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3 eine
Ansicht ähnlich
der 2 zur Darstellung
eines Luftstrom-Strippers, der gemäß einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
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4 eine
Teil-Schnittansicht längs
der Linie 4-4 in 1,
welche den Luftstrom-Stripper stromab der Lese-/Schreibköpfe und
mit den Platten verschachtelt darstellt,
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5 eine
Aufrissansicht des Luftstrom-Strippers von 1, der durch das Basisdeck drehbar gehaltert
ist,
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6 eine
isometrische Darstellung des Plattenlaufwerks von 1, wobei die Platte und der Betätiger teilweise
weggeschnitten sind, um den Luftstrom-Stripper in der zurückgezogenen
Position zu zeigen; der Luftstrom-Stripper ist ferner mit unterbrochenen
Linien in der Betriebsposition dargestellt,
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7 und 8 vereinfachte Drauf sichten
auf das Plattenlaufwerk von 1,
die in näheren
Einzelheiten die von dem Basisdeck gebildete Ummantelung (shroud)
darstellen,
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9 eine
vergrößerte Detaildarstellung
eines Ab schnitts der Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung das Plattenlaufwerks
von 1,
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10 einen
schematischen Aufriss einer Datenspeicherplatte zur Darstellung
von Wirbelablösungen
(shedding vortices) von den ausgestoßenen Luftströmen, die
auf den Plattenrand einwirken,
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11 ein
schematischer Aufriss einer Datenspeicherplatte und einer Ummantelung,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut sind, zur Darstellung von Wirbelablösungen von
den ausgestoßenen
Luftströmen,
die auf den Plattenrand einwirken,
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12 eine
Schnittansicht längs
der Linie 12-12 von 6 zur
Darstellung des Luftstrom-Strippers in der zurückgezogenen Position,
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13 bis 15 schematische Darstellungen einer
Zusammenbausequenz für
das Plattenlaufwerk von 1,
wobei der Betätiger
mit dem Plattenstapel verbunden wird (13),
die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung an dem Gehäuse mit
zurückgezogenem
Luftstrom-Stripper angeordnet wird (14), und
der Luftstrom-Stripper operativ zum Plattenstapel hin erstreckt
und mit diesem verschachtelt wird (15),
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16 eine
schematische Draufsicht auf den Luftstrom-Stripper, der in der Betriebsposition positioniert
und festgehalten ist,
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17 einen
Aufriss des Rahmenabschnitts der Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung
von 1, und
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18 eine
Schnittansicht längs
der Schnittlinie 18-18 in 17.
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Detaillierte
Beschreibung
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Es wird nun auf die Zeichnungen im
allgemeinen und insbesondere auf 1 eingegangen,
in der eine Draufsicht auf ein Plattenlaufwerk 100 gezeigt
ist, das gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Plattenlaufwerk 100 umfasst
eine Basis 102, an der verschiedene Laufwerkkomponenten
angebracht sind, und eine Abdeckung 104 (teilweise weggeschnitten),
die zusammen mit der Basis 102 und einer Umfangsdichtung 105 ein
Gehäuse
bildet, das eine abgedichtete innere Umgebung für das Plattenlaufwerk 100 bereitstellt.
Zahlreiche konstruktive Details sind nicht in die folgende Beschreibung
aufgenommen, da sie dem Fachmann gut bekannt sind und für ein Verständnis der
vorliegenden Erfindung nicht nötig
sind.
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An der Basis 102 ist ein
Motor 106 angebracht, an dem eine oder mehrere Platte(n) 108 zur Drehung
mit hoher Geschwindigkeit übereinandergestapelt
und durch einen Klemmring 110 festgelegt sind. Wenn mehrere
Platten 108 übereinandergestapelt
bzw. -geschichtet sind, um einen Plattenstapel zu bilden, sind benachbarte
Platten 108 typischerweise durch einen Platten-Abstandhalter
(nicht dargestellt) getrennt. Ein Aktuator bzw. Betätiger 112 schwenkt um
ein Schwenklager 115 in einer zu den Platten 108 parallelen
Ebene. Der Betätiger 112 weist
Betätigerarme 116 auf
(in 1 ist nur einer
dargestellt), welche Lastarme 118 in der Bewegung über die
Platten 108 haltern, wenn die Betätigerarme 116 sich
innerhalb der Räume
zwischen benachbarten Platten 108 bewegen. Die Lastarme 118 sind
Flexelemente, die Datenübertragungselemente,
wie zum Beispiel Lese-/Schreibköpfe 120 tragen,
wobei jeder der Lese-/Schreibköpfe 120 funktionsmäßig eine
Schnittstelle mit einer Oberfläche
einer der Platten 108 in einer Datenlese- und -schreibbeziehung
bildet. Diese Beziehung wird durch ein Gleitstück ("slider") (nicht dargestellt) aufrechterhalten,
welches den Lese-/Schreibkopf 120 funktionsmäßig auf
einem Luftlager trägt,
das durch von den sich drehenden Platten 108 erzeugten
Luftströmen
unterhalten wird.
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Jede der Platten 108 weist
einen Datenspeicherbereich mit einer Datenaufzeichnungsoberfläche 122 auf,
die in konzentrische kreisförmige
Datenspuren (nicht dargestellt) unterteilt ist. Jeder der Lese-/Schreibköpfe 120 wird
angrenzend an eine gewünschte
Datenspur positioniert, um Daten von der Datenspur zu lesen oder
auf diese zu schreiben. Die Datenaufzeichnungsoberfläche 122 kann
innen durch eine kreisförmige
Landezone 124 begrenzt sein, an der die Lese-/Schreibköpfe 120 gegen
die betreffenden Platten 108 zur Ruhe kommen, wenn sich
die Platten 108 nicht drehen. Alternativ kann die Landezone
anderswo gelegen sein.
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Der Betätiger 112 wird durch
einen Schwingspulenmotor bzw. Voice-Coil-Motor (VCM) 128 positioniert,
der eine elektrische Spule 130 und eine Magnetkreisquelle
aufweist. Die Magnetkreisquelle umfasst herkömmlicherweise einen oder mehrere
Magnete, die durch Magnetpole getragen werden, um den Magnetkreis
zu schließen.
Wenn ein gesteuerter Strom durch die Betätigerspule 130 geschickt
wird, wird ein elektromagnetisches Feld aufgebaut, das mit dem Magnetkreis
in Interaktion tritt, und bewirkt, dass sich die Betätigerspule 130 bewegt.
Wenn sich die Betätigerspule 130 bewegt, schränkt der
Betätiger 112 um
das Schwenklager 115 und bewirkt, dass sich die Lese-/Schreibköpfe 120 über die
Platten 108 bewegen.
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Wie schon erwähnt wurde, dreht der Motor 106 die
Platten 108 mit hoher Geschwindigkeit, wenn der Lese-/Schreibkopf 120 Daten
von der Datenspeicheroberfläche 122 liest
oder auf diese schreibt. Die kinetische Energie der sich drehenden
Platten 108 überträgt sich
durch die Grenzschicht an der Platten-/Luft-Schnittstelle, wodurch
auf Luftströme
eine Drehkraftkomponente induziert wird, und die Zentrifugalkraft
vermittelt den Luftströmen
eine radiale Kraftkomponente, so dass ein im allgemeinen nach außen spiralförmig verlaufender
Luftstrom erzeugt wird. Die Luftströme gewinnen bei der radialen
Auswärtsbewegung
wegen der relativ höheren
Lineargeschwindigkeit der Platte 108 bei zunehmendem radialen
Abstand von der Drehachse an Geschwindigkeit.
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Eine Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 umfasst
einen Luftstrom-Stripper bzw. -abstreifer 140, der bzw.
das stromab des Betätigers 112 in
Bezug auf die Richtung der Ströme
(1, Bezugsziffer 111)
gehaltert werden kann. Der Luftstrom-Stripper 140 umfasst
eine Anzahl von Flügeln 142 (von
denen nur einer in 1 gezeigt
ist), die sich im wesentlichen radial von einem äußeren Radialabschnitt zu einem
inneren Radialabschnitt der Datenplatte 108 erstrecken,
und die dadurch angrenzend an die Datenspeicheroberfläche 122 der
Platte 108 angeordnet sind. Wenn zwei oder mehrere Platten 108 mit
Abstandhaltern übereinandergeschichtet
bzw. -gestapelt sind und einen Plattenstapel bilden, kann der Luftstrom-Stripper 140 eine
entsprechende Anzahl von Flügeln 142 aufweisen,
die in den Zwischenräumen
zwischen benachbarten Platten 108 so angeordnet sind, dass
sie zu beiden Datenspeicheroberflächen 122 aneinandergrenzender
Platten 108 benachbart sind.
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2 ist
eine vergrößerte Detaildarstellung des
Luftstrom-Strippers 140 von 1 zur
Darstellung der Art und Weise, in der der Flügel 142 funktionsmäßig im wesentlichen
quer zu dem distalen Ende des Betätigers 112 angeordnet
ist. Im einzelnen weist der Flügel 142 vorzugsweise
eine Vorderkante 144 mit einer charakteristischen Bogenform
auf, welche an den bogenförmigen
radialen Weg des Lese-/Schreibkopfes 120 über die
Platte 108 angepasst ist. Dies ermöglicht eine im wesentlichen
konstante Beabstandung des Flügels 142 stromab
des Lese-/Schreibkopfs 120 in allen Positionen des Betätigers 112.
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Obwohl ein gleichbleibender Abstand
vorzuziehen ist, ist 3 eine
der 2 ähnliche
Ansicht zur Veranschaulichung eines alternativen Flügels 142 mit
einer im wesentlichen linearen Vorderkante 144. In diesem
Fall liegt der minimale Abstand zwischen dem Flügel 142 und dem Lese-/Schreibkopf 120 vorzugsweise
an dem äußersten
Abschnitt der Datenspeicheroberfläche 122, wo die Geschwindigkeit
des Luftstroms am größten ist.
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4 ist
eine Schnittansicht längs
der Schnittlinie 4-4 in 1 zur
Darstellung der mehreren Flügel 142,
die mit den übereinandergestapelten Platten 108 des
Plattenstapels verschachtelt sind. Jeder Flügel 142 ist so bemessen,
dass er den Raum zwischen benachbarten Platten 108 im wesentlichen füllt. 4 veranschaulicht zwar einen
Plattenstapel mit zwei Platten 108, es versteht sich jedoch,
dass ein Plattenstapel mit mehr oder weniger Platten 108 ebenso
von einer entsprechenden Anzahl von Flügeln 142 bewältigt werden
kann.
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Indem die Flügel 142 im wesentlichen
die Räume
stromab der Lese-/Schreibköpfe 120 ausfüllen, reduzieren
sie die aerodynamischen Erregungswirkungen der Luftströme auf den
Betätiger 112.
Beispielsweise verringern die Flügel 142 die
Reynold'schen Scherbelastungen,
die auf den Betätiger 112 einwirken,
durch Verzögern
der mittleren Luftströmung
(air current mean flow). Die Flügel 142 wirken
auch in der Art einer Strömungsausrichtvorrichtung,
im wesentlichen wie eine Bienenwabenvorrichtung, um voll entwickelte
Luftstrom-Strömungsbedingungen
herzustellen, wodurch die stromab des Betätigers 112 gebildete
dreidimensionale Nachströmung unterdrückt wird.
Da die aerodynamische Erregung an dem Betätiger 112 zum Beispiel
aus den obigen Gründen
reduziert wird, werden dabei die Drehmomentstörungseinflüsse auf die gewünschte Bewegung
des Betätigers 112 verringert.
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Der Luftstrom-Stripper 140 kann
im allgemeinen von dem Gehäuse
getragen werden. Beispielsweise veranschaulicht 5 eine Aufrissansicht des Luftstrom-Strippers 140 von 1 mit einer Achse 146,
von der die mehreren Flügel 142 abgehen.
Die Achse 146 kann mit einer longitudinalen Öffnung versehen
sein, welche mit einem Ansatz bzw. einer Nabe 148 aufnehmend
in Eingriff steht, die bzw. der durch einen Abschnitt der Basis 102 gehaltert
oder dadurch gebildet wird. Ein Werkzeugmerkmal 149 kann
vorgesehen sein, um mit einem Montagewerkzeug zum Drehen der Achse 146 aufnehmend
in Eingriff zu kommen.
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Diese Halterungsanordnung oder ein Äquivalent
kann auch dazu verwendet werden, um ein Schwenklager des Luftstrom-Strippers 140 bereitzustellen,
so dass die Flügel 142 zwischen
einer zurückgezogenen
Position (nicht mit den Platten 108 verschachtelt) und
einer Betriebsposition (mit den Platten 108 verschachtelt)
bewegt werden können. 1 veranschaulicht die Betriebsposition
des Luftstrom-Strippers 140. 6 ist eine teilweise weggeschnittene
isometrische Ansicht des Plattenlaufwerks 100 von 1 zur Darstellung des zu
der zurückgezogenen
Position gedrehten Luftstrom-Strippers 140 und zur Veranschaulichung
der Betriebsposition des Luftstrom-Strippers 140 in unterbrochenen
Linien.
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Der Luftstrom-Stripper 140 kann
effektiver sein, wenn er zusammen mit einer Ummantelung bzw. Abdeckung
oder Verkleidung (shroud) um die Platte 108 und stromab
des Betätigers 112 verwendet
wird. Der Begriff "Ummantelung", so wie er hier verwendet
wird, bedeutet eine stationäre
nach oben stehende Oberfläche
quer zu den Rändern
der sich drehenden Platten 108. Das Ummanteln bzw. Verkleiden
des Plattenstapels kann aerodynamische Erregungsquellen reduzieren.
Ferner gestaltet das Ummanteln die Strömung schichtförmig und
reduziert dreidimensionale Effekte im Gehäuse. Die Ummantelung bzw. Verkleidung
minimiert auch die Wirkungen von Wirbelablösungen an Plattenrändern, die
Axialkräfte
auf die Platte 108 von den aus dem Plattenstapel ausgestoßenen Luftströmen erzeugen.
Das Ummanteln oder Verkleiden reduziert auch den Widerstand (resistive
drag) auf die sich drehenden Platten 108, wodurch die Energie
minimiert wird, die zum Halten des Plattenstapels auf einer gewünschten Drehgeschwindigkeit
notwendig ist.
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Um die Anzahl von Teilen zu minimieren
und Herstellungsprozesse zu vereinfachen, kann es von Vorteil sein,
eine Ummantelung bzw. Verkleidung als Teil der Basis 102 vorzusehen.
Idealerweise hätte
dabei die Basis 102 (einen) charakteristische(n) vorstehende(n)
Abschnitt(e), welche(r) den Umfang der sich drehenden Platten 108 gänzlich umgeben/umgibt.
Für den
Betätiger 112 ist
jedoch eine Öffnung
in der Ummantelung erforderlich. Die Öffnung ist zumindest breit
genug, um ein Spiel für
einen mittleren Abschnitt des Betätigers 112 bei der
Bewegung der Lese-/Schreibköpfe 120 innerhalb
der gewünschten
Bewegungslimits bereitzustellen.
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7 und 8 sind vereinfachte Ansichten
eines Teils des Plattenlaufwerks 100 von 1, welche die von dem Basisdeck 102 gebildete
Ummantelung darstellen, die sich umfangsmäßig von einem ersten Ende 150 zu
einem zweiten Ende 152 erstreckt und eine Öffnung 154 freilässt, durch
die sich der Betätiger 112 bewegt.
In 7 ist der Betätiger 112 zu
dem gewünschten
inneren Bewegungslimit geschwenkt, an dem der Lese-/Schreibkopf 120 in der
Landezone 124 landen kann. In 8 ist der Betätiger 112 zu dem gewünschten äußeren Bewegungslimit
geschwenkt, an dem der Betätiger 112 und
der Plattenstapel nicht ineinandergreifen (are demerged). Dies ermöglicht den
Einbau oder den Austausch entweder des Betätigers 112 oder des
Plattenstapels, während
das Gegenstück
installiert bleibt. Dies ermöglicht
auch die Verwendung von (nicht dargestellten) Parkvorrichtungen
für den
Lese-/Schreibkopf 120, wie zum Beispiel Entladerampen,
die die Lese-/Schreibköpfe 120 für einen
verbesserten Stoßschutz
im Ruhezustand von dem Plattenstapel entfernt halten.
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Wenn wie beim Plattenlaufwerk 100 von 1 das operative äußere Bewegungslimit
des Betätigers 112 eine äußerste Datenspur
ist, kann der Abschnitt des Plattenstapels stromab des Betätigers 112 ummantelt
werden, nachdem der Betätiger 112 und
der Plattenstapel miteinander verbunden sind. Demgemäß umfasst
die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 von 1 einen Befestigungsrahmenabschnitt 156,
der einen Ummantelungsabschnitt mit einer im wesentlichen quer zur
Außenkante
der Platte 108 angeordneten Umfangsfläche 158 trägt bzw.
haltert. Die Umfangsfläche 158 erstreckt sich
von einem ersten Ende, das die Flügel 142 des Luftstrom-Strippers 140 schneidet,
zu einem zweiten Ende, um die Öffnung 154 zu
verengen (7 und 8), durch die sich der Betätiger 112 bewegt,
wodurch vorzugsweise die Platten 108 so weit wie möglich ummantelt
bzw. verkleidet werden.
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9 ist
eine vergrößerte Detaildarstellung eines
Teils des Abschnitts der Umfangsfläche 158 der Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138. Durch
enges Ansetzen der Umfangsfläche 158 am Rand
bzw. der Kante der Platte 108 an deren erstem Ende angrenzend
an den Luftstrom-Stripper 140 wird im wesentlichen keine
Luft aus dem Plattenstapel im Bereich des Lese-/Schreibkopfs 120 ausgestoßen werden.
Durch Schrägstellen
bzw. Abschrägen
der Umfangsfläche 158 weg
von dem Rand der Platte 108 am zweiten Ende und dazwischen
wird proportional mehr Luftströmung
von dem Plattenstapel in den von dem Lese-/Schreibkopf 120 entfernt
gelegenen Bereich ausgestoßen.
Dies resultiert in einer Kanalisierung von Luftströmungen,
die von dem Plattenstapel in einer durch den Pfeil 161 angedeuteten
Richtung ausgestoßen
werden.
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Wenn aber der Spalt bzw. Zwischenraum zwischen
der Umfangsfläche 158 und
dem Rand der Platte 108 zunimmt, was zu relativ mehr vom
Plattenstapel ausgestoßenen
Luftströmungen
führt,
ist die Kopplung von Luftströmungen
aus benachbarten Räumen
größer und
resultiert in Turbulenz. 10 veranschaulicht
die Art und Weise, in der die radial ausgestoßenen Luftströme Kreiswirbelströme von turbulenten
Luftströmungen
ausstoßen,
die auf die Kante bzw. den Rand der Platte 108 Axialkräfte aufbringen.
Diese Turbulenz wird durch von den Plattenrändern abgelöste Wirbel verursacht. Um die
Auswirkungen von sich ablösenden
Wirbel zu minimieren, kann die. Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 (1) eine Rippe bzw. Flosse 160 in
planarer Ausrichtung mit jeder der Platten 108 aufweisen. 11 stellt die Rippe 160 mit
gegenüberliegenden
planaren Oberflächen 162, 164 dar,
die im wesentlichen in gleicher Richtung mit den Datenspeicheroberflächen 122 der
betreffenden Platte 108 ausgerichtet sind. Eine transversale
Kante 166 ist in einer eng passenden Beziehung zu der Kante
der Platte 108 angeordnet. Die ausgestoßenen Luftströme werden
so, wie durch die Bezugspfeile in 11 angegeben
ist, von der Platte 108 abgelenkt, um die Auswirkungen
von sich ablösenden
Wirbeln zu reduzieren. Dies verringert die aerodynamischen Erregungswirkungen
der Luftströme
auf die Platten 108.
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12 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie 12-12 in 6,
die darstellt, wie die Flügel 142 mit den
Rippen 160 in der zurückgezogenen
Position des Luftstrom-Strippers 140 verschachtelt
bzw. verzahnt werden können.
Dies ermöglicht
es, die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 innerhalb
des Gehäuses
zu installieren und den Luftstrom-Stripper 140 dann in die Betriebsposition
zu bewegen.
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13 bis 15 sind Draufsichten zur
Darstellung einer Montagesequenz in Zusammenhang mit dem Merkmal
der Zurückziehbarkeit
des Luftstrom-Strippers 140. Zunächst werden der Betätiger 112 und
der Plattenstapel an der Basis 102 angebracht und ineinander
gesetzt (13). Alternativ können der
Betätiger 112 und
der Plattenstapel ineinandergesetzt und zusammen am Basisdeck 102 installiert
werden. Anschließend
wird dann die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 an
der Basis 102 mit dem Luftstrom-Stripper 140 in
der zurückgezogenen
Position positioniert (14).
Der Luftstrom-Stripper 140 wird
dann zur Betriebsposition bewegt (15).
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Eine Anzahl von Gestaltungsmerkmalen
für die
(bessere) Herstellbarkeit kann vorgesehen werden. Beispielsweise
können
Merkmale vorgesehen werden, die im allgemeinen den Luftstrom-Stripper 140 in
der Betriebsposition positiv positionieren. 16 ist eine vergrößerte Ansicht des Luftstrom-Strippers 140,
wobei der Flügel 142 einen
erweiterten Abschnitt 168 umfasst, welcher in Anlage zu
einem ausgewählten
Abschnitt der Basis 102 steht, um eine weitere Drehung
nach Erreichen der Betriebsposition zu begrenzen.
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Ein weiteres Gestaltungsmerkmal für die leichtere
Herstellbarkeit sorgt für
ein positives Festhalten des Luftstrom-Strippers 140 in
der Betriebsposition. In 16 umfasst
beispielsweise die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 ein
erweitertes Federelement 170, das eine darin ausgebildete Rastausnehmung 172 aufweist.
Die Achse 146 umfasst einen Ansatz 174, der durch
Aufnahme in der Rastausnehmung 172 mit dieser in Eingriff
steht. Eine Drehung des Luftstrom-Strippers zu der Betriebsposition
bewirkt, dass der Ansatzabschnitt 174 mit dem Federabschnitt 170 in
Eingriff kommt und diesen auslenkt. In der Betriebsposition wird
der Ansatz 174 in der Rastausnehmung 172 aufgenommen und
festgehalten, wenn sich der Federabschnitt 170 zurückbewegt,
um gegen den Ansatz 174 durch Druck anzuliegen.
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16 veranschaulicht
ferner eine alternative Art und Weise des Haltens des Luftstrom-Strippers 140 bei
einer Schwenkbewegung. Der Befestigungsrahmenabschnitt 156 kann
beispielsweise ein sich erstreckendes Halterungselement 176 mit
einer Öffnung
(nicht dargestellt) aufweisen, in der die Achse 146 zur
Drehung aufgenommen ist.
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Ein weiteres Gestaltungsmerkmal für leichtere
Herstellbarkeit stellt eine Sicherung bzw. Befestigung des Abschnitts des
Befestigungsrahmens 156 der Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung 138 im Gehäuse ohne
die Notwendigkeit separater Befestigungselemente, wie zum Beispiel
mit Gewinde versehene Befestiger, bereit. 17 zeigt eine Teil-Schnittansicht des
Befestigungsrahmens 156 in der Art, in der er operativ
zwischen die Basis 102 und die Abdeckung 104 eingefügt werden
kann. Der Befestigungsrahmen 156 kann mit einem oder mehreren
Positionierungsansätzen 178 an
einem seiner Enden und einem oder mehreren Positionierungsansätzen 180 am
anderen seiner Enden versehen sein, die mit entsprechenden Öffnungen
in der Basis 102 in der Betriebsposition des Befestigungsrahmens 156 ausgerichtet
sind. Ein sich freitragend erstreckendes Federelement 182 weist
einen erweiterten Abschnitt 184 auf, der in Druckeingriff
mit der Abdeckung 104 kommt, wenn diese an der Basis 102 angebracht
wird. Dies setzt das Federelement 182 einer Kraft aus,
die auf den Befestigungsrahmen 156 übertragen wird, wodurch der
Befestigungsrahmen 156 gegen die Basis 102 gedrängt bzw.
gedrückt
wird. Dieses Zusammenwirken der Feder 182 und der Ansätze 178, 180 stellt
die notwendige Befestigungskraft am Befestigungsrahmen 156 ohne
die Notwendigkeit separater Befestigungselemente bereit.
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18 ist
eine Schnittansicht längs
der Linie 18-18 von 17 zur
Darstellung eines von dem Befestigungsrahmen 156 gebildeten
Hohlraums 186, der eine Filterpatrone 188 aufnehmen
und haltern kann.
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In einer alternativen Ausführungsform
kann der Flügel 142 (1) radial von dem in 1 gezeigten Abschlusspunkt
erstreckt werden, so dass sich das distale Ende in der Betriebsposition
angrenzend an die innerste Datenspur erstreckt, um so den Luft-Trichtereffekt
der Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung relativ zu erhöhen. In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
kann die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung in Kombination mit
einem Plattenlaufwerk mit einer Spindelmotordrehung entgegengesetzt
zu der in 1 gezeigten
verwendet werden, wobei sich die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung effektiv
stromauf des Betätigers 112 und
insbesondere stromauf des Lese-/Schreibkopfs 120 befindet.
Zusammenfassend ausgedrückt
ist eine Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung für ein Datenspeichersystem (zum
Beispiel 100) zum Abschwächen der aerodynamischen Erregungseffekte
von Luftströmen
offenbart, die innerhalb eines Datenstapels von Datenplatten (zum
Beispiel 108), die sich unter der Steuerung eines Motors
(zum Beispiel 106) drehen, erzeugt werden. Die Datenplatten
drehen sich in funktionsmäßigem Austausch
mit einem Betätiger (zum
Beispiel 112), der eine Lese-/Schreibanordnung (zum Beispiel 120)
in einer Datenlese- und -schreibbeziehung trägt.
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Die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung kann
einen stromabwärtigen
Stripper bzw. ein Abstreifer (zum Beispiel 140) mit einer
Anzahl von Flügeln
(zum Beispiel 142) aufweisen, die jeder der Anzahl von
Platten zugeordnet und zwischen benachbarten Platten eingefügt sind.
Vorzugsweise sind die Flügel
im wesentlichen quer zu der Bahn des Lese-/Schreibkopfs angeordnet,
die sich radial über
die Datenplatte von einem äußeren Radialabschnitt
zu einem inneren Radialabschnitt der Platte erstreckt.
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Die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung kann
feiner eine stromabwärtige
gerippte Ummantelung bzw. Verkleidung (zum Beispiel 138)
aufweisen, welche den Luftstrom schichtförmig gestaltet und eine aerodynamische
Erregung der Platten und der Betätigeranordnung
reduziert. Die Ummantelung kann eine Anzahl von Rippen bzw. Flossen
(zum Beispiel 160) aufweisen, die sich im wesentlichen
in gleicher Richtung oder Erstreckung wie die Platten und in einer
eng gepassten Kante-zu-Kante-Beziehung erstrecken,
um die ausgestoßenen
Luftströme
von dem Plattenstapel ohne ein Vermischen von Luftströmungen aus
den Räumen
zwischen benachbarten Platten wegzuleiten.
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Die Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung kann
ferner einen Rahmen (zum Beispiel 156) aufweisen, der durch
ein Gehäuse
(zum Beispiel 102) des Datenspeichersystems gehaltert werden
kann und seinerseits den Luftstrom-Stripper haltert. Der Rahmen
kann eine Ummantelung bzw. Verkleidung (zum Bei spiel 158)
aufweisen, die eine Umfangsfläche
im wesentlichen transversal zu dem Außenrand der Datenspeicherplatte
und den Rippen bzw. Flossen festlegt und den Luftstrom-Stripper
schneidet. Der Rahmen kann Halterungsmittel (zum Beispiel 148, 176)
zum Haltern des Luftstrom-Strippers in seiner Bewegung zwischen
einer Betriebsposition und einer zurückgezogenen Position aufweisen,
sowie Rückhaltemittel
(zum Beispiel 170, 174) zum operativen Festhalten
des Luftstrom-Strippers in der Betriebsposition.
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Der Rahmen kann ein Vorbelastungselement (zum
Beispiel 182) aufweisen, das mit dem Gehäuse in Druckeingriff
bringbar ist und eine Befestigungskraft auf dem Rahmen innerhalb
des Gehäuses
liefert.
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Es ist anzumerken, dass zwar zahlreiche
Eigenschaften und Vorteile verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung in der vorangehenden Beschreibung zusammen mit Details der
Struktur und der Funktion verschiedener Ausführungsformen der Erfindung
dargelegt wurden, dass diese Offenbarung jedoch nur der Veranschaulichung
dient, und dass Änderungen
im Detail, insbesondere hinsichtlich der Struktur der Anordnung
von Teilen innerhalb der Prinzipien der vorliegenden Erfindung in
dem vollen Umfang, der durch die breit gefasste allgemeine Bedeutung
der Begriffe, in denen die beigefügten Ansprüche ausgedrückt sind, vorgenommen werden
können.
Beispielsweise kann die Größe und die
Anordnung der Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung variieren, während sie
im wesentlichen die gleiche Funktionalität beibehält, ohne vom Schutzumfang und
Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüberhinaus
ist die hier beschriebene bevorzugte Ausführungsform zwar auf eine stromabwärtige Stripper-Anordnung für eine Plattenlaufwerkanordnung
gerichtet, es ist jedoch anzumerken, dass Fachleute die Lehren der
vorliegenden Erfindung auch auf andere Systeme anwenden können, wie
zum Beispiel Datenspeichertest- oder -zertifizierungssysteme, Servospurschreiber
oder optische Datenspeichersysteme, ohne vom Schutzumfang und Geist
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Zusammenfassung
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STROMABSEITIGE
LUFTSTROM-KONDITIONIERUNGSVORRICHTUNG FÜR EIN PLATTENLAUFWERK MIT GERIPPTER
STRIPPER-UMMANTELUNG
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Luftstrom-Konditionierungsvorrichtung
(138) für
eine Datenspeichervorrichtung (100), das eine sich drehende
Datenspeicherplatte (108) und einen Betätiger (112) verwendet,
die in operativem Austausch in einer Datenlese- und -schreibbeziehung stehen.
Die Vorrichtung (138) umfasst einen Luftstrom-Stripper
(140) stromab des Betätigers
(112) in Bezug auf die Richtung von von den sich drehenden Platten
(108) erzeugten Luftströmen.
Der Luftstrom-Stripper (140) umfasst einen Flügel (142),
der sich im wesentlichen radial von einem äußeren Radialabschnitt zu einem
inneren Radialabschnitt der Datenspeicherplatte (108) und
angrenzend an die Datenspeicheroberfläche (122) erstreckt.
Der Flügel (142)
ist im wesentlichen transversal zu dem distalen Ende (120)
des Betätigers
(12) entlang der radialen Bewegungsbahn des Betätigers (112) über die
Datenplatte (108) angeordnet.