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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckeranordnung, insbesondere für ein Computersystem. Die Steckeranordnung weist eine Aufnahmevorrichtung für wenigstens ein Laufwerk und wenigstens einen Steckverbinder zum Anschließen des Laufwerks an das Computersystem auf. Der Steckverbinder ist an der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computersystem und einen Steckverbinder.
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Laufwerke in einem Computersystem, wie beispielsweise Festplatten, weisen häufig einen beweglichen Arm auf. Dieser wird mit einer hohen Beschleunigung bewegt, um Daten von einem Datenträger auszulesen beziehungsweise auf diesen zu schreiben. Die hohen Beschleunigungen erzeugen bei jeder Bewegung des Lese-/Schreibarms eine Unwucht in dem Laufwerk. Wird der Lese-/Schreibarm schnell hin und her bewegt, so erzeugt diese Bewegung eine Vibration, die sich auf das gesamte Laufwerk überträgt. Diese Vibration überträgt sich auch auf andere Laufwerke, die in dem Computersystem eingebaut sind. Der Lese-/Schreibarm eines Laufwerks wird durch eine von außen auf das Laufwerk einwirkende Vibration bei der Ansteuerung exakter Positionen auf dem Datenträger gestört. Dies führt dazu, dass der Lese-/Schreibarm mehr Zeit benötigt, um die exakte Position anzusteuern und das Laufwerk dementsprechend länger braucht, um Daten zu schreiben beziehungsweise zu lesen.
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Aus der
US 2015 / 0 359 115 A1 ist eine Aufnahmevorrichtung für mehrere Festplattenlaufwerke bekannt. Die Aufnahmevorrichtung umfasst Befestigungselemente für die Festplattenlaufwerke. Die Befestigungselemente werden mittels Federelementen schwingungsgedämpft.
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Aus der
US 5 547 394 A ist ein in eine Gehäusewand einbaubarer elektrischer Steckverbinder bekannt. Der Steckverbinder weist seitlich einen Verrastungsarm auf, über den der Steckverbinder an einer Oberfläche der Gehäusewand befestigt wird. Eine Einstecktiefe des Steckverbinders in die Gehäusewand wird durch eine Anschlagsschiene begrenzt. Die Anschlagsschiene weist einen Schwingungsdämpfer auf.
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Aus der
DE 697 25 175 T2 ist eine Verbindermontagekonstruktion mit einem Montageteil mit einem Durchgangsloch und einem Verbinder, der an dem Montageteil montiert ist bekannt. Der Verbinder weist einen Verbinderkörper auf, der in dem Durchgangsloch aufgenommen und eingepasst ist, welches durch das Montageteil hindurch verläuft. Der Verbinder weist ferner einen Federabstützabschnitt auf, der jeweils an einem Umfangsabschnitt des Verbinderkörpers vorgesehen ist und jeweils in der Richtung von und sich durch das Durchgangsloch benachbart einem Umfangsrand desselben erstreckt bzw. in dieses Durchgangsloch ragt. Der Verbinder weist ferner Umlenkfederabschnitte auf, die sich von dem Federabstützabschnitt aus erstrecken und zu dem Umfangsrand des Durchgangsloches umgelenkt sind, wobei die Umlenkfederabschnitte eine solche Konfiguration aufweisen, dass die Umlenkfederabschnitte nachgiebig in einer Richtung verformbar sind, die allgemein parallel zu einer Verbindermontagefläche verläuft, und dass ein distaler Endabschnitt von jedem der Umlenkfederabschnitte mit einem Umfangsrand des Durchgangsloches in Eingriff gelangen kann, um dadurch den Verbinderkörper gleichzeitig in dem Durchgangsloch zurückzuhalten und dem Verbinderkörper die Möglichkeit zu geben, geringfügig in einer Richtung verschoben oder versetzt zu werden, die allgemeinen parallel zu der Verbindermontagefläche verläuft, in Einklang mit der nachgiebigen Verformung der Umlenkfederabschnitte. Das Durchgangsloch ist so ausgebildet und die Umlenkfederabschnitte sind so positioniert, dass die Umlenkfederabschnitte mit dem Umfangsrand des Durchgangsloches in Eingriff gelangen, während der Verbinderkörper in das Durchgangsloch eingesetzt wird.
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Aus der
DE 38 18 369 A1 ist ein Verdrahtungsmodul zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von auf einem Geräterahmen angeordneten elektrischen Teilen bekannt. Das Verdrahtungsmodul enthält eine Verdrahtungseinrichtung zum Bilden eines stromführenden Pfads zu jedem dieser elektrischen Teile, wobei die Verdrahtungseinrichtung einteilig längs den Stellen in der Nähe dieser elektrischen Teile ausgebildet ist und Verdrahtungssteckereinrichtungen sind fest an den Bereichen der Verdrahtungseinrichtung angeordnet, die den Stellen in der Nähe dieser elektrischen Teile zugeordnet sind, um mit jedem dieser elektrischen Teile verbunden zu werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Übertragung von Vibrationen von einem Laufwerk auf andere Komponenten des Computersystems, insbesondere andere Laufwerke, und umgekehrt, zu reduzieren. Bevorzugt soll die Lesebeziehungsweise Schreibgeschwindigkeit eines Laufwerks in einem Computersystem verbessert werden.
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Die genannte Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
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Ein Steckverbinder einer Steckeranordnung ist dazu eingerichtet, ein Laufwerk mit einem in einer Bewegungsebene beschleunigbaren Schreib-/Lesearm anzuschließen. Der Steckverbinder der Steckeranordnung weist einen Anschlussteil zum Anschließen des Laufwerks an den Steckverbinder und einen Befestigungsteil zum Verrasten des Steckverbinders an der Aufnahmevorrichtung auf. Der Anschlussteil ist von der Aufnahmevorrichtung elastisch entkoppelt, indem der Befestigungsteil schwingungsdämpfendes Material aufweist und der Befestigungsteil derart ausgestaltet ist, dass eine Kraftübertragung von dem Anschlussteil auf den Befestigungsteil senkrecht zu der Bewegungsebene des Lese-/Schreibarms stattfindet.
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Gemäß einem ersten Lösungsansatz werden Schwingungen, die in einem Laufwerk erzeugt werden, durch das schwingungsdämpfende Material an einer Übertragung über den Steckverbinder auf die Aufnahmevorrichtung gehindert. Somit können diese Schwingungen nicht oder nur wenig andere Laufwerke, die sich ebenfalls in dieser Aufnahmevorrichtung befinden, beeinträchtigen. Gemäß einem zweiten Lösungsansatz werden Schwingungen gedämpft, indem eine Kraftübertragung senkrecht zu der Bewegungsebene des Lese-/Schreibarms erfolgt. Auf diese Weise werden Schwingungen in einer Schwingungsebene, die der Bewegungsebene des Schreib-/Lesearms entspricht, in geringerem Maße über den Steckverbinder auf die Aufnahmevorrichtung übertragen, als wenn der Befestigungsteil in einer Ebene mit der Schwingungsebene liegt. Auch andere Schwingungen und Vibrationen, die von anderen Komponenten in oder an dem Computersystem erzeugt werden, werden durch die elastische Entkopplung gedämpft. Durch die geminderte äußere Beeinträchtigung wird der Lese-/Schreibarm des Laufwerks bei der Suche von Daten auf dem Datenträger weniger gestört. Die Festplatte erzielt so eine höhere Leistungsgeschwindigkeit.
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Der Steckverbinder weist ferner ein Steckergehäuse auf, welches den Anschlussteil des Steckverbinders teilweise umgibt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das gesamte Steckergehäuse aus schwingungsdämpfendem Material. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das gesamte Steckergehäuse mit schwingungsdämpfendem Material überzogen.
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Der Befestigungsteil umfasst wenigstens ein gefedertes Einrastelement, das an dem Steckergehäuse angeordnet ist. Ein derartiges Einrastelement bietet eine einfache Vorrichtung zur unkomplizierten und schnellen manuellen Montage und Demontage des Steckverbinders an der Aufnahmevorrichtung. Außerdem bietet die Federung des Einrastelements eine zusätzliche elastische Schwingungsdämpfung.
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Der Befestigungsteil des Steckverbinders weist ferner wenigstens einen Haltefuß mit einer darin ausgeformten Nut auf. Der wenigstens eine Haltefuß ist an dem Steckergehäuse angeordnet.
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In wenigstens einer Ausgestaltung ist das schwingungsdämpfende Material ein Elastomerwerkstoff. Ein Vorteil bei der Verwendung eines Elastomerwerkstoffs liegt darin, dass Elastomerwerkstoffe kostengünstig und einfach zu verarbeiten sind.
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Eine derartige Steckeranordnung eignet sich insbesondere zur Anordnung in einem Computersystem. Der Steckverbinder der Steckeranordnung kann vorteilhafter Weise an einem Teil des Computersystems, wie zum Beispiel einer Frontblende oder einem Laufwerkskäfig angeordnet sein.
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Ein Steckverbinder ist zum Anschließen eines Laufwerks mit einem in einer Bewegungsebene beschleunigbaren Schreib-/Lesearm an ein Computersystem eingerichtet. Der Steckverbinder weist einen Befestigungsteil zum Verrasten des Steckverbinders an einer Aufnahmevorrichtung für wenigstens ein Laufwerk auf. Der Befestigungsteil weist schwingungsdämpfendes Material auf und ist derart ausgestaltet, dass eine Kraftübertragung von dem Steckverbinder auf die Aufnahmevorrichtung senkrecht zu der Bewegungsebene des Schreib-/Lesearms stattfindet.
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Vorteilhafter Weise wird die elastische Entkopplung entweder durch die Verwendung von schwingungsdämpfendem Material an dem Befestigungsteil erzielt, oder alternativ durch eine zu der Bewegungsebene des Schreib-/Lesearms senkrecht stehende Kraftübertragung von dem Steckverbinder auf die Aufnahmevorrichtung. Vorteilhaft ist aber auch eine Kombination der beiden Ausgestaltungen, um eine möglichst effektive Dämpfung zu erzielen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den angehängten Ansprüchen sowie den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen offenbart. Die Ausführungsbeispiele werden anhand der angehängten Figuren beschrieben. In den Figuren werden für Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet, diese Elemente müssen jedoch nicht in allen Einzelheiten identisch sein.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Computersystems mit einer Steckeranordnung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung,
- 2 eine Draufsicht auf ein Laufwerk eines Computersystems mit einer Steckeranordnung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung,
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung,
- 4 eine Frontalansicht des Steckverbinders gemäß der Ausgestaltung der Erfindung aus 3,
- 5 eine Seitenansicht des Steckverbinders gemäß der Ausgestaltung der Erfindung aus 3.
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1 zeigt ein Computersystem 1 mit einer Steckeranordnung 2 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Das Computersystem 1 umfasst ein Gehäuse 3, in dem sich ein Laufwerkskäfig 4 befindet. Der Laufwerkskäfig 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei Laufwerksschächte 5 auf. In dem obersten und dem untersten Laufwerksschacht 5 sind je ein Laufwerk 6 eingeschoben. Die Laufwerke 6 sind seitlich über Laufwerksschienen 7 an Seitenwänden 8 des Laufwerkskäfigs 4 befestigt. Diese Laufwerksschienen 7 ermöglichen ein einfaches Einschieben und Herausziehen der Laufwerke 6 aus dem Laufwerkskäfig 4.
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An der in dem Gehäuse 3 innenliegenden Stirnseite der Laufwerksschächte 5 befindet sich je ein Steckverbinder 9, der an einer Rückwand 10 des Laufwerkskäfigs 4 befestigt ist. Von diesem Steckverbinder 9 führen Kabel 11, beispielsweise für den Datentransfer an weitere, nicht dargestellte Komponenten des Computersystems 1 und/oder eine Stromversorgung der Laufwerke 6 durch ein Netzteil des Computersystems 1. Die Laufwerke 6 weisen je einen Gegensteckverbinder 12 auf, die bei einem Einschieben der Laufwerke 6 in die Laufwerksschächte 5 mit den entsprechenden Steckverbindern 9 verbunden werden. Diese Steckverbindungen können sogenannte Hotplug- oder Coldplugverbindungen sein.
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Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Übertragung von Vibrationen, die von einem der Laufwerke 6 erzeugt werden, auf den Laufwerkskäfig 4 über den Steckverbinder 9 unterdrückt. Dies geschieht unter anderem durch eine elastische Entkopplung des Steckverbinders 9 von dem Laufwerkskäfig 4, genauer beschrieben in den folgenden Figuren.
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2 zeigt eine Draufsicht auf ein Laufwerk 6, in diesem Fall eine SATA Festplatte, eines Computersystems 1 mit einer Steckeranordnung 2 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Das Laufwerk 6 ist umgeben von Seitenwänden 8 und einer Rückwand 10 eines Laufwerkskäfigs 4. Zwischen den Seitenwänden 8 und dem Laufwerk 6 befindet sich je eine Laufwerksschiene 7. Diese Laufwerksschienen 7 weisen elastisch gelagerte Haltestifte 13 auf, über die das Laufwerk 6 mit den Laufwerksschienen 7 verbunden ist.
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Eine Übertragung der Vibration von dem Laufwerk 6 auf die Laufwerksschienen 7 wird durch die elastisch gelagerten Haltestifte 13 gedämpft. Ohne weitere Maßnahmen würden die Vibrationen allerdings auch über einen Gegensteckverbinder 12 auf einen Steckverbinder 9 und somit wieder auf den Laufwerkskäfig 4 übertragen werden. Um diese Übertragung zu dämpfen werden in diesem Ausführungsbeispiel erfindungsgemäße Steckverbinder 9 verwendet, die in den nachfolgenden Figuren genauer beschrieben werden.
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An der Rückwand 10 des Laufwerkskäfigs 4 befindet sich der Steckverbinder 9, über den die Festplatte an das Computersystem 1 angeschlossen ist. Der Steckverbinder 9 ist mit dem Gegensteckverbinder 12 des Laufwerks 6 verbunden.
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Im Inneren des Laufwerks 6 befinden sich in diesem Ausführungsbeispiel ein rotierendes Speichermedium und ein beweglicher Arm zum Lesen und Schreiben von Daten. Beide sind in dieser Darstellung nicht sichtbar. Der Schreib-/Lesearm bewegt sich in der Zeichenebene hin und her, um mit einem Schreib-/Lesekopf an einem Ende des Schreib-/Lesearms exakte Positionen auf dem Speichermedium anzufahren. Der Schreib-/Lesearm wird im Betrieb stark beschleunigt beziehungsweise abgebremst, sodass die Bewegungen des Schreib-/Lesearms das Laufwerk 6 in Vibration versetzen. Je nach Aufbau der Festplatte führt der Schreib-/Lesearm eine rotatorische oder translatorische Bewegung aus, sodass Bewegungsanteile sowohl in Richtung der Pfeile P und S, als auch in Richtung der Pfeile Q und R auftreten können. In Abhängigkeit der Bewegungen des Schreib-/Lesearms werden die Schwingungen und Vibrationen des Laufwerks 6 in verschiedenen Richtungen hauptsächlich innerhalb der durch die Pfeile P, Q, R, S aufgespannten Ebene XY verursacht. Diese Ebene XY ist senkrecht zu einer Drehachse des rotierenden Speichermediums und parallel zu einer größten Seitenfläche der Festplatte.
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3 zeigt einen Steckverbinder 9 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Der Steckverbinder 9 weist einen Anschlussteil 14 auf. Um eine einfache Herstellung zu ermöglichen und einen sicheren Anschluss eines Laufwerks 6 an den Anschlussteil 14 zu gewährleisten besteht der Anschlussteil 14 in diesem Ausführungsbeispiel aus einem harten Kunststoffwerkstoff. Der Anschlussteil 14 umfasst Steckkontakte 15. Der Anschlussteil 14 ist teilweise umgeben von einem Steckergehäuse 16 und steht an einer ersten Längsseite A des Steckergehäuses 16 aus diesem hervor. Auf einer dem Anschlussteil 14 gegenüberliegende zweiten Längsseite B des Steckergehäuses 16 befinden sich Kabel 11, beispielsweise Strom- oder Datenkabel.
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An einer in dieser Darstellung nach unten gerichteten dritten Längsseite C des Steckergehäuses 16 befinden sich zwei Haltefüße 18. Diese Haltefüße 18 weisen eine von dem Steckergehäuse 16 abgewandte Nut 19 auf. An einer den Haltefüßen 18 gegenüberliegenden vierten Längsseite D des Steckergehäuses 16 sind an dem Steckverbinder 9 zwei gefederte Einrastelemente 20 angebracht.
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Das Einrastelement 20 ist an der vierten Längsseite D in der Nähe der Kante zu der ersten Längsseite A des Steckergehäuses 16 angebracht. Das Einrastelement 20 steht senkrecht von der vierten Längsseite D weg und ist dann in einer 90° Rundung nach hinten in Richtung der zweiten Längsseite B, parallel zur vierten Längsseite D abgebogen.
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4 zeigt eine Frontalansicht auf die erste Längsseite A des Steckverbinders 9 gemäß der Ausgestaltung aus 3. 4 zeigt den Anschlussteil 14 mit den Steckkontakten 15 zum Anschließen eines Laufwerks 6, das Steckergehäuse 16, die Haltefüße 18, die Einrastelemente 20 und einen Teil einer Rückwand 10 eines Laufwerkskäfigs 4 entsprechend dem aus 1.
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Der Steckverbinder 9 ist in einer Aussparung 21 in der Rückwand 10 derart angeordnet, sodass der Steckverbinder 9 mit der Rückwand 10 ausschließlich an den Haltefüßen 18 und den Einrastelementen 20 in Kontakt steht. Das Steckergehäuse 16 sowie der Anschlussteil 14 berühren weder die Rückwand 10, noch andere Teile des Laufwerkskäfigs 4 direkt, sondern sind durch einen umlaufenden Spalt 17 von ihm getrennt.
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5 zeigt eine Seitenansicht des Steckverbinders 9 gemäß der Ausgestaltung aus den 3 und 4. 5 zeigt den Anschlussteil 14 zum Anschließen eines Laufwerks 6, das Steckergehäuse 16, die Kabel 11, einen der Haltefüße 18 mit der darin ausgeformten Nut 19, eines der Einrastelemente 20 und einen Teil einer Rückwand 10 des Laufwerkskäfigs 4.
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Das Steckergehäuse 16 des Steckverbinders 9 ist mittig in der Rückwand 10 angeordnet. Der Haltefuß 18 besteht aus einem vorderen Teil 22 und einem hinteren Teil 23. Diese beiden Teile 22 und 23 bilden die Nut 19, welche auf ein unteres Ende der Aussparung 21 der Rückwand 10 gesteckt ist. Vorderer und hinterer Teil 22, 23 des Haltefußes 18 sind in dieser Ausgestaltung aus schwingungsdämpfendem Material, zum Beispiel einem Elastomerwerkstoff oder anderen, gummiartigen Materialien, gefertigt. Um den hinteren Teil 23 des Haltefußes 18 zusätzlich zu stabilisieren, ist eine dreieckige Lasche 24 zur Verstärkung zwischen dem hinteren Teil 23 und dem Steckergehäuse 16 angebracht.
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Das Einrastelement 20 ist dazu eingerichtet, bei einem Einstecken des Steckverbinders 9 in den Laufwerkskäfig 4 nach unten ausgelenkt zu werden und, wenn der Steckverbinder 9 eine Endposition erreicht hat, zurückzuschnappen, sodass ein Kontaktpunkt 25 des Steckverbinders 9 mit der Rückwand 10 des Laufwerkskäfigs 4 verrastet.
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Der Kontaktpunkt 25 des Einrastelements 20 mit der Rückwand 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus schwingungsdämpfendem Material gefertigt. Dies bewirkt eine zusätzliche Dämpfung der durch das Laufwerk 6 verursachten Vibrationen. In anderen Ausgestaltungen kann selbstverständlich auch das gesamte Steckergehäuse 16 aus schwingungsdämpfendem Material bestehen, oder mit solchem Material beschichtet sein.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die 1 bis 5 stellen den Fall dar, dass die elastische Entkopplung des Steckverbinders 9 von dem Laufwerkskäfig 4 durch schwingungsdämpfendes Material und durch eine Kraftübertragung von dem Anschlussteil 14 und dem Steckergehäuse 16 auf das Laufwerksgehäuse 4 überwiegend senkrecht zu der Ebene XY erzielt wird. So werden Vibrationen nicht oder nur zu einem geringen Anteil über den Steckverbinder 9 auf den Laufwerkskäfig 4 übertragen.
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Dass die Kraftübertragung senkrecht zu der Ebene XY stattfindet ist vorteilhaft gegenüber einer seitlichen Anordnung der Haltefüße 18 und der Einrastelemente 20 an dem Steckverbinder 9. In letzterem Fall läge eine Kraftübertragung nicht senkrecht, sondern parallel zu der Ebene XY vor. Eine Befestigung des Steckverbinders 9 läge in einer Ebene mit den von dem Laufwerk 6 erzeugten Vibrationen und würde diese so stärker übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Computersystem
- 2
- Steckeranordnung
- 3
- Gehäuse
- 4
- Laufwerkskäfig
- 5
- Laufwerksschacht
- 6
- Laufwerk
- 7
- Laufwerksschiene
- 8
- Seitenwand
- 9
- Steckverbinder
- 10
- Rückwand
- 11
- Kabel
- 12
- Gegensteckverbinder
- 13
- Elastisch gelagerter Haltestift
- 14
- Anschlussteil
- 15
- Steckkontakt
- 16
- Steckergehäuse
- 17
- Spalt
- 18
- Haltefuß
- 19
- Nut
- 20
- Einrastelement
- 21
- Aussparung
- 22
- Vorderer Teil des Haltefußes
- 23
- Hinterer Teil des Haltefußes
- 24
- Lasche
- 25
- Kontaktpunkt
- A
- erste Längsseite
- B
- zweite Längsseite
- C
- dritte Längsseite
- D
- vierte Längsseite
- P, Q, R, S
- Pfeil
- XY
- Ebene
