DE19833050A1

DE19833050A1 - Vorrichtung zur Kühlung von Plattenspeichern

Info

Publication number: DE19833050A1
Application number: DE1998133050
Authority: DE
Inventors: Nino Fiammingo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-22
Filing date: 1998-07-22
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Ein Speicherplattenlaufwerk kann durch Kombination von aktiver und passiver Kühlung sehr effizient gekühlt werden. Für die passive Kühlung wird ein Kühlkörper (3) mit vergrößerter Oberfläche, vorzugsweise mit einer Rippenstruktur, auf einen Teilbereich der Außenwand des Laufwerksgehäuses (2) aufgeklebt. Weiterhin wird eine aktive Kühlung dadurch bewirkt, daß durch Lüfter (4) Kühlungsluft derart angesaugt wird, daß diese an der vergrößerten Oberfläche des Kühlkörpers (3) entlangstreicht und somit für eine sehr effiziente Wärmeabfuhr sorgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Plat tenspeichern gemäß Patentanspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kühlung von Festplattenspei chern.

Die ständig steigende Speicherkapazität von in Datenverarbei tungseinrichtungen eingesetzten Plattenspeichern, insbesondere Festplattenspeichern, erfordert im allgemeinen eine ebensolche Steigerung ihrer Arbeits- d. h. Rotationsgeschwindigkeit, damit eine zufriedenstellende Zugriffsgeschwindigkeit auf die gespei cherte Information sichergestellt werden kann. Eine Zunahme in der Rotationsgeschwindigkeit der Plattenspeicher bedeutet aber, daß diese auch zunehmend Abwärme produzieren. Von seiten der Festplatten-Hersteller wird gefordert, daß ihre Produkte eine Temperatur von 60°C nicht übersteigen sollen. Wenn die Fest platten nicht gekühlt werden, können dagegen Temperaturen bis über 90°C erreicht werden. Dies führt über kurz oder lang zu einer thermischen Zerstörung des Speichermediums.

Die Lösungsansätze, die vom Stand der Technik geboten werden, erweisen sich dagegen zur Lösung dieses Problems als unzuläng lich. So wird einerseits, wie z. B. im deutschen Gebrauchsmuster DE 298 01 848, vorgeschlagen, das Festplattenlaufwerk durch ei nen Kühlkörper passiv zu kühlen. Eine bloße Vergrößerung der Oberfläche reicht hingegen nicht aus, um die Temperatur der Festplatte auf einem ausreichend niedrigen Wert zu halten. An dererseits werden Lüfter vorgeschlagen, wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS-197 01 548, durch die zwar Luft an dem Festplattenlaufwerk vorbeiströmt, letzteres aber strömungs technisch nicht geeignet ausgelegt ist.

Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kühlung von Plattenspeichern anzugeben, die es erlaubt, die Temperatur von Plattenspeichern unter ver tretbarem Aufwand auf einem ausreichend niedrigem Wert im Be trieb zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge löst. Die Erfindung zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß sie aktive Kühlung, nämlich durch Zufuhr von Kühlungsluft, und pas sive Kühlung, nämlich einen Kühlkörper mit vergrößerter Ober fläche, miteinander kombiniert.

Insbesondere schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kühlung eines Plattenspeichers, umfassend einen mit mindestens einem Teilbereich der Außenwand des Plattenspeichergehäuses in wärme leitendem Kontakt stehenden Kühlkörper, dessen freiliegende Oberfläche mindestens in einem Teilbereich durch Ausformung ei ner Struktur vergrößert ist, und mindestens einen Lüfter zum Ansaugen von Kühlungsluft derart, daß diese an der frei liegen den Oberfläche des Kühlkörpers vorbeistreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Unteranspruch ist die strukturierte Oberfläche eine Rippenstruktur, bei welcher die Rippen in Richtung der Luftströmung verlaufen, so daß die Kühlungsluft mindestens zum Teil entlang der Zwischenräume der Rippen strömt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Unteran sprüchen angegeben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie A-A';

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie B-B';

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie C-C';

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie D-D';

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie E-E';

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie F-F';

Fig. 8A, 8B Seitenansichten der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 9A eine Frontansicht, Fig. 9B eine Rückansicht der Vorrich tung der Fig. 1;

Fig. 10 eine Rückansicht einer zweiten Ausführungsform für eine Festplatte normaler Größe und einen großen Kühlkörper;

Fig. 11 eine Rückansicht einer dritten Ausführungsform für eine große Festplatte und einen großen Kühlkörper.

In den Fig. 1 bis 9 ist eine erste Ausführungsform einer er findungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Ansichten darge stellt, wobei Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vorrichtung ist.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Einschub 10 mit einer Breite von 5,25''. Der Einschub 10 weist einen Befe stigungsrahmen 1, an welchem die verschiedenen Elemente befe stigt sind. Der Befestigungsrahmen 1 enthält im wesentlichen eine vordere Gehäusewand 1a, eine hintere Gehäusewand 1b, äu ßere Seitenwände 1c und 1d, innere Seitenwände 1e und 1f, eine vordere Bodenplatte 1g und eine mittlere Bodenplatte 1h.

Wie am besten in der Fig. 7 erkennt, welche einen Querschnitt entlang der Linie F-F' der Fig. 1 zeigt, wird durch die inneren Seitenwände 1e und 1f und die mittlere Bodenplatte 1h eine Wanne für die Aufnahme eines Festplattengehäuses 2 gebildet. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, sind die inneren Seitenwände im Be reich der Linien E-E' durch seitliche Verstrebungen mit den äu ßeren Seitenwänden 1c und 1d verbunden. Das in die Wanne einge setzte Festplattengehäuse 2 wird mittels Schrauben durch Boh rungen in den Seitenwänden 1e und 1f an diese befestigt.

Wie in der Fig. 5 zu sehen ist, welche einen Querschnitt entlang der Linie D-D' in Fig. 1 zeigt, sind die Bodenplatten 1g und 1h einstückig miteinander verbunden.

Das Festplattengehäuse 2 besteht vorzugsweise aus hitzebestän digem und elektrisch isolierendem Kunststoff. In dem Festplat tengehäuse 2 ist eine Festplatte mit einem Durchmesser von bei spielsweise 3,5'' mittels Schraubbefestigung montiert. Da die Positionen der Gewinde an den Festplatten sehr unterschiedlich sind, kann für die Montage ein Langloch in dem Festplattenge häuse vorgesehen sein, um möglichst allen Festplatten einen Einbau zu ermöglichen.

An der vorderen Gehäusewand 1a sind ferner drei Lüfter oder Ventilatoren 4 angeordnet, welche auf der vorderen Bodenplatte 1g aufliegen. Diese Lüfter 4 sind vorzugsweise Hochleistungs lüfter, mit denen insgesamt eine Strömungsleistung von 61 pro Sekunde erzielt werden kann. Die Lüfter 4 saugen die Luft aus dem Inneren des Einschubs an und befördern sie durch Öffnungen entsprechender Größe in der vorderen Gehäusewand 1a nach außen, wie in Fig. 9a ersichtlich ist. Am hinteren Ende des Einschubs 10 wird dadurch frische Kühlungsluft von außen angesaugt. Al ternativ zu der gezeigten Strömungsrichtung kann auch durch Um kehrung der Drehrichtung der Ventilatoren die Kühlungsluft am vorderen Ende des Einschubs angesaugt werden.

Wie in den Fig. 5 bis 7 und 9b zu sehen ist, wird ein Kühl körper 3 auf das Festplattengehäuse 2 aufgeklebt. Um einen op timalen Wärmeübergang zu ermöglichen, wird dabei eine doppel seitig klebende Wärmeleitfolie verwendet, welche gleichzeitig eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf den Kühlkörper 3 sichert. Der Kühlkörper 3 weist in Längsrichtung des Einschubs verlau fende Kühlrippen 3A auf, um die Oberfläche des Kühlkörpers 3 zu vergrößern. Die Kühlrippen 3A sind somit derart orientiert, daß zwischen ihnen Strömungskanäle verlaufen, durch die die durch die Lüfter 4 angesaugte Kühlungsluft strömen kann und somit für eine besonders effiziente Wärmeabfuhr sorgen kann. Wie insbe sondere aus Fig. 1 und Fig. 9b ersichtlich ist, wird die von au ßen angesaugte Kühlungsluft zu etwa 60-70% oberhalb des Kühl körpers 3 angesaugt. Ein erheblicher Anteil der Luft strömt so mit durch die Strömungskanäle zwischen den Kühlrippen 3A. Auf ihrem Weg in Richtung auf die vordere Gehäusewand 1a verteilt sich dann die Luft im Inneren des Einschubs 10, verteilt sich auf die seitlichen Schlitze sowie den Durchlaß im mittleren seitlichen Bereich (s. Fig. 2) . Sie strömt somit auch entlang der beispielsweise in den Fig. 6 und 7 gezeigten Seitenwände des Festplattenlaufwerks 2 und des Kühlkörper nach vorne.

Wie in Fig. 1 und 4 zu sehen ist, werden die Stromkabel 4a für die Lüfter 4 an die äußere Seitenwand 1d geführt und sind ent lang der äußeren Seitenwand 1d von einem hitzeebeständigen Schrumpfschlauch 4b umgeben, welcher mittels zweier Kabelbinder mit der äußeren Seitenwand 1d verbunden ist. Den Stromstecker für die Lüfter 4 könnte man eventuell schon im Kunststoffge häuse integrieren. Somit müßten nur noch die Crimpkontakte in das Gehäuse gesteckt werden.

Die Befestigung der Lüfter 4 erfolgt mittels 4 konischer Kunst stoffzapfen. Somit müssen die Lüfter nur noch auf das Gehäuse aufgedrückt werden. Die Bohrungen der Standardlüfter (40×40×10) zur Aufnahme der Kunststoffzapfen sind genormt.

In den Fig. 10 und 11 sind ein zweites und ein drittes Aus führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Diese Ausführungsbeispiele demonstrieren, daß die erfindungsge mäße Vorrichtung in vertikaler Richtung nach oben erweiterbar ist. Es kann also entweder ein noch größerer Kühlkörper 3 wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 10 oder eine noch größere Festplatte oder ein Festplattenstapel wie bei dem drit ten Ausführungsbeispiel der Fig. 11 verwendet werden.

Die Erfindung ist natürlich auch auf andere Plattenspeicherme dien wie beispielsweise Floppy-Disk-Laufwerke oder optische Plattenspeicher anwendbar.

Die Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt, daß der Kühlkörper 3 eine Rippenstruktur aufweist. Zur Vergrößerung der freiliegenden Oberfläche des Kühlkörpers kann seine Ober fläche auch eine andere geeignete Strukturierung wie eine Nop penstruktur aufweisen.

Claims

1. Vorrichtung zur Kühlung eines Plattenspeichers, umfassend einen mit mindestens einem Teilbereich dem Außenwand des Plat tenspeichergehäuses (2) in wärmeleitendem Kontakt stehenden Kühlkörper (3), dessen freiliegende Oberfläche mindestens in einem Teilbereich durch Ausformung einer Struktur vergrößert ist, und mindestens einen Lüfter (4) zum Ansaugen von Kühlungsluft der art, daß diese an der freiliegenden Oberfläche des Kühlkörpers (3) vorbeistreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Struktur Rippen (3A) aufweist, die in Richtung der Luftströmung verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Kühlkör per (3) mit einer doppelseitigen Wärmeleitfolie an die Außen wand des Plattenspeichergehäuses (2) angeklebt ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, welche als Einschub (10) einer bestimmten Normbreite, insbesondere einer Normbreite von 5,25'', ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, ferner aufweisend einen Befestigungsrahmen (1), wel cher eine vordere Gehäusewand (1a), eine hintere Gehäusewand (1b), äußere Seitenwände (1c, 1d), innere Seitenwände (1e, 1f) und mindestens eine Bodenplatte (1g, 1h) aufweist, wobei an der vorderen Gehäusewand (1a) der mindestens eine Lüfter (4) ange bracht ist und durch die inneren Seitenwände (1e, 1f) und eine Bodenplatte (1h) eine Wanne gebildet ist, in die das Platten speichergehäuse (2) und der daran befestigte Kühlkörper (3) eingesetzt sind.