DE69320664T2

DE69320664T2 - Luftfilter und umlaufsystem für hartplattenantrieb

Info

Publication number: DE69320664T2
Application number: DE69320664T
Authority: DE
Inventors: F. Eugene Longmont Co 80501 Dion
Original assignee: Maxtor Corp
Current assignee: Maxtor Corp
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: DE69320664D1; US5307222A; EP0738417A4; WO1994011870A1; EP0738417A1; AU5443594A; EP0738417B1; JPH08503327A

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Festplattenlaufwerkvorrichtung.

Beschreibung der verwandten Technik

Festplattenlaufwerke weisen Magnetköpfe auf, die in ihrer Nähe angeordnete Magnetplatten magnetisieren und die magnetischen Felder der Magnetplatten erfassen. Wenn Verunreinigungen, wie beispielsweise Staub oder Wasser, in das Laufwerk eindringen, können während des Betriebs der Platte Fehler auftreten. Es wäre wünschenswert, das Laufwerk vollständig abzudichten, um zu verhindern, daß Fremdmaterie in den inneren Hohlraum des Laufwerks eindringt. Bei der Herstellung oder bei der anschließenden Verwendung des Plattenlaufwerks treten bedauerlicherweise Defekte auf, so daß nicht immer eine vollkommene Abdichtung gewährleistet ist. Aus diesem Grunde weisen die meisten herkömmlich erhältlichen Festplattenlaufwerke Filtersysteme auf, die in das Laufwerk eindringende Verunreinigungen entfernen. Solche Filtersysteme weisen typischerweise eine zugeordnete Öffnung oder Öffnungen auf, durch die Umgebungsluft in das Plattenlaufwerk strömen kann. Ein oder mehrere Filter sind typischerweise in Fluidverbindung mit der Öffnung angeordnet, um Verunreinigungen aufzufangen, die in das Laufwerk eindringen können. Ein Filtersystem für ein Festplattenlaufwerk muß in der Lage sein, sowohl Staub- als auch Wasserpartikel zu entfernen, die in das Laufwerk eindringen können. Außerdem ist es vorteilhaft ein zweites Filtersystem bereitzustellen, das jegliche Verunreinigungen entfernt, die durch das erste Filtersystem nicht entfernt wurden, die während des Zusammenbaus im Laufwerk eingeschlossen wurden oder durch eine sekundäre Öffnung in den Hohlraum eindringen. Ein solches Filtersystem muß außerdem in der Lage sein, Umgebungsdruckänderungen zu kompensieren. Beispielsweise kann bei Verwendung des Laufwerks in einer Höhenlage der Innendruck im Laufwerk reduziert sein. Durch anschließende Verwendung des Laufwerks in einer geringeren Höhenlage kann veranlaßt werden, daß aufgrund des höheren Umgebungsdrucks Luft in das Plattenlaufwerk gezwungen wird. Daher wäre es wünschenswert, ein Laufwerk zur Verfügung zu haben, das ein effizientes Filtersystem aufweist und durch das verhindert wird, daß Luft in den inneren Hohlraum des Plattenlaufwerks eindringt, wenn das Laufwerk in Umgebungen mit verschiedenen Luftdrücken verwendet wird.
In der US-A-4363057 wird eine Umluftfilterkanalstruktur beschrieben, wobei durch eine Kombination aus kanalluftströmungsinduzierenden Faktoren, die auf einer Druckdifferenz und einem Ansaugeffekt einer Venturistruktur basieren, eine effektivere Filterwirkung erhalten wird. Insbesondere strömt bei Vorhandensein einer sich bewegenden Scheibe Luft durch einen Filterkanal und durch eine Einlaßöffnung in eine Einlaßkammer, anschließend durch eine foraminartige Filterwand, eine Auslaßkammer und schließlich durch eine Auslaßöffnung.
In der EP-A-0427490 wird eine Plattenlaufwerkvorrichtung mit einer Umgebungsluftfilteranordnung beschrieben, die das Eindringen von Wasserdampf aus der Umgebungsatmosphäre in das Gehäuse verhindert, indem zwischen der Umgebungsatmosphäre und dem Inneren des Plattenlaufwerks eine Öffnung vorgesehen ist, die dem Eindringen von Wasserdampf in das Gehäuse einen Widerstand entgegensetzt. Zum Absorbieren von Feuchtigkeit ist ein Trockenmittel vorgesehen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filtersystem für ein Festplattenlaufwerk bereitzustellen, das das Eindringen von Verunreinigungen in das Laufwerk verhindert und eine wirksame Einrichtung bildet, um Luft im Laufwerk zu zirkulieren.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filtersystem für ein Plattenlaufwerk bereitzustellen, das bei verschiedenen Umgebungsdrücken effizient arbeitet. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Festplattenlaufwerk mit mehreren Filtersystemen bereitgestellt, die verhindern, daß durch Verunreinigungen Fehler bei Lese- /Schreiboperationen des Laufwerks verursacht werden. Das Plattenlaufwerk weist eine einzelne Ventilations- oder Druckausgleichsöffnung auf, die eine Fluidverbindung zwischen der Umgebung und einem im Laufwerkgehäuse ausgebildet Diffusionsrohr ermöglicht. Das Diffusionsrohr ist mit einer Trockenmittelkammer verbunden, das einen Druckausgleichsfilter und ein wasserabsorbierendes Material, z. B. ein Trockenmittel, enthält. Die Trockenmittelkammer ist mit einem Venturiabschnitt des inneren Hohlraums des Plattenlaufwerks verbunden.
Der Venturiabschnitt ist mit einer unteren Umluftkammer verbunden, die durch einen Umluftfilter von einer oberen Umluftkammer getrennt ist. Das Plattenlaufwerk weist außerdem einen Umluftschlitz auf, durch den eine Fluidverbindung zwischen einem inneren Hohlraum des Plattenlaufwerks und der oberen Umluftkammer bereitgestellt wird. Durch die Drehbewegung der Magnetplatte wird Luft vom inneren Hohlraum in die obere Umluftkammer gedrückt. Durch die Drehbewegung der Platte über den Venturiabschnitt wird außerdem ein Unterdruck in der unteren Umluftkammer erzeugt, so daß Luft von der oberen Umluftkammer über den Umluftfilter in die untere Umluftkammer strömt.
Durch die Umluftkammern, den Venturiabschnitt und die Plattendrehbewegung wird in Kombination ein inneres Pumpsystem gebildet, durch das eine Luftzirkulation der Innenluft des Plattenlaufwerks durch den Umluftfilter erzeugt wird, so daß jegliche Verunreinigungen im Plattenlaufwerk aufgefangen werden. Durch das Zwangspumpsystem wird ein effizientes Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen im Laufwerk bereitgestellt. Die sich drehende Scheibe und der Venturiabschnitt erzeugen außerdem einen Druck im inneren Hohlraum, der typischerweise höher ist als der Umgebungsdruck, so daß keine Luft durch sekundäre Öffnungen in das Laufwerk eindringen kann, die während der Herstellung oder während einer anschließenden Verwendung des Laufwerks möglicherweise im Gehäuse entstehen.
Das Trockenmittel und der Druckausgleichsfilter verhindern, daß Wasser und andere Fremdmaterie über die Druckausgleichsöffnung in den inneren Hohlraum eindringen. Das Diffusionsrohr bildet einen Luftkondensator, der Umgebungsdruckänderungen kompensiert. Insbesondere ist das Diffusionsrohr so konstruiert, daß keine Luft in den inneren Hohlraum gepumpt wird, wenn der Umgebungsdruck höher ist als der Innendruck des Plattenlaufwerks.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer Basisplatte eines erfindungsgemäßen Festplattenlaufwerks;
Fig. 2 eine Unteransicht der Basisplatte von Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittansicht der Basisplatte zum Darstellen eines Trockenmittels und eines Druckausgleichsfilters in einer Trockenmittelkammer;
Fig. 4 eine Unteransicht einer Abdeckplatte des Festplattenlaufwerks; und
Fig. 5 eine Querschnitansicht einer sich über einen Venturiabschnitt des Festplattenlaufwerks drehenden Magnetplatte.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 und 2 zeigen ein Filtersystem 10 für ein Festplattenlaufwerk. Das Plattenlaufwerk weist vorzugsweise ein Aufnahme-Verbindungselement auf, das in ein zugehöriges Einsteck-Verbindungselement in einem Computer gesteckt werden kann, und hat vorzugsweise Abmessungen von etwa 85,6 mm · 54,0 mm · 10,5 mm. Das Plattenlaufwerk weist eine Basisplatte 12 mit einer Druckausgleichsöffnung 14 auf, durch die eine Fluidverbindung zwischen der Umgebung und einem Diffusionsrohr 16 hergestellt wird. Die Druckausgleichsöffnung 14 ist die einzige Öffnung in das Plattenlaufwerk. Das Diffusionsrohr 16 ist typischerweise durch einen Kunststoffilm mit einer druckempfindlichen Klebstoffschicht definiert, die in der Basisplatte 12 ausgebildete Kanäle abdeckt. Das Diffusionsrohr 16 ist durch eine Öffnung 19 mit einer in der Basisplatte 12 ausgebildeten Trockenmittelkammer 18 verbunden.
Wie in Fig. 3 dargestellt, weist die Trockenmittelkammer 18 typischerweise ein flüssigkeitsabsorbierendes Element 20 und einen Druckausgleichsfilter 22 auf. Der Druckausgleichsfilter 22 ist so konstruiert, daß er Partikel, wie beispielsweise Staub, auffängt, die in die Kammer 18 eindringen können. Das flüssigkeitsabsorbierende Element 20 ist vorzugsweise ein Trockenmittel, das jegliche Wasserpartikel oder jeglichen Wasserdampf absorbiert, der durch das Diffu sionsrohr 18 strömen kann. Das Diffusionsrohr 16 ist vorzugsweise so konstruiert, daß ein langer Weg zwischen der Öffnung 14 und der Trockenmittelkammer 18 gebildet wird, so daß verunreinigte Luft bei normalen Umgebungsdruckänderungen die Kammer 18 nicht erreicht. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Diffusionsrohr 18 etwa 330 mm lang. Durch den langen Diffusionsweg wird außerdem ein Luftkondensator gebildet, durch den Umgebungsdruckänderungen kompensiert werden, ohne daß Außenluft in die Kammer 18 strömen kann. Wenn beispielsweise die Umgebungsluft einen höheren Druck aufweist als die Luft im Hohlraum, wird die Umgebungsluft in das Diffusionsrohr 16 strömen. Durch die Länge des Rohrs 16 wird verhindert, daß, falls überhaupt, eine wesentliche Umgebungsluftmenge in die Kammer 18 eindringt. Das Diffusionsrohr 18 hat vorzugsweise einen ausreichend großen Durchmesser, so daß die Luft eher die Tendenz hat, durch die Druckausgleichsöffnung zu strömen als durch eine sekundäre Öffnung im Laufwerkgehäuse. Dadurch wird jegliche Luft, die in das Laufwerk eintritt, durch das Trockenmittel 20 und den Druckausgleichfilter 22 herausgefiltert.
Die Trockenmittelkammer 18 ist durch einen inneren Kanal 26 und Öffnungen 27 mit einem Venturiabschnitt 24 der Basisplatte 12 verbunden. Der Venturiabschnitt 24 ist außerdem durch einen Kanal 30 und Öffnungen 31 und 40 mit einer Umluftkammer 28 verbunden. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird die Umluftkammer 28 durch die Basisplatte 12 und eine Abdeckplatte 32 gebildet. Die Umluftkammer 28 weist einen Umluftfilter 34 auf, der eine obere Umluftkammer 36 von einer unteren Umluftkammer 38 trennt. Die untere Umluftkammer 38 steht durch die untere Umluftöffnung 40 in Fluidverbindung mit dem Kanal 30 und dem Venturiabschnit 24. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist die Abdeckplatte 32 einen Umluftschlitz 42 auf, durch den eine Fluidverbindung zwischen der oberen Umluftkammer 36 und einem inneren Hohlraum 44 des Plattenlaufwerks hergestellt wird.
Wie in Fig. 5 dargestellt, wirkt der Venturiabschnitt 24 mit der rotierenden Magnetplatte 46 des Laufwerks zusammen, um den Druck im inneren Hohlraum 44 zu erhöhen. Die Hochdruckluft im inneren Hohlraum 44 wird durch die rotierende Platte 46 durch den Umluftschlitz 42 hindurch in die obere Umluftkammer 36 gedrückt. Durch den Venturiabschnitt 24 wird außerdem der Druck in der unteren Umluftkammer 38 reduziert. Durch die Kombination aus dem Hochdruck in der oberen Kammer 36 und dem Unterdruck in der unteren Kammer 38 wird Luft durch den Umluftfilter 34 gezwungen. Durch die durch die Platte und den Venturiabschnitt erhaltene erfindungsgemäße erzwungene Pumpwirkung wird eine Druckdifferenz erzeugt, durch die Luft durch die meisten Filter, einschließlich Filter, die typischerweise einen hohen Druckabfall aufweisen, gedrückt werden kann.
Durch die Platte und den Venturiabschnitt wird im inneren Hohlraum typischerweise ein Druck erzeugt, der höher ist als der Umgebungsluftdruck. Daher hat die Luft eher die Tendenz, aus jeglichen sekundären Öffnungen heraus-, als in den inneren Hohlraum des Plattenlaufwerks hineinzuströmen. Sekundäre Öffnungen können durch Porositäten gebildet werden, die im Gehäusematerial selbst erzeugt werden, oder durch die Zwischen- oder Übergangsfläche zwischen der Basisplatte und der Abdeckplatte.

Claims

1. Festplattenlaufwerk mit:

einem Gehäuse mit einem in einem inneren Hohlraum angeordneten Venturiabschnitt (24), wobei der Venturiabschnitt (24) über eine untere Umluftöffnung (40) mit einer unteren Umluftkammer (38) in Fluidverbindung steht, und wobei der innere Hohlraum über einen oberen Umluftschlitz (42) mit einer oberen Umluftkammer (36) in Fluidverbindung steht;

wobei das Gehäuse ferner eine mit einem Diffusionsrohr (16) und mit dem Venturiabschnitt (24) des inneren Hohlraums in Fluidverbindung stehende Trockenmittelkammer aufweist, das Diffusionsrohr (16) über eine Druckausgleichsöffnung (14) mit dem Umgebungsdruck verbunden ist, und wobei durch das Diffusionsrohr ein Luftkondensator zum Kompensieren von Umgebungsdruckänderungen bereitgestellt wird;

einem Umluftfilter (34), der die obere und die untere Umluftkammer (36, 38) trennt;

einem in der Trockenmittelkammer (18) angeordneten fluidabsorbierenden Element (20);

einem in der Trockenmittelkammer (18) angeordneten Druckausgleichsfilter (22); und

einer sich innerhalb des Gehäuses drehenden Magnetplatte (46), wobei durch die Drehbewegung der Magnetplatte (46) über den Venturiabschnitt (24) in der unteren Umluftkammer (38) ein Unterdruck und in der oberen Umluftkammer (36) ein Überdruck erzeugt wird, so daß Luft im inneren Hohlraum von der oberen Umluftkammer (36) über den Umluftfilter (34) zur unteren Umluftkammer (38) strömt.

2. Festplattenlaufwerk nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse eine Größe von etwa 85 mm · 54 mm · 10 mm aufweist.

3. Festplattenlaufwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Diffusionsrohr (16) etwa 330 mm lang ist.