Elastische Halterung und Montagerahmen zur Montage eines Ge¬ rätemoduls
Die Erfindung betrifft eine Halterung zur Montage eines Gerä¬ temoduls in einem Montagerahmen, insbesondere zur Montage ei¬ nes Speicherlaufwerks in einem Computer, gemäß dem Oberbeg¬ riff der nebengeordneten Ansprüche.
Im Büroalltag werden zunehmend Geräte eingesetzt, die über elektromechanische Antriebe verfügen. Solche Geräte können beispielsweise Festplatten oder CD- bzw. DVD-Laufwerke sein, die in Arbeitsplatzrechnern (Computern) eingesetzt werden. Durch die mechanischen Antriebe solcher Geräte, wie bei¬ spielsweise den Motor eines Laufwerks oder den Antrieb von Schreib-/Lese-Köpfen werden Erschütterungen und Vibrationen des Laufwerksgehäuses verursacht. Solche Vibrationen setzen sich über Montagrahmen, in welchen die Laufwerke üblicherwei- se montiert sind, zu dem Gehäuse des Computers fort. Dadurch wird sowohl der Montagerahmen als auch das Computergehäuse zu Schwingungen und Erschütterungen angeregt. Da insbesondere das Gehäuse mit den bei einem üblichen Computer vorhandenen großflächigen Seitenwänden einen guten Resonanzkörper dar- stellt und die Körperschallübertragung von dem Laufwerk auf das Gehäuse des Computers aufgrund der allgemein verwendeten geschraubten Verbindungen eine geringe Dämpfung aufweist, können sich leicht Geräusche entwickeln. Diese Geräusche wer¬ den von Benutzern von Computern zunehmend als störend empfun- den.
Ein anderer Anwendungsbereich von Computern, bei dem die schwach gedämpfte Übertragung von Schwingungen zwischen einem Laufwerk und dem Gehäuse problematisch ist, ist der Einsatz
von Computern bei der Überwachung von Schwingungen größerer Maschinen oder Bauwerke. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn der Computer einer Messeinrichtung auf der Ma¬ schine oder dem Bauwerk selbst angeordnet wird. Problematisch ist dabei, dass Erschütterungen und Schwingungen von dem
Laufwerk auf die Maschine übertragen werden können und so das Messergebnis verfälschen können. Weiterhin sind Laufwerke oft erschütterungsempfindlich, weshalb eine Schwingungsentkopp¬ lung des Laufwerks von der zu untersuchenden, schwingenden Maschine wünschenswert ist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, anstelle lediglich einer Metallschraube eine schwingungsgedämpfte Schraubverbin¬ dung zur Montage des Gerätemoduls zu verwenden, die bei- spielsweise aus der Anordnung eines Gummirings zwischen der Schraube und dem Rahmen besteht. Nachteilig an solchen Ver¬ bindungen ist, dass sie keine ausreichend hohe Dämpfung bie¬ ten, da sie nur in geringer Stärke ausgeführt werden können. Ansonsten könnte eine zuverlässige Halterung des Laufwerks oder eines vergleichbaren Gerätemoduls nicht gewährleistet werden.
Aus der US 6 487 081 B2 ist eine Festplattenhalterung be¬ kannt, die über einen Rahmen verfügt, der einerseits mit Stiften die Festplatte hält und andererseits mit pilzförmigen Montageelementen in einem Chassis befestigt ist.
Die DE 100 07 418 Al offenbart einen Einschubrahmen für ein Festplattenlaufwerk, wobei das Festplattenlaufwerk in dem Einschubrahmen mit Stiften fixiert ist.
Aus der US 6 102 499 ist ein Rahmen für CD-ROM-Laufwerke be¬ kannt.
Die US 5 216 582 offenbart eine Halterung für ein Festplat¬ tenlaufwerk mit einem zweiteiligen Montagerahmen, der im mon¬ tierten Zustand das Festplattenlaufwerk umgreift. An dem Mon¬ tagerahmen sind vier stoßabsorbierende Halteelemente vorgese- hen, mit denen der Montagerahmen in einem Computer befestigt wird.
Aus der US 5 940 265 ist eine Plattenlaufwerks-Halterung be¬ kannt, die es ermöglicht, bei einem horizontal angeordneten Computer ein zusätzliches Plattenlaufwerk zu installieren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Halterung zur Monta¬ ge eines Gerätemoduls in einem Montagerahmen anzugeben, wel¬ che die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbe- sondere soll die Halterung eine Schwingungsentkopplung des
Gerätemoduls gegenüber dem Halterahmen bei einer zuverlässi¬ gen Fixierung des Gerätemoduls gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch eine Halterung gemäß Anspruch 1 und die Verwendung einer Halterung gemäß dem nebengeordneten An¬ spruch gelöst.
Die erfindungsgemäße Halterung weist zur Lösung der Aufgabe ein Halteelement auf, das im montierten Zustand in den Monta- gerahmen eingreift und das außer dem Halteelement zusätzlich eine das Gerätemodul oder das Speicherlaufwerk im montierten Zustand umgreifende Manschette aufweist. Das Halteelement ist an der Außenseite der Manschette angebracht, wobei in der Manschette das Gerätemodul angeordnet werden kann, um das Ge- rätemodul durch die Manschette zu haltern.
Die das Gerätemodul oder das Laufwerk umgreifende Manschette bietet den Vorteil, dass sie das Gerätemodul von dem Montage¬ rahmen und damit auch von einem Gehäuse eines Computers
schwingungsentkoppeln kann. Dadurch wird- es möglich, Schwin¬ gungen, die in dem Gerätemodul entstehen, zu dämpfen und zu entkoppeln, so dass sie sich nicht weiter auf den Montagerah¬ men und ein damit verbundenes Gehäuse ausbreiten können. Ins- besondere in Verbindung mit einem schallgedämpften Gehäuse kann so ein starker Schallschutz erzielt werden. Weiterhin ist dadurch auch das Gerätemodul vor Erschütterungen, die ü- ber den Montagerahmen auf das Gerätemodul übertragen werden könnten, wirkungsvoll geschützt.
Vorzugsweise besteht die Manschette vollständig aus elasti¬ schem und schwingungsdämpfendem Material. Die erfindungsgemä¬ ße Halterung ist dadurch einfacher als vergleichbare bekannte Halterungen und lässt sich schneller und einfacher montieren. Sie erreicht außerdem eine bessere Schwingungsdämpfung und Reduzierung von Erschütterungen, da Erschütterungen und Schwingungen, die durch den Betrieb des Gerätemoduls wie z.B. einer Festplatte bzw. eines Laufwerks entstehen, bereits durch die Manschette gedämpft werden. Außerdem sind die Her- Stellungskosten geringer, da die Manschette komplett aus
Elastomer hergestellt werden kann und nicht aus zwei unter¬ schiedlichen Materialien hergestellt werden muss.
Vorzugsweise ist das Halteelement, mit dem die Halterung mit der Manschette in dem Montagerahmen befestigt ist, als pilz¬ förmiger Steckfuß ausgebildet. Ein Vorteil ist, dass sich der pilzförmige Steckfuß leicht montieren lässt und eine geringe Kontaktfläche zwischen der Halterung und dem Montagerahmen bietet, wodurch eine wirksame Schwingungsentkopplung erreicht werden kann. Vorteilhafterweise wird auch die Kontaktfläche zwischen der Manschette und dem Gerätemodul minimiert, indem an der Gerätemodul-seitigen Innenfläche der Manschette ein oder mehrere noppenartige Vorsprünge angeordnet werden, um eine weitere Schwingungsentkopplung zu erreichen. Die noppen-
artigen Vorsprünge weisen vorzugsweise eine kugelflächige 0- berfläche auf, wodurch die Kontaktfläche minimiert wird. Wei¬ terhin ist es auch möglich, die Vorsprünge in Form von Pyra¬ miden oder spitzen Kegeln auszuführen, wobei die Spitzen in Richtung des Gerätemoduls zeigen, um das Gerätemodul mit ei¬ ner minimalen Kontaktfläche zu haltern. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Gerätemodul ausschließlich über Vor¬ sprünge der Manschette gehalert wird oder zumindest an den Seiten von der Manschette durch Vorsprünge beabstandet ist. Auf diese Weise wird eine direkte Schallübertragung von dem Laufwerk über die Manschette auf eine danebenliegende Monat¬ gewand zusätzlich abgeschwächt.
Zur Fixierung des Gerätemoduls in der Manschette ist vorteil- hafterweise an der gerätemodulseitigen Innenfläche der Man¬ schette zumindest ein Fixierstift angeordnet. Vorzugsweise ist der Fixierstift auf eine solche Weise in der Manschette angeordnet, dass er bei einer Montage der Manschette in eine Montageöffnung, beispielsweise eine Montageöffnung eines Laufwerks, eingreifen kann. Dadurch wird eine zuverlässige Fixierung des Gerätemoduls oder des Laufwerks in der Man¬ schette und damit in der Halterung erreicht. Der Fixierstift weist vorzugsweise eine Abmessung auf, mit der er passgenau in die entsprechende Öffnung bzw. Montagebohrung des gehal- terten Gerätemoduls greift.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das Halteelement, die Manschette, der noppenartige Vorsprung oder der Fixierstift zumindest teilweise aus einem elastischen oder schwingungs- dämpfenden Material besteht. Solche Materialien schließen allgemein Kunststoffe, wie beispielsweise Polymere, Polyole- fine, Polyalkylene und andere Materialien ein, die dazu ge¬ eignet sind, das Gerätemodul einerseits zuverlässig zu hal¬ tern und andererseits eine hohe Dämpfung aufweisen. Besonders
bevorzugt werden Elastomere verwendet, da sie elastisch sind und allgemein gute Dämpfungseigenschaften aufweisen. Es sind im allgemeinen solche Materialien geeignet, die eine Last- Verformungs-Kurve mit einer Hystereseschleife aufweisen, d.h. dass bei der Belastung des Materials vorzugsweise wesentlich mehr Energie aufgenommen wird, als bei der Entlastung und e- lastischen Rückverformung des Materials wieder abgegeben wird. Es ist auch möglich, beispielsweise nur die noppenarti¬ gen Vorsprünge aus einem schwingungsdämpfenden Material her- zustellen, so dass eine Schwingungsübertragung zwischen Man¬ schette und Festplatte vermieden wird. Andererseits ist es auch möglich, lediglich das Halteelement bzw. den pilzförmi¬ gen Steckfuß aus einem elastischen oder schwingungsdämpfenden Material herzustellen und die Manschette aus einem stabileren Material, beispielsweise Stahl, herzustellen. Besonders be¬ vorzugt wird jedoch, dass die gesamte Halterung aus einem schwingungsdämpfenden Material hergestellt wird, da dadurch eine sehr gute Schwingungsentkopplung des Gerätemoduls von dem Montagerahmen erreicht werden kann.
Vorzugsweise wird die Halterung so konstruiert, dass die Re¬ sonanzfrequenz der Halterung mit dem Montagerahmen und dem Gerätemodul über oder unterhalb einer Anregungsfrequenz liegt. Die Anregung kann beispielsweise durch eine Umwucht eines Laufwerks bedingt sein. Die Anregungsfrequenz kann je¬ doch auch die Schwingungsfrequenz einer Maschine sein, auf welcher der Computer mit dem Gerätemodul angeordnet ist. Das Gerätemodul stellt dabei in einem schwingfähigen System eine kleinere Masse dar, die über ein Feder-Dämpfer-Element, das ist die idealisierte Halterung, an einer größeren Masse, das ist der schwingungserregte oder stillstehende Computer, ange¬ koppelt ist. Soll eine Schallentwicklung von dem Gerätemodul nach außen gedämpft werden, so liegt die Resonanzfrequenz der Halterung im montierten Zustand vorzugsweise unterhalb der
Erregerfrequenz, d.h. das System wird tief abgestimmt, wobei die Erregung überkritisch ist. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Resonanzfrequenz kleiner ist als 1/V2 x Erre¬ gerfrequenz, da dann die Schwingungsübertragung bereits durch die Abstimmung des schwingungsfähigen Systems vermindert wird. Eine zusätzliche Dämpfung durch die Materialeigenschaf¬ ten ist jedoch auch hierbei wünschenswert. Im anderen Fall, bei dem das Gerätemodul vor von außen erregten Schwingungen geschützt werden soll, ist eine hohe Abstimmung günstiger.
Vorteilhafterweise wird an mindestens einem Rand der Man¬ schette eine Zuglasche angeformt, die ein manuelles Aufziehen der Manschette auf das Gerätemodul erleichtert. Dadurch wird eine einfache Montage der Halterung auf dem Gerätemodul er- möglicht.
Vorzugsweise weist das Halteelement eine Axialbohrung auf, in die beispielsweise ein Hartplastik- oder Stahlstift gesteckt werden kann, um auch eine zuverlässige Halterung schwerer Ge- rätemodule in dem Montagerahmen zu gewährleisten. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der in eine Montagebohrung des gehalterten Gerätemoduls greifende Fixierstift fluchtend mit dem Halteelement angeordnet ist, wobei das Halteelement außen an der Manschette angebracht ist und der Fixierstift innen an der Manschette angebracht ist. Durch das Halteelement, die Manschette und den Fixierstift kann dann eine Axialbohrung eingebracht werden, die den Vorteil bietet, dass die Stabili¬ tät der Halterung des Gerätemoduls mit einem eingesetzten Stift aus einem harten Material, beispielsweise Stahl, ver- bessert werden kann.
Weiterhin ist ein Montagerahmen zur Montage eines Gerätemo¬ duls in einem elektronischen Gerät, insbesondere zur Montage eines Speicherlaufwerks in einem Computer, Gegenstand der Er-
findung. Der Montagerahmen weist erfindungsgemäß eine Aufnah¬ me auf, in die im montierten Zustand eine Halterung ein¬ greift, welche wiederum das Gerätemodul haltert. Erfindungs¬ gemäß werden zur Befestigung einer Manschette ausgebildete Aufnahmen angeordnet, wobei zur Befestigung einer Manschette zwei in dem Montagerahmen sich gegenüberliegende Aufnahmen angeordnet werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine Man¬ schette, mit der eine Schwingungsentkopplung des Gerätemoduls von dem Montagerahmen erreicht werden kann, zuverlässig in dem Montagerahmen gehaltert werden kann.
Vorzugsweise weist zumindest eine der Aufnahmen einen in ei¬ nem Blech geformten Trichter mit einer Engstelle auf, in den ein pilzförmiger Steckfuß der Halterung einsteckbar ist. Bei einer Halterung, die eine Manschette mit einem daran ange¬ formten pilzförmigen Steckfuß aufweist, bietet dies den Vor¬ teil, dass die Halterung mit dem Gerätemodul leicht in dem Montagerahmen montierbar ist. Vorteilhafterweise bietet der Trichter mit der Engstelle eine zuverlässige Fixierung für den pilzförmigen Steckfuß. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Durchmesser des schmaleren Teils des pilzförmigen Steckfußes breiter ist als die Engstelle, wobei der pilzförmige Steckfuß vorzugsweise aus einem elasti¬ schen Material besteht, das sich in den Trichter mit der Engstelle hineindrücken lässt, so dass der pilzförmige Steck¬ fuß durch die Engstelle vor einem Herausfallen gesichert ist.
Außerdem sind auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Halterung zur Montage eines Gerätemoduls, insbesondere zur Montage eines Speicherlaufwerks in einem Computer und ein
Haltesystem zur Montage eines Gerätemoduls, insbesondere zur Montage eines Speicherlaufwerks in einem Computer, mit einer erfindungsgemäßen Halterung und einem erfindungsgemäßen Mon¬ tagerahmen jeweils eigenständige Gegenstände der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Halterung, der erfindungsgemäße Montage¬ rahmen, das erfindungsgemäße Haltesystem und die erfindungs¬ gemäße Verwendung der Halterung werden anschließend anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfin¬ dungsgemäßen Halterung.
Figur 2 zeigt ein Detail der in der Figur 1 dargestellten Halterung.
Figur 3 zeigt zwei der in Figur 1 dargestellten Halterungen zusammen mit einem Speicherlaufwerk.
Figur 4 zeigt die Montage eines Speicherlaufwerks mit zwei der in Figur 1 dargestellten Halterungen in einem erfindungsgemäßen Montagerahmen.
Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Halte¬ rung.
Die in Figur 1 dargestellte Halterung 1 ist dazu vorgesehen, ein Speicherlaufwerk in einem Computer zu haltern. Die Halte- rung 1 kann mit Steckfüßen 2 in einem in Figur 1 nicht darge¬ stellten Montagerahmen befestigt werden. In Figur 1 ist le¬ diglich ein Steckfuß 2 zu sehen. Die gesamte Halterung 1 be¬ steht aus einem schwingungsdämpfenden Elastomer.
Die Halterung 1 ist dazu vorgesehen, das Speicherlaufwerk durch eine umlaufende Manschette 3 zu haltern. An der Innen¬ seite der Manschette 3 sind noppenartige Vorsprünge 4 vorge¬ sehen, welche die Kontaktfläche der Halterung 1 mit dem Spei¬ cherlaufwerk minimieren. Zur besseren Fixierung des Speicher-
laufwerks sind an der Innenseite der Manschette 3 außerdem Fixierstifte 5 angebracht, die dazu vorgesehen sind, in Mon- tageöffnungen des Speicherlaufwerks zu greifen. Von den* Fixierstiften 5 ist lediglich einer in Figur 1 dargestellt, da der andere verdeckt ist. Die Fixierstifte 5 sind jeweils fluchtend mit den pilzförmigen Steckfüßen 2 an der Manschette 3 angebracht, wobei die Steckfüße 2 außen angebracht sind und die Fixierstifte 5 an der Innenseite angebracht sind. Um die Montage der Halterung 1 auf einem Speicherlaufwerk zu er- leichtern, sind an der Manschette 3 Zuglaschen 6 angeformt, mit denen die Halterung 1 auf ein Speicherlaufwerk aufgezogen werden kann. In Figur 1 ist lediglich eine Zuglasche 6 darge¬ stellt, da die andere verdeckt ist. Die Zuglaschen 6 sind an den beiden schmaleren Seiten der Manschette 3 angeordnet, da dort der größere Widerstand beim Aufziehen der Halterung 1 auf ein Speicherlaufwerk zu erwarten ist. Zusätzlich oder al¬ ternativ können auch noch weitere Zuglaschen an den Längssei¬ ten der Manschette 3 angeordnet werden.
In Figur 2 ist ein Detail der in Figur 1 dargestellten Halte¬ rung 1 genauer dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen glei¬ che Teile bezeichnen. Es ist eine Ecke der Manschette 3 mit einem Abschnitt eines Seitenteils der Manschette 3 mit einem Steckfuß 2, einem Fixierstift 5 und einem noppenartigen Vor- sprung 4 dargestellt. Der Fixierstift 5 ist konisch geformt, um ein Einführen des Fixierstifts 5 in eine Montageöffnung des Speicherlaufwerks zu erleichtern. Weiterhin ist die ku¬ gelförmige Oberfläche des noppenförmigen Vorsprungs 4 ge¬ zeigt, der dazu dient, die Kontaktfläche der Manschette 3 mit dem Speicherlaufwerk zu minimieren.
In Figur 3 ist schematisch ein Speicherlaufwerk 10 mit zwei der in Figur 1 dargestellten Halterungen 1 dargestellt. In Figur 3 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in
Figur 1 und werden daher nicht noch einmal erläutert. An dem Speicherlaufwerk 10 sind Montageöffnungen 11 zu sehen, die herkömmlicherweise bei Speicherlaufwerken 10 dazu benutzt werden, eine Montierschraube aufzunehmen. Bei der erfindungs- gemäßen Halterung 1 werden die Montageöffnungen 11 dazu ver¬ wendet, die Fixierstifte 5 aufzunehmen, um so eine verbesser¬ te Fixierung des Speicherlaufwerks 10 in der Halterung 1 zu gewährleisten. Die beiden Halterungen 1 werden jeweils von einer Seite auf das Speicherlaufwerk 10 gezogen.
In Figur 4 ist die Montage eines mit Halterungen 1 ausgerüs¬ teten Speicherlaufwerks 10 in einem erfindungsgemäßen Monta¬ gerahmen 20 gezeigt. In Figur 4 zeigen wieder gleiche Bezugs¬ zeichen gleiche Teile wie in den Figuren 1 bis 3. Aus diesem Grund werden diese Teile hier nicht noch einmal erläutert.
Der Montagerahmen 20 weist zwei Seitenwände 21 auf, die über Aufnahmen 22 verfügen, in welche die Steckfüße 2 der Halte¬ rungen 1 gesteckt werden. Die Aufnahmen 22 bestehen aus einem Blech, das an der Oberseite eine trichterförmige Öffnung 23 aufweist. Die trichterförmige Öffnung 23 dient dazu, eine
Führung für den Steckfuß 2 zu bilden, damit die Montage des Steckfußes 2 in der Aufnahme 22 erleichtert wird. Am Ende der trichterförmigen Öffnung 23 ist eine Engstelle 24 angeordnet, durch die der Steckfuß 2 gedrückt wird, so dass der Steckfuß 2 in eine kreisförmige Fixierung 25 gleitet. Der Steckfuß 2 ist durch die Engstelle 24 gegen ein unbeabsichtigtes Heraus¬ rutschen aus der Fixierung 25 geschützt.
Der Montagerahmen 20 ist wie ein herkömmlicher Montagerahmen aus Blech geformt. Das Speicherlaufwerk 10 ist ein aus dem
Stand der Technik an sich bekanntes 3,5 Zoll-Laufwerk, wie es in Computern üblicherweise eingesetzt wird. Das Speicherlauf¬ werk 10 im dargestellten Beispiel ist eine Festplatte' und ist nicht Bestandteil der Erfindung. Im dargestellten Ausfüh-
rungsbeispiel wird von einer bestimmten Position der Montage¬ öffnungen 11 an dem Speicherlaufwerk 10 ausgegangen, wobei die Erfindung durch geeignete Anordnung der Fixierstifte 5 auch an andere Positionen der Montageöffnungen 11 angepasst werden kann, wie auch die Manschette 3 in ihren Ausmaßen an¬ deren Anwendungen angepasst werden kann.
In der Figur 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Halterung 1' gezeigt, wobei ansonsten gestrichene Bezugszei- chen gleiche Teile wie in Figur 1 bezeichnen und daher nicht näher erläutert werden. In Figur 5 ist die Anordnung alterna¬ tiver Steckfüße 32 an den Längsseiten der Manschette 3' ge¬ zeigt. Diese alternative Befestigungstechnik mit vier alter¬ nativen Steckfüßen 32 kann verwendet werden, um eine bessere Fixierung der Halterung 1' zu erreichen, wobei auch ein ent¬ sprechend angepasster Montagerahmen notwendig ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene be¬ vorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die eben¬ falls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.