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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Erschütterungsbefestigungssystem
für Datenspeichermodule.
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Hintergrund
der Erfindung
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Redundante
Arrays von unaufwändigen
oder unabhängigen
Speichervorrichtungen (RAID; RAID = redundant arrays of inexpensive
or independent storage devices) werden durch die Massenspeicherindustrie
verwendet, um Speicher mit variabler Kapazität zu liefern. RAID-Systeme
verwenden miteinander verbundene Plattenlaufwerke, um die gewünschte Kapazität von Massenspeicherung
zu erreichen. Mit diesem Lösungsansatz
kann ein Plattenlaufwerk eine Kapazität hergestellt und mit Laufwerken
gleicher oder anderer Kapazität
gehäust
werden, um die erforderliche Speicherkapazität zu liefern. RAID-Systeme
eliminieren den Bedarf, Plattenlaufwerke herzustellen, die einzeln
entworfen sind, um spezifische Speicheranforderungen zu erfüllen. Jedes
Plattenlaufwerk in einem RAID-System ist normalerweise in einem
einzelnen Modul für
Handhabung und Installation untergebracht. Die Module gleiten in
und aus einer Umhüllung,
die das Array von Plattenlaufwerken unterbringt und die Sockel,
Einsteckelemente und andere Verbindungen für die elektrische Verbindung der
Laufwerke liefert. Steuerungen ordnen die Verbindung und steuern
den Zugriff auf ausgewählte Plattenlaufwerke
für Datenlese-
und -schreiboperationen.
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Plattenlaufwerke
sind hochgenaue elektromechanische Vorrichtungen, bei denen die
Lese-/Schreibköpfe
auf einem Luftlager an der Oberfläche der Platten fliegen. Die
Flughöhe
des Kopfs ist nur wenige Mikrometer von der Plattenoberfläche. Diese
und andere empfindliche Aspekte der Plattenlaufwerke machen dieselben
empfindlich gegenüber Datenspeicherdefekten,
Betriebsstörungen
und physikalischen Schäden
in allen außer
den allersanftesten Umgebungen. Es wurde beobachtet, dass selbst die
minimalen Zwischenräume
zwischen Modulen und dem Umhüllungsgehäuse, in
das dieselben gleiten, die Quelle von Betriebsstörungen und eventuell Schäden sein
kann. Diese Zwischenräume
ermöglichen
es, dass die Module in die starren Tragestrukturen der Umhüllung „krachen", wenn die Umhüllung einer
nicht-betriebsmäßigen Erschütterung
und Vibration ausgesetzt ist. Die Erschütterungsbefestigungssysteme,
die typischerweise zum Befestigen der Plattenlaufwerke in den Modulen
verwendet werden, sind nicht immer effektiv zum Schützen der
Plattenlaufwerke vor den Hochfrequenzeingaben im Zusammenhang mit
dem Modul, das gegen die Umhüllung
kracht.
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Als
ein Beispiel des Stands der Technik zeigt die EP-A-0.843.313 Datenspeichermodule,
die in einem Gestell befestigt sind, wo Erschütterungs- und Vibrationsreduktion
durchgeführt
wird durch sicheres Befestigen der Module an dem Gestell durch Druckbauglieder.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Erschütterungsbefestigungssystem
für Datenspeichermodule,
die Plattenlaufwerke und andere Datenspeichervorrichtungen aufnehmen,
wie z. B. diejenigen, die bei RAID-Systemen verwendet werden. Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung liefert ein flexibler Abstandshalter, der auf dem
Modulgehäuse
gebildet oder befestigt ist, die gewünschte enge aber gepolsterte
Einpassung zwischen dem Modul und der Umhül lung. In einem zweiten Ausführungsbeispiel
liefert eine flexible Führung,
die auf der Umhüllung
gebildet oder befestigt ist, die die Module unterbringt, die gewünschte Einpassung.
Es wird davon ausgegangen, dass die Erfindung Betriebsstörungen und
Schäden
reduziert oder eliminiert, die Kollisionen zwischen den Speichermodulen
und den starren Umhüllungsstrukturen
zugeordnet sein können,
was zu einer verbesserten Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit
von Plattenlaufwerken und anderen Datenspeichervorrichtungen führt.
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Ein
Datenspeichermodul, das gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufgebaut ist, umfasst ein Gehäuse, das Trageoberflächen aufweist,
die konfiguriert sind, um gegen Führungsoberflächen in
der Modulumhüllung
zu drücken.
Ein flexibler Abstandshalter steht von zumindest einer der Trageoberflächen vor.
Der flexible Abstandshalter kann beispielsweise ein elastomeres
Bauglied oder eine Feder sein.
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Eine
Umhüllung
für Datenspeichermodule, die
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
aufgebaut ist, umfasst gegenüberliegende
Seitenwände, ein
offenes Ende und eine Reihe von Schlitzen, die entlang jeder Seitenwand
gebildet sind. Die Schlitze sind konfiguriert, um Datenspeichermodule
durch das offene Ende der Umhüllung
zu empfangen. Jeder Schlitz ist durch ein oder mehrere Paare von
ersten Führungen
und gegenüberliegenden
zweiten Führungen
definiert. Die Führungen
stehen von jeder Seitenwand vor, um gegen die Speichermodule zu drücken. Die
Führungen
sind um einen Abstand beabstandet, der etwas geringer ist als die
Dicke der Speichermodule, um eine Zwischeneinpassung zwischen dem
Modul und der Umhüllung
zu erzeugen. Zumindest eine der Führungen in jedem Paar umfasst
ein flexibles Bauglied. Das flexible Bauglied kann beispielsweise
ein elastomeres Bauglied oder eine Feder sein.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Ansicht einer herkömmlichen Umhüllung, die
ein Array von Plattenlaufwerkmodulen umfasst, die gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufgebaut sind.
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2 ist
eine isometrische Ansicht von einem der Module von 1,
die eine Version des flexiblen Abstandshalters der vorliegenden
Erfindung zeigt, bei der der Abstandshalter einen starren Abschnitt
und einen flexiblen Abschnitt umfasst.
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3 ist
eine detaillierte isometrische Ansicht des Abstandshalters von 2.
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4 ist
ein Vorderaufriss und eine Teilschnittansicht von einem der Module
von 1, das in die Umhüllung eingefügt ist.
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5 ist
eine isometrische Ansicht eines Plattenlaufwerkmoduls, die eine
zweite Version des flexiblen Abstandshalters der vorliegenden Erfindung zeigt,
bei der der Abstandshalter eine Feder ist.
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6 ist
ein Seitenaufriss des Moduls und Abstandshalters von 5.
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7 ist
eine isometrische Ansicht einer Umhüllung, die gemäß einer
Version eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung aufgebaut ist, bei der eine flexible Führung verwendet
wird, um Module in die Umhüllung
zu führen.
Die Umhüllung nimmt
ein Array von herkömmlichen
Plattenlaufwerkmodulen auf.
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8 ist
ein Seitenaufriss eines Abschnitts der Umhüllung von 7,
die den starren und flexiblen Abschnitt der Führung von 8 zeigt.
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9 ist
eine isometrische Ansicht einer Umhüllung, die gemäß einer
zweiten Version des zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung aufgebaut ist, bei der eine flexible Führung verwendet
wird, um Module in die Umhüllung
zu führen.
Die Umhüllung
nimmt ein Array von herkömmlichen
Plattenlaufwerkmodulen auf.
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10 ist
ein Seitenaufriss eines Abschnitts der Umhüllung von 9,
die die zweite Version der flexiblen Führung der vorliegenden Erfindung
zeigt, bei der die Führung
eine Feder ist.
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Gleiche
Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung, wie sie oben zusammengefasst ist, werden mit Bezugnahme
auf 1 bis 6 (für das erste Ausführungsbeispiel)
und 7 bis 10 (für das zweite Ausführungsbeispiel)
beschrieben. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
liefert ein flexibler Abstandshalter, der an dem Plattenlaufwerkmodulgehäuse gebildet
oder befestigt ist, die gewünschte
enge aber gepolsterte Einnpassung zwischen dem Modul und der Umhüllung. Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
liefert eine flexible Führung,
die auf der Umhüllung
gebildet oder befestigt ist, die gewünschte Einpassung.
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1 ist
eine isometrische Ansicht einer herkömmlichen Umhüllung 10 für ein redundantes
Array von unabhängigen
Vorrichtungen (RAID). Die Umhüllung 10 nimmt
ein Array von Speichermodulen 12 auf, die gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufgebaut sind. Jedes Modul 12 umfasst ein Plattenlaufwerk
oder eine andere Datenspeichervorrichtung (nicht gezeigt), die in
einem allgemeinen rechteckig geformten Gehäuse 14 befestigt sind.
Die Plattenlaufwerke sind in dem elektrischen Netzwerk des RAID-Systems
verbunden, beispielsweise durch mehrere Stiftverbinder (nicht gezeigt)
an der Rückseite
jedes Moduls 12. Die Umhüllung 10 ist in drei Fächer 16a, 16b und 16c unterteilt.
Die Fächer 16a und 16b nehmen
die Speichermodule 12 auf. Das dritte Fach 16c nimmt
typischerweise eine Steuerung (nicht gezeigt) und andere Betriebsausrüstung auf. Die
Module 12 gleiten in eine Reihe von Schlitzen 18, die
entlang der Innenwand 20 der Umhüllung 10 aufgebaut
sind. Die Schlitze 18 sind definiert durch eine Reihe von
oberen Führungen 22 und
unteren Führungen,
die von inneren Seitenwänden 20 der
Umhüllung 10 vorstehen.
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Während ein
Modul 12 in einen Schlitz 18 eingefügt wird,
lagert eine horizontale Leiste 26, die entlang der Seite
des Moduls 12 gebildet ist, auf den oberen Führungen 22,
und die untere Kante 28 des Moduls 12 lagert auf
den unteren Führungen 24.
Bei einem herkömmlichen
Modul-/Umhüllungssystem
ist ausreichend Zwischenraum vorgesehen zwischen oberen und unteren
Führungen 22 und 24 und
den Modulen 12, um es zu ermöglichen, dass die Module 12 leicht
in die Schlitze 18 gleiten. Dieser Zwischenraum kann jedoch
die Quelle von Betriebsstörungen und
eventuell Schäden
an den Plattenlaufwerken sein, während
die Module 12 in starre Führungen 22 und 24 krachen,
wenn die Umhüllung
Erschütterung und
Vibration ausgesetzt ist. Um dieses Problem zu minimieren oder zu
reduzieren, werden dem Modulgehäuse 14 flexible
Abstandshalter 30 hinzugefügt. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das in 1 bis 4 gezeigt
ist, sind Abstandshalter 30 entlang Leisten 26 an
Positionen platziert, die der Position der oberen Führungen 24 auf
der Umhüllung 10 entsprechen.
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Die
Einzelheiten der Abstandshalter 30 werden nun mit Bezugnahme
auf die detaillierteren Ansichten von 2 bis 4 beschrieben.
Mit Bezugnahme auf 2 bis 4 umfassen
die Abstandshalter 30 einen flexiblen unteren Abschnitt 32 und
einen starren oberen Abschnitt 34. Der flexible untere Abschnitt 32 ist
in einer Ausnehmung 36 und der Leiste 26 angeordnet.
Der starre obere Abschnitt 34 erstreckt sich über die
horizontale Oberfläche 38 der Leiste 26,
um eine leichte Zwischenpassung zwischen dem Modulgehäuse 14 und
den Führungen 22 und 24 zu
erzeugen. Der untere Abschnitt 32 besteht aus einem elastomeren
oder anderen geeigneten flexiblen Material. Der obere Abschnitt 34 besteht
aus einem harten Kunststoff oder einem anderen geeigneten starren,
vorzugsweise glatten Material. Wenn ein Modul 12 in einen
Schlitz 18 eingefügt
wird, belegen die Abstandshalter 30 jeden Zwischenraum
zwischen der Leiste 26/Unterkante 28 des Modulgehäuses 14 und
den Führungen 22, 24.
Da der starre obere Abschnitt 34 des Abstandshalters 30 eine
obere Führung 22 in
Eingriff nimmt, um den Zwischenraum auszufüllen, wird der flexible untere
Abschnitt 32 zusammengedrückt, um es dem Modul zu ermöglichen, weiter
in die Schlitze 18 zu gleiten, während eine enge aber flexible
Einpassung zwischen Modulgehäuse 14 und
der Umhüllung 10 beibehalten
wird. Wie es in 2 und 3 gezeigt
ist, kann es wünschenswert
sein, die vordere und hintere Fläche 40 und 42 des
Abstandshalters 30 abzuschrägen, um dazu beizutragen, dass
das Modulgehäuse 14 leicht in
und aus der Umhüllung 10 gleitet.
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Der
Abstand D, um den sich der Abstandshalter 30 über die
Oberfläche 38 der
Leiste 26 erstreckt, hängt
von dem Zwischenraum zwischen der Leiste 26/Unterkante 28 und
den Führungen 22, 24, der
Tiefe der Ausnehmungen 36, den Komprimierungscharakteristika
des flexiblen unteren Abschnitts 32 und der gewünschten „Enge" der installierten „Einpassung" zwischen dem Modulgehäuse 14 und
der Umhüllung 10 ab.
Für eine
typische RAID-Umhüllung ist
D etwa 1 mm. Obwohl davon ausgegangen wird, dass obere und untere
Abschnitte 32 und 34 aneinander geklebt oder verbunden
sind, und der Abstandshalter 30 in ein Modulgehäuse 14 geklebt
oder mit demselben verbunden ist, kann jedes geeignete Befestigungsverfahren
oder -vorrichtung verwendet werden. Wie es in 3 und 4 am
besten ersichtlich ist, erstreckt sich der obere Abschnitt 34 des Abstandshalters 30 nach
unten in die Ausnehmung 36, wie es notwendig oder wünschenswert
sein kann, um den Abstandshalter 30 angemessen an dem Modulgehäuse 14 zu
befestigen.
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Bei
einer zweiten Version dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das in 5 und 6 dargestellt ist, ist der Abstandshalter 30 eine
Feder 44. Die Feder 44 ist eine flache Feder,
die an dem Modulgehäuse 14 in
den Ausnehmungen 36 befestigt ist. Die Feder 44 ist
abgemessen und geformt, um sich um einen vorbestimmten Abstand D über die Oberfläche 38 der
Leisten 26 zu erstrecken. Um die Installation der Module 12 in
die Umhüllung 10 zu
erleichtern, sollte die Feder 44 auch geformt sein, um geneigte
Oberflächen 46 auf
oberen Führungen 22 zu
präsentieren,
während
Module 12 in die Umhüllung 10 eingefügt werden
und von derselben herausgezogen werden.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in 7 bis 10 dargestellt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
liefert eine flexible Führung,
die auf der Umhüllung
gebildet oder befestigt ist, die gewünschte feste, aber flexible
Einpassung zwischen dem Modulgehäuse 14 und
der Umhüllung 10.
Bei einer ersten Version dieses Ausführungsbeispiels und mit Bezugnahme
auf 7 und 8 nimmt die Umhüllung 50 ein
Array von herkömmlichen
Speichermodulen 52 auf. Die Module 52 gleiten in
ein Array von Schlitzen 18, die entlang den Innenwänden 20 der
Umhüllung 50 aufgebaut
sind. Die Schlitze 18 sind definiert durch eine Reihe flexibler oberer
Führungen 54 und
unterer Führungen 24,
die in den Wänden 20 der
Umhüllung 10 gebildet
oder befestigt sind.
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Die
Einzelheiten der flexiblen oberen Führungen 54 werden
nun mit Bezugnahme auf die detailliertere Ansicht von 8 beschrieben.
Mit Bezugnahme auf 8 umfassen die oberen Führungen 54 einen
flexiblen oberen Abschnitt 56 und einen starren unteren
Abschnitt 58. Der starre untere Abschnitt 58 steht
in den Raum vor, der durch das Modulgehäuse 14 besetzt ist,
um eine leichte Zwischeneinpassung zwischen dem Modulgehäuse 14 und den
Führungen 54 und 24 zu
erzeugen. Der obere Abschnitt 56 besteht aus einem elastomeren
oder anderem geeigneten flexiblen Material. Der untere Abschnitt 58 ist
aus hartem Kunststoff oder einem anderen geeigneten starren, vorzugsweise
glatten Material hergestellt. Wenn ein Modul 12 in einen
Schlitz 18 eingefügt
wird, und ein starrer Unterabschnitt 58 der Führung 54 die
Leiste 36 auf dem Modulgehäuse 14 in Eingriff
nimmt, wird der flexible obere Abschnitt 56 zusammengedrückt, um
es dem Modul zu ermöglichen,
weiter in die Schlitze 18 zu gleiten, während eine enge, aber flexible
Einpassung zwischen dem Modulgehäuse 14 und
der Umhüllung 10 beibehalten wird.
Wie es in 8 gezeigt ist, kann es wünschenswert
sein, die vordere und hintere Fläche 60 und 62 der
oberen Führung 54 abzurunden
oder zu verjüngen,
um dazu beizutragen, dass das Modulgehäuse 14 leicht in und
aus der Umhüllung 10 gleitet.
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Obwohl
davon ausgegangen wird, dass obere und untere Abschnitte 56 und 58 aneinander
geklebt oder verbunden sind, und die obere Führung 54 an die Wände 20 der
Umhüllung 10 genietet
ist, kann jedes geeignete Befestigungsverfahren oder -vorrichtung
verwendet werden.
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Bei
einer zweiten Version dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das in 9 und 10 dargestellt ist, ist die
flexible obere Führung 54 eine
Feder 60. Die Feder 60 ist eine flache Feder, die
an Innenwänden 20 der
Umhüllung 10 befestigt ist.
Die Feder 60 ist abgemessen und geformt, um in den Raum
vorzustehen, der durch das Modulgehäuse 14 belegt ist,
um eine leichte Zwischeneinpassung zwischen dem Modulgehäuse 14 und
den Führungen 54 und 24 zu
erzeugen. Um die Installation der Module 12 in die Umhüllung 10 zu
erleichtern, sollte die Feder 60 auch geformt sein, um
dem Modulgehäuse 14 geneigte
Oberflächen 42 zu
präsentieren,
während
die Module 12 in die Umhüllung 10 eingefügt werden
und von derselben herausgezogen werden.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezugnahme auf die vorhergehenden beispielhaften
Ausführungsbeispiele
gezeigt und beschrieben wurde, können
alternative Ausführungsbeispiele
hergestellt werden. Beispielsweise könnten die flexiblen Abstandshalter 30 auf
der Unterkante 28 des Modulgehäuses 14 angeordnet
sein, oder auf sowohl der Leiste 26 als auch der unteren
Leiste 28. Gleichartig könnten flexible Führungen
entweder als die obere oder die untere Führung auf der Umhüllung 10 oder
beides verwendet werden.