DE10218535A1 - Schaumsysteme zum Schützen von Plattenlaufwerken vor mechanischen Störungen - Google Patents

Abstract

Ein Plattenlaufwerkarray kann durch Schaumstoff, der zwischen eine Plattenlaufwerk/Befestigungsgestellanordnung und ein Umhüllungssystem positioniert wird, vor mechanischen Störungen geschützt werden. Bei einigen der bevorzugteren Ausführungsbeispiele dieser Erfindung sind die einzelnen Plattenlaufwerke starr an ihrem Befestigungsgestell befestigt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf den Schutz von Plattenlaufwerken, wie z. B. einem redundanten Array von unabhängigen Platten-("RAID"; RAID = Redundant Array of Independent Disks)-Speichersystem, vor externen und/oder internen mechanischen Störungen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verwendung von viskoselastischen Schaummaterialien, um Arrays von Platten­ laufwerken vor solchen Störungen zu schützen. Es ist selbstverständlich gut bekannt, daß Schäume eine große Vielzahl von Dämpfungs- und Nachgiebigkeitscharakteristika liefern können. Diese Charakteristika ergeben sich allge­ mein aus der Tatsache, daß Schäume Kettenmoleküle enthal­ ten, die in der Lage sind, mechanische Energie in Wärme um­ zuwandeln, wenn der Schaum verformt wird.

Da RAID-Speichersysteme eine der wichtigsten Formen von Plattenlaufwerkarrays sind, werden dieselben verwendet, um die Erfindung des Anmelders darzustellen und zu differen­ zieren. Allgemein gesagt sind RAID-Speichersysteme Arrays von Plattenlaufwerken ("DDs"; DD = disk drive), die durch eine oder mehrere Steuerungen gesteuert werden. Höhere Da­ tenübertragungsraten werden durch die Fähigkeit der Steue­ rung des Systems erreicht, Befehle für mehrere DDs auf par­ allele Weise zu planen, zu lesen und zu schreiben. Solche Speichersysteme verwenden eine oder mehrere motorgetriebene Spindeln, die die DD mit mehreren Tausend Umdrehungen pro Minute drehen. Solche Systeme weisen außerdem eine gedruck­ te Schaltungsplatine auf, die Befehle von der Steuerung empfängt und dieselben in Spannungsschwankungen übersetzt, die bewirken, daß eine Kopfbetätigungsvorrichtung ein Array von gruppierten Lese-/Schreibköpfen über ein komplementäres Array von Platten bewegt. Die Kopfbetätigungsvorrichtung muß jede Gruppe mit einer äußersten Präzision drücken und ziehen, die erforderlich ist, um einen bestimmten Kopf mit ausgewählten Spuren genau zu positionieren, die in konzen­ trischen Kreisen auf der Oberfläche einer Platte liegen, die durch diesen Kopf bedient wird. Kurz gesagt, Platten­ laufwerksysteme sind sehr genaue und sehr empfindliche Aus­ rüstungsstücke, die vor mechanischen Stößen und Schwingun­ gen - egal von welcher Quelle - geschützt werden müssen.

Aufgrund ihrer mechanischen Empfindlichkeit werden diese Systeme daher in externen Verpackungssystemen zu den Endbe­ nutzern gesendet, die zusätzliche und/oder spezifisch ent­ worfene und somit aufwendige Schaumpolsterungssysteme um­ fassen. Ein Fachmann auf dem Gebiet der Plattenlaufwerk­ technik wird außerdem anerkennen, daß die DDs eines RAID- Systems ganz besonders anfällig für externe mechanische Störungen sind. Folglich werden diese DDs getrennt von dem Rest des RAID-Systems versandt. Die einzelnen DDs werden normalerweise in unterteilte, mit Schaum ausgelegte Schach­ teln und Beutel mit Widerstand gegen statische Elektrizität plaziert. Abgesehen von den höheren Verpackungs- und Ver­ sandkosten fügt diese Praxis auch sehr viel zu der Aufstel­ lungszeit hinzu, wenn ein RAID-System ausgepackt und in­ stalliert wird.

Abgesehen vom sorgfältigen Verpacken ihrer Produkte in ex­ terne Schaumpolsterungssysteme zum Versand liefern RAID- Systemhersteller außerdem nachgiebige Befestigungssysteme für individuelle DDs, um dieselben während der Verwendung des RAID-Systems vor externen mechanischen Störungen zu schützen. Beispielsweise betreiben einige Hersteller die Praxis des Plazierens eines nachgiebigen Mediums zwischen jedem DD und dem Umhüllungsgestell, an das die einzelnen DDs befestigt werden. Diese DDs werden auf diese nachgiebi­ ge Weise an ihrem Umhüllungsgestell befestigt, um potenti­ elle schädliche externe mechanische Störungen zu filtern. Leider kann die Durchsatzleistung eines RAID als Folge die­ ses Typs von nachgiebiger Befestigung von einzelnen DDs an ihrem DD-Umhüllungsgestell verringert werden. Das heißt, unter den nachgiebigen Befestigungsbedingungen zwischen den einzelnen DDs und dem DD-Umhüllungsgestell können die DDs verringerte Durchsatzleistung zeigen, aufgrund von bestimm­ ten selbstinduzierten Schwingungen, die durch die nachgie­ bigen Schwingungen auftreten können. Beispielsweise können unter diesen nachgiebigen Befestigungsbedingungen Servome­ chanismusbewegungen von einzelnen DDs Drehschwingungsstö­ rungen bewirken, die bewirken können, daß ein oder mehrere DDs in einem DD-Array eigengestört oder eigenerregt werden. Es ist außerdem möglich, daß DDs durch Übersetzungskräfte von externen Quellen nachteilig beeinträchtigt werden, nachdem dieselben in Betrieb gesetzt werden.

Es wäre daher sehr vorteilhaft, (1) Arrays von Plattenlauf­ werken, wie z. B. denjenigen, die in RAID-Systemen verwen­ det werden, während dem Versand vor externen mechanischen Störungen zu schützen, (2) solche Systeme mit ihren DDs vorinstalliert zu versenden, um die Installationskosten zu verringern, und (3) solche Systeme während dem Betrieb vor internen und externen Schwingungen und/oder mechanischen Stößen zu schützen. Diese Ziele durch die Verwendung einer einzigen permanent installierten mechanischen Einrichtung zu erreichen, ist ein besonders wünschenswerter Umstand. Der Anmelder hat herausgefunden, daß diese Vorteile durch zumindest zwei spezielle Einrichtungen erreicht werden kön­ nen: Verwendung von Schäumen in bestimmten mechanischen Störungsdämpfungssystemen, die hierin nachfolgend näher be­ schrieben werden, und/oder durch Befestigen von Platten­ laufwerken an ihrem Umhüllungsgestell auf eine so feste Weise wie möglich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein störsi­ cheres Plattenlaufwerkumhüllungssystem und ein störsicheres RAID-Umhüllungssystem zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Plattenlaufwerkumhüllungssy­ stem gemäß Anspruch 1 und 11, und durch ein RAID- Umhüllungssystem gemäß Anspruch 20 gelöst.

Der Anmelder hat herausgefunden, daß alle externen mechani­ sche Störungen an Plattenlaufwerkarrays und insbesondere Festplattenlaufwerkarrays (z. B. RAID-Systemen, die Arrays von Festplattenlaufwerken verwenden) während dem Versand, der Installation und Verwendung und auch der Eigenerregung solcher Plattenlaufwerke ("DD") als Folge des Betriebs der­ selben, durch die hierin beschriebenen Schaumsysteme gefil­ tert oder gedämpft werden können. Diese Schaumsysteme kön­ nen es außerdem ermöglichen, daß solche DD vorinstalliert versandt werden, und dadurch den aktuellen Bedarf an ausge­ dehnten und somit teueren Auspack- und Installationsvorgän­ gen zu eliminieren.

Um diese Ziele zu erreichen, liefert die Erfindung ein Plattenlaufwerkumhüllungssystem, das folgende Merkmale um­ faßt: eine Umhüllung, ein Gestell, das konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von Plattenlaufwerken und Schaum zwischen dem Gestell und der Umhüllung zu befestigen. Allgemein gesagt, sind eine Mehrzahl von Plattenlaufwerken an dem Gestell be­ festigt. Somit weist das Plattenlaufwerkumhüllungssystem des Anmelders einen viskoselastischen Schaum auf zumindest einer Außenoberfläche eines DD-Arrays und/oder eines Umhül­ lungsgestells auf, an dem das DD-Array befestigt ist. Für die Zwecke dieser Patentanmeldung wird diese Kombination eines DD-Arrays und eines Umhüllungsgestells, an dem das Array befestigt ist, oft als eine "DD/Umhüllungsgestellanordnung" bezeichnet. Diese DD/Umhüllungsgestellanordnung kann mit einer oder mehreren Schichten aus Schaum an verschiedenen Stellen bei dieser Anordnung versehen werden. Das daraus resultierende DD/Umhüllungsgestellanordnungs-/Schaumsystem wird dann in eine Umhüllung plaziert, die wiederum in einem externen Ge­ stell befestigt ist.

Bei einigen Ausführungsbeispielen dieser Erfindung ist der Schaum in einem komprimierten Zustand zwischen die DD/Umhüllungsgestellanordnung und die Umhüllung plaziert. Dieser komprimierte Zustand kann sich aus der Tatsache er­ geben, daß ein bestimmtes Schaumstück in seinem nichtkom­ primierten Zustand dicker ist als der Raum, in das es ein­ gefügt wird. Wenn der Schaum in den Raum zwischen der Um­ hüllung und der DD/Umhüllungsgestellanordnung unter Druck eingepaßt wird, drückt der Schaum von Natur aus nach außen, sowohl gegen die Umhüllung als auch die Umhüllungsgestell­ anordnung. Daher sind die Schaummaterialien, die bei der Praxis dieses Ausführungsbeispiels verwendet werden, vor­ zugsweise nachgiebig und auch komprimierbar.

Bei einigen der bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Er­ findung sind die DDs auch starr and dem DD- Umhüllungsgestell befestigt. Für die Zwecke dieser Patent­ anmeldung soll die Verwendung des Begriffs "starr befe­ stigt" durch den Anmelder bedeuten, daß kein Schaum oder anderes nachgiebiges Material zwischen die einzelnen DDs und das DD-Umhüllungsgestell plaziert ist, d. h. wie es bei der vorher angemerkten herkömmlichen DD-Befestigungspraxis der Fall ist. Das bedeutet, daß bei den festen Befesti­ gungsbedingungen des Anwenders ein Kunststoff-(oder Me­ tall-)Gestell eines einzelnen DD normalerweise direkt ge­ gen ein Metall-(oder Kunststoff-)Umhüllungsgestellelement gedrückt wird. Die daraus resultierende feste Befestigung erhöht die effektive Trägheit des gesamten DD-Arrays - und reduziert dadurch das eigenerregte dynamische Ansprechver­ halten desselben. Diese feste Befestigungspraxis dient au­ ßerdem dazu, die natürliche Frequenz der DD-Arrays des An­ melders zu reduzieren. Die daraus resultierenden niedrige­ ren Frequenzen dienen dazu, höhere, schädlichere Frequenzen (die Stöße umfassen), die zu dem DD-Array gerichtet werden können, zu dämpfen. In anderen Worten ausgedrückt, sehr we­ nig Kraft und/oder Torsion werden zu den DDs übertragen, wenn die DD/Umhüllungsgestellanordnung des Anmelders durch starres Befestigen der DD an dem Umhüllungsgestell mit ei­ ner niedrigen natürlichen Frequenz versehen ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein herkömmliches Verfahren zum Befestigen ein­ zelner DDs an einem DD/Umhüllungsgestell;

Fig. 2 ein DD-Array, das durch die Verfahren der vorlie­ genden Erfindung geschützt werden soll, die an einem Befestigungsgestell befestigt sind, und da­ durch eine DD/Befestigungsgestellanordnung er­ zeugt;

Fig. 3 die in Fig. 2 gezeigte DD/Befestigungs- Gestellanordnung, die in ein Schaumsystem pla­ ziert ist, um ein DD/Besfestigungs­ gestellschaumsystem zu erzeugen;

Fig. 4 das DD/Befestigungsgestellschaumsystem von Fig. 3, das in eine Umhüllung plaziert ist, um ein DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystem zu erzeugen;

Fig. 5 eine Querschnittseinzelheit eines DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystems;

Fig. 6 eine Querschnittseinzelheit eines DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystems, bei dem ein Gesamtschaumsystem aus zwei getrenn­ ten Schaumschichten besteht;

Fig. 7 eine konzeptionelle Darstellung des DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystems/­ externes Gehäusesystem des Anmelders;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystems, bei dem der Schaum aus einem Array von einzelnen Schaumschichten besteht; und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystems, bei dem der Schaum aus einem anderen Array von einzelnen Schaumschichten besteht.

Fig. 1 zeigt eine Mehrzahl oder ein Array von DDs 12, 14, 16, . . ., N eines Plattenlaufwerksystems, wie z. B. einem RAID-System. Zur Wiederholung, da RAID-Speichersysteme eine der wichtigsten Formen von Plattenlaufwerkarrays sind, wer­ den sie verwendet, um die Erfindung des Anmelders darzu­ stellen. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird jedoch erken­ nen, daß andere Arten von Plattenlaufwerkarrays durch die Praxis dieser Erfindung geschützt werden können. In jedem Fall zeigt Fig. 1 ein RAID-System, das zwischen zwei Befe­ stigungsgestellelementen 18 und 20 befestigt ist. Dieses Befestigen geschieht gemäß einem herkömmlichen Befesti­ gungsbauelement (die Befestigungs- und/oder Verbindungsbau­ elemente, die hierin verwendet werden, sind nicht gezeigt), bei dem jedes einzelne DD an jedem seiner Enden nachgiebig befestigt ist. Beispielsweise ist das DD 12 nachgiebig be­ festigt gezeigt, durch die Verwendung einer Schicht aus nachgiebigem Material 12(A) an seinem linken Ende, und nachgiebig befestigt durch die Verwendung einer Schicht aus nachgiebigem Material 12(B) an seinem rechten Ende. Gleich­ artige Befestigungen sind bei den DDs 14, 16, . . ., N ge­ zeigt. Wieder dienen diese herkömmlichen Befestigungsbau­ elemente dazu, schädliche externe mechanische Störungen (z. B. Übersetzungskräfte T) von den DDs zu filtern. Sie sind jedoch keine effektiven Bauelemente zum Dämpfen von DD- Eigenschwingungen. Dies ist wiederum nicht der beste Um­ stand, da DD-Eigenschwingungen in der Lage sind, die Durch­ satzleistung von Plattenlaufwerkarrays im allgemeinen und von RAID-Systemen im besonderen zu verringern.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Array 22 von DDs 24, 26, 28, . . ., N, von denen jedes zumindest einem gruppierten Arm zugeord­ net ist (z. B. Arm 24A, Arm 26A, Arm 28A usw.), der einen Lese-/Schreibkopf (nicht gezeigt) über die Oberfläche einer bestimmten Platte trägt, auf eine Art und Weise, die in der Technik gut bekannt ist. Das DD-Array 22 ist befestigt an das DD-Befestigungsgestell 30 gezeigt und erzeugt dadurch eine DD/Befestigungsgestellanordnung 32. Somit ist das Be­ festigungsgestell 30 die Einrichtung, durch die die einzel­ nen DDs 24, 26, 28, . . ., N des DD-Arrays 22 im Raum bezüg­ lich zueinander befestigt sind. In Fig. 2 sind Schichten aus nachgiebigem Material, wie z. B. diejenigen, die in Fig. 1 gezeigt sind, nicht als zwischen die einzelnen DDs und das Befestigungsgestell 30 positioniert gezeigt. Dieser Umstand soll vorschlagen, daß die DDs so fest wie möglich an dem Befestigungsgestell 30 befestigt werden. Das heißt, es gibt keine beabsichtigte, nachgiebige Befestigung zwi­ schen den einzelnen DD-Einheiten und dem Befestigungsge­ stell 30, wie bei dem herkömmlichen Befestigungsverfahren, das in Fig. 1 dargestellt ist. Die feste Befestigung der einzelnen DD an dem Befestigungsgestell 30 kann durch eine Vielzahl von Befestiger-, Verbinder- oder Schließbauelemen­ ten durchgeführt werden, die dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind, aber aufgrund der visuellen Klarheit die­ ser Zeichnungen weggelassen sind.

Durch starres Befestigen der einzelnen DDs 24, 26, 28 usw. an das Befestigungsgestell 30 wird die Gesamtsumme der Eigenerregungen pro Masseeinheit der gesamten DD/Befestigungsgestellanordnung 32 aus mindestens drei mög­ lichen Gründen reduziert. Erstens reduzieren kombinierte Zufallserregungen die Erregung pro einzelnem DD. Zweitens erhöht die zusätzliche Masse der festen DD/Befestigungs- Gestellanordnung 32 die Trägheit dieser Anordnung und redu­ ziert somit das dynamische Ansprechverhalten eines einzel­ nen DD gegenüber Eigenerregungen weiter. Drittens neigen alle kombinierten Zufallserregungen dazu, die Gesamterre­ gung pro Trägheitseinheit der DD/Befestigungs- Gestellanordnung 32 zu reduzieren. Aufgrund dieser Träg­ heitsbetrachtungen ist das Befestigungsgestell 30 der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 vorzugsweise aus einem Metall hergestellt, wie z. B. Stahl (im Gegensatz zu einem relativ leichteren Material, wie z. B. Kunststoff). Es ist außerdem möglich, daß sich Eigenerregungen bei einem sol­ chen Array von DDs synchronisieren. Um diese Möglichkeit zu verhindern, kann der Anmelder die Hälfte der DDs auf eine "Oberseite-nach-unten"-Weise befestigen. Diese Befesti­ gungsanordnung neigt dazu, synchronisierte Eigenerregungen aufzuheben.

Fig. 3 zeigt die DD/Befestigungsgestellanordnung 32 von Fig. 2, die in ein Schaumsystem 34 plaziert ist. Dieses Schaumsystem 34 kann Ober-, Seiten-, Boden- und Rückkompo­ nenten aufweisen, die miteinander verbunden sind, um eine kastenartige Schaumstruktur zu bilden, wie diejenige, die in Fig. 3 gezeigt ist. Alternativ kann das Schaumsystem 34 aus physikalisch getrennten und unterschiedlichen Schaum­ komponenten bestehen, wie. denjenigen, die in Fig. 8 und 9 gezeigt sind. In jedem Fall zeigt Fig. 3 ein kastenartiges Schaumsystem 34 mit einer Oberseite 34A, einer rechten Sei­ te 34B, einer linken Seite 34C, einem Boden 34D und einer Rückseite 34E, die einen einheitlichen Körper bilden, da­ durch, daß der Schaum in dieser kastenartigen Konfiguration geformt wurde. Eine solche kastenartige Struktur weist Tore (nicht gezeigt) für eine elektrische Verdrahtung (nicht ge­ zeigt) auf, um die DDs mit anderen elektrischen Komponenten des RAID-Systems zu verbinden, und angemessene Öffnungen für den Luftfluß. Die Vorderfläche des Schaumschichtsystems 34 ist mit einem Vorderstück 34F versehen gezeigt, das tat­ sächlich als ein "Deckel" für das sechsseitige, kastenarti­ ge Schaumsystem 34 dient. Somit kann die in Fig. 3 gezeigte DD/Befestigungsgestellanordnung 32 als eingefügt in und vollständig umgeben durch das Schaumsystem 34 betrachtet werden. Die Folge des Plazierens der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 in ein solches Schaumsy­ stem 34 ist eine Anordnung, die der Anmelder oft als ein "DD/Befestigungsgestell/Schaumsystem" bezeichnet.

Die Nachgiebigkeits- und Dämpfungscharakteristika des Schaums, der verwendet wird, um ein solches Schaumsystem 34 herzustellen, können durch verschiedene mechanische Ein­ richtungen modifiziert werden. Beispielsweise können diese Charakteristika einfach durch Variieren der Dicke des Schaums modifiziert werden. Somit könnte ein dickeres Stück Schaum, das in einen bestimmten Zwischenraum zwischen einer DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und einem Umhüllungssy­ stem 36 plaziert wird, zur Komprimierung (oder größeren Komprimierung) des Schaums an einer bestimmten Position führen. Ein solches Schaumsystem 34 kann durch die Verwen­ dung von Schichten von unterschiedlichen Typen von Schaum an unterschiedlichen Positionen in dem Schaumsystem 34 auch mechanisch modifiziert werden.

Einige Schäume können beispielsweise den gewünschten Dämp­ fungsbetrag aufweisen, aber nicht den gewünschten Nachgie­ bigkeitsbetrag. Andere Schäume können die gewünschte Menge an Nachgiebigkeit aufweisen, aber die falsche Menge an Dämpfung. Durch schichtweises Anordnen unterschiedlicher Arten von Schaum können optimale Dämpfungs- und Nachgiebig­ keitscharakteristika für ein gesamtes Zweischichtschaumsy­ stem, wie demjenigen, das in Fig. 6 gezeigt ist, erreicht werden. Somit können zwei oder mehr Schichten von unter­ schiedlichen Typen von im Handel erhältlichem Schaum ver­ wendet werden, um spezifisch gewünschte Dämpfungs- und Nachgiebigkeitscharakteristika zu erhalten - ohne spezifi­ sche Schäume entwerfen und herstellen zu müssen, die ver­ schiedene gewünschte Dämpfungs- und Nachgiebigkeitscharak­ teristika aufweisen. Diese Schäume können auch durch Ändern ihrer chemischen Zusammensetzungen "abgestimmt" werden. Darüber wird in nachfolgenden Teilen dieser Patentanmeldung mehr gesagt.

Fig. 4 zeigt das Schaumsystem 34 (und die DD/Befestigungsgestellanordnung 32, die darin enthalten ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist), die in einer Umhüllung 36 befestigt ist. Somit befindet sich das rechteckige, fest konfigurierte Schaumsystem 34, das in Fig. 4 gezeigt ist, zwischen der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und der Um­ hüllung 36. Die Umhüllung 36 ist so gezeigt, daß sie eine vergleichbare kastenartige Konfiguration aufweist. Die ka­ stenartige Konfiguration ist jedoch keine Voraussetzung für die Umhüllung 36. Jede bestimmte Seite oder Seiten der Um­ hüllung 36 können von der in Fig. 4 gezeigten Darstellung fehlen. Bei einigen bevorzugteren Ausführungsbeispielen dieser Erfindung weist die Umhüllung 36 jedoch zumindest vier Seiten auf. Bei anderen bevorzugten Ausführungsbei­ spielen befindet sich eine DD/Befestigungsgestellanordnung 32 mit einer rechteckigen, festen oder kastenartigen Konfi­ guration in einer sechsseitigen Umhüllung 36 und weist an allen ihren sechs Seiten eine Schicht Schaum auf. Darüber hinaus kann sich eine oder mehrere dieser sechs Schaum­ schichten in einem Komprimierungszustand zwischen der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und der Umhüllung 36 be­ finden. Bei einem insbesondere bevorzugten Ausführungsbei­ spiel dieser Erfindung sind alle sechs Seiten einer DD/Befestigungsgestellanordnung 32 in Kontakt mit einer Schaumschicht, die sich in einem Komprimierungszustand be­ findet.

Fig. 5 zeigt eine Schaumschicht 38, die zwischen ein Ge­ stellelement 30 einer DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und einem Umhüllungssystemelement 36 plaziert ist. Richtungspfeile 40 und 42 sollen darauf hinweisen, daß die Schaumschicht 38 zwischen der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und der Umhüllung 36 in einem Komprimierungszustand sein könnte (aber nicht sein muß). Fig. 5 zeigt außerdem, wie die Schaumschicht 38 und/oder die DD/Befestigungsgestellanordnung 32 mit einer Schicht aus haftfähigem Material 44 versehen sein kann. Ei­ ne solche Haftmittelschicht kann verwendet werden, um den Schaum 38 bezüglich der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 zu plazieren - insbesondere in den Fällen, in denen die Schaumschicht 38 nicht in einem Komprimierungszustand zwi­ schen die DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und die Umhül­ lung 36 plaziert ist. Gleichartig dazu können die Schaum­ schicht 38 und/oder die Umhüllung 36 mit einer vergleichba­ ren Haftmittelschicht 46 versehen sein, um beim Positionie­ ren der Schaumschicht 38 bezüglich der Umhüllung 36 beizu­ tragen. Geeignete Haftmittel für die Zwecke der Schaumpla­ zierung des Anmelders würden Haftmittel mit hohem Modul um­ fassen, wie z. B. Acrylhaftmittel oder Epoxydhaftmittel.

Fig. 5 stellt außerdem die Verwendung von Schaummaterialien dar, die ein Array von leeren Zwischenräumen 43(A), 43(B), 43(C) aufweisen, die durch den Körper des Schaummaterials verteilt sind. Schaummaterialien, die solche leeren Zwi­ schenräume verteilt durch ihre Körper aufweisen, sind in der Technik der Schaumherstellung gut bekannt. Beispiels­ weise lehren die U.S.-Patente 5,587,231 ("das '231- Patent"); 5,888,642 ("das '642-Patent") und 3,640,787 ("das '787-Patent") Schäume, die ein Array von solchen leeren Zwischenräumen aufweisen. Diese leeren Zwischenräume kön­ nen, durch die Verwendung von verschiedenen chemischen Zu­ satzstoffen und/oder relative Proportionen derselben in ei­ nem Schaum gestaltet werden, um die mechanischen Nachgie­ bigkeitsdämpfungscharakteristika eines Schaums zu variie­ ren. Solche leeren Zwischenräume geben einem Schaum außer­ dem die Qualität von Luftdurchlässigkeit oder sogenannter "Atmungsfähigkeit". Diese Atmungsfähigkeit ermöglicht es Luft, leichter durch den Schaum zu verlaufen. Es sollte au­ ßerdem kurz angemerkt werden, daß die Dicke 45 der Schaum­ schicht(en), die bei der Praxis dieser Erfindung verwendet wird, abhängig von einer Anzahl von Faktoren variieren kann, wie z. B. der Größe des Zwischenraums zwischen der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und der Umhüllung 36, dem Typ des ausgewählten Schaummaterials, und der Größe und Verteilung von leeren Zwischenräumen innerhalb dieses Schaums.

Fig. 6 zeigt ein anderes Schaumschichtsystem, das aus zwei getrennten Schichten 48 und 50 von Schaum besteht. Diese zwei Teilschichten können die gleichen oder unterschiedli­ chen physikalische Dicken und/oder mechanischen oder chemi­ schen Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise zeigt Fig. 6 die Schaumschicht 48 mit einem Array von leeren Zwischen­ räumen 48(A), 48(B), 48(C) usw. versehen, die im Vergleich zu den leeren Zwischenräumen 50(A), 50(B), 50(C) usw. in der Schaumschicht 50 relativ kleiner und relativ spärlicher verteilt sind. Wieder können Schichten von unterschiedli­ chen Schäumen kombiniert werden, um einer Gesamtschaum­ schicht (Schaumschicht 48 plus Schaumschicht 50) gewünschte Gesamtdämpfungs-, Nachgiebigkeitscharakteristika usw. zu geben. Es sollte außerdem offensichtlich sein, daß in einem solchen Mehrlagenschaumschichtsystem drei, vier, fünf usw. Schichten von Schaum verwendet werden können.

Fig. 7 zeigt das Konzept dieser Erfindung unter Verwendung der "Feder-und-Dämpfer"-Symbole, die allgemein verwendet werden, um die mechanischen Eigenschaften von viskoselasti­ schen Materialien, wie z. B. Schäumen, darzustellen. Bei diesem Konzept kann das DD-Array 22, das in Fig. 2 gezeigt ist, als in ein Befestigungsgestell 30 plaziert angesehen werden, um die in Fig. 7 gezeigte DD/Befestigungsgestellanordnung 32 zu erzeugen. Diese DD/Befestigungsgestellanordnung 32 kann als umgeben durch ein Schaumsystem 34 angesehen werden, wie demjenigen, das in Fig. 3 gezeigt ist. Somit ist das Schaumsystem 34 zwi­ schen die DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und die Umhül­ lung 36 positioniert. Das resultierende System ist in Fig. 7 dargestellt, durch Plazieren von Feder-S- und Dämpfer-D- Symbolen an jeder der vier Ecken der DD/Befestigungsgestellanordnung 32. Es ist offensichtlich, daß diese zweidimensionale Darstellung (X-Y-Koordinaten) ebensogut bei dreidimensionalen Systeme (X-Y-Z-Koordinaten) angewendet werden kann. In jedem Fall ist das Schaum­ schichtsystem 34, das in Fig. 7 durch die Feder-S- und Dämpfer-D-Symbole dargestellt ist, auch als in einem Kom­ primierungszustand zwischen der DD/Befestigungs- Gestellanordnung 32 und dem Umhüllungssystem 36 angesehen werden. Beispielsweise ist ein Komprimierungszustand des Schaums 34 zwischen der Innenseite der Oberseite 36A des Umhüllungssystems 36 und der Außenseite der Oberseite 32A der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 durch die Pfeile 40 und 42 dargestellt - wie es in Fig. 5 der Fall war.

Der Schaum 34 kann (aber muß nicht) zwischen dem Boden 32B der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und der Innenseite des Bodens 36B des Umhüllungssystems 36 komprimiert sein. Ähnliche Komprimierkräfte könnte der Schaum zwischen der linken Seite 36C des Umhüllungssystems 36 und der linken Seite 32C der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 erleben. Das gleiche gilt für den Schaum 34 zwischen der rechten Seite 32D der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und der rechten Seite 36D des Umhüllungssystems 36. Hier könnte ei­ ne ähnliche Darstellung ebenfalls eine Tiefendimension Z dieses Feder-S- und Dämpfer-D-Systems umfassen. Unabhängig davon ist das in Fig. 7 gezeigte resultierende DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystem von einer verallgemeinerten Umfassung mit einer gestrichelten Linie 52 umschlossen. Durch die Verwendung dieses DD/Befestigungsgestell/Schaum/Umhüllungssystems (52) ist die DD/Befestigungsgestellanordnung 32 (und somit die ein­ zelnen DDs, die es enthält) gegen mechanische Übersetzungs­ kräfte geschützt, wie z. B. diejenigen, die in Fig. 7 durch den linearen Pfeil 54 dargestellt sind. Es ist außerdem ge­ gen mechanische Drehmomente geschützt, wie z. B. diejeni­ gen, die durch den gebogenen Pfeil 56 dargestellt sind. Ein Schutz gegen selbstinduzierte mechanische Drehmomente 56 wird jedoch insbesondere dadurch erreicht, daß die einzel­ nen DDs starr an dem Befestigungsgestell 30 befestigt sind.

Das in Fig. 7 dargestellte eingekreiste System (52) ist ebenfalls als in einem externen Gestell befestigt gezeigt. Diese Befestigung des DD/Befestigungsgestell­ anordnung/Schaum/Umhüllungssystems (das allgemein durch die gestrichelte Linie 52 eingekreist gezeigt ist) innerhalb des externen Gehäuses kann an verschiedenen Positionen 58A, 58B, 58C, 58D usw. an dem RAID-Gehäuse stattfinden. Diese Befestigung kann durch bekannte mechanische Befestigungs­ mittel, Schrauben, Verbinder, Verschlüsse und dergleichen erfolgen. Bei einigen der bevorzugteren Ausführungsbeispie­ le dieser Erfindung können jedoch viskoselastische Materia­ lien zwischen das externe Gehäuse und das DD/Befestigungsgestellanordnung/Schaum/Umhüllungssystem po­ sitioniert sein.

Fig. 8 und 9 zeigen Schaumumhüllungssysteme, die bei der Praxis dieser Erfindung bei verschiedenen Arrays von ein­ zelnen Schaumkomponenten verwendet werden können. Solche Arrays können Schaummaterialien umfassen, die durch nicht­ dämpfende Materialien oder offene Zwischenräume getrennt sind. Zusätzlich können an diesen verschiedenen Schaum­ schichtpositionen zwei oder mehr Schaumschichten verwendet werden. Darüber hinaus kann jede der zwei oder mehr Schich­ ten in diesen verschiedenen Schaumschichtpositionen die gleiche (oder verschiedene) Schaumzusammensetzung aufwei­ sen. Fig. 8 zeigt beispielsweise eine DD/Befestigungsgestellanordnung 32, die an jeder ihrer vier Ecken mit L-förmigen Schaumschichten 34Q, 34R, 34S und 34T versehen ist. Jede dieser L-förmigen Schaumschichten 34Q, 34R, 34S und 34T kann eine Länge aufweisen, die im wesent­ lichen gleich ist wie die Breite 60 der DD/Befestigungsgestellanordnung 32. Diese L-förmigen Schichten können außerdem kürzer oder länger sein als die Breite der DD/Befestigungsgestellanordnung 32. In Fig. 8 beträgt eine L-förmige Schicht 34Q beispielsweise nur etwa eine Hälfte der Breite 60 der DD/Befestigungs- Gestellanordnung 32. Es wird jedoch bevorzugt, daß jede solche Schaumschicht eine Länge aufweist, die etwa zwischen 20 bis 100% einer DD/Befestigungsgestellanordnungsseite, über die eine solche Schaumschicht plaziert wird, beträgt. Darüber hinaus kann jede dieser L-förmigen Schichten 34Q, 34R, 34S und 34T aus zwei oder mehr Lagen einer unter­ schiedlichen Art von Schaummaterial hergestellt sein. Diese unterschiedlichen Arten von Schaummaterial können auch un­ terschiedliche Längen, Breiten und/oder Dicken aufweisen. Es ist außerdem ersichtlich, daß sich eine oder mehrere dieser Schaumschichten 34Q, 34R, 34S oder 34T zwischen der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und dem Umhüllungssystem 36, das dasselbe umgibt, in einem Komprimierungszustand be­ finden kann. Die Richtungspfeile 39(A) und 39(B), die in Fig. 8 gezeigt sind, sollen darauf hinweisen, daß es das Schaumschichtsystem 34 Luftströmen 39(A), 39(B) erlaubt, über die Oberseite der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 zu verlaufen, da dies ein besonders effektiver Lüftungsum­ stand ist.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfin­ dung, bei dem die Schaumschichten 34Q bis 34Y in der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 verteilt sind. Hier kön­ nen sich auch wiederum eine oder mehrere dieser Schaum­ schichten zwischen der DD/Befestigungsgestellanordnung 32 und dem Umhüllungssystem 36, das dieselben umgibt, in einem Komprimierungszustand befinden. Fig. 9 zeigt Schaumschich­ ten 34Q und 34T, die Längen aufweisen, die geringer sind als die Länge der Oberseite der DD/Befestigungsgestellanordnung 32. Hier erlaubt es dieser Umstand wiederum, daß kühlende Luftströme 39(A), 39(B) usw. über die Oberseite der Anordnung 32 verlaufen, um die DDs, die es enthält, effektiver zu kühlen.

Diese Erfindung bedenkt außerdem die Verwendung von che­ misch "abgestimmten" Schäumen, um gewünschte Dämpfungs-, Nachgiebigkeits- und Luftdurchlässigkeitscharakteristika zu liefern. Ein Fachmann auf dem Gebiet der Schaumherstellung wird selbstverständlich erkennen, daß Schaummaterialien chemisch und/oder zusammensetzungsmäßig entworfen werden können, um leere Zwischenräume mit variierender Größe und Frequenz zwischen den Materialperlen zu erzeugen, die den Körper des Schaummaterials bilden. Das vorher erwähnte '281-Patent, '642-Patent und '787-Patent lehren alle solche chemisch und/oder zusammensetzungsmäßig abgestimmten Schäu­ me. Beispielsweise lehren diese Patente, daß solche Schäu­ me, die leere Zwischenräume enthalten, aus festen oder hoh­ len Kügelchen (einschließlich Mikrokügelchen) aus verschie­ denen Harzmaterialien gebildet sein können. Nach dem Erwär­ men dieser Harzkügelchen auf ihren Schmelzpunkt werden die­ selben auf das Abkühlen der geschmolzenen Harzmaterialien hin miteinander verbunden. Die Endproduktschaummaterialien dieser Patentoffenbarungen sind Arrays von (1) thermisch eingestellten Harzelementen, die miteinander verbunden sind, und daher dazu dienen, das Harz in einem zusammenhal­ tenden Körper zu halten, (2) anderen Nichtharzmaterialien, wie z. B. Fasern, und (3) leeren Zwischenräume.

Die Verwendung von sogenannten "offenzelligen" Schäumen bzw. Schaumstoffen kann im Vergleich zu der Verwendung von sogenannten "geschlossenzelligen" Schäumen bzw. Schaumstof­ fen beim Einsatz dieser Erfindung bevorzugt werden, weil offenzelligen Schäume im allgemeinen nachgiebiger sind und mehr und größere, leere Zwischenräume aufweisen. Geeignete Schaummaterialien zum Herstellen von nachgiebigen und luft­ durchlässigen Schäumen für die Praxis dieser Erfindung kön­ nen aus Harzmaterialien hergestellt werden, die von der Gruppe ausgewählt werden, die aus Polystyren, Polyethylen, Polypropylen, Polyestern, Polyurethanen, Polyamiden, Ethy­ len-Vinyl-Acetat-Copolymeren, Polyvinylbutyral, Polyvinyl­ butyral-Polyvinyl-Acetat-Copolymeren, Epoxyacryl- Durchdringungsnetzwerken und dergleichen besteht. Solche Harzmaterialien sind normalerweise durch Vernetzungsagenten "vernetzt", um ihre Stärke, mechanische Nachgiebigkeit, Leerer-Zwischenraum-Volumen und Temperaturintegrität zu verbessern. Beispiele von nützlichen Vernetzungsagenten für die oben angeführten Harze umfassen diejenigen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Diacrylaten, Triacrylaten, Triazinen und dergleichen besteht, sind aber nicht darauf beschränkt.

Wieder wird ein Fachmann auf dem Gebiet der Schaumherstel­ lung erkennen, daß die Nachgiebigkeits- und Dämpfungscha­ rakteristika der Schäume, die bei der Praxis dieser Erfin­ dung verwendet werden, durch Erzeugen von Schäumen, die mehr und/oder größere Zwischenräume in ihren Körpern auf­ weisen, wie gewünscht modifiziert werden können. Das Erzeu­ gen solcher Zwischenräume in dem Schaummaterial erhöht au­ ßerdem die Nachgiebigkeit eines Schaums (durch Verringern seiner Steifheit), ohne daß ein unterschiedlicher Schaum verwendet werden muß, was eine zu große Änderung bei einer gewünschten Dämpfungs- oder Nachgiebigkeitscharakteristik bewirken könnte. Beispielweise kann eine Erhöhung bei der Nachgiebigkeit durch die Verwendung von Schäumen, die grö­ ßere Zwischenraumvolumen aufweisen, erreicht werden, weil das umgebende Schaummaterial (das normalerweise dazu bei­ trägt, einen Schaum am Verwerfen zu hindern, während er komprimiert wird) durch leere Zwischenräume ersetzt wird. Somit kann die Selbstunterstützung des Schaums durch Verse­ hen des Schaums mit einem größeren Zwischenraumvolumen re­ duziert werden. Zwischenräume können auch einfach in den Schaum geschnitten werden. Wieder sind die durchschnittli­ che Größe von einzelnen Zwischenräumen, das Gesamtzwischen­ raumvolumen und die Nähe der Zwischenräume zueinander alles Faktoren, die durch die Verwendung von unterschiedlichen Harzzusammensetzungen mit unterschiedlichen Anteilen unter unterschiedlichen Temperatur-, Zeit- und Druckbedingungen, zu dem Zeitpunkt der Herstellung des Schaums entworfen wer­ den. Wieder sind dies alles Themen, die innerhalb der Fä­ higkeiten von Schaumherstellern liegen.

Zusätzlich zu der viskoselastischen Komponente dieser Schäume auf Harzbasis können die Endproduktschaummateriali­ en auch verschiedene Mengen von Nichtharzmaterialien umfas­ sen, wie z. B. fasrige Materialien und/oder Teilchen. Die fasrigen Materialien können in der Form von Fäden, Schnü­ ren, Garnen, Rovingen, Filamenten usw. sein, solange die Harzbestandteile des Schaums die Oberfläche des Fasermate­ rials benetzen können. Die Nichtharzmaterialien können auch metallische Fasermaterialien umfassen, wie z. B. Aluminium­ oxid, Magnesium oder Stahlfaser (sind aber nicht darauf be­ grenzt).

Obwohl die Erfindung des Anmelders bezüglich verschiedener Theorien, spezifischer Beispiele und einer Wesensart, die dem Konzept des Plazierens von Schaum zwischen einer DD/Befestigungsgestellanordnung und einem Umhüllungssystem umfaßt, um ein DD-Array vor mechanischen Störungen zu schützen, beschrieben wurde, ist offensichtlich, daß diese Erfindung nicht darauf begrenzt ist, sondern statt dessen nur durch den Schutzbereich der folgenden Ansprüche be­ grenzt ist.

Claims (20)

1. Plattenlaufwerkumhüllungssystem, das folgende Merkmale umfaßt:
eine Umhüllung (36);
ein Gestell (30), das konfiguriert ist, um eine Mehr­ zahl von Plattenlaufwerken (22) zu befestigen; und
einen Schaumstoff (34) zwischen dem Gestell (30) und der Umhüllung (36).

2. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß Anspruch 1, das ferner eine Mehrzahl von Plattenlaufwerken (22) um­ faßt, die an dem Gestell (30) befestigt sind.

3. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner ein RAID-System umfaßt, das an dem Ge­ stell (30) befestigt ist.

4. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 3, bei dem der Schaumstoff (34) in einem Komprimierungszustand zwischen dem Gestell (30) und der Umhüllung (36) plaziert ist.

5. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 4, bei dem der Schaumstoff (34) aus zwei oder mehr verschiedenen Schaumstoffschichten besteht.

6. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 5, bei dem der Schaumstoff (34) aus zu­ mindest zwei physikalisch getrennten Schaumstoffstüc­ ken besteht.

7. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 6, bei dem der Schaumstoff (34) an zu­ mindest vier Seiten des Gestells (30) plaziert ist.

8. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 7, bei dem der Schaumstoff (34) aus zu­ mindest zwei physikalisch getrennten Schaumstoffstüc­ ken besteht, und bei dem die zumindest zwei physika­ lisch getrennten Schaumstoffstücke aus zwei zusammen­ setzungsmäßig unterschiedlichen Schaumstofftypen her­ gestellt sind.

9. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 8, das ferner ein externes Gehäuse um­ faßt, in dem das Plattenlaufwerkumhüllungssystem befe­ stigt ist.

10. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 9, das ferner ein externes Gehäuse um­ faßt, in dem das Plattenlaufwerkumhüllungssystem befe­ stigt ist, und bei dem zwischen dem Umhüllungssystem und dem externen Gehäuse Schaumstoff (34) plaziert ist.

11. Plattenlaufwerkumhüllungssystem, das folgende Merkmale umfaßt:
eine Umhüllung (36);
ein Gestell (30), das konfiguriert ist, um eine Mehr­ zahl von Plattenlaufwerken (22) in dem Gestell starr zu befestigen; und
einen Schaumstoff (34) zwischen dem Gestell (30) und der Umhüllung (36).

12. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß Anspruch 11, das ferner eine Mehrzahl von Plattenlaufwerken (22) um­ faßt, die starr an dem Gestell (30) befestigt sind.

13. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß Anspruch 11 oder 12, das ferner ein RAID-System umfaßt, das starr an dem Gestell (30) befestigt ist.

14. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 11 bis 13, bei dem der Schaumstoff (34) in ei­ nem Komprimierungszustand zwischen dem Gestell (30) und der Umhüllung (36) plaziert ist.

15. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 11 bis 14, bei dem der Schaumstoff (34) aus zwei oder mehr verschiedenen Schaumstoffschichten be­ steht.

16. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 11 bis 15, bei dem der Schaumstoff (34) aus zumindest zwei physikalisch getrennten Schaum­ stoffstücken besteht.

17. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 11 bis 16, bei dem der Schaumstoff (34) an zu­ mindest vier Seiten des Gestells (30) plaziert ist.

18. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 11 bis 17, bei dem der Schaumstoff (34) aus zumindest zwei physikalisch getrennten Schaum­ stoffstücken besteht, und bei dem die zumindest zwei physikalisch getrennten Schaumstoffstücke aus zwei zu­ sammensetzungsmäßig unterschiedlichen Schaumstofftypen hergestellt sind.

19. Plattenlaufwerkumhüllungssystem gemäß einem der An­ sprüche 11 bis 18, das ferner ein externes Gehäuse um­ faßt, in dem das Plattenlaufwerkumhüllungssystem befe­ stigt ist.

20. RAID-Umhüllungssystem, das folgende Merkmale umfaßt:
eine Umhüllung (36);
ein Gestell (30) mit einem RAID-System, das starr an dem Gestell (30) befestigt ist; und
zumindest eine Schaumstoffschicht zwischen dem Gestell (30) und der Umhüllung (36).