Beschreibung

Computergehäuse mit schwenkbarem Festplattenkäfig

Die Erfindung betrifft ein Computergehäuse mit schwenkbarem Festplattenkäfig, wobei der Festplattenkäfig mittels eines oberen Drehlagers und eines unteren Drehlagers im Computergehäuse schwenkbar angeordnet ist .

Schwenkbare Festplattenkäfige dienen zur Aufnahme von Festplatten und sind schwenkbar angeordnet, damit die ^' Festplatten zur ^' Montage und Demontage leicht zugänglich sind. Auch zu Wartungszwecken sind die Festplatten mittels des schwenkbaren Festplattenkäfigs deutlich leichter zugänglich als in Gehäusen ohne schwenkbaren Festplattenkäfig. Festplatten sind Computerkomponenten, welche einen hohen Anteil elektromechanischer Teilkomponenten aufweisen. So umfassen Festplatten scheibenförmige Magnetdatenträger, die mit hoher Drehzahl rotieren, während ein Lesekopf mit sehr geringem Abstand zu dem Magnetdatenträger die Daten ausliest. Aufgrund der hohen Präzision, welche die mechanischen Komponenten einer Festplatte aufweisen, und aufgrund der geringen Abstände, welche die Teilkomponenten zueinander aufweisen, ist jede Erschütterung oder. Schockbelastung von Festplatten ein potentielles Risiko zur Beschädigung der Festplatten.

Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, einen Festplattenkäfig anzugeben, der bezüglich der Schockbelastung aufgenommener Festplatten verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst und mit den Maßnahmen der untergeordneten

Patentansprüche 2 bis 16 in vorteilhafter Weise weitergebildet ^' ..

Die Erfindung umfasst die Erkenntnis, dass eine erhebliche Schockbelastung dann- vorliegt, wenn der Festplattenkäfig während der Montage eines Computers mit der eingebauten Festplatte im Festplattenkäfig ungewollt zufällt-. Eine Verbesserung eines Festpϊattenkäfigs hinsichtlich einer ^■ Schockbelastungen wird ^' nach der Lehre des Anspruchs , 1 dadurch ■ erreicht, da ^' ss die erhebliche Schockbelastung bei der Montage verhindert wird. Dazu ist im Drehlager des .Festplattenkäfigs eine Sperre, oder eine Bremseinheit vorgesehen, welche den Festplattenkäfig in einer ersten Position mittels einer- Haltekraft hält . Somit kann der Festplattenkäfig nicht ungewollt ^• zufallen, eine unkontrollierbare Schockbelastung der im Festplatterikäfig angeordneten Festplatten ist somit verhindert .

IrL der Ausgestaltung als Sperre ist ein mechanisches Element • vorgesehen, welches mittels einer formschlüssigen Verbindung den Festplattenkäfig .in der ersten. Position hält. Damit ist nach einem Lösen der Sperre der Festplattenkäfig frei- schwenkbar. Da das Lösen bewusst ^' durch einen Monteur bei Montage oder Wartungsarbeiten erfolgt, ist der Monteur dann auch in der Lage den Schwenkvorgang weiter derart ^' auszuführen und zu beenden,- dass keine Schockbelastung auf eingebaute Festplatten wirkt. Vorteilhaft an der Ausgestaltung als Sperre ist, dass unabhängig von der Anzahl der eingebauten Festplatten keine weitere Einstellung an der Sperre erforderlich ist. Die Sperre hält, bedingt durch die Formschlüssigkeit der Verbindung, auch den höheren ^{■ '} Drehmomenten bei einer höheren Anzahl eingebauter Festplatten stand.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass durch Einwirkung eines Drehmoments in Schwenkrichtung die Sperre womit der Festplattenkäfig gehalten ist, gelöst wird. Dabei wird durch die Wirkung des Drehmoments die formschlüssige Verbindung gelöst, der Festplattenkäfig ist somit schwenkbar.

In der Ausgestaltung als Bremseinheit, ist ein Element vorgesehen, welches durch Reibungskraft den Festplattenkäfig kraftschlüssig in der ersten Position, hält . Um den Festplattenkäfig zu schwenken ist zuerst mittels des Drehmomentes eine Haftreibung zu überwinden. Ist ^' die Haftreibung überwunden, ist der Festplattenkäfig drehbar. Dreht der Festplattenkäfig, ist zu Fortsetzung der Drehung eine Gleitreibung zu überwinden, die Gleitreibung ist geringer als die Haftreibung. Damit ist auch während des Schwenkvorganges die Reibungskraft der Bremseinheit zu. überwinden. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass versehentliches Zufallen in jedem Fall ausgeschlossen ist, da die Bremsvorrichtung im Prinzip den Festplattenkäfig in jeder Position des Schwenkvorgänges halten kann.

Eine alternative Ausgestaltung ist, die Bremseinheit mit der ^• Sperre zu kombinieren, wobei die Vorteile der beiden Einzelsysteme sich addieren. Somit ist eine gegenseitig unterstützende Wirkung erzielbar.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Drehmoment, welches zur Einleitung der Drehung erforderlich ist, einstellbar ist _. . Dadurch kann eine Anpassung des Festplattenkäfigs an. unterschiedliche Konfigurationen, bei denen eine unterschiedliche Anzahl an Festplatten vorgesehen ist, vorgenommen werden. .

Es ist vorteilhaft, die Sperre oder ^' die Bremseinheit an zumindest einem der Drehlager anzuordnen. Damit lassen sich in einer Komponente, dem Drehlager, zwei Funktionen- vereinen. Zum einen die schwenkbare Lagerung des Festplattenkäfigs, und zum anderen das Halten des Festplattenkäfigs in einer ersten Position.

Weitere Ausgestaltungen sind in den untergeordneten Patentansprüchen beschrieben.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines ^' Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme von vier. Figuren näher erläutert. Es zeigen: ^'

Die Figur 1, eine schematische Darstellung eines Computergehäuses, mit schwenkbarem Festplattenkäfig,-

die Figur 2 eine Darstellung eines Drehlagers mit einstellbarem Drehmoment in einer Explosionsansicht,

die Figur 3 eine Darstellung des .Drehlagers in vormontierter Weise,

die Figur 4 ein Montagebeispiel des Drehlagers ^' von einem Gehäuseboden eines Computers aus gesehen,

die Figur 5 das Montagebeispiel aus der Figur 3 vom Festplattenkäfig aus betrachtet,

die Figur 6 ein Montagebeispiel .eines Computergehäuses mit schwenkbarem Festplattenkäfig und bodenseitig angeordnetem einstellbaren Drehlager.

In Figur 1 ist ein Computergehäuse 18 mit schwenkbarem Festplattenkäfig 17 in einer teilschematischen perspektivischen Darstellung gezeigt. Der Festplattenkäfig 17 ist mittels eines oberen Drehlagers 20 und mittels eines unteren Drehlagers 21 schwenkbar am _. Computergehäuse angeordnet. An dem oberen Drehlager 20 ist eine Bremseinheit angeordnet, welche eine Drehung des Festplattenkäfigs 17 bremst, beziehungsweise den Festplattenkäfig in einer geöffneten Position hält . Weiter ist an dem Ausführungsbeispiel an dem unteren Drehlager 21 eine Sperre

22 angeordnet, welche ebenso den Festplattenkäfig in einer ^■ geöffneten Position hält. Bremseinheit 23 und Sperre 22 eigenen sich, jede für sich, um den Festplattenkäfig 17 in der geöffneten Position zu halten. Vorteilhaft an der Kombination von Bremseinheit 23 und Sperre 22 ist eine gegenseitige Redundanz von Sperre 22 und Bremseinheit 23, so dass auch bei einem Ausfall von Sperre 22 oder Bremseinheit

23 der Festplattenkäfig 17 dennoch gehalten wird. Wird durch einen Anwender eine Kraft in Richtung einer Schwenkrichtung 19 ausgeübt, so löst sich durch die Einwirkung des Drehmoments die Sperre 22 am unteren Drehlager 21 und der Festplattenkäfig 17 kann geschwenkt werden. Weiter wird durch die Einwirkung des gleichen Drehmoments auf die Bremseinheit 23 am oberen Drehlager 20 die Haltekraft der Bremseinheit 23 überwunden .

An zumindest einem der Drehlager 20 oder 21 ist das zur Drehung erforderliche Mindestdrehmoment einstellbar. Durch die Einstellbarkeit des Mindestdrehmoments ist für verschiedene Konfigurationen des Festplattenkäfigs 17 ^■ die Bremswirkung in dem Drehlager 20 oder 21 anpassbar. Somit ist ein schlagartiges Zufallen des Festplattenkäfigs 17 verhinderbar. Desweiteren ist das Drehmoment so einstellbar,

dass der Festplattenkäfig 17 in jeder beliebigen Position gehalten wird. Damit ist verhindert, dass der Festplattenkäfig 17 alleine durch sein Eigengewicht zufällt. 'Durch Zutun des Benutzers oder des Montagearbeiters lässt der Festplattenkäfig 17 sich dennoch schließen. Durch die Einstellbarkeit des Drehmoments ist das erforderliche Drehmoment auf die zu bewegenden Massen des Festplattenkäfigs 17 und demzufolge auf die Anzahl der darin montierten ^* Festplatten sowie auf die Größe des Festplattenkäfigs 17 einstellbar.

Figur 2 zeigt ein Drehlager mit einem Lagerbock 1, der mittig eine Bohrung 2 aufweist . Die Bohrung 2 an sich weist sternförmig radial am Umfang der Bohrung angeordnet, vier Aussparungen 3 auf. Die Bohrung 2 ist am Lagerbock 1 mittig angeordnet und die Aussparung 3 wiederholt sich, so ^' dass nach einem Viertel des Umkreises der Bohrung 2 wieder eine Aussparung 3 angeordnet ist. Damit sind insgesamt vier Aussparungen- 3 in der Bohrung 2 vorgesehen. In die Bohrung 2 ist eine Lagerbuchse 11 aufgenommen, die mit dem Festplattenkäfig 17 verbindbar ist. Der Lagerbock 1 ist ein Stahlblechteil, welches .wannenförmig geformt ist. Zur Befestigung des Lagerbocks 1 an einem Computergehäuse 18 sind Befestigungsbohrungen 4 vorgesehen. Diese

Befestigungsbohrungen 4 sind im Zusammenspiel mit Schrauben 5 zur Befestigung des Lagerbocks 1 am Computergehäuse 18 so eingerichtet, .dass die Schrauben durch die

Befestigungsbohrungen 4 hindurch in Gewindebohrungen 14 am Computergehäuse 18 einschraubbar sind.

Der Lagerbock 1 weist eine obere und eine untere Seite auf, wobei die obere Seite zum Festplattenkäfig 17 hin gerichtet ist, und die untere Seite die vom Festplattenkäfig 17

abgewandte Seite ist. Im Folgenden sind die beiden Seiten des Lagers in einer Richtung vom Lager aus gesehen bezeichnet. Somit ^■ ist die obere Seite künftig als innere Seite bezeichnet und ^' die untere Seite künftig- als äußere Seite bezeichnet. An den- beiden Seiten des Lagerbocks 1 ist jeweils eine Rastscheibe 6 angeordnet. Die Rastscheiben sind konzentrisch zu dem Mittelpunkt der Bohrung angeordnet.. Die Rastscheibe 6 weist eine Rastnase 7 auf, welche in eine der Aussparungen 3 einrastet. Somit ist eine jede, der beiden Rastscheiben 6 gegenüber- dem Lagerbock 1 festgelegt. Das heißt, eine äußere Rastscheibe 6.1 ist an der äußeren Seite angeordnet und eine innere Rastscheibe 6.2 ist an der inneren Seite angeordnet. Diese Rastscheiben 6 liegen also unmittelbar an der äußeren beziehungsweise inneren Seite des Lagerbocks 1 ^• auf und sind mit der Aussparung 3, welche in der Bohrung 2 des Lagerbocks 1 angeordnet ist, verrastet. Die Oberfläche der Rastscheiben und die durch die. Oberfläche gebildete mechanische Reibung bilden gegenüber der Drehbewegung der Lagerbuchse 11 ein bremsendes Moment.

Der weitere Aufbau des Lagers ist durch eine innere Tellerfeder 8 und eine äußere Tellerfeder 9 gebildet. Eine weitere - Tellerfeder 10 ist an der inneren Seite des Lagers vorgesehen, welche als Einstellscheibe zur Einstellung des Drehmoments verwendbar ist. Dabei sind die beiden ■Tellerfedern 8 ^" und 10 jeweils auf der äußeren beziehungsweise auf der inneren Rastscheibe 6.1 und 6.2 aufliegend konzentrisch zum Mittelpunkt der Bohrung angeordnet und umfassen die Lagerbuchse kreisförmig.

Die Tellerfedern 8 und 9 sind an sich also beweglich, die RastScheiben 6 an sich sind unbeweglich gegenüber dem Lagerbock 1. Durch die federnde ^' Ausführung der Tellerfedern 8

und 9 ist auch das notwendige Drehmoment einstellbar, da die federnde Eigenschaft eine unterschiedliche Auflagegröße und damit zu unterschiedlicher Haftreibung zwischen Tellerfeder und Rastscheibe führt;. ^'•

Mit einer Lagerbuchse 11, welche einen ringförmigen Kranz 12 aufweist, ist der Aufbau des Lagers mit einstellbarem ^■ Drehmoment fortgesetzt . -Die Lagerbuchse 11 ist so. ausgebildet, dass sie in die Bohrung 2 des Lägebocks eingesetzt werden kann. Von der Außenseite des Lagers ist eine Einstellschraube 13 vorgesehen, die in die Lagerbuchse eingeschraubt werden- kann. Ist die Einstellschraube 13 ^{• ■} eingeschraubt, bildet sie mit ihrem. Schraubenkopf ein iderlager gegenüber der äußeren Federscheibe 9. Durch das Anzugsdrehmoment der Einstellschraube 13 ist das zur Drehung erforderliche Mindestdrehmoment des Lagers stufenlos einstellbar. Der Schraubenkopf der Schraube 13 und der ringförmige Kranz 12 werden mittels der Einstellschraube 13 zueinander gepresst . Damit werden ^' auch die dazwischen liegenden Komponenten wie die Rastscheiben (6) und die Tel ^' lerfedern (8,9,10). zueinander gepresst. Die federnde Eigenschaft der Tellerfedern 8,9,10 führt zu einer besonders feinen und stufenlosen Einstellmöglichkeit des zur Drehung des ^' Drehlagers erforderlichen Mindestdrehmoments .

Zur Einstellung besonders hoher Mindestdrehmomente von 4 Nm bis 6 Nm, ist im Ausführungsbespiel vorgesehen, die Schraube 13 bis zum Anschlag festzugedrehen und mittels einer weiteren Tellerfeder als Einstellscheibe den Anpressdruck zwischen Tellerfedern und Rastscheiben zu erhöhen. Das bedeutet, die Schraube wird solange eingedreht bis der Schraubenkopf und der Kranz 12 der Lagerbuchse fest an den dazwischen liegenden Tellerfedern anliegen. . ^{■ ' ' '}

Zur Sicherung der Schraube 13 gegen ungewolltes selbständiges Lösen ist die Schraube 13 selbstsichernd ausgeführt. Vorzugsweise ist eine sogenannte endfeste Variante der Selbstsicherung zu verwenden. Das bedeutet, dass die Schraube 13 nicht zerstörungsfrei lösbar ist . Es ergibt sich damit eine unlösbare Schraubverbindung.-

Im Ausführungsbeispiel ist die Schraube 13 als M6-Schraube auszuführt . Die Befestigungsschrauben 5 sind als M3-Schrauben ausgeführt. Das Lager ist mitsamt seinen sämtlichen Einzelteilen in Stahl ausgeführt. Somit sind Mindestdrehmomente in einem Bereich von 4 Nm bis 6 Nm einstellbar.

Die Lagerbuchse 11 weist an der zum Festplattenkäfig 17 hin gewandten Seite zumindest eine Gewindebohrung 14 auf, welche zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 15 ausgebildet ist. Damit ist der Festplattenkäfig 17 fest mit der Lagerbuchse 11 verbindbär. Zur. Befestigung des Festplattenkäfigs 17 an der Lagerbuchse ^' 11 haben sich M4-Gewindeschrauben als vorteilhaft erwiesen. . • ^{■ • '} .. ^{• '} ■

Die Figur 3 zeigt das gesamte Drehlager an sich mit allen in Figur 1 beschriebenen Komponenten in einem vormontierten Beispiel . ^■ Dabei ist der Lagerbock 1 des Drehlagers mit ^' einstellbarem Drehmoment am, Gehäuseboden des Computergehäuses 18 angeordnet. Ein zweites Drehlager ist in. dieser Ausführungsform so _. angeordnet , dass die ^' Drehachse des Festplattenkäfigs ^• 17 in vertikaler Richtung verläuft. Der Lagerbock 1 ist zum Beispiel durch Schrauben, Klemmen, Kleben, Schweißen oder ähnliche Befestigungsverfahren am Computergehäuse festgeleget . Abhängig von der gewünschten • Festigkeit und den damit verbundenen Produktionskosten sowie

dem Montageort des' Lagerbocks 1 im Computergehäuse 18, ist eine der vorgeschlagenen Befestigungsarten besonders geeignet . • • ^•

Zur Montage des Lagerbocks 1 ist am Gehäuseboden des . Computergehäuses 18 eine Einbuchtung vorgesehen, welche den Lagerbock 1 von einer Außenseite des Computergehäuses 18 aufnimmt. Die Einbuchtung ist vorteilhafter Weise mit einer Bohrung versehen, die mit der Bohrung 2 des Lagerbocks 1 fluchtet, so dass die Lagerbuchse 11 im montierten Zustand durch beide Bohrungen hindurch reicht. Diese Ausgestaltung erleichtert die Montage des Lagerbocks' 1 und damit auch die Montage des Festplattenkäfigs 17. Darüber hinaus ermöglicht diese Ausgestaltungsform eine leichte Zugänglichkeit zu der Einstellschraube 13 und damit auch ein leichtes Einstellen des. Drehmoments von der Gehäuseaußenseite des Computergehäuses 18.

Die Figur 4 zeigt das Drehlager in einem ^' beispielhaften ^• Anwendungsfall, bei dem das Drehlager an einer .Gehäusewandung 16 eines Computergehäuses 18 von. einer Außenseite her befestigt ist. Ein Festplattenkäfig 17 ist ^' ausschnittsweise dargestellt. Die Befestigung des Festplattenkäfigs 17 mit der Lagerbuchse 11 erfolgt dabei über die Befestigungsschrauben 15. Der Lagerbock 1 des Drehlagers ist mit den Befestigungsschrauben 5 am Computergehäuse bodenseitig ■ befestigt.

Die Figur 5 zeigt das Montage- beziehungsweise Anwendungsbeispiel aus ^' der Figur 3 aus einer anderen Perspektive, von der Innenseite des Lagers her betrachtet. ^• Das Drehlager ist von der Außenseite der Gehäusewandung 16 an der Gehäusewandung 16 festgelegt, so dass die Innenseite des

Drehlagers zur Innenseite des Gehäuses hin gerichtet ist. Der Festplattenkäfig 17 ist mit den Befestigungsschrauben 15 ^" an der Lagerbuchse 11 festgelegt.

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Computergehäuses ^' in einer Komplettdarstellung. Dabei ist die Gehäusewandung 16 _. eine Bodenplatte des Computergehäuses, und der Festplattenkäfig 17 ist schwenkbar angeordnet . Die Drehachse des Festplattenkäfigs verläuft in vertikaler Richtung zur Gehäusewandung 16. Die Gehäusewandung 16 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Bodenplatte des Computergehäuses. Der Lagerbock 1 ist von der Außenseite her an der Gehäusewandung 16 angeordnet . Somit ist die Einstellschraube 13 von der Außenseite her erreichbar. Der schwenkbare . ^■ Festplattenkäfig 17 ist mit der Befestigungsschraube 15 an dem Drehlager, insbesondere an der Lagerbuchse 11 befestigt. ^' Der Lagerbock ist mit den Befestigungsschrauben 5 an der Gehäusewandung 16 befestigt .

Bei einem Montagevorgang, bei dem das Computergehäuse 18 ^■ liegend mit geöffnetem Festplattenkäfig 17 einem ^' • Montagearbeiter vorliegt, ist mittels des einstellbaren Drehlagers erreicht, dass ein unbeabsichtigtes Zufallen des • Festplattenkäfigs 17 verhindert ist. Sind in dem _. ^• Festplattenkäfig 17 zum Beispiel zwei Festplatten eingebaut, ist mit einem Drehmoment am Drehlager von .4 Nm zu rechnen, welches durch das einstellbare Drehlager abzubremsen ist. Für vier Festplatten ist bereits mit ungefähr 6 Mm zu rechnen. Die Ausführung des Drehlagers in Stahl ermöglicht die Bewältigung solcher Drehmomente. ■

Bezugszeichenliste

1 Lagerbock

2 ■ Bohrung

3 Aussparung

4 Befestigungsbohrung

5 Befestigungsschraube

6 ^■ RastScheibe; äußere Rastscheibe (6.1) innere Rastscheibe (6.2)

7 Rastnase

8 innere Tellerfeder

9 äußere Tellerfeder

10 weitere Tellerfeder, Einstellscheibe

11 Lagerbuchse

12 Kranz, Widerlager

13 Einstellschraube

14 Gewindebohrung

15 Befestigungsschraube

16 Gehäusewandung

17 Festplattenkäfig

18 Computergehäuse

19 Schwenkrichtung 20 ^' oberes Drehlager

21 unteres Drehlager

22 ^■ Sperre

23 Bremseinheit