Brevet FR2530362A1 — publié le 19840120

La présente invention porte sur une mémoire d'infor- mation à disques, en particulier une mémoire à disques magnétiques, comportant un boîtier à peu près fermé qui contient des disques fixés, à distance l'un de l'autre, sur un moyeu monté rotatif et un dispositif de ventilation par lequel l'air, propulsé vers l'extérieur quand les dis- ques tournent, est épuré par passage à travers un filtre et l'air épuré est ramené au moins à proximité du centre de rotation des disques. Dans la publication "Review of the Electrical Communi- cation Laboratories", volume 28, numéros 5 et 6, mai-juin 1980, page 371, est décrite une mémoire à disques compor- tant un système de circulation d'air ouvert qui sert essen- tiellement de système de refroidissement Un inconvénient de ce système de circulation d'air connu est que des par- ticules de poussière et de saleté peuvent pénétrer dans le boîtier, par exemple par l'arbre moteur ou les paliers, et arriver sur les faces des disques et ainsi produire des erreurs de lecture et d'écriture En outre, la répartition de l'air entre les disques, décrite dans ce système connu pour mémoires à disques changeables, ne peut pas empocher dans la pratique lesdites perturbations d'écriture et de lecture. L'US-A 4 282 554 propose un système de ventilation pour mécanismes d'entraînement de disques magnétiques dans lequel la pression d'air est plus élevée au- dessous du disque magnétique unique qu'au-dessus, de sorte que les salissures qui pourraient autrement pénétrer dans le boî- tier du disque le long de l'arbre moteur sont maintenues en dehors du boîtier. L'invention a pour but d'améliorer le système de ven- tilation des mémoires à disques magnétiques connues afin de réduire le taux d'erreurs d'écriture et de lecture mal- gré un fonctionnement sans entretien. L'invention atteint ce but avec une mémoire à disques magnétiques comportant un boîtier à peu près fermé qui contient des disques magnétiques fixés, à distance l'un de l'autre, sur un moyeu monté rotatif et un dispositif de ventilation par lequel l'air, propulsé vers l'extérieur quand les disques tournent, est épuré par passage à tra- vers un filtre et l'air épuré est ramené au moins à proxi- mité du centre de rotation des disques, grâce au fait qu'il est prévu un système de conduite d'air dans lequel un gradient de pression positif, de la partie inférieure à la partie supérieure du boîtier, est créé dans la zone périphérique des disques. Cela permet avantageusement d'empêcher une chute de pression aux parois du boîtier de l'extérieur vers l'inté- rieur, en particulier à proximité des joints du boîtier, à proximité des paliers ou des traversées d'arbre. Si le moyeu des disques est en forme de chapeau et disposé verticalement, entoure les paliers de l'arbre moteur et est pourvu d'ouvertures au moins dans sa paroi formant couvercle, il ne peut pas se créer de dépression au-dessus des paliers, ce qui évite efficacement l'aspi- ration depuis l'extérieur de particules de saleté dans le bottier par les paliers. Il est avantageux, pour les conditions d'écoulement, de pression et de température, de prévoir des ouvertures pour la sortie radiale d'air épuré venant du centre de rotation des disques sur les faces de ceux-ci Ce principe est connu pour les mémoires à disques magnétiques (DE-A 23 236). Il est considéré comme avantageux pour les mémoires à disques de la présente invention d'ajuster le gradient de pression positif de bas en haut à l'intérieur du boîtier entre environ 0,10 mbar et environ 0,20 mbar et de préfé- rence à environ 0,15 nmbar Cela assure un écoulement et une circulation très stables de l'air qui donne une très D 5 grande pureté de l'air circulant, avec une fabrication économique de l'unité de mémoire à disques. Dans une forme de réalisation avantageuse de la mé- moire à disques, il est prévu dans le bottier en dehors de la zone périphérique des disques, un espace en dépres- sion qui est séparé de l'intérieur-du bottier par un fil- tre de circulation d'air On obtient par ce moyen une évacuation et une épuration automatiques de l'air circu- lant, en particulier si la plus grande pression dans le bottier est produite au-dessus de ce filtre-de circulation. Cette pression peut être avantageusement comprise entre environ 0,20 et environ 0,35 mbar, de préférence entre environ 0,25 et environ 0,30 mbar. Dans une autre forme de réalisation, un filtre de respiration relie le bottier à l'air extérieur et, au-des- sus de ce filtre, un conduit d'amenée aboutit au centre de rotation des disques, ce conduit étant de préférence à peu près isolé de l'intérieur du bottier. Il s'est en outre révélé opportun de produire, dans la zone périphérique et dans le sens de rotation des dis- ques jusqu'à la zone au-dessus du filtre de circulation, un gradient de pression positif supplémentaire d'environ 0,10 à environ 0,35 mbar, de préférence d'environ 0,15 à environ 0,30 mbar. Un conduit de liaison peut opportunément relier ltes- pace en dépression au conduit d'amenée afin que l'air cir- culant épuré puisse être amené au centre de rotation des disques De l'air extérieur épuré arrive également au cen- tre de rotation par le conduit d'amenée. Selon la présente invention, la zone périphérique des disques est isolée du conduit d'amenée ou inversement La zone périphérique est opportunément reliée à l'espace en dépression par un conduit de circulation On dispose ainsi un gradient de pression positif très stable dans le sens de la hauteur du boîtier. Ltobjet de l'invention, appelé mémoire d'information à disques, est utilisable non seulement pour les disques à support magnétique mais aussi pour tout autre disque support d'enregistrement rg d oi souple, lorsque des particules depoussière et de saleté dans un boîtier peu- vent nuire à des opérations quelcooques d'enregistrement et de lecture, par exemple des opérations d'exploration optique et/ou mécanique et/ou électrique La protection s'étend par conséquent à tous les systèmes d'enregistre- ment et de lecture d'information de ce type, quelles que soient la nature et la forme des signaux d'information. Les détails de la mémoire d'information de l'inven- tion sont expliqués ci-après à l'aide d'une mémoire à disques magnétiques et représentés sur les dessins, sur lesquels La fig 1 est une représentation en perspective avec arrachements, d'une mémoire à disques magnétiques. La fig 2 est une coupe longitudinale schématique de la mémoire représentée sur la fig 1. La fig 3 est une vue de dessus schématique d'une mémoire à disques magnétiques semblable à celle de la fig 1 avec le couvercle du boîtier enlevé et La fig 4 est une représentation à plus grande échelle d'une partie de la fig 2. La mémoire magnétique 5, du type à disque fixes, com- porte un boîtier formé d'un couvercle 6 placé sur un fond 7 avec, entre les deux, un joint 8 rendu bien étanche Un moyeu 9 est placé sur un élément de support qui comprend une plaque de serrage ou de support 10 et une plaque de montage 11, cette dernière étant fixée au fond 7 La plaque de support 10 est pourvue d'ouvertures d'aération 12 qui se continuent axialement dans le couvercle du moyeu 9 et débouchent dans l'espace 13 situé entre le moyeu 9 et un palier 14 supportant l'arbre moteur 15 Le moyeu 9 est claveté en rotation sur l'arbre 15 Sur le moyeu 9, sont montés trois disques magnétiques d'enregistrement 20, par exemple des disques magnétiques d'information, appelés dans la suite disques, qui sont entraînés par l'arbre 15. Le moteur 16 est monté à l'extérieur du fond 7, mais peut aussi être prévu au-dessus du couvercle 6. Un système de positionnement d'organes d'exploration, par exemple de têtes magnétiques, n'est pas représenté. Seul est indiqué, par la ligne en trait mixte 31, l'axe d'un dispositif d'entrainement du système de positionnement. Le boîtier 6, 7 présente un orifice 17, pourvu d'un filtre de respiration 18, par o l'air extérieur entre mais de l'air peut aussi sortir, et qui communique avec un conduit d'amenée 19 qui est ici du type fermé et va d'un coin du boîtier, en passant à peu près radialement au-des- sus des disques 20, jusqu'à proximité de la plaque de sup- port 10 et de ses ouvertures 12 qui, lorsque les disques tournent, forment le centre d'aspiration, lequel coïnci- de sensiblement avec le centre de rotation des disques 20. En plus du filtre de respiration 18, est prévu un filtre de circulation 21 qui est placé à une certaine dis- tance de la périphérie des disques 20 et isole de l'inté- rieur du boîtier un espace en dépression 22 L'espace 22 est relié au conduit d'amenée 19 par un conduit de liaison 23 qui, sur la fig 2, est dessiné décalé par rapport à la fig 3 pour des raisons de représentation. Dans la suite, est décrit le fonctionnement du système de conduits d'air, qui est essentiellement un système fer- mé, car en dehors du filtre de respiration 18, il n'est pas prévu de communication avec l'extérieur, ce qui ne per- met qu'un courant d'entrée et de sortie relativement faible. Quand les disques 20 tournent, l'air intérieur est propulsé comme l'indiquent les flèches a sur la fig 3. Entre la périphérie des disques 20 et les parois intérieu- res du boîtier, il existe une zone périphérique 24 qui est à peu près cylindrique et va du fond 7 au couvercle 6 du boîtier L'air circulant propulsé arrive dans cette zone périphérique 24 et, de là, dans un conduit de circulation prévu à proximité de la paroi latérale inférieure 26 (fig 3) du bottier 6, 7 Le conduit 25 étant relativement rétréci, il s'établit par effet Venturi une pression dyna- mique qui atteint sa plus grande valeur au-dessus du fil- tre de circulation 21 et ainsi, de préférence, est produite le maximum de pression dans le bottier 6, 7 Cela assure l'amenée de l'air circulant au filtre 21 et ensuite à l'espace en dépression 22, et l'air circulant est épuré en permanence par passage à travers le filtre 21. Sur la fig 4, il existe les courants d'air I et IV au-dessus et audessous de l'ensemble de disques quand il n'est pas prévu d'ouvertures radiales 27 entre les diffé- rents disques 20 Dans ce cas, le courant d'air 1, entre la plaque de support 10 et l'extrémité du conduit d'amenée 19, passe par l'ouverture 28, puis passe entre le dessous du conduit d'amenée 19 ou le couvercle du bottier et la face supérieure du disque supérieur 20 et arrive au filtre de circulation 21 Le courant d'air IV passe dans l'espace axial 13 entre le moyeu 9 et le palier 14, puis entre la face inférieure du disque inférieur 20 et la face supérieu- re de la plaque de montage Il et ensuite le fond 7 du bol- tier, et arrive au filtre de circulation 21 On obtient déjà avec ces deux courants d'air I et IV de bonnes condi- tions de circulation de l'air Les turbulences sont évitées dans une large mesure et l'on obtient un écoulement lami- naire On peut ainsi obtenir, avec une caractéristique de pression choisie selon l'invention, la pureté de l'air et des conditions de température constantes dans le bottier. Les ouvertures radiales 27 situées entre les diffé- rents disques 20 permettent d'améliorer encore les effets d'épuration et de stabilisation de la température, car elles augmentent le débit d'air dans le centre d'aspira- tion jusqu'au filtre de circulation 21 Les courants II et III sont formés par ces ouvertures 27, qui peuvent naturellement être réparties sur tout le pourtour de l'élément de support. Comme on le voit sur la fig 4, l'air passe par les ouvertures d'aération 12 de la plaque de support 10 et ensuite entre le moyeu 9 et l'élément de support, par exemple par des conduits axiaux 29, pour arriver aux ou- vertures 27 et, de là, se répartit sur la face supérieure du disque inférieur et la face inférieure du disque supérieur. Les courants d'air I et IV ou I à IV atteignent le filtre de circulation 21, sont épurés et arrivent sous forme de courant commun V dans l'espace en dépression 22. De là, le courant d'air circulant épuré VI entre dans le conduit d'amenée 19 et s'y unit éventuellement à un cou- rant d'air neuf VII qui est également épuré par le filtre de respiration 18. Le courant d'arrivée commun X pénètre dans le centre d'aspiration, plus précisément dans les ouvertures dtaéra- tion 12 de la plaque de support 10, et le processus de circulation et d'épuration de l'air se répète. Il s'est révélé très avantageux d'ajuster particuliè- rement la pression à des endroits déterminés de l'intérieur du bottier, c'est-à-dire, pour une vitesse de rotation donnée des disques, de produire par des configurations du bottier, etc des conditions de pression déterminées On utilise pour cela comme moyens différentes dispositions et formes de conduits, un plus ou moins grand nombre de conduits, des obturations, etc. Sur les figs 2 et 3 sont inscrits des points A à H o les pressions d'air suivantes ont été trouvées pour une vitesse assignée de 3600 tr/mn et un diamètre des disques d'environ 13 cm A 0,25 mbar (au centre d'aspiration) G 0,10 mbar (juste au-dessus du palier 14) B + 0,25 à 0,30 mbar (au-dessus du filtre de circula- tion 21) D + 0,10 à 0,15 mbar (à peu près à mi-hauteur du boîtier) C 0,05 mbar (dans le conduit d'amenée 19 au débouché du conduit de liaison 23) + F O O mbar (au-dessus du filtre de respiration 18 dans 1 l conduit d'amenée 19) E + 0,20 mbar (dans la saillie de montage 30) H + 0,22 mbar (à peu près au début du conduit de circu- lation 25) D'l O O mbar (à proximité du fond) (il peut-de même y avoir les valeurs mesurées E', H' au- dessus des points E et H). Les pressions ont été mesurées avec un manomètre type 10504 de la société Revue Thommen AG, Waldenburg, Suisse. Etendue de mesure: 1,0 mbar + 1,0 mbar Précision: 0,01 mbar. On a trouvé avec surprise qu'on obtenait un écoulement favorable si le gradient de pression dans la zone périphé- rique 24 des disques du fond au couvercle du boîtier, comme indiqué sur la fig 2 à peu près sur la distance h du fond au disque 20 supérieur, était positif et ajusté dans l'in- tervalle d'environ 0,10 mbar à environ 0,20 mbar, de préfé- rence à environ 0,15 mbar (voir pour cela les pressions aux points D et E par rapport à la pression d'environ O à environ + 0,05 mbar au fond 7). Une forte dépression de 0,25 mbar au centre d'aspi- ration (ouvertures d'aération 12) est produite, par exem- ple, par le nombre et le dimensionnement des ouvertures 12, des conduits axiaux 13 et 29 et des ouvertures 27, afin d'obtenir un retour prononcé d'air L'air qui quitte la zone périphérique 24 est évacué par le conduit de circula- tion 25, de sorte qu'au point B s'établit la pression la plus haute dans le boîtier. Dans la direction circonférentielle (sens de rota- tion des disques indiqué par les flèches d'écoulement a), la pression augmente de D ( 0,10 ou 0,15 mbar) à E ( 0,20 mbar) puis à H ( 0,22 mbar) puis à B ( 0,25 ou 0,30 mbar), de sorte qu'est produit là un gradient de pression positif supplémentaire d'environ 0,10 à environ 0,35 mbar, de pré- férence dans la partie supérieure du bottier Cela fixe un sens d'écoulement pour l'évacuation de l'air Il est opportunément prévu dans le conduit d'amenée 19 une pres- sion (point F au début du conduit) correspondant à la pression extérieure (O mbar) et pratiquement une dépres- sion à peine perceptible (point C, + 0,05 mbar) qui assure une faible aspiration'de l'air du conduit de liaison 23. Le conduit d'amenée 19 est opportunément isolé de la zone périphérique 24 et n'est, en principe, ouvert que vis-à- vis du centre d'aspiration (ouverture 12), du filtre de respiration 21 et du conduit de liaison 23 (ou de l'espace en dépression 22) Cela permet de maintenir le régime de pressions (gradients de pression dans la direction verti- cale et la direction circonférentielle des disques) extre- mement stable, ce qui permet le maintien d'une chute de température constante d'environ 15 C par rapport à la tem- pérature extérieure On a en outre pu obtenir une distri- bution très uniforme des températures à l'intérieur du bottier La caractéristique de surpression, en particulier dans la zone périphérique supérieure, ainsi que dans la zone 33 du boîtier o se trouve le positionneur (ligne en trait mixte 31), permet de prévoir le joint du bottier à cette hauteur et, à l'aide de garnitures d'étanchéité appropriées, d'éviter les effets, sinon habituels, d'-aspi- ration de poussière du bottier. Dans l'exemple représenté, le positionneur est dans le bottier et ainsi opportunément placé dans la zone du système de ventilation L'organe d'entratnement 31 peut opportunément être monté sur l'extérieur du bottier 6, 7. Il est cependant aussi possible, comme l'indique la ligne en trait interrompu 32 de la fig 3, de prévoir un isole- ment de la zone périphérique 24 du compartiment 33 du positionneur, ce qui donnerait également de bonnes condi- tions d'écoulement. Les éléments décrits de l'appareil 5 sont en maté- riaux appropriés, en particulier conducteurs de la chaleur, comme le bottier coulé sous pression de la figé 1 en donne un exemple Les conditions d'écoulement et les fonctions d'épuration exposées ont été confirmées par des essais de fumée On a constaté nettement que l'intérieur, rempli de fumée, se nettoyait très vite après la mise en marche de l'appareil On a observé un encrassement du filtre de cir- culation On a aussi trouvé un débit d'air important, qui dépend cependant du choix du filtre de circulation et de sa pression différentielle. il REVENDICATIONS 1 Mémoire d'information à disques, en particulier mémoire à disques magnétiques, comportant un boîtier à peu près fermé qui contient des disques ( 20) fixée, à distan- ce l'un de l'autre, sur un moyeu ( 9) monté rotatif et un dispositif de ventilation par lequel l'air propulsé vers l'extérieur, quand les disques tournent, est épuré par passage à travers un filtre ( 21) et l'air épuré est amené au moins à proximité du centre de rotation des disques, caractérisée par le fait qu'est prévu un système de con- duite d'air dans lequel un gradient de pression positif de la partie inférieure à la partie supérieure du boîtier est créé dans la zone périphérique ( 24) des disques ( 20). 2 Mémoire à disques selon la revendication 1, ca- ractérisée par le fait que le gradient de pression posi- tif de la partie inférieure à la partie supérieure' du boîtier est compris entre environ 0,10 mbar et environ 0,20 mbar et est de préférence d'environ 0,15 mbar. 3 Mémoire à disques selon l'une des revendications 1 et-2, caractérisée par le fait qu'en dehors de la zone périphérique ( 24) des disques ( 20), est prévu dans le boî- tier ( 6, 7) un espace en dépression ( 22) qui est séparé de l'intérieur du boîtier par un filtre de circulation ( 21). 4 Mémoire à disques selon la revendication 3, ca- ractérisée par le fait que le maximum de pression (point B) dans le boltier ( 6, 7) se trouve au-dessus du filtre de circulation ( 21). Mémoire à disques selon la revendication 4, ca- ractérisée par le fait que la pression au-dessus du filtre -de circulation ( 21) est comprise entre environ 0,20 et environ 0,35 mbar, de préférence entre environ 0,25 et en- viron 0,30 mbar. 6 Mémoire à disques selon les revendications 3 à 5, caractérisée par le fait qu'un filtre de respira- tion ( 18) relie le boîtier ( 6, 7) à l'air extérieur et, au-dessus de ce filtre ( 18), un conduit d'amenée ( 19) aboutit au centre de rotation des disques ( 20). 7 Mémoire à disques selon les revendications 3 à 6, caractérisée par le fait que l'espace en dépression ( 22) est relié au conduit d'amenée ( 19) par un conduit de liaison ( 13). 8 Mémoire à disques selon la revendication 6, carac- térisée par le fait que le conduit d'amenée ( 19) est isolé au moins de la zone périphérique ( 24). 9 Iémoire à disques selon les revendications 1 et 3, p usleurs et une ou/des revendications 2 et 4 à 8, caractérisée par le fait que la zone périphérique ( 24) est reliée à l'espace en dépression ( 22) par un conduit de circulation ( 25). Mémoire à disques selon les revendications 1 et 3 plusieurs et une ou/les revendications 2 et 4 à 9, caractérisée par le fait que dans la zone périphérique ( 24) et dans le sens de rotation (a) des disques ( 20) jusqu'à la zone au-dessus du filtre de circulation ( 21), est crée un gradient de pression positif supplémentaire d'environ 0,10 à environ 0,35 mbar, de préférence d'environ 0,15 à environ 0,30 mbar. Il Mémoire à disques selon les revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'il est prévu des ouver- tures ( 2-7) pour la sortie radiale d'air épuré du centre de rotation des disques ( 20) sur les faces de ceux-ci. 12 Mémoire à disques selon les revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que le moyeu-( 9) est en forme de chapeau, entoure les paliers ( 14) et est pourvu d'ouvertures au moins dans sa paroi formant couvercle.