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Pneumatisch arbeitende Mehrfach-Pufferkassette, vorzugsweise für Magnetbandgeräte
In der Datenverarbeitungstechnik, aber auch auf anderen Gebieten der Technik sind
häufig große Datenmengen schnell aufzuzeichnen oder wiederzugeben. Zur Speicherung
großer Datenmengen haben sich bandförmige Aufzeichnungsträger, z. B. Magnetbänder,
weitgehend durchgesetzt. Bandlängen bis zu 1000 m und Bandgeschwindigkeiten bis
zu mehreren Metern je Sekunde sind durchaus üblich. Es ist insbesondere erforderlich,
das Band in wenigen Millisekunden anzufahren bzw. anzuhalten. Die große Masse des
Bandes bewirkt aber eine beträchtliche Trägheit gegenüber Bewegungsänderungen. Daher
ist es üblich, die Antriebsrolle nicht auf das ganze Band einwirken zu lassen, sondern
nur auf einen kleinen Abschnitt. Die daran nach beiden Seiten anschließenden Abschnitte
des Bandes ragen als Pufferschlaufen mehr oder weniger tief in Pufferkassetten hinein.
Die den weitaus größten Teil ' des Bandes umfassenden äußersten Bandabschnitte befinden
sich auf der Ab- bzw. der Aufwickelspule. Diese beiden Spulen werden durch getrennte
Motore angetrieben, deren Geschwindigkeiten in Abhängigkeit von dem Füllstand der
Pufferkassetten geregelt werden. Die in die Kassetten ragenden Bandschlaufen sollen
im Mittel eine gewisse Länge haben. Um diese Längen in Kassetten einer konstruktiv
günstigen Größe unterzubringen, sind Mehrfachkassetten bekanntgeworden.
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Pneumatisch arbeitende Mehrfach-Pufferkassetten, bei denen der Innenquerschnitt
jeder einzelnen Kassette auf die ganze Länge der Kassette konstant ist, haben einen
Nachteil. Die Verteilung des Bandes auf die einzelnen Kassetten der Mehrfach-Pufferkassette
kann nämlich nicht ohne weiteres wie der Füllstand der gesamten Mehrfachkassette
von außen beeinflußt werden. Daher stellt sich leicht eine ungleichmäßige Verteilung
ein und läßt sich dann nicht mehr beseitigen. Dieser Nachteil kann dadurch vermieden
werden, daß der Innenquerschnitt der Pufferkassetten nach dem von der Bandschlaufe
abgewandten Ende hin verjüngt wird. Diese konstruktive Maßnahme hat Ausgleichskräfte
zur Folge, durch die das Band bei einer Abweichung von der mittleren Lage automatisch
wieder zur Mitte zurückgeführt wird.
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Die Ausgleichskräfte kommen folgendermaßen zustande: Unterhalb der
Bandschlaufe herrscht Unterdruck, oberhalb der Bandschlaufe normaler Luftdruck.
Der Druck auf das Bandschlaufenende ist unabhängig vom Füllzustand konstant, aber
die Querschnittsfläche des Bandschlaufenendes, auf die dieser Druck wirkt, wird
um so kleiner, je weiter die Bandschlaufe in die Kassette hineinragt. Wird nun beispielsweise
eine der Bandschlaufen auf Kosten einer anderen innerhalb derselben Mehrfach-Pufferkassette
verlängert,-so wirkt auf die verlängerte Bandschlaufe nur noch eine kleinere Zugkraft
als auf die nicht verlängerte. Dadurch ergibt sich eine Ausgleichskraft, die zum
Ausgleich der Bandschlaufenlängen führt.
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Ein derartiger Aufbau hat aber auch einen Nachteil. In Abhängigkeit
vom Füllzustand der einzelnen Pufferkassetten schwanken die auf das Band ausgeübten
Zugkräfte. Schwankungen des Bandzuges um einen Faktor 2 bis 4 sind durchaus üblich.
Diese Bandzugsschwankungen haben Schlupfschwankungen an den Bandantriebsrollen zur
Folge. Dadurch ergeben sich Gleichlaufschwankungen, die die Betriebssicherheit des
Bandgerätes stören können.
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Dieser Nachteil wird bei der erfindungsgemäßen Lösung vermieden. Die
Erfindung besteht darin, daß die über die ganze Kassettenlänge den gleichen Innenquerschnitt
aufweisende Einzelkassette die der Antriebsrolle nächstgelegene ist und daß die
Einzelkassetten mit sich verjüngendem Querschnitt der ersteren benachbart angeordnet
sind. Dadurch wird die auf das Band in der der Bandantriebsrolle nächstgelegenen
Kassette ausgeübte Zugkraft unabhängig vom Füllzustand dieser Kassette. Dann machen
sich an der Antriebsrolle kaum noch Schwankungen bemerkbar. Der genannte Nachteil
ist so vermieden. Die Ausgleichskräfte, die die Bandschlaufen auf die mittlere Lage
zurückführen, treten nach wie vor auf, und daher bleibt das Band gleichmäßig auf
die einzelnen Kassetten verteilt.
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Es ist zwar bereits ein Magnetbandspeicher bekanntgeworden, bei welchem
ebenfalls pneumatisch arbeitende Mehrfach-Pufferkassetten Verwendung finden, die
aus je einer Einzelkassette mit parallelen
Wänden und einer solchen
mit gegeneinander geneigten Wänden bestehen. Bei dieser Anordnung sind aber die
der Bandantriebsrolle benachbarten Kassetten diejenigen mit geneigten Wänden, so
daß damit die erfindungsgemäße Wirkung nicht erzielt wird.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Lösung werden an Hand der
Zeichnung zu einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnung zeigt eine pneumatisch
arbeitende Mehrfach-Pufferkassette 1, nach der Erfindung bestehend aus einer einzelnen
Kassette 2 mit nach dem unteren Ende hin verjüngtem Innenquerschnitt, aus einer
einzelnen Kassette 3 mit konstantem Innenquerschnitt gleich dem mittleren Querschnitt
der Kassette 2 und aus einigen Umlenkrollen 4 bis 6. über diese Umlenkrollen hängen
die Bandschlaufen 7 und 8 mehr oder weniger tief in die Kassetten 2 und 3 hinein.
Eine Saugpumpe, die an einen Anschlußstutzen 9 angeschlossen ist, erzeugt in den
Räumen 10 und 11
unterhalb der Bandschlaufen 7 und 8 einen Unterdruck.
Dagegen sind die Räume 12 und 13 oberhalb der Bandschlaufen mit der
Außenatmosphäre verbunden.
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Auf Grund des Druckunterschiedes kommt eine Kraft zustande, die die
Bandschlaufen nach unten zieht. In der Kassette 3 mit konstantem Innenquerschnitt
ist diese Kraft vom Füllzustand unabhängig, in der Kassette 2 mit verjüngtem Innenquerschnitt
wird aber diese Kraft um so kleiner, je tiefer das Bandschlaufenende 7 steht. Denn
zwar ist der Druckunterschied unabhängig vom Füllzustand, doch wird die Fläche,
auf die dieser Druck wirkt, um so kleiner, je tiefer das Bandschlaufenende 7 steht.
In halber Höhe haben beide Kassetten die gleiche Breite bin. Stehen die Bandschlaufenenden.7
und 8 in dieser Höhe, so wirkt auf die eine Bandschlaufe eine ebenso große Kraft
wie auf die andere.
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Dieser Gleichgewichtszustand sei durch Justieren eingestellt worden.
Durch irgendeine Ursache trete nun eine Störung auf, durch die beispielsweise das
Schlaufenende 7 tiefer und das Schlaufenende 8 in entsprechendem Maße höher zu stehen
kommt. Dann wirkt auf die Schlaufe 7 nur noch eine kleinere Kraft. Daher wird die
andere Schlaufe 8 wieder herabgezogen, und zwar auf Kosten der Schlaufe 7, die zum
Ausgleich wieder hinaufgezogen wird, weil äußere Regelkreise dafür sorgen, daß die
gesamte Bandlänge in der Mehrfach-Pufferkassette konstant gehalten wird. Diese Regler
überwachen den Füllstand beispielsweise durch elektrische, optische oder pneumatische
Fühler.
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Da die auf das Bandschlaufenende 8 wirkende Kraft, wie gesagt,
vom Füllzustand der Kassette 3 unabhängig ist, machen sich an der dieser Kassette
benachbarten Bandantriebsrolle 14 keine Schwankungen des Bandzuges und des
Schlupfes bemerkbar. Daher kommt ein sehr gleichmäßiger Bandlauf zustande.