DE69009615T2

DE69009615T2 - Passiver Bandschneider.

Info

Publication number: DE69009615T2
Application number: DE69009615T
Authority: DE
Inventors: David B Gropp; David M Orlicki; Thomas E Vanvalkenburgh
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2010-07-25
Also published as: EP0411441A3; DE69009615D1; JPH03131496A; EP0411441A2; EP0411441B1; US4920842A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Überspannungsauslöse-Bahnschneider, besonders zur Verwendung in Hochgeschwindigkeits-Bahntransportmaschinen, wie sie bei der Herstellung und Verarbeitung von fotografischen Filmen, der Papierherstellung und beim Drucken Verwendung finden. Bei solchen Maschinen können Störungen in der Bahnwegsteuerung auf Grund von Stromausfall, Maschinenverklemmungen oder schadhaften Bahnen auftreten. Solche Störungen können Spannungsspitzen bewirken, die sich über die Bahn ausbreiten und die Maschinenausrüstung beschädigen können, indem sie beispielsweise Trommelwellen verbiegen und zu Fluchtungsfehlern oder einem Abbrechen von Dornen führen. Manche Bahnen, besonders Bahnen aus Polyesterfilm weisen extrem hohe Zugfestigkeit auf und reißen, zerreißen oder brechen erst bei einer Zugkraft, die über hunderten von Pfunden pro Zoll Produktbreite liegt.
Bahndurchtrennungsvorrichtungen sind in der Druckindustrie, besonders in Verbindung mit Hochgeschwindigkeits-Druckerpressen bekannt. Solche Vorrichtungen dienen dazu, eine Papierbahn zu durchtrennen, um zu vermeiden, daß abgerissene Teile der Bahn weiter in die Presse hineinlaufen, wodurch eine Beschädigung einer solchen Presse vermieden wird. Der Vorgang des Bahndurchtrennens wird entweder manuell, indem die Bedienperson einen Schalter drückt, oder automatisch, als Reaktion auf ein von einem entlang des Bahnweges angeordneten Bahnrißdetektors ausgehendes Signal, ausgelöst.
Eine solche Bahndurchtrennungsvorrichtung wird im U.S. Patent Nr. 3,881,383 beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt ein Paar Rollen, die auf einer Presse an gegenüberliegenden Seiten der Bahn angebracht sind. Die obere Rolle hat eine feste Drehachse. Die untere Rolle ist mittels einer pneumatischen Vorrichtung auf- und abgehend zu der oberen Rolle hin und von ihr weg bewegbar. In einer Ausführungsform trägt die untere Rolle eine Trennklinge, die stets aus der zylindrischen Außenfläche der Rolle herausragt. Nachdem sie ausgelöst wurde, vorzugsweise durch einen Bahnrißdetektor, wird die untere Rolle durch eine pneumatische Vorrichtung nach oben in Eingriff mit der Bahn gedrängt. Daraufhin wird die Bewegung oder das Moment der Bahn dazu genützt, die untere Rolle zu drehen und die Schneideklinge zur Durchtrennung der Bahn in Eingriff mit der Bahn zu schwenken. In Spalte 5, Zeilen 18 - 21 weist das Patent darauf hin, daß die Klinge auf der stationären Trommel anstelle der beweglichen Trommel befestigt werden könnte.
Solenoidbetätigte Planschneider sind in der Fllmindustrie ebenfalls bekannt. Bei Geräten wie beispielsweise Spulern und Streifschneidemaschinen, bei denen der Film mit hohen Geschwindigkeiten läuft (zum Beispiel 2000 Fuß/Min.), kann jedoch die Zeit, die erforderlich ist, um einen Überspannungszustand im Film zu erkennen, das Solenoid auszulösen und die Bahn zu durchtrennen, nicht kurz genug sein, um Schaden an der Maschine zu verhindern. Tatsächlich können Detektoren und Solenoidauslöser betriebsunfähig sein, wenn die Spannungsspitze von einer Stromstörung herrührt. Ein dem Oberbegriff von Anspruch 1 entsprechender Schneider ist aus dem Forschungsbericht Nr. 223, 1982, Havant GB, Seite 355 bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer rein passiven Vorrichtung zum Durchtrennen einer Bahn im Falle einer Spannungsspitze in einer Größenordnung von mehr als oder gleich einem vorbestimmten Schwellenpegel. Eine weitere Aufgabe ist es, einen Bahnschneider bereitzustellen, für den keine äußere oder zusätzliche Vorrichtung benötigt wird, um eine unerwünschte Spannungsspitze zu erkennen, und bei der keine andere Kraftquelle als die Energie in der laufenden Bahn selbst benötigt wird, um den Schnitt zu vollenden.
Ein erfindungsgemäßer passiver Schneider kann, falls die Spannung in einer Bahn oder in einem Film eine vorbestimmte und unerwünschte Schwelle erreicht, für das Durchtrennen einer Bahn oder eines Films verwendet werden. Der Schneider umfaßt eine drehbare Nabe, die zur Drehung um eine feste Achse angeordnet ist. Ein Messer zum Schneiden der Bahn ist durch die Nabe zur Drehung mit der Nabe gelagert. Der Schneider umfaßt auch eine Einrichtung zum Halten der Bahn zur Bewegung entlang eines gekrümmten, von den Messern beabstandeten Weges, wenn die Spannung in der Bahn unter der vorbestimmten Schwelle ist. Die Halteeinrichtung versetzt die Bahn in die Lage, sich radial nach innen in Berührung mit dem Messer zu bewegen, um die Bahn zu durchtrennen, wenn die Spannung in der Bahn die vorbestimmte Schwelle erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bahn auf Schultern an den Flanschen, die an den gegenüberliegenden Enden der Nabe angebracht sind, gehalten. In einer weiteren Ausführungsform sind die Schultern an neben den Messern angeordneten Abstandhaltern angebracht. In einer dritten Ausführungsform wird die Bahn von einem geschlitzten Zylinder gehalten, der nachgebend zwischen Flanschen befestigt ist, die an den gegenüberliegenden Enden der Nabe angeordnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bahnschneiders, der an einem Rahmenbauteil einer Bahntransportmaschine befestigt dargestellt ist.
Figur 2 ist eine Querschnittsansicht des Bahnschneiders von Figur 1 entlang Linie 2-2 der Figur 1.
Figur 3 ist eine Querschnittsansicht des Bahnschneiders entlang Linie 3-3 der Figur 2.
Figur 4a ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Bahnschneiders, die besonders für die Anwendung bei Filmen von hoher Zugfestigkeit wünschenswert ist.
Figur 4b ist eine vergrößerte bruchstückhafte Detailansicht eines der Stifthalterungsbauteile von Figur 4a.
Figur 5 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 5-5 von Figur 4a.
Figur 6 ist eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des Bahnschneiders und
Figur 7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 7-7 von Figur 6.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bahnschneiders ist in den Figuren 1 - 3 durchwegs mit 11 bezeichnet. Der Schneider 11 ist an einem Maschinenrahmenbauelement 13 zur Drehung um eine feste Achse 15 einer Welle 17 montiert dargestellt. Der Bahnschneider 11 wird nur durch den Lauf einer über den Schneider gezogenen Bahn oder eines Films 19 angetrieben. Wenngleich die bevorzugten Ausführungsformen insbesondere für 35mm fotografische Filme zweckdienlich sind, ist der Schneider 11 auch zum Schneiden anderer Filme oder Bahnen, wie beispielsweise Papier oder Metallfolien und Klebebänder (mit Papier- oder Kunststoffträgern) dienlich.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 umfaßt der Bahnschneider 11 ein Paar beabstandet angeordneter Flansche 21, die von den Enden einer Nabe 23 radial nach außen abstehen. Drei Messer 25 stehen ebenfalls radial von der Nabe ab. Die Messer sind zwischen den Flanschen abstandsgleich um den Umfang der Nabe angeordnet. Jeder der Flansche 21 umfaßt eine ringförmige Schulter 27 am äußeren Ende des Flansches zum Halten der Seitenkanten des Films 19. Wie in den Figuren 1 und 3 dargestellt, läuft der Film über einen gekrümmten Weg von etwa 1800 um die Flansche. Es besteht genügend Reibung zwischen den Filmkanten und den Flanschen, um die Flansche, die Nabe und die Messer um die Achse 15 zu drehen. Die Tragstärke der Bahn reicht aus, um ihr Einbrechen zwischen die Schultern 27 zu verhindern, wenn die Spannung in der Bahn unter dem Schwellenwert liegt. Der Schwellenspannungswert liegt über der Spannung, der die Bahn normalerweise ausgesetzt ist.
Bezugnehmend auf Figur 3, umfaßt die Nabe 23 drei im wesentlichen V-förmige Bereiche mit Schlitzen 29 zur Aufnahme der Messer 25. Ein großer Teil der Messer 25 wird durch die V-förmigen Bereiche der Nabe eingeschlossen, wodurch ein fester Halt für die Messer 25 gegeben ist. Jedes der Messer 25 umfaßt einen V-förmigen Schneidebereich 31, der aus dem Schlitz 29 herausragt. Die Mitte des V ist abstandsgleich von den Außenkanten 33 der Klinge und ragt weiter aus der Nabe heraus als die Außenkanten und bildet eine Spitze. Der Schneidebereich 31 jeder Klinge ist radial innerhalb der Schultern 27 angeordnet. Die Nabe 23 weist zudem eine zylindrische Öffnung 37 zur Aufnahme der Welle 17 auf.
Im Betrieb wird der Bahnschneider 11 von der Bahn 19 in Abhängigkeit von der Bahnbewegung um die Achse 15 gedreht. In normalem Betrieb liegt die Spannung in der Bahn unterhalb des Schwellenwertes, d.h. unterhalb des Wertes, der bewirkt, daß die Bahn von den Schultern 27 einbricht und in den Raum zwischen den Flanschen 21 eintritt. Dadurch wirkt der Schneider normalerweise einfach als Laufrolle und die Bahn wird durch die Schultern gestützt und von den Messern beabstandet zum Laufüber einen gekrümmten Weg um die Achse 15 geführt, wie in den Figuren 1 - 3 dargestellt. Gelegentlich übersteigt jedoch die Spannung in der Bahn 19 den Schwellenwert, beispielsweise auf Grund von Stromausfall oder eines anderen Ereignisses, das den normalen Lauf der Bahn über den Schneider beeinflußt. Wenn das geschieht, fällt die Bahn 19 sofort in den durch die Flansche 21 und die Nabe 23 gebildeten Kanal und auf eines der Messer 25 ab, wie gestrichelt in Figur 3 dargestellt. Wegen der V-Form des Schneidebereiches 31, wird die Bahn 19, von ihrer Mittellinie ausgehend geschnitten, wobei der Schnitt sich nach außen in Richtung der beiden Bahnkanten fortsetzt, wenn die Bahn 19 über das Messer 25 gedrückt wird. Die V-Form des Schneidebereiches trägt dazu bei, die Bahn 19 mit einem Minimum an Klingendruck zu zerschneiden und minimiert daher die Spannung, die auf die Bahn 19 auf Grund des Schneidevorganges ausgeübt wird. Weil drei gleichmäßig beabstandete Messer vorgesehen sind, ist immer eines der Messer in einer zum Schneiden der Bahn geeigneten Stellung.
Die Schwellenspannung in der Bahn, die nötig ist, um das Schneiden der Bahn zu bewirken, wird durch verschiedene Faktoren bestimmt. Zum Beispiel ändert sich die Schwellenspannung mit der Tragstärke der Bahn, der Breite der Bahn, der Breite der Schultern 27 und der Breite jener Bahnbereiche, die auf den Schultern aufliegen. Die maximale Schwellenspannung sollte geringer sein als eine Spannung, die andere Maschinenteile, einschließlich des Schneiders, beschädigen würde, und die minimale Schwellenspannung sollte höher sein als die Spannung, der die Bahn im normalen Betrieb der Maschine ausgesetzt ist.
Der Bahnschneider 11 ist sehr einfach und arbeitet beispielsweise gut bei Filmen auf Acetatbasis. Bei Verwendung für Bahnen von sehr hoher Stärke, wie das bei Filmen auf Polyesterbasis der Fall ist, ist festgestellt worden, daß die Schultern 27 sehr schmal sein sollten, um es der Bahn 19 zu ermöglichen, als Reaktion auf eine Spannungsspitze auf die Messer abzufallen, die gering genug ist, um eine Beschädigung anderer Maschinenteile zu verhindern. Genauer gesagt, die Schultern müssen schmal genug sein, um die Belastung der Spannungspitze auf einen lokalen Scheitelwert an den Schultern zu konzentrieren, der oberhalb der Grenze liegt, an der die Bahn nachgibt. Auf Grund der schmalen Breite der Schultern 27 muß die Breite der Bahn jedoch präzise gesteuert werden, um zwischen die Flansche 21 zu passen und nicht zwIschen die Schultern 27 zu fallen und durchgetrennt zu werden, wenn keine unerwünscht hohe Spannungsspitze auftritt. Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung verhindert dieses Problem.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 wird eine andere Ausführungsform des Bahnschneiders durchwegs mit 41 bezeichnet. Der Schneider 41 ist dem Schneider 11 ähnlich und umfaßt ein Paar beabstandeter Flansche 43, eine Nabe 45 und drei Messer 47 zwischen den Flanschen. Die Flansche 43 sind auf beliebige herkömmliche Weise starr an der Nabe 45 befestigt oder sind integriert mit der Nabe ausgeformt. Die Nabe 45 weist zudem eine zylindrische Öffnung 51 zur Aufnahme der Welle 17 auf.
Jedes der Messer 47 weist einen V-förmigen Schneidebereich 53, Außenkanten 55 und eine Unterkante 57 auf. Wie in der ersten Ausführungsform ist das Zentrum des V abstandsgleich von den Außenkanten 55 angeordnet und steht weiter von der Nabe ab als die Außenkanten. Der Schneidebereich jeder Klinge ist radial innerhalb der Außenkante der Flansche 43 angeordnet. Die Unterkanten 57 der Klingen sitzen in Schlitzen 61, die in der Nabe 45 ausgebildet sind, wie dies besonders in Figur 5 dargestellt ist. Die Seitenkanten 55 der Messer sind, wie in Figur 4a dargestellt, geringfügig von den Flanschen 43 beabstandet angeordnet.
Ein Paar ringförmige Abstandhalter 49 sind zwischen den Seitenkanten 55 der Messer 47 und den Innenflächen 63 an den Flanschen 43 angeordnet. Der Innendurchmesser jedes Abstandhaltes ist größer als der Außendurchmesser des angrenzenden Bereiches der Nabe und die Abstandhalter sind relativ zu den Messern und den Flanschen radial bewegbar. Der Außendurchmesser jedes Abstandhaltes 49 ist geringer als der Außendurchmesser des angrenzenden Flansches 43, wodurch beabstandete Schultern zur Lagerung der Seitenkanten der Bahn 19 gebildet werden. Normalerweise ist die Achse jedes Abstandhalters mit Achse 15 ausgerichtet und in dieser Stellung befindet sich der gekrümmte Weg der Bahn gerade oberhalb der Messer 47.
Um eine Radialbewegung der Abstandhalter relativ zur Drehachse 15 des Schneiders 41 während des normalen Betriebes zu verhindern, sind sechs konisch angespitzte Führungsstiftbaugruppen 71, drei für jeden Abstandhalter 49, vorgesehen. Wie am besten aus Figur 4b ersichtlich, umfaßt jede Baugruppe 71 einen Stift 72, der auf einer Blattfeder 75 angebracht ist. Die Feder 75 ist an der Außenseite 73 eines F1ansches 43 mit Haltern 77 befestigt. Der Stift 72 führt durch eine Öffnung 78 im Flansch 43 und eine konische Spitze 79 am Stift wird durch ein entsprechendes konisches Führungsloch 81 im Abstandhalter 49 aufgenommen. Drei Baugruppen 71 sind auf jedem Flansch 43 vorgesehen, und die Baugruppen sind 120º beabstandet.
Die Bahn 19 wird über die Außenkanten der Abstandhalter 49 gezogen. In normalem Betrieb werden die konischen Spitzen 79 der Stifte 72 auf jedem Flansch 43 durch die Federn 75 in den zugehörigen Führungslöchern 81 gehalten, so daß die Abstandhalter 49 gegen die Kanten 55 der Messer 47 gedrückt werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Achsen der Abstandhalter mit der Achse 15 der Welle 17 ausgerichtet und die Bahn wird radial außerhalb der Messer durch die Abstandhalter gestützt. Im Zustand einer Überspannung wirkt die von der Bahn auf die Abstandhalter 49 übertragene Kraft durch den Konuswinkel der Führungslöcher 81 auf die Stifte 72, wobei sie die Stifte gegen die Kraft der Federn 75 nach außen drückt. Das löst die Abstandhalter 49, so daß sie radial zur Nabe 45 gleiten können. Die mit der Bahn in Eingriff stehenden Abschnitte der Abstandhalter bewegen sich in Richtung der Nabe, wie dies gestrichelt in Figur 5 dargestellt ist. Diese Bewegung bringt die Bahn 19 mit einem der Messer 47 in Berührung, wo die Bahn in einer Weise durchtrennt wird, die bereits für den Bahnschneider 11 beschrieben wurde. Die Einbrechkraftschwelle der Abstandhalter 49 und somit die für das Schneiden der Bahn erforderliche Spannungskraft ist durch die Wahl des Konuswinkels der Spitze 79 und des Führungsloches 81 in Verbindung mit der Federkonstanten der Federn 75 einstellbar.
Der Bahnschneider 41 ist für eine Bahn mit relativ hoher Tragstärke, d.h. einer Tragkraft, die nicht nur ausreicht, die Bahn 19 auf den ringförmigen Abstandhaltern 49 zu stützen, sondern die zudem ausreicht, die Stiftbaugruppen freizugeben und die Abstandhalter in die in Figur 5 gestrichelt dargestellte Stellung zu drängen, ohne daß die Bahn zwischen den Abstandhaltern einbricht. In den Figuren 6 und 7 wird ein Alternativschneider 91 gezeigt, der für eine Bahn 92 mit einer so geringen Zugfestigkeit oder einer so hohen Druckempfindlichkeit, daß sie nicht alleine von den Schultern 27 (Figuren 1, 2) oder den Abstandhaltern 49 (Figuren 3, 4) gestützt werden kann, geeignet ist.
Der Bahnschneider 91 umfaßt beabstandete Flansche 93, die radial von den Enden einer Nabe 95 abstehen. Die Nabe weist eine zylindrische Öffnung zur Aufnahme der Welle 17 auf. Drei Messer 97 werden von der Nabe getragen und stehen im Abstand von 120º von ihr ab. Ein geschlitzer Zylinder 99 ist zwischen den Flanschen 93 angeordnet.
Wie bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt jedes Messer 97 einen V-förmigen Schneidebereich 101, Außenkanten 103 und eine Unterkante 105. Die Mitte des V ist abstandsgleich von den Außenkanten 103. Die Unterkanten 105 sitzen in Schlitzen 107, die in der Nabe 95 ausgebildet sind. Die Messer 97 sind aus dünnem Metall von beispielsweise etwa 0,0254 cm (0,01 inch) Stärke ausgebildet, so daß sie unter senkrecht auf die Klingenflächen einwirkenden Kräften biegbar, aber gegenüber Radialkräften, die während des Bahnschneidens auftreten, starr sind. Inconel oder rostfreier Stahl sind geeignete Materialien für die Messer.
Ein Haltezylinder 99 umfaßt einen zylindrischen Bereich 109 und radial nach innen abstehende Flansche 111. Der Zylinder 99 hat eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 113 und ein Paar beabstandete Schultern 115 stehen radial nach außen von den Enden der Fläche 113 ab. Die radial inneren Kanten der Flanschen 111 sind normalerweise von der Nabe 95 beabstandet und die Fläche 113 ist normalerweise radial oberhalb der Messer 97 beabstandet. Drei Schlitze 117 verlaufen längs des zylindrischen Bereiches 109 zwischen den Flanschen 111 und sind im Winkel von 120º beabstandet angeordnet, wie dies am besten aus Figur 7 ersichtlich ist. Die Messer 97 ragen in die Schlitze 117 hinein. Da die Schlitze breiter sind als die Klingen, kann sich der Zylinder, bezogen auf die Klingen, radial bewegen.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, wird der Zylinder 99 in seiner normalen Betriebsstellung durch sechs konisch angespitzte Führungsstift-Bauelemente 120 konzentrisch mit der Achse 15 gehalten, wobei drei dieser 120º voneinander beabstandeten Bauelemente auf jedem der Flansche 93 angeordnet sind. Die Bauelemente 120 sind ähnlich den vorher beschriebenen Bauelementen 71. Genauer gesagt, jedes Bauelement 120 umfaßt einen Stift 121, der durch eine Öffnung 122 in einem Flansch 93 hindurchgeht. Der Stift ist an einer Blattfeder 125 mittels eines Halters 127 befestigt. Die konische Spitze 128 des Stiftes 121 wird von einem in einem Flansch 111 vorgesehenen passenden Führungsloch 129 aufgenommen.
Die Messer 97 und die Schlitze 117 sind in Abhängigkeit voneinander so dimensioniert, daß die V-förmige Spitze in der Mitte jedes Abschnittes 101 sich normalerweise gerade unterhalb der Fläche 113 des Zylinders 99 befindet. Der radiale Abstand zwischen dem Innendurchmesser des Flansches 111 und dem Außendurchmesser der Nabe 95 ist größer als der Abstand zwischen der Außenfläche 113 des Zylinders 99 und der Spitze des V-förmigen Schneideabschnittes 101 der Messer 97. Das ermöglicht es einem der Schneideabschnitte über die Oberfläche 113 hinauszuragen, wenn der Zylinder 99 als Reaktion auf eine Spannung in der Bahn, die oberhalb des Schwellenwertes liegt, radial zur Nabe 95 hin bewegt wird, wie das später detaillierter beschrieben wird.
Bei bestimmten Bahnen, kann die durch die Schlitze 117 unterbrochene Fläche 113 Oberflächenausbuchtungen auf der Bahn 92 mit Längsschrammen hervorrufen. Das kann durch Anbringen einer Abdeckung 131 über der zylindrische Fläche 113, die die Bahn auf der Fläche und über den Schlitz trägt, vermieden werden. Die Abdeckung 131 kann eine dehnbare Manschette aus dünnem Kunststoff oder elastischem Material sein, die leicht von einem der Messer 97 durchschnitten wird, wenn dieses im Falle eines Überspannungszustandes aus seinem entsprechenden Schlitz 117 heraustritt.
In einer Überspannungssituation lenkt die von der Bahn 92 zur Stützung des Zylinders 99 übertragene und durch den Konuswinkel der Führungslöcher 129 wirkende Kraft die Stifte gegen die Kraft der Blattfedern 125 ab und bewirkt, daß der Bereich des Zylinders 99, der links in Figur 7 dargestellt ist, radial nach innen in Richtung der Nabe 95 gleitet. Wenn dies geschieht, wird der Schneidebereich des links in Figur 7 dargestellten Messers aus seinem Schlitz 117 heraustreten und die Bahn wird auf die im Zusammenhang mit den Bahnschneidern 11 und 41 beschriebenen Weise durchtrennt. Die anderen Klingen biegen sich, um diese Bewegung des Zylinders 99 zu ermöglichen. Wie beim Bahnschneider 41, kann die Einbrechkraftschwelle durch die Wahl des Konuswinkels der Stiftspitzen 128 und der Führungslöcher 129 im Verbindung mit der Federkonstante der Federn 125 eingestellt werden. In einem geringeren Maße ist die für das Durchdringen der Abdeckung 131 nötige Kraft ein Faktor zur Festlegung der Einbrechkraftschwelle.
Wären die Messer 97 fixiert und gegenüber den normal auf ihre Stirnseiten einwirkenden Kräfte starr, würden sie in den Schlitzen 117 festklemmen, wenn der Zylinder 99 sich radial in Richtung zur Nabe 95 bewegt und somit würden die Messer 97 daran gehindert, die Bahn 92 zu durchtrennen. Da die Messer 97 jedoch unter normal auf die Klingenflächen einwirkenden Kräften biegbar sind, biegen sich die Messer 97, so daß sie den Eingriff in ihren entsprechenden Schlitzen 117 beibehalten, während der Zylinder 99 sich radial in Richtung auf die Nabe 95 zu bewegt. Auf Grund der Eindringtiefe der Messer 97 in die Schlitze 117 und des normalen radialen Abstandes zwischen dem inneren Durchmesser der Flansche 111 und dem äußeren Durchmesser der Nabe 95, bleibt sogar das Messer 97, das sich gegenüber dem Berührungspunkt zwischen Zylinder 99 und der Nabe 95 befindet, in seinem Schlitz 117.

Technische Vorteile

Im Vergleich zu anderen Verfahren des Schneidens von Bahnen während eines Überspannungszustandes in der Bahn weisen die Bahnschneider 11, 41 und 91 eine Reihe von Vorteilen auf. Erstens sind die Bahnschneider 11, 41 und 91 rein passiv. Keine äußerliche Vorrichtung ist nötig, um eine Spannungsspitze zu erkennen und keine andere äußere Kraftquelle als die Energie der Bahnen 19 oder 92 ist erforderlich, um den Schnitt zu bewirken. Daher funktionieren die Schneider 11, 41 und 91 im Falle eines Maschinenstromausfalles, einer der Hauptursachen für katastrophale Spannungsspitze. Uberdies drehen sich die Schneidebereiche der Messer 25, 47 und 97 um eine feste Achse 15 und die Mitte der Krümmung der um den Schneider geführten Bahn befindet sich ebenfalls entlang Achse 15, so daß sich die Bahn immer nahe an einem der Messer befindet. Zudem laufen die Messer stets mit einer Tangentialgeschwindigkeit, die mit der Oberflächengeschwindigkeit der Bahn nahezu übereinstimmt. Diese Geschwindigkeitsübereinstimmung im Augenblick des Eindringens des Messers minimiert die Trommelbeschleunigung die bei früheren Systemen erforderlich war, um die Bahn während der gesamten Schneidezeit auf der Schneidelinie in Messerberührung zu halten. Vorrichtungen, die an einem Maschinenrahmen befestigte Klingen benützen, können zwischen dem Zeitpunkt des ersten Eindringens der Klinge in die Bahn bis zur vollständigen Durchtrennung der Bahn extrem starke Spannungsspitzen herbeiführen. Schließlich stellt die Bauart der Bahnschneider 11, 41 und 91 sicher, daß die Messer das erste starre Objekt sind, auf das die Bahn auftrifft, wenn sie aus ihrem normalen Weg während eines Überspannungsstörfalles einbricht.
Obwohl die Zeichnungen und die begleitende Beschreibungen bevorzugte Ausführungsformen zeigen und beschreiben, wird es für Fachleute ersichtlich sein, daß verschiedene Veränderungen in der Form der Erfindungen innerhalb des Umfanges der Ansprüche gemacht werden können. So sind zum Beispiel in den dargestellten Ausführungsformen die Messer 25, 47 und 97 V-förmig, doch wären auch andere Klingengestaltungen wirksam, so lange die Bahn auf eine relativ scharfe Spitze fällt. Aufähnliche Weise könnten beispielsweise auch Kunststoffscherstifte anstelle der Baugruppen 71 oder 120 verwendet werden.

Claims

1. Passiver Schneider zum Durchtrennen einer Bahn unter Spannung in Abhängigkeit von der eine vorbestiiaiiite Schwelle erreichende Spannung in der Bahn mit:

- einer drehbaren Nabe (23, 45, 95);

- einer Einrichtung (17), die die Nabe zur Drehung um eine feste Achse aufnimmt;

- wenigstens ein Messer (31, 53, 97), um die Bahn zu schneiden, wobei das Messer durch die Nabe zur Drehung mit der Nabe gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Messer von der Nabe in einer radialen Richtung relativ zu der Achse absteht; und daß der passive Schneider desweiteren eine Einrichtung (27; 49, 72, 75, 77, 79, 81; 99, 120, 121, 122, 125, 127, 129) aufweist, um die Bahn zur Bewegung entlang eines gekrümmten Weges um die Achse und von dem Messer beabstandet zu halten, wenn die Spannung in der Bahn unter der vorbestimmten Schwelle ist, wobei die Halteeinrichtung die Bahn in die Lage versetzt, sich radial nach innen in Berührung mit dem Messer zu bewegen, um ein Durchtrennen der Bahn zu bewirken, wenn die Spannung in der Bahn die vorbestimmte Schwelle erreicht.

2. Schneider nach Anspruch 1,

bei dem die Lagereinrichtung ein Paar beabstandeter Schultern (27) aufweist, die mit der Bahn in Eingriff bringbar sind, wobei die Schultern so voneinander getrennt sind, daß die Schultern nur durch die Seitenkanten der Bahn berührt werden.

3. Schneider nach Anspruch 2,

bei dem die Lagereinrichtung (1.) ein Paar an der Nabe befestigte Flansche (43) und (2.) ein Paar Abstandshalter (49) aufweist, die die Schultern bilden, wobei das Messer Seitenabschnitte hat, die in beabstandeter Beziehung zu dem Flanschen stehen, und die Abstandshalter zwischen Flanschen und den Seitenabschnitten des Messers in Abhängigkeit von der Spannung in der Bahn bewegbar sind.

4. Schneider nach Anspruch 3,

der desweiteren eine Einrichtung (72, 75, 77, 79, 81) aufweist, die in Abhängigkeit von der Spannung in der Bahn die Abstandshalter bezüglich den Flanschen in einer Stellung freigebbar hält, in der die Bahn in beabstandeter Beziehung zu dem Schneidabschnitt des Messers gehalten ist.

5. Schneider nach Anspruch 4,

bei dem die Halteeinrichtung desweiteren eine Einrichtung aufweist, die durch die Flansche getragen ist und federnd gegen die Abstandshalter gedrängt wird.

6. Schneider nach Anspruch 4,

bei dem jeder der Abstandshalter wenigstens zwei konisch geformte Führungslöcher, wenigstens zwei konisch angespitzte Führungsstifte (79), die durch die F1ansche getragen sind, und Federn (75) aufweist, um die Stifte in die Führungslöcher zu drängen, wodurch die Abstandshalter gegen die Seitenabschnitte des Messers gehalten werden, wenn die Spannung in der Bahn geringer als die vorbestimmte Schwelle ist, und wodurch, wenn die Spannung in der Bahn die vorbestimmte Schwelle erreicht, die von der Bahn auf die Abstandshalter übertragene und durch den Konuswinkel der Führungslöcher auf die Stifte wirkende Kraft die Stifte aus den Löchern gegen die Kraft der Federn auslenkt, wodurch die Bahn in die Lage versetzt wird, einen Abschnitt der Abstandshalter radial gegen die Nabe so zu drängen, daß die Bahn durch das Messer getrennt wird.

7. Schneider nach Anspruch 1,

bei dem das Messer einen im wesentlichen V-förmigen Schneideabschnitt (31, 53, 101) mit einer Mitte aufweist, die von der Nabe weiter absteht als die äußeren Kanten, um das Schneiden der Bahn zu erleichtern.

8. Schneider nach Anspruch 1,

bei dem die Nabe drei Messer aufweist, die gleichmäßig voneinander beabstandet um die Nabe so angeordnet ist, daß eines der Messer stets in einer Position ist, um mit der Bahn in Eingriff zu kommen, falls die Spannung in der Bahn den vorbestimmten Schwellenpegel erreicht.

9. Schneider nach Anspruch 2,

bei dem die Lagereinrichtung an der Nabe befestigt ist, das Messer zwischen den Schultern angeordnet und radial nach innen von den Schultern so beabstandet ist, daß es außer Berührung mit der Bahn steht, wenn die Spannung in der Bahn unter dem vorbestimmten Schwellenpegel ist.

10. Schneider nach Anspruch 1,

bei dem die Einrichtung zum Lagern der Bahn ein Paar Flansche (93), die durch die Nabe getragen sind und ein Teil (99) mit einer im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (113) zum Tragen der Bahn, und eine Einrichtung (120, 121, 122, 125, 127, 129) aufweist, um das Teil freigebbar zwischen den Flanschen mit der Oberfläche koaxial mit der Nabe zu halten, wenn die Spannung in der Bahn unterhalb dem vorbestimmten Schwellenpegel liegt, wobei das Teil einen Schlitz zur Aufnahme eines Abschnitts des Messers aufweist.

11. Schneider nach Anspruch 10,

bei dem das Teil an seinen gegenüberliegenden Enden wenigstens zwei konisch gestaltete Führungslöcher (129), wenigstens zwei konisch angespitzte Führungsstifte (121), die durch die Flansche getragen sind, und Federn (125) aufweist, die die Stifte in die Führungslöcher vorspannen, so daß wenn die Spannung in der Bahn die vorbestimmte Schwelle erreicht, die von der Bahn auf die zylindrische Oberfläche übertragene und durch den Konuswinkel der Führungslöcher auf die Stifte wirkende Kraft die Stifte aus den Löchern gegen die Kraft der Federn ablenkt, wodurch ein Abschnitt des zylindrischen Teils in der Lage ist, sich radial nach innen in Richtung auf die Nabe so zu bewegen, daß die Bahn durch das Messer geschnitten wird.

12. Schneider nach Anspruch 11,

bei dem die Nabe drei gleichmäßig um die Nabe beabstandete Messer (97) aufweist, und das Teil drei Schlitze (117) zum Aufnehmen der Messer aufweist.

13. Schneider nach Anspruch 12,

bei dem die Messer durch Kräfte rechtwinklig zur Klingenoberfläche biegbar, aber gegenüber radialen Kräften, die während des Bahnschneidens auftreten, starr sind.

14. Schneider nach Anspruch 10,

der desweiteren eine Abdeckung (131) über die zylindrische Oberfläche und den Schlitz zum Tragen der Bahn aufweist, wobei die Abdeckung aus einem Material besteht, das leicht durch das Messer schneidbar ist.