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Die Erfindung betrifft ein Halteelement für eine Vorrichtung zum Auf- und/oder Abwickeln von flexiblen Bahnenwaren, insbesondere Kunststofffolien, wobei das Halteelement zum Festhalten der Bahnenwaren oder zum Festhalten einer Wickelhülse für Bahnenwaren ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Auf- und/oder Abwickeln von flexiblen Bahnenwaren.
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Derartige Vorrichtungen werden unter anderem dazu verwendet, um flexible Bahnenwaren von Großrollen auf handelsübliche Abmessungen in Form von Kurzrollen abzulängen. Dies erfolgt in der Regel derart, dass eine Wickelhülse in Form eines Kernrohres aus Kunststoff oder Pappe auf ein Halteelement in Form einer Wickelwelle aufgeschoben und die aufzuwickelnden Warenbahn an das Kernrohr angelegt wird. Um dabei zu gewährleisten, dass die Rotationsbewegung der Wickelwelle auf das Kernrohr übertragen wird, wird vor Beginn des Wickelvorgangs zwischen der Wickelwelle und dem Kernrohr eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt.
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Die Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung kann in vielfältiger Weise erfolgen, bspw. durch einen Expansionsschlauch innerhalb der Wickelwelle, welcher mit Luft beaufschlagt wird, wodurch sich bewegliche Elemente innerhalb der Wickelwelle radial nach außen bewegen und den wirksamen Außendurchmesser der Wickelwelle vergrößern. Dies führt zu einem Festklemmen des aufgeschobenen Kernrohres auf der Wickelwelle, so dass das Drehmoment zuverlässig von der Wickelwelle auf das Kernrohr übertragen und die Bahnenwaren aufgewickelt werden. Zum Lösen einer fertig gewickelten Rolle wird die Druckluft abgelassen, so dass die kraftschlüssige Verbindung aufgelöst wird und ein einfaches Abziehen der Rolle – inklusive des Kernrohres – von der Wickelwelle möglich ist.
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Diese Art der Aufwicklung weist insbesondere den Nachteil auf, dass das Kernrohr durch die Spannelemente mechanisch beschädigt wird, so dass eine Mehrfachverwendung der Kernrohre nur in einem beschränkten Umfang möglich ist. Die Durchführung eines Wickelvorgangs ohne die Verwendung eines Kernrohres ist nur mit erheblichem Aufwand möglich. So ist es bspw. bekannt, die Bahnenwaren endseitig an der Wickelwelle klebend zu befestigen, was jedoch neben dem erheblichen Aufwand den Nachteil aufweist, dass ein einfaches Abstreifen nicht möglich ist. Ein Festspannen eines Endes der Bahnwaren mit expandierenden Spannelementen, was nur auf die Verwendung von Wellen beschränkt ist, ist erst nach einigen Umdrehungen der Wickelwelle möglich, da die Rolle ansonsten nicht die erforderliche Stabilität besitzt.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Wickelwellen besteht darin, dass die zwingend erforderlichen beweglichen Spannelemente, welche zur Erzielung eines geringen Rollendurchmessers üblicherweise nur eine geringe Größe aufweisen, sehr empfindlich sind und leicht verschleißen.
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Im Falle der Verwendung bekannter Vorrichtung zur Abwicklung kernrohrloser Rollen treten überdies die Nachteile auf, dass zur Befestigung der kernrohrlosen Rolle die Spannelemente oder dergleichen in die innersten Lagen der Bahnenwaren greifen und diese beschädigen.
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Die Druckschriften
DE 22 44 190 A ,
DE 10 2005 000 094 A1 ,
DE 201 06 872 U1 und
DE 17 94 654 U offenbaren jeweils ein Halteelement, dass als zumindest abschnittsweise luftdurchlässige Hohlkörper ausgebildet ist, der einen Anschluss zur Verbindung mit einer Vakuum- und/oder Druckluftleitung aufweist. Diese Halteelemente ermöglichen eine Fixierung der Bahnenwaren durch das Anlegen eines Unterdrucks, der bewirkt, dass die Bahnenware an den luftdurchlässigen Stellen des Hohlkörpers an diesen angesaugt wird. Dabei sind die luftdurchlässigen Stellen als einzelne Löcher oder Bohrungen im Hohlkörper ausgebildet. Nachteilig an diesen bekannten Halteelementen ist, dass die Bahnenware nur im Bereich einzelner diskreter Stellen, nämlich jener Bohrungen bzw. Löcher, an das Halteelement angesaugt wird. Dies geht mit einer starken lokalen Belastung einzelner Punkte der Bahnenware durch den angelegten Unterdruck einher, was zu einer Beschädigung der Bahnenware führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halteelement für eine Vorrichtung zum Auf- und/oder Abwickeln von Bahnenwaren sowie eine Vorrichtung zum Auf- und/oder Abwickeln von Bahnenwaren zu schaffen, die ohne Beschädigung der Bahnenwaren oder einer ggf. erforderlichen Wickelrolle ein zuverlässiges Auf- und Abwickeln der Bahnenwaren ermöglicht.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Halteelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit dem Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen des Halteelements sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist der Hohlkörper jedoch teilweise oder vollständig aus luftdurchlässigem Material, insbesondere Sintermetall gebildet. Bei einem vollständig aus Sintermaterial gebildeten Hohlkörper kann auf die Anordnung von Luftdurchtrittsöffnungen verzichtet werden, da das Materialgefüge sich bereits durch seine Luftdurchlässigkeit auszeichnet. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung wird eine besonders gute flächige Anlage der zu wickelnden Bahnwaren oder einer Wickelhülse gewährleistet.
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Der Hohlkörper ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Das erfindungsgemäße Halteelement ermöglicht es, eine darauf anzuordnende Wickelhülse oder das Ende der Bahnenwaren aufgrund der Luftdurchlässigkeit durch Anlegen eines Vakuums an dem Halteelement derart anzulegen, dass eine zuverlässige Übertragung der Drehbewegungen des Hohlkörpers auf die Bahnenwaren oder die Wickelhülse gewährleistet ist.
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Das erzeugte Vakuum sorgt dafür, dass die Bahnenwaren oder die ggf. eingesetzte Wickelhülse an den Hohlkörper ”angesaugt” wird, so dass auf zusätzliche Befestigungen verzichtet werden kann. Grundsätzlich ist es hierzu erforderlich, dass das auf dem Halteelement anzuordnende Material – die Wickelhülse oder die Bahnenware – eine geringere Luftdurchlässigkeit aufweist als das Halteelement. Die Abhängigkeit der Verbindung von der Luftdurchlässigkeit erlaubt es aber auch, ohne weitere Hilfsmittel, d. h. allein durch das Vakuum, eine Wickelhülse auf dem Halteelement und gleichzeitig eine Bahnenware auf dieser Wickelhülse zu befestigen, wenn die Wickelhülse eine geringere Luftdurchlässigkeit als das Halteelement und die Bahnenware eine geringere Luftdurchlässigkeit als die Wickelhülse aufweist. Denkbar ist daher auch die Anordnung weiterer Schichten, sofern die Luftdurchlässigkeit der die weiteren Schichten bildenden Materialien nach außen – von der Rollenmitte hergesehen – abnimmt.
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Das erfindungsgemäße Halteelement weist ferner den Vorteil auf, dass die Anordnung der Wickelhülse oder der Enden der Bahnenwaren besonders zuverlässig und schnell erfolgen kann, so dass eine besonders hohe Taktzahl einer das erfindungsgemäße Halteelement aufweisenden Vorrichtung erreicht werden kann. Der Vorteil der zuverlässigen Anlage der Wickelhülse oder der Enden der Bahnwaren an dem erfindungsgemäßen Halteelement treten dabei nicht nur im Falle des Aufwickelns, sondern auch dann auf, wenn das Halteelement als Aufnahme für eine fertig gewickelte Rolle dient. Diese ist dann im Bereich eines inneren Endes einer gewickelten Bahnenware – im Falle einer Rolle ohne Kernrohr – oder durch das Kernrohr – im Falle der Verwendung einer Rolle mit Kernrohr – auf dem Halteelement fixiert.
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Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Halteelements ein besonders einfaches Lösen der fertigen Rolle – mit oder ohne Wickelhülse – von dem Halteelement, wozu an dem Anschluss anstelle des Vakuums Druckluft angelegt werden muss, so dass sich die fertige Rolle problemlos von dem Halteelement entfernen lässt.
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Im Vergleich zu den bekannten Halteelementen weist das erfindungsgemäße Halteelement überdies den Vorteil auf, dass es einen geringeren Durchmesser aufweist, wodurch die Herstellung von Rollen mit einem kleineren Hohlraum möglich ist. Diese bringen der zur Rollenmittellinie wirkenden Kraft des Bahnenmaterials infolge der Wickelspannung einen erhöhten Widerstand entgegen, was einer Deformation der inneren Lagen zuverlässig verhindert.
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Gegenüber den auf herkömmlichen Halteelementen gewickelten Rollen weisen die auf dem erfindungsgemäßen Halteelement gewickelten Rollen aufgrund des kleinen Kühlraumes bei gleichem Durchmesser eine längere Bahn oder bei gleicher Bahnlänge einen geringeren Durchmesser auf. Rollen mit geringerem Durchmesser erlauben es, Frachtkosten einzusparen, da eine höhere Anzahl der auf den erfindungsgemäßen Halteelement hergestellten Rollen den gleichen Raumbedarf besitzen wie herkömmlich hergestellte Rollen mit identischer Bahnlänge.
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Da darüber hinaus vollständig auf bewegliche Elemente verzichtet werden kann, weist das erfindungsgemäße Halteelement eine besonders hohe Funktionssicherheit auf.
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Die Ausbildung des Hohlkörpers derart, dass er die Anlage einer Wickelhülse oder des Endes der Bahnwaren infolge eines Vakuums ermöglicht, nämlich die Herstellung der Luftdurchlässigkeit, kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen, wobei durch eine vorteilhafte Weise vorzusehende Vielzahl gleichmäßig verteilter ”Ansaugpunkte” eine besonders zuverlässige Verbindung erreicht wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Hohlkörper sich vorzugsweise zwischen einer Hohlkörperinnenfläche und einer Hohlkörperaußenfläche erstreckende luftdurchlässige Kanäle, insbesondere Bohrungen aufweisen. Die Anordnung von Bohrungen erlaubt auch die Verwendung von luftundurchlässigen Materialien, falls dies, bspw. aus Festigkeitsgründen, erforderlich ist. Die Anordnung der Kanäle, bzw. Bohrungen, kann dabei in beliebiger Weise erfolgen, wobei unter strömungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhafterweise gleichmäßig verteilt an der Hohlkörperaußenfläche angeordnete Austrittsöffnungen vorliegen. Die Verwendung von luftdurchlässigen Kanälen gewährleistet dabei überdies eine besonders schnelle und zuverlässige Anordnung der Wickelhülse oder der Enden der Bahnenwaren an dem Halteelement.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, dass der Hohlkörper zweischichtig ausgebildet ist und nur die Hohlkörperaußenfläche aus luftdurchlässigem Material, insbesondere Sintermaterial besteht, wobei sich dann die Bohrungen nicht durch das luftdurchlässige Material erstrecken müssen.
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Der Hohlkörper selbst kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, ist jedoch nach einer vorteilhaften Weiterbildung vorzugsweise als Wickelwelle oder Wickelzapfen ausgebildet. Die Wahl der Ausgestaltung des Hohlkörpers hängt dabei im Wesentlichen von den auftretenden Belastungen ab. Dabei zeichnet sich insbesondere die Wickelwelle durch ihre hohe Tragfähigkeit aus, wohingegen der Wickelzapfen – wobei vorzugsweise zwei gegenüberliegend angeordnete Wickelzapfen an einer Vorrichtung verwendet werden – besonders kostengünstig ist und aufgrund des Variablen Abstands im Falle der Verwendung von zwei Wickelzapfen sich durch seine hohe Variabilität auszeichnet. Die Form des Hohlkörpers ist dabei ebenfalls frei wählbar und weist vorzugsweise einen zylindrischen Querschnitt auf. Denkbar sind aber auch andere Querschnittsformen, bspw. konische oder polygonartige Querschnitte.
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Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist die Ausbildung des Halteelements als Hohlkörper gemäß einem der der Ansprüche 1–7. Eine derartige Vorrichtung zeichnet sich durch ihre hohe Taktfrequenz aus und gewährleistet überdies eine beschädigungsfreie Anordnung der Bahnenwaren oder der Wickelhülsen auf dem Halteelement.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Querschnittsansicht eines als Wickelwelle ausgebildeten Hohlkörpers mit darauf angeordneter, aufgerollter Bahnenware.
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1 zeigt ein Halteelement in Form einer Wickelwelle 9, die als einstückiger Hohlkörper ausgebildet ist. Ein ringförmiger Mantel 1 der Wickelhülse 9 umschließt einen Hohlraum 6, der über im Bereich eines Flansches 3 der Wickelwelle 9 angeordnete Anschlüsse 4 zugänglich ist.
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Die stirnseitig angeordneten Anschlüsse 4 ermöglichen das Anlegen eines Vakuums oder die Herstellung eines Druckes im Hohlraum 6 der Wickelwelle 9. Über die den zylindrischen Mantel der Wickelwelle 9 durchdringende, d. h. von einer Hohlkörperinnenfläche 7 zu einer Hohlkörperaußenfläche 8 erstreckende, Bohrungen 2 wird ein Ende einer auf der Wickelwelle 9 anzuordnenden Bahnenware aufgrund des Vakuums auf der Hohlkörperaußenfläche 8 der Wickelwelle 9 angelegt. Nach Abschluss des Wickelvorgangs kann eine fertig gerollte Bahnenware 5 nach Anlegen einer Druckluft an den Anschluss 4, wobei zwischen der fertig gerollten Bahnenware 5 und der Hohlkörperaußenfläche 8 ein Luftpolster entsteht, problemlos von der Wickelrolle 9 abgezogen werden.
