DE102007010202A1

DE102007010202A1 - Abwickelvorrichtung

Info

Publication number: DE102007010202A1
Application number: DE102007010202A
Authority: DE
Inventors: Günter Bäumler
Original assignee: Herma GmbH
Current assignee: Herma De GmbH
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2027-03-03
Also published as: DE202006005556U1; DE102007010202B4

Abstract

Eine Abwickelvorrichtung hat einen federbeaufschlagten Pendelarm (58), der zur Führung eines Etikettenbandes (22) oder dgl. ausgebildet und so ausgelegt ist, dass er bei einer plötzlichen Abnahme der Spannung in diesem Etikettenband (22) eine Rückschnellbewegung (63) ausführen kann. Der Pendelarm (58) ist an einer Anlenkstelle (62) angelenkt, und ihm ist ein gefederter Bremsschuh (66) zugeordnet, der längs einer vorgegebenen Bahn beweglich angeordnet ist und dem ein elastisches Federglied (88) zugeordnet ist, welches den Bremsschuh (66) in Richtung zum Pendelarm (58) beaufschlagt. Der Bremsschuh (66) hat eine Aufschlagfläche, die mit einem Bremsbelag (64) versehen ist, gegen den der Pendelarm (58) bei einer Rückschnellbewegung (63) zur Anlage kommt und dabei den Bremsschuh (66; 66A) entgegen der Kraft des elastischen Federglieds (88) längs der vorgegebenen Bahn verschiebt. Bei einer solchen kombinierten Bewegung von Pendelarm (58) und Bremsbelag (64) ändert sich die Kontaktstelle zwischen dem Pendelarm (58) und dem Bremsbelag (64) abhängig von der Drehstellung des Pendelarms (58), und diese Änderung der Kontaktstelle bewirkt durch die Relativverschiebung zwischen Pendelarm (58) und Bremsbelag (68) einen Reibvorgang zwischen diesen Teilen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abwickelvorrichtung, insbesondere für Rollen mit Etikettenband. (Ein Etikettenband hat häufig die Form eines Trägerbandes, auf dem Etiketten lösbar aufgeklebt sind.) Solche Abwickelvorrichtungen werden an Etikettiergeräten verwendet. An ihnen wird das Etikettenband über eine Rolle umgelenkt, die an einem federnd angelenkten Pendelarm angeordnet ist.
Da beim Etikettieren immer wieder ein neues Etikett durch die Etikettiervorrichtung von dem Trägerband auf einen zu etikettierenden Gegenstand gespendet wird, bewegt sich das Etikettenband nicht gleichförmig, sondern mit ruckartigen Bewegungen, und diese werden durch den Pendelarm vergleichmäßigt, so dass im Etikettenband ständig eine Spannung aufrecht erhalten wird.
Das Etikettenband ist normalerweise auf einen sogenannten Rollenkern aufgewickelt, der meist die Form einer Papphülse hat. An dieser ist meist das Ende des Etikettenbands angeklebt, und beim Etikettieren wird es gewöhnlich vom Rollenkern abgerissen und dann vom Maschinenbediener an den Anfang eines neuen Etikettenbandes angeklebt, was man als Spleißen bezeichnet.
Beim Abreißen vom Rollenkern treten im Etikettenband erhebliche Kräfte auf, die den Pendelarm zunächst stark auslenken und dann freigeben, wodurch dieser zurückschnellt. Hierbei schlägt er gegen einen Anschlag, und er muss dort schonend abgefedert und gestoppt werden, ohne dass dabei die Massenkräfte Schaden anrichten.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Abwickelvorrichtung bereit zu stellen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Abwickelvorrichtung nach Anspruch 1. Bei einer solchen Abwickelvorrichtung ist der Bremsschuh in einer entsprechenden Führung angeordnet und wird durch ein federndes Element in einer definierten Ruhelage gehalten. Beim Auftreffen des zurück schnellenden Pendelarms auf den Reibbelag des Bremsschuhes verlaufen Anlageflächen von Pendelarm und Reibbelag nahezu parallel. Beim Verschieben des Bremsschuhs bleibt dieser parallele Verlauf weitgehend erhalten. Gleichzeitig kommt es zu einer Relativverschiebung zwischen Bremsbelag und Pendelarm. In Verbindung mit den Kräften, welche beim Aufschlagen des Pendelarms auf den gefederten Bremsschuh entstehen, wird eine starke Bremswirkung erzielt, durch welche die beim Aufschlagen wirksame kinetische Energie zu einem erheblichen Teil in Wärmeenergie umgesetzt wird.
Bevorzugt besteht das Dämpfungs- und Rückstellelement aus einem vorgespannten Polyurethanschaum, welcher durch einen stationären und einen dynamischen Bremsschuh gehalten wird. Damit wird zum einen eine rückstellende Wirkung auf den Pendelarm erzielt, und zum anderen wird eine dämpfende Wirkung erreicht.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
1 eine Prinzipdarstellung, welche verschiedene Arten der Bandführung bei einer Abwickelvorrichtung zeigt, wobei in 1A der typische Aufbau eines Etikettenbands schematisch angedeutet ist,
2 eine Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abwickelvorrichtung,
3 eine Darstellung eines Bremsschuhs der Vorrichtung gemäß 2,
4 eine Draufsicht auf ein Federglied der Vorrichtung gemäß 2,
5 eine raumbildliche Darstellung, welche das Zusammenwirken von Federglied und Bremsschuh zeigt,
6 eine Darstellung analog 5, aber aus einer anderen Perspektive,
7 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2,
8 einen Schnitt, gesehen längs der Linie VIII-VIII der 2,
9 eine Darstellung der Federn, welche den Pendelarm 58 in Richtung nach oben ziehen, wobei die Federkraft umso stärker wird, je mehr der Pendelarm 58 in Richtung nach unten ausgelenkt wird,
10 eine Darstellung analog 7, aber im Verlauf eines Rückschnellvorgangs, und
11 einen Schnitt analog 8, aber während eines Rückschnellvorgangs, wobei ein elastisches Glied 88 durch die kinetische Energie des Rückschnellvorgangs komprimiert wird.
1 zeigt schematisch ein Etikettiergerät 20, dem im Betrieb ein Etikettenband 22 zugeführt wird. Wie in 1 schematisch dargestellt, hat das Etikettenband 22 eine Trägerbahn 24, gewöhnlich aus Papier oder Kunststofffolie und mit einer Silikonbeschichtung 26, und auf dieser sind einzelne Etiketten 28 mittels eines Haftklebers 30 lösbar befestigt. Diese Etiketten 28 können die verschiedensten Formen haben und z.B. auch aus mehreren Lagen bestehen. In manchen Fällen befindet sich zwischen den Etiketten 28 ein Zwischenraum 29, in anderen nicht.
Solche Etikettenbänder 22 können sehr schmal sein, z.B. 1 cm, aber auch sehr breit, z.B. 30 cm, je nach der Größe des zu etikettierenden Gegenstands (nicht dargestellt), auf den im Etikettiergerät 20 ein Etikett 28 gespendet wird.
Etikettenbänder 22 werden gewöhnlich in Form einer großen Rolle 32 verkauft, die auf einen Wickelkern 34 aufgewickelt ist. Letzterer hat meistens die Form einer stabilen Papphülse, an der das innere Ende 38 des Etikettenbandes 22 mittels eines Klebestücks 36 so angeklebt ist, wie das 1 schematisch zeigt. Wenn eine Rolle 32 verbraucht ist, reißt das innere Ende 38 vom Wickelkern 34 ab, wodurch die Zugspannung im Etikettenband 22 kurzzeitig ansteigt.
Auf dem Etikettiergerät 20 ist mittels eines Gehäuses 40 eine Abwickelvorrichtung 42 befestigt. Diese hat eine Anlagescheibe 33, gegen welche die Rolle 32 im Betrieb mit einer Seite anliegt und abgestützt wird, und mit dieser ist ein Aufspanndorn 44 drehfest verbunden, vgl. 11, der mittels eines Handrads 45 betätigt werden kann. Der Wickelkern 34 wird in der dargestellten Weise auf den Spanndorn 44 aufgeschoben und dort mittels des Handrads 45 fest gespannt, so dass zwischen ihm und dem Spanndorn 44 ein Drehmoment in beiden Richtungen übertragen werden kann. Ggf. ist auch ein motorischer Antrieb des Dorns 44 möglich, besonders für sogenannte Hochleistungsetikettierer.
Die Abwickelvorrichtung 42 hat eine stationäre Umlenkrolle 48, die am freien Ende eines Umlenkarms 50 drehbar befestigt ist, weicher Arm etwa in seiner Mitte durch eine Schraube 51 am Gehäuse 40 fixiert ist. Der Arm 50 ist seinerseits an einem feststehenden Bolzen 52 am Gehäuse 40 angelenkt, vgl. 2. Um die Rolle 48 herum wird gemäß 1 das Etikettenband 22 im Uhrzeigersinn umgelenkt und geht dann in 1 längs einer Bewegungsbahn 54 schräg nach links oben zu einer Umlenkrolle 56, die am freien Ende eines Pendelarms 58 angeordnet ist. Von dort geht das Band 22 längs einer Bewegungsbahn 59 zum Etikettiergerät 20, wo eine Führungs- und Abstützfeder 60 vorgesehen ist.
2 zeigt das Gehäuse 40, an welchem der Pendelarm 58 mittels einer Drehachse 62 angelenkt ist. Der Pendelarm 58 wird durch eine (nicht dargestellte) Feder im Uhrzeigersinn beaufschlagt, so dass seine Ruhe- und obere Endlage in 2 der 10-Uhr-Stellung einer Uhr entspricht. Aus dieser Stellung kann er, wenn die Zugspannung im Etikettenband 22 ansteigt, um etwa 90° entgegen dem Uhrzeigersinn in eine untere Endlage 58' verdreht werden. Letztere nimmt der Pendelarm 58 ein, wenn eine Rolle 32 verbraucht ist und das Bandende 38 vom Rollenkern 34 abgerissen wird.
Nach dem Abreißen des Bandendes 38 schnellt der Pendelarm 58 längs eines Weges 63 um einen Winkel α von z.B. etwa 90° nach oben und schlägt dabei gegen den Bremsbelag 64 eines Bremsschuhs 66, welch letzterer in einem kreisringsektorförmigen Führungskanal 68 des Gehäuses 40 verschiebbar angeordnet ist, wie das aus 7 besonders deutlich hervorgeht.
7 zeigt, dass das Gehäuse 40 symmetrisch zu einer Mittelebene 69 ausgebildet ist, also "neutral", um verschiedene Arten der Montage zu ermöglichen. Es genügt daher, in 2, 7 und 10 die linke Hälfte des Gehäuses 40 zu beschreiben, da die rechte Hälfte spiegelbildlich dazu ausgebildet ist.
Aus dem gleichen Grund ist auch der Bremsschuh 66 symmetrisch so ausgebildet, dass er als Bremsschuh 66A auf der rechten Seite Dienst tun kann. Dazu hat der Bremsschuh 66 auf beiden Seiten eine Vertiefung 72 bzw. 74, und diese Vertiefungen sind verbunden durch ein gekrümmtes Langloch 76. Durch dieses erstreckt sich der Schaft 78 (8) einer Schraube 80, die in einem Gewinde 82 des Gehäuses 40 gehalten ist und deren Kopf 84 gegen den Boden der Vertiefung 72 anliegt und dadurch den Bremsschuh 66 gegen Herausfallen aus dem Kanal 68 sichert, vgl. 8.
Eine analoge Befestigungsschraube 80A hält den in 7 rechten Bremsschuh 66A. Wie 8 zeigt, liegt der Schaft 78 der Schraube 80 gegen das dort obere Ende des Langlochs 76 an und begrenzt dadurch die Bewegung des Bremsschuhs 66 so, dass er sich in 8 nur nach oben bewegen kann, nicht aber nach unten.
In gleicher Weise begrenzt die Schraube 80A die Bewegungsmöglichkeit des Bremsschuhs 66A in der Weise, dass sich dieser in 7 nur entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen kann, aber nicht im Uhrzeigersinn.
Zwischen den beiden Bremsschuhen 66, 66A befindet sich ein elastisches Federglied 88, dessen Form aus den 4, 5, 6 und 8 hervorgeht. Dieses ist ebenfalls im Kanal 68 angeordnet. Der Kanal 68 verläuft längs einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt mit 90 bezeichnet ist. Wie aus 7 hervorgeht, hat dieser Mittelpunkt 90 einen Abstand d vom Mittelpunkt der Drehachse 62. Entsprechende Maße und deren Maßverhältnisse können 7 direkt entnommen werden.
Das elastische Federglied 88 hat auf seiner in 5 unteren Seite eine Formhöhlung 92, welche dort seine Elastizität vergrößert. Gemäß 5 hat es an beiden Längsseiten pratzenartige Verlängerungen 94, 96. Die Verlängerung 94 wird in 5 und 6 durch das rechte Ende 98 des Bremsschuhs 66 in einer Vertiefung 100 des Gehäuses 40 gehalten. Analog wird die Verlängerung 96 durch das zugeordnete Ende 102 des Bremsschuhs 66A in dieser Vertiefung 100 gehalten.
Wenn sich also der Bremsschuh 66 durch den Aufschlag des Pendelarms 58 im Kanal 68 im Uhrzeigersinn verschiebt, wie das in 10 und 11 dargestellt ist, bewirkt er eine Kompression des zentralen Abschnitts 104 des Federglieds 88, da sich der Bremsschuh 66A nicht im Uhrzeigersinn verschieben kann und folglich als stationäres Widerlager für das Federglied 88 wirkt. Der Bremsschuh 66 wirkt also hier als dynamischer Bremsschuh, und der Bremsschuh 66A wirkt als stationärer Bremsschuh oder Widerlager.
Wirkungsweise
Wenn am Ende einer Rückschnellbewegung 63 (2) der Pendelarm 58 gegen den Bremsbelag 64 des Bremsschuhs 66 schlägt, bewirkt dieser Aufschlag, dass sich gemäß 10 der linke Bremsschuh 66 um den Winkel β im Kanal 68 verschiebt und dabei den zentralen Teil 104 (11) des Federglieds 88 komprimiert, was den Aufschlag dämpft. Dabei wird die Formhöhlung 92 durch die Kompression des elastischen Gliedes 88 ausgefüllt.
Hierbei verschieben sich der Bremsbelag 64 und die ihm gegenüberliegende Fläche 108 des Pendelarms 58 etwa parallel zueinander, was in 7 und 10 durch einen Pfeil 110 angedeutet ist, d.h. der Bremsbelag 64 gleitet auf dem Pendelarm 58 radial nach außen und setzt dabei die kinetische Energie des zurückschnellenden Pendelarms 58 zum größten Teil in Wärme um. Ein Vergleich der 7 und 10 zeigt das Ausmaß der Verschiebung.
Hierbei wird der Bremsbelag 64 mit der Zeit abgenutzt, und in diesem Fall kann der Bremsschuh 6b nach Lösen der Schraube 80 leicht ausgetauscht werden, so dass eine solche Anordnung sehr wartungsfreundlich ist und nur eine geringe Zahl von Verschleißteilen hat.
Bei der gewählten Geometrie der Anordnung bleibt beim Aufschlag die Fläche 108 des Pendelarms 58 etwa parallel zum Bremsbelag 64. Am Pendelarm 58 tritt nur eine geringe Abnutzung auf.
9 zeigt, dass auf der Welle 62 eine Formscheibe 120 befestigt ist, die sich also mit dem Pendelarm 58 dreht. Die Formscheibe 120 hat drei vorstehende Ohren, in denen sich Löcher 122, 124, 126 befinden, die zum Einhängen der Enden von drei Zugfedern 130, 132, 134 dienen, deren andere Enden in Löchern 140, 142, 144 des Gehäuses 40 eingehängt sind.
Der Übergang 146 vom Loch 122 zum Loch 124 der Formscheibe 120 ist konvex und im Durchmesser entgegen dem Uhrzeigersinn zunehmend, so dass sich bei einer Auslenkung des Pendelarms 58 nach unten die Zugfeder 130 gegen diese konvexe Seite 146 legt.
Ebenso ist der Übergang 148 vom Loch 124 zum Loch 126 konvex und entgegen dem Uhrzeigersinn im Durchmesser zunehmend, und schließlich ist der Übergang vom Loch 126 zum Loch 122 in der dargestellten Weise konvex und entgegen dem Uhrzeigersinn im Durchmesser zunehmend.
Eine solche Anordnung gestattet es in einfacher Weise, die Federn 130, 132, 134 auszutauschen und an die jeweilige Anwendung anzupassen. Z.B. benötigt ein breites Etikettenband stärkere Federn als ein schmales.
Ferner ist eine solche Anordnung mit einer mehrohrigen Formscheibe sehr kompakt und gestattet es, die Federn 130, 132, 134 in einem kleinen Bauvolumen unterzubringen, weil sich die Federn, wenn sich die Welle 62 im Uhrzeigersinn dreht, gegen die konvexen Seiten 146, 148, 150 legen und dadurch gegenseitig nicht behindern. Gleichzeitig ergibt sich auf diese Weise eine progressive Federkennlinie, d.h. bei einer starken Auslenkung des Pendelarms 58 nach unten nimmt die Rückstellkraft überproportional zu, was die Stabilität der Vorrichtung 42 erhöht.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims

Abwickelvorrichtung mit einem federbeaufschlagten Pendelarm (58), der zur Führung eines Etikettenbandes (22) oder dergleichen ausgebildet und so ausgelegt ist, dass er bei einer plötzlichen Abnahme der Spannung in diesem Etikettenband (22) eine Rückschnellbewegung (63) ausführen kann, welcher Pendelarm (58) an einer Anlenkstelle (62) angelenkt ist, welchem Pendelarm (58) ein gefederter Bremsschuh (66) zugeordnet ist, der längs einer vorgegebenen Bahn beweglich angeordnet ist und dem ein elastisches Federglied (88) zugeordnet ist, welches den Bremsschuh (66) in Richtung zum Pendelarm (58) beaufschlagt, welcher Bremsschuh (66) eine Aufschlagfläche aufweist, die mit einem Bremsbelag (64) versehen ist, gegen welchen der Pendelarm (58) bei einer Rückschnellbewegung (63) zur Anlage kommt und dabei den Bremsschuh (66; 66A) entgegen der Kraft des elastischen Federglieds (88) längs der vorgegebenen Bahn verschiebt, wobei die vorgegebene Bahn des Bremsschuhs (66; 66A) so ausgelegt ist, dass sich bei einer solchen kombinierten Bewegung die Kontaktstelle zwischen dem Pendelarm (58) und dem Bremsbelag (64) an der Aufschlagstelle abhängig von der Drehstellung des Pendelarms (58) ändert, um bei einer kombinierten Bewegung durch diese Änderung eine Reibung zwischen dem Bremsbelag (64) und dem Pendelarm (58) zu bewirken.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 1, welche zwei Bremsschuhe (66, 66A) aufweist, wobei an jeder Aufschlagfläche ein Bremsbelag (64) vorgesehen ist.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher ein Bremsschuh (66A), welchem kein aktiver Pendelarm zugeordnet ist, als stationäres Widerlager für das elastische Federglied (88) ausgebildet ist, und der andere Bremsschuh (66), welchem ein aktiver Pendelarm (58) zugeordnet ist, durch die Energie, welche bei einem Zurückschnellen (63) des Pendelarms (58) auf ihn wirkt, in Richtung zum Federelement (88) verschiebbar ist.
Abwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Bremsschuh (66) längs eines vorgegebenen Kreisbahnabschnitts verschiebbar angeordnet ist, wobei der Mittelpunkt (90) der Kreisbahn von der ersten Drehachse (62) verschieden ist.
Abwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Federglied (88) als Formstück aus einem elastischen Werkstoff ausgebildet ist, welcher in der vorgegebenen Bahn angeordnet ist und eine Anlagefläche aufweist, gegen welche ein Bremsschuh (66; 66A) anliegt.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Formstück (88) nach Art eines Kreisringsegments ausgebildet ist.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher das Formstück (88) einen Mittelabschnitt (104) mit reduziertem Querschnitt aufweist.
Abwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das elastische Federglied (88) als Formstück aus einem Polyurethanschaum ausgebildet ist.
Abwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Pendelarm (58) durch eine Federanordnung (130, 132, 134) beaufschlagt ist, bei der die auf den Pendelarm (58) bei seiner Auslenkung wirkende Rückstellkraft bei zunehmender, entgegen dieser Federkraft erfolgender Auslegung überproportional zunimmt.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher ein auf die Etikettenrolle (32) wirkendes Bremsmoment bei zunehmender, entgegen der Federkraft erfolgender Auslenkung des Pendelarms (58) abnimmt.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei welcher der Pendelarm mit einer Formscheibe (120) in Wirkverbindung steht, mit welcher die einen Enden einer Mehrzahl von Federn (130, 132, 134) verbunden sind, deren andere Enden mit verschiedenen Stellen (140, 142, 144) der Vorrichtung verbunden sind.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher mindestens einer Feder (130, 132, 134) ein konvexer Abschnitt (146, 148, 150) der Formscheibe (120) zugeordnet ist, gegen welchen sich ein Abschnitt der betreffenden Feder bei zunehmender, entgegen der Federkraft erfolgender Auslenkung des Pendelarms (58) legt.
Abwickelvorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der konvexe Abschnitt (146, 148, 150) so ausgebildet ist, dass sein Durchmesser in einer Umfangsrichtung zunimmt, um mit zunehmender Auslenkung des Pendelarms (58) eine überproportionale, auf diesen wirkende Rückstellkraft zu erzeugen.