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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Friktionswelle zum Wickeln von
wenigstens einer Warenbahn, insbesondere einer Kaltfolienbahn, mit
einer inneren Achse, welche umfänglich mit ihr verbundene
erste Friktionselemente aufweist und wobei diese ersten Friktionselemente
funktional mit zweiten Friktionselementen einer im Wesentlichen
zylindrischen Außenbuchse zusammenwirken, so dass eine
wenigstens tangential wirkende Kraft wenigstens zum teilweisen Abbremsen
der Außenbuchse erzeugt werden kann. Des Weiteren betrifft
die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Drehwiderstandes zwischen
einer Außenhülle und einer Achse einer Friktionswelle.
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Beim
Kaltfolienprägen wird eine Transferschicht von einem Trägermaterial
auf einen Bedruckstoff übertragen.
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Zum Übertragen
der Transferschicht auf einen Bedruckstoff wird der Bedruckstoff
dafür zunächst mit einem Kleber beaufschlagt.
Dieser Kleberauftrag kann dafür in einem ersten Auftragswerk
aufgetragen werden. Bei diesem Auftragswerk kann es sich beispielsweise
um ein herkömmliches Farbwerk einer Druckmaschine handeln.
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In
einem an das Auftragswerk anschließenden Transferwerk wird
die Kaltfolienbahn, die die Transferschicht und das Trägermaterial
umfasst, gemeinsam mit dem Bedruckstoff durch einen Transferspalt
hindurchgeführt. Der Transferspalt wird durch einen Transferzylinder
und einen Gegendruckzylinder gebildet, die aneinander anliegen.
Unter Druckeinwirkung wird dann im Transferspalt in den Bereichen,
die mit Kleber beaufschlagt sind, die Transferschicht von dem Trägermaterial
abgelöst und auf den Bedruckstoff übertragen.
Die Kleberschicht entspricht dabei dem Bereich, in dem die Folie
gezielt übertragen werden soll. Wird die Kleberschicht,
wie beschrieben, in einem herkömmlichen Druckwerk übertragen,
so geschieht dieses bereichsweise, z. B. indem die Kleberfarbe so
auf den Bedruckstoff übertragen wird, wie eine herkömmliche
Farbe auch, d. h. mittels eines belichteten Plattenzylinders und
eines Gummituchzylinders. Des Weiteren ist es natürlich möglich,
den Kleber vollflächig auf den Bedruckstoff zu übertragen.
Dieses kann beispielsweise auch in einem Lackwerk passieren.
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In
an das Transferwerk angrenzenden weiteren Druckwerken können
dann unabhängig von dem Folientransfer weitere Druckvorgänge
oder weitere Verfahrensschritte anschließen.
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Insbesondere
kann es vorgesehen sein, dass Kaltfolie mittels wenigstens zweier
voneinander verschiedener Kaltfolienbahnen auf den Bedruckstoff übertragen
wird. Hierfür werden auf einer Vorratsrolle wenigstens
zwei verschiedene Kaltfolienwickel bereitgestellt, welche unabhängig
voneinander durch den gleichen Transferspalt hindurchgeführt
werden. Die unterschiedlichen Kaltfolienwickel können dabei z.
B. unterschiedliche Farben aufweisen oder sie können getrennt
voneinander an voneinander beabstandeten Positionen auf den Bedruckstoff übertragen
werden, so dass Kaltfolie eingespart werden kann.
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Eine
entsprechende Vorrichtung zum Aufbringen von Transferschichten von
verschiedenen Kaltfolienwickeln ist z. B. genauer in der
DE 10 2005 005 490
A1 beschrieben. Hierbei sind die verschiedenen Teilfolienrollen
auf der Vorratsseite in unabhängigen Lagerungen gelagert
und werden einzeln extern angetrieben.
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Die
Kaltfolienbahn wird dann durch den Transferspalt hindurchgeführt
und einer Sammelrolle zugeführt. Je nach Durchmesser der
unterschiedlichen Teilfolienwickel müssen die einzelnen
Bahnen mit einer unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeit angetrieben
werden, damit die Kaltfolienteilbahnen im Transferspalt jeweils
die gleiche Geschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit des Bedruckstoffes
aufweisen. Die im Transferspalt verbrauchten Teilfolienbahnen werden
dann nach dem Beschichtungsvorgang auf einer Sammelwelle aufgewickelt.
Hierbei kann eine sogenannte Friktionswelle verwendet werden. Eine
derartige Friktionswelle hält die Teilfolienbahn dabei
jeweils unter einer vorwählbaren Spannung, wobei die Sammelrolle
selber mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die der Geschwindigkeit
der Rolle mit dem kleinsten Durchmesser wenigstens entspricht, ansonsten
aber auf sie abgestimmt ist bzw. sie übersteigt. Durch
die Verwendung der Friktionswelle wird ein Schlupf innerhalb der Friktionswelle
erzeugt, wodurch sich für jede Teilfolienbahn jeweils die
richtige Bahnspannung bzw. das richtige Wickelmoment automatisch
einstellt, unabhängig von dem Durchmesser der aufzuwickelnden
Teilfolienwickel. Solch eine Friktionswelle kann auch auf der Vorratsseite
vorgesehen sein.
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Aus
der
DE 199 21 637
A1 ist eine entsprechende Friktionswelle bekannt. Sie weist
zur Erzeugung des Schlupfes Friktionselemente im Bereich ihrer Antriebswelle
auf, welche dehnbar gestaltet sind und durch radialen Druck ihren
Durchmesser vergrößern, bis ihre Außenumfangsflächen
gegen die Innenflächen von dicht an dicht aufgeschobenen
Wickelhülsen gedrückt werden. Durch die vergrößerten Friktionselemente
wird ein entsprechend großer Oberflächenreibwert
erzeugt, der so gewählt wird, dass ein Schlupf zwischen
den innen liegenden Friktionselementen und an den Wickelhülsen
angebrachten äußeren Friktionselementen erzeugt
wird.
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Durch
dieses kontaktierende Zusammenwirken der inneren und äußeren
Friktionselemente kommt es hier zu einem Abrieb und zu einem zeitlich veränderten
Reibungsverhalten der Friktionswelle. Es muss auf eine Reinigung
der Friktionselemente, d. h. der Friktionswelle selber, geachtet
werden, und im Bedarfsfall müssen häufig Ersatzteile
nachgerüstet werden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Nachrüsten
von Ersatzteilen aufgrund von Verschleiß wenigstens seltener
durchführen zu müssen und einen längeren
gleichförmigen Betrieb mit unveränderlichen Reibkoeffizienten,
d. h. einer unveränderlichen Friktionskraft zu gewährleisten.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine gattungsgemäße
Friktionswelle nach Anspruch 1 gelöst, bei der als erste
und zweite Friktionselemente magnetische Friktionselemente vorgesehen
sind. Bei diesen Friktionselementen wird die tangentiale Kraft, welche
zum wenigstens teilweisen Abbremsen der Außenbuchse der
Friktionswelle wirkt, zumindest mittels einer magnetischen Wechselwirkung
erzeugt.
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Vorteilhafterweise
wird hierbei auf eine Reibungserzeugung aufgrund von kontaktierenden
Friktionselementen verzichtet. Diese können somit nicht verschmutzen,
wodurch im Normalfall eine Änderung der Reibungskraft zu
beobachten ist. Auch ein Verschleiß der Friktionselemente
ist nicht zu erwarten, wodurch die Austauschintervalle für
die Friktionselemente zumindest größer werden.
Die Friktion wird im Wesentlichen berührungslos erzeugt.
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Verfahrensmäßig
wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Drehwiderstand
zwischen der Außenhülle und der Achse einer Friktionswelle
mittels einer magnetischen oder elektromagnetischen Kraft erzeugt
wird, wofür vorteilhafterweise vorgesehen ist, dass die
Außenhülle und die Achse mittels einer entsprechenden
Kraft miteinander gekoppelt sind.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass zusätzlich zu den magnetischen Friktionselementen
noch ein Fluid als wenigstens ein Reibelement vorgesehen ist. Dieses
Fluid soll vorzugsweise Luft sein. Auf diese Weise wird zusätzlich
zu der magnetischen Wechselwirkung, welche abbremsend auf die Außenbuchse
einwirkt noch eine Reibkraft zwischen dem Fluid und der Außenbuchse
erzeugt. Auf diese Weise wird die Friktionskraft noch verstärkt,
wobei durch die Verwendung eines Fluids auch der Verschleiß gering
bleibt.
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In
einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass
zwischen den ersten und zweiten Friktionselementen ein Festkörper
mit einem geringen Reibkoeffizienten als wenigstens ein Reibelement
vorgesehen ist. Der Reibkoeffizient soll hierbei so ausgelegt sein,
dass bei einer normalen Bahnspannung einer Kaltfolienbahn, welche
auf der Friktionswelle gewickelt ist, ein Schlupf zwischen dem wenigstens
einen Reibelement und der Außenbuchse auftritt. Durch die
Verwendung eines Festkörpers mit einem entsprechenden Reibkoeffizienten
als Reibelement wird die Friktionskraft der Friktionswelle wenigstens
weiter unterstützt. Außerdem kann auf diese Weise
eine einfache Lagerung der Außenhülse auf der
Innenachse realisiert werden.
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In
einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass wenigstens eines der Friktionselemente als Elektromagnet ausgebildet
ist, und die Kraft zum Abbremsen der Außenbuchse aufgrund
einer elektromagnetischen Wechselwirkung erzeugt wird.
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Durch
die Verwendung von wenigstens einem Elektromagneten als Friktionselement
kann die abbremsende Kraft noch besser gesteuert werden. Insbesondere
kann durch die Verwendung von alternierenden Polen auf der Innenseite
der Außenbuchse in Zusammenarbeit mit Wechselstrom zur
Erzeugung des elektromagnetischen Feldes eine bessere Friktionskraft
erzeugt werden. Dieses ist natürlich auch der Fall, wenn
die inneren Friktionselemente als Elektromagnet ausgebildet sind.
Alternativ können natürlich sowohl die inneren
als auch die äußeren Friktionselemente als Elektromagneten
ausgebildet sein.
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Insbesondere
kann es vorgesehen sein, dass insgesamt mehrere axial verteilte
Elektromagnete als Friktionselemente entweder auf der Achse oder
auf der Außenbuchse befestigt sind. Auf diese Weise kann
vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Friktionskraft, die
auf die Außenbuchse und damit auf die Wickel von Kaltfolienbahnen,
welche auf der Außenbuchse befestigt sind, wirkt, axial
variiert werden kann. Hierfür ist es möglich,
dass die Außenbuchse selber aus in axialer Richtung voneinander unabhängigen
Elementen besteht.
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Verfahrensmäßig
ist es weiter vorgesehen, dass die Kraft, welche als Friktionskraft
die auf Wickeln aufgewickelten Warenbahnen bzw. Kaltfolienbahnen
wirkt, in Abhängigkeit von den Durchmessern dieser Wickel
geregelt wird. Dieses ist besonders vorteilhaft, wenn mehr als ein
Folienwickel auf der Außenhülle der Friktionswelle
bereitgestellt wird. Je nach Durchmesser dieser Wickel wirkt eine
unterschiedliche Reibungskraft und der Schlupf zwischen der entsprechenden
Außenhülle und dem Wickel gegenüber der
inneren Achse wird bei unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten
der Wickel erreicht.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass
die innere Achse der Friktionswelle selber rotatorisch angetrieben
wird. Auf diese Weise kann einfach sichergestellt werden, dass der
Schlupf erste bei höheren Winkelgeschwindigkeiten der Wickel
auf der Außenbuchse einsetzt. Dieses kann insbesondere
durch eine Regelung der Winkelgeschwindigkeit der Achse selber reguliert werden,
so dass die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der Achse selber
und des langsamsten Teilwickels, d. h. der Teilbahn mit dem größten
Wickeldurchmesser, minimiert werden kann. Auf der Sammelrollenseite
würde die innere Achse selber so angetrieben werden, dass
ihre Winkelgeschwindigkeit größer ist als die
Winkelgeschwindigkeit aller Teilbahnen, d. h. dass die Differenz
der Winkelgeschwindigkeit der schnellstdrehenden Teilwickelbahn
zur Winkelgeschwindigkeit der Achse minimiert wird, die innere Achse
selber aber schneller als dieser Teilwickel rotiert. Die schnellstdrehende
Wickelbahn wäre hier der Wickel mit dem kleinsten Durchmesser.
Auf diese Weise kann immer ein Schlupf zwischen den Friktionselementen
ermöglicht werden.
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In
einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung der
Friktionswelle ist vorgesehen, dass die Außenbuchse mittels
einer elektromagnetischen Kraft zwischen den ersten und zweiten
Friktionselementen wenigstens unterstützend angetrieben
wird. Hierbei dienen die magnetischen Friktionselemente auf der Achse
und der Innenseite der Außenbuchse selber als motorischer
Antrieb für die Außenbuchse. Aufgrund einer Bahnspannung
der einzelnen Wickel auf der Friktionswelle wird der Antrieb selber
teilweise abgebremst bzw. beschleunigt, je nachdem ob es sich um
die Vorratsseite oder die Sammelseite handelt. Dieses kann auch
noch kombiniert werden mit einem rotatorischen Antrieb der inneren
Achse selber. Hierdurch wird ein Antrieb für die Friktionswelle, d.
h. für die einzelnen Teilfolienbahnen auf der Friktionswelle,
einfach realisiert. Insbesondere kann dieser Antrieb auch für
axial voneinander getrennte Bereiche der Friktionswelle unabhängig
voneinander gesteuert werden. Eine Regelung der Bahngeschwindigkeiten
bzw. des Schlupfes der Teilwickel kann leicht ermöglicht
werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass
die Achse und die Außenhülse mit den magnetischen
Friktionselementen in Form eines Scheibenläufers ausgebildet
sind. Hierdurch wird die axial voneinander getrennte Regelung der
Friktionskräfte auf einfache Weise ermöglicht.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die Warenbahn
als Wickel auf einer Wickelhülse bereitgestellt ist und
gegen umfängliche Verdrehungen relativ zur Außenhülse
gesichert ist. Durch die Sicherung zwischen der Außenhülse
und der eigentlichen Wickelhülse wird erreicht, dass zwischen
diesen beiden Hülsen keine Friktion auftritt, d. h. dass
es hier zu keinem Schlupf kommt. Der eigentliche Effekt der Friktionswelle,
d. h. der Schlupf zwischen der Welle und den einzelnen Wickeln wird
dabei ausschließlich über die Friktionselemente
der Außenhülse und der inneren Achse realisiert.
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Ausführungsbeispiele,
aus denen sich auch weitere erfinderische Merkmale ergeben können,
auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt
ist, sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 eine
Friktionswelle nach dem Stand der Technik,
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2 einen
teilweisen seitlichen Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Friktionswelle,
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3 ein
Beispiel für eine alternative Ausgestaltung der Friktionswelle,
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4 ein
skizziertes Beispiel für die Verwendung von Friktionswellen
in einem Kaltfolienprägeverfahren.
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Die 1 zeigt
eine Friktionswelle 1 nach dem Stand der Technik. Bei dieser
Friktionswelle 1 ist ein Folienwickel 2 auf einer
Außenbuchse 3 der Friktionswelle 1 befestigt.
Zwischen der Außenbuchse 3 und dem Folienwickel 2 sind
hier zum Arretieren des Folienwickels 2 Arretierungselemente
vorhanden. Diese Arretierungselemente vermeiden ein relatives Verdrehen
von dem Folienwickel 2 zur Außenbuchse 3.
Die Arretierungselemente sind symbolisch als Verbindungselemente 6 dargestellt.
Im Allgemeinen werden verschiedene Folienwickel 2 auf der
Friktionswelle 1 bereitgestellt. Durch die Möglichkeit
eines Schlupfes zwischen Außenbuchse 3 und Friktionselementen 5 im
inneren der Friktionswelle 1 können dann aufgrund
unterschiedlicher Bahnspannungen der Folienwickel 2 unterschiedliche
Winkelgeschwindigkeiten der Folienwickel 2 realisiert werden.
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Die
Friktionswelle 1 weist weiterhin eine innere Achse 4 mit
Friktionselementen 5 auf. diese Friktionselemente 5 können
zur Regelung der Friktion radial nach außen und innen bewegt
werden.
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Zur
Erzeugung einer Reibung, d. h. einer Friktion, zwischen der Außenbuchse 3 und
den Friktionselementen 5 werden die Friktionselemente 5 an die
Innenseite der Außenbuchse 3 herangeführt.
Die Innenseite der Außenbuchse 3 fungiert dabei
praktisch als äußeres Friktionselement.
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Je
nach ausgeübtem Druck von den Friktionselementen 5 auf
die Außenbuchse 3 wird ein größerer
oder kleinerer Reibwiderstand zwischen den Friktionselementen 5 und
der Außenbuchse 3 eingestellt. Auf diese Weise
kann der Punkt, an dem es zu einem Schlupf zwischen den Friktionselementen 5 und
der Außenbuchse 3 kommt, reguliert werden. Zu einem
Schlupf kommt es immer dann, wenn die Zugkraft, welche durch eine
hier nicht dargestellte Bahnspannung an den Folienwickel 2 angreift,
so groß wird, dass die Reibungskraft zwischen den Friktionselementen 5 und
der Außenbuchse 3 überwunden wird.
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Wie
beschrieben, ist es leicht einsichtig, dass durch die Erzeugung
der Reibkraft eine Abnutzung zumindest der Friktionselemente 5 und
eventuell auch der Innenseite der Außenbuchse 3 auftritt.
Des Weiteren können sich auch mikroskopisch feine Teilchen
der Friktionselemente 5 auf der Innenseite der Außenbuchse 3 ablagern
und so in Abhängigkeit von der Betriebsdauer die Friktion
zwischen den Friktionselementen 5 und der Außenbuchse 3 beeinträchtigen.
Auf diese Weise ist keine zeitlich konstante Reibungskraft zwischen
den Friktionselementen 5 und der Außenbuchse 3 während
des Betriebes garantiert.
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In
der 2 ist nun einer erste beispielhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Friktionswelle 100 dargestellt.
Diese Friktionswelle 100 weist eine Außenbuchse 101 auf,
welche über Lager 105 mit einer inneren Achse 102 verbunden
ist.
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In
der hier dargestellten Ausführungsform weisen sowohl die
innere Achse 102 als auch die Innenseite der Außenbuchse 101 jeweils
Elektromagnete 103 und 104 als Friktionselemente
auf. Einfachste Abwandlungen hiervon können auch in alternativen
Ausführungsformen realisiert sein, bei denen entweder die
inneren Friktionselemente oder die äußeren Friktionselemente
als Elektromagnete 103, 104 ausgebildet sind und
jeweils die Friktionselemente von Außenbuchse 101 bzw.
innerer Achse 102 als Permanentmagnete bereitgestellt sind.
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Die
Elektromagnete 103, 104 können dabei mittels
einem Fachmann geläufigen Techniken mit Strom versorgt
werden. Beispielsweise kann ein Schleifring 108 vorgesehen
sein, der die Elektromagnete 103 der inneren Achse 102 jeweils
mit Spannung beaufschlagt.
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Ein
Antrieb der Folienwickel 2, welche auf der Friktionswelle 100 gelagert
sind, kann beispielsweise vollständig durch äußere
Einwirkungen erreicht werden. Hierfür kann z. B. vorgesehen
sein, dass die Folienbahn des Folienwickels 2 durch Vorzugsrollen 304, 310,
wie in 4 dargestellt, vorgezogen wird.
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Im
Allgemeinen wird einfach eine anziehende Kraft als Bremskraft zwischen
den Elektromagneten 103, 104 erzeugt, so dass
diese Kraft für einen Schlupf, egal in welche Richtung,
zunächst überwunden werden muss. Es sind aber
auch aktiv gesteuerte Einrichtungen der Friktionswelle 100 denkbar,
bei denen je nach Bedarf eine abbremsende oder beschleunigende Kraft
zwischen den Elektromagneten 103 und 104 wirkt.
Die Größe dieser Kraft kann dabei insbesondere
durch eine entsprechende Stromzufuhr ggf. in Verbindung mit einer
entsprechenden Umschaltfrequenz für die Elektromagnete 103, 104 gesteuert
werden.
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Die
Friktionswelle 100 kann entweder auf einer Vorratsseite
oder einer Sammelseite oder auf beiden Seiten einer Folien verarbeitenden
Maschine, insbesondere einer Kaltfolienprägemaschine, wie
sie in 4 dargestellt ist, verwendet werden.
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Die
Kraft zwischen den Elektromagneten 103, 104 wird
nach dem Prinzip des Elektromotors erzeugt. Zum Regeln der benötigten
Bremswirkung bzw. Beschleunigungswirkung können weitere,
hier nicht dargestellte, Erkennungsmittel vorgesehen sein, die die
unterschiedlichen Wickeldurchmesser von Folienwickel 2 auf
der Friktionswelle 100 erkennen. Ein Folienwickel 2 mit
einem größeren Durchmesser benötigt für
die gleiche Umfangsgeschwindigkeit dabei eine geringere Winkelgeschwindigkeit als
ein kleiner Folienwickel 2. Daher wird die Friktionswelle 100 im
Bereich eines größeren Folienwickels 2 stärker
abgebremst als im Bereich eines kleinen Folienwickels 2.
Um lokal unterschiedliche Reibwiderstände, d. h. Abbremskräfte,
der Elektromagneten 103, 104 zu erzeugen, können
für jeden einzelnen Folienwickel 2 getrennte Friktionswellen 100 vorgesehen
sein oder in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind in axialer Richtung auf der Friktionswelle 100 voneinander
getrennte Elektromagneten 103, 104 vorgesehen,
die jeweils unabhängig voneinander angesteuert werden können.
Diese Bereiche sollten dann auch im Bereich der Außenbuchse 101 so
miteinander, z. B. über Lager, verbunden sein, dass auch
die Außenbuchsebereiche entsprechend mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten rotieren können.
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In
einem bevorzugten einfachen Anwendungsfall reichen aber Elektromagnete 103, 104 aus, die
sich über die gesamte Achse der Friktionswelle 100 erstrecken.
Die Kraft zwischen diesen Friktionselementen wird dann auf den Folienwickel 2 angepasst,
der sich mit einer Winkelgeschwindigkeit drehen muss, die am nächsten
an der Winkelgeschwindigkeit der Friktionswelle 100 liegt,
von dieser aber verschieden ist. Auf der Vorratswelle wäre
dies der Folienwickel 2 mit dem kleinsten Durchmesser.
Der Folienwickel 2 mit dm größten Durchmesser
benötigt die kleinste Winkelgeschwindigkeit. Auf der Foliensammelseite
verhält es sich analog.
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Aus
der oben beschriebenen Analogie der Anordnung der Elektromagnete 103 und 104 kann man
die Anordnung auch so beschreiben, dass entweder die Achse als Stator
und die Außenbuchse 101 als Rotor fungiert oder
jeweils umgekehrt.
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In
der in 2 dargestellten Ausführungsform ist weiterhin
ein Antriebsmotor 107 vorgesehen, welcher die innere Achse 102 antreibt.
Die innere Achse 102 kann dabei eine Rotationsgeschwindigkeit
aufweisen, so dass ihre Winkelgeschwindigkeit im Wesentlichen der
Winkelgeschwindigkeit der Außenbuchse 101 entspricht.
Auf diese Weise sind nur geringe Geschwindigkeitsunterschiede zwischen
Außenbuchse 101 und innere Achse 102 vorhanden und
die Regelung der Friktionskraft zwischen den Elektromagneten 103 und 104 kann
leichter erfolgen.
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Die 3 zeigt
eine alternative Ausführungsform für die Friktionswelle 200.
Auch hierbei sind Elektromagnete 203 vorgesehen, welche
der inneren Achse 202 zugeordnet sind. Die Außenbuchse ist
hierbei in Form eines Außenringes 204 ausgebildet,
welcher sich drehbar radial von der inneren Achse 202 nach
außen hin erstreckt und in Form eines Teilringes axial
oberhalb der Elektromagnete 203 ruht.
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Die
Friktionswelle ist nach dem hier dargestellten Vorschlag als sogenannter
Scheibenläufer ausgebildet, wobei, wieder nach der Analogie
des Elektromotors entweder die Elektromagnete der inneren Achse 203 oder
hier nicht dargestellten Elektromagnete des Außenringes 204 als
Stator bzw. Rotor fungieren. Die Elektromagnete des Außenringes 204 sind
dabei axial zu den Elektromagneten 203 verschoben und in
der Art einer Scheibe parallel zu diesen bereitgestellt.
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Sowohl
der Außenring 204, der im Wesentlichen eine L-Form
aufweist, als auch die bereitgestellten Elektromagnete 203 sind
jeweils als Scheiben bereitgestellt. Die L-Form des Außenringes 204 ist
dabei so gestaltet, dass die kurze Seite die Elektromagnete 203 im
Wesentlichen vollständig überragt. Die Friktionswelle 200 ist
dabei durch axial nebeneinander wechselnde Anordnungen von Außenringen 204 und
Elektromagneten 203 gebildet.
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Die
Elektromagnete 203 der inneren Scheiben können
je nach Scheibe unabhängig voneinander gesteuert werden,
gleiches gilt für die Elektromagnete der Außenringe 204.
Auf diese Weise kann auf einfache Art eine axial variierende Anpassung
der Brems- bzw. Beschleunigungskräfte zwischen den Elektromagneten 203 und
den Elektromagneten der Außenringe 204 realisiert
werden. Die Außenringe 204 können dabei
mit unterschiedlichen, hier nicht dargestellten Bereichen von einer
oder mehreren getrennten Außenbuchsen fest verbunden sein.
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Beide
Ausführungsformen nach 2 und 3 können
jeweils auch so ausgebildet sind, dass die Elektromagnete 103, 104, 203 und
die Elektromagnete der Außenringe 204 miteinander
paarweise so in Wechselwirkung treten, dass tatsächlich
eine Außenbuchse 101 alleine hierdurch, wie nach
dem Prinzip eines Elektromotors, beschleunigt wird bzw. auf einer
vorgegebenen Geschwindigkeit gehalten wird. Es kann dabei axial
versetzt vorgesehen sein, dass in unterschiedlichen Bereichen der
Friktionswelle eine unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit der
Außenbuchse 101 gewünscht ist. Dieses
kann durch entsprechende Sensorelemente zum Feststellen der jeweiligen
Rotationsgeschwindigkeit in Verbindung mit einer Steuerung für
die Elektromagnete 103, 104, 203 und
der Elektromagnete des Außenringes 204 so realisiert
werden, dass auch bei sich änderndem Durchmesser der Folienwickel 2 jeweils
eine konstante bzw. gewünschte Veränderung der
Rotationsgeschwindigkeit des Abschnitts der Außenbuchse 101 erreicht
wird.
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Die
4 zeigt
ein mögliches Beispiel zur Verwendung der beschriebenen
Friktionswellen
100,
200 in einer Kaltfolienprägemaschine,
wie sie in der bisher noch nicht veröffentlichten Anmeldung
DE 10 2006 015 466 beschrieben
wird. Zur genauen Funktionsweise und Steuerung, insbesondere der
Friktionswellen
100, wird hiermit voll umfänglich
auf die
DE 10 2006 015 466 Bezug
genommen.
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Auf
den Friktionswellen 100 sind auf der rechten Vorratsseite
Folienvorratswickel 300, 301 mit unterschiedlichen
Durchmessern D dargestellt. Die Friktionswellen 100 sind
hier nach dem Beispiel von 2 dargestellt
und weisen Elektromagnete 103, 104 auf. Eine Ausführungsform
mit einer Friktionswelle 200 nach 3 ist auf
einfache Weise ebenso realisierbar.
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Auf
den Folienvorratswickeln 300, 301 ist jeweils
eine Transferfolienbahn 302, 303 aufgewickelt. Unter
Verwendung von Vorzugsrollen 304 werden die beiden Folienbahnen 302, 303 unter
Verwendung einer Folientaktung 305 einem Transferspalt 306 zugeführt.
Dieser Transferspalt 306 wird durch einen Transferzylinder 307 und
einem Gegendruckzylinder 308 gebildet. Gleichzeitig und
mit gleicher Geschwindigkeit wie die Transferfolienbahn 302, 303 wird
ein Bedruckstoff 309 durch den Transferspalt 306 hindurchgeführt.
Der Bedruckstoff 309 wurde dafür in einem hier
nicht weiter dargestellten Druckwerk bereichsweise mit einem Kleber
beaufschlagt. Bei dem Hindurchführen von Bedruckstoff 309 und
Transferfolienbahn 302, 303 bleibt eine hier nicht
dargestellte Transferschicht der Transferfolienbahn 302, 303 auf den
mit Kleber beaufschlagten Oberflächen des Bedruckstoffes 309 haften
und bebildert ihn auf diese Weise.
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Über
weitere Vorzugsrollen 310 werden die Transferfolienbahnen 302, 303 dann
einer Friktionswelle 100 auf der Sammelseite zugeführt.
Auf dieser Friktionswelle 100 sind dafür Foliensammelwickel 311, 312 ggf.
auch mit unterschiedlichen Durchmessern bereitgestellt.
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Insbesondere
auf der Foliensammelseite kann die Friktionswelle 100 aktiv
angetrieben sein. Alternativ zu einem Antrieb der Friktionswelle 100 ist hier
auch ein Antrieb der Foliensammelwickel 311, 312 durch äußere,
hier nicht dargestellte, Antriebsrollen, welche an die Foliensammelwickel 311, 312 angestellt
sind, möglich.
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Die
Friktionswelle 100 auf der Vorzugsseite muss dabei so gesteuert
werden, dass die Folienvorratswickel 300, 301 beide
jeweils leicht abgebremst werden. Auf diese Weise entsteht eine
Bahnspannung und entsprechende Züge F1, F2 auf die Folienvorratswickel 300, 301.
Aufgrund der Zugkräfte F1, F2 wird dann die Friktionskraft
zwischen den Elektromagneten 103 und 104 überwunden
und es kommt zu einem Schlupf zwischen der inneren Achse 102 und
der Außenbuchse 101 der Friktionswelle 100. Auf
der Sammelseite muss die Friktionswelle 100 so gesteuert
werden, dass sich zumindest ihre Außenbuchse 101 so
schnell dreht, dass die Foliensammelwickel 311, 312 mit
einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die etwas größer
als die Folienbahngeschwindigkeit durch den Transferspalt 309 ist.
Auf diese Weise kommt es auch hier zu Zugkräften F3, F4,
welche einen Schlupf zwischen der inneren Achse 102 und
der Außenbuchse 101 der Friktionswelle 100 ermöglichen.
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Durch
die beschriebene Friktionswelle 100, 200 und ihre
Verwendung in einer Kaltfolienprägevorrichtung kann der
Bedarf an Ersatzteilen und an Wartung vorteilhafterweise verringert
werden.
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- 1
- Friktionswelle
- 2
- Folienwickel
- 3
- Außenbuchse
- 4
- innere
Achse
- 5
- Friktionselement
- 6
- Verbindungselemente
- 100
- Friktionswelle
- 101
- Außenbuchse
- 102
- innere
Achse
- 103
- Elektromagnete
- 104
- Elektromagnete
- 105
- Lager
- 106
- Luft
- 107
- Antriebsmotor
- 108
- Schleifring
- 200
- Friktionswelle
- 202
- innere
Achse
- 203
- Elektromagnet
- 204
- Außenring
- 300,
301
- Folienvorratswickel
- 302,
303
- Transferfolienbahn
- 304
- Vorzugsrolle
- 305
- Folientaktung
- 306
- Transferpsalt
- 307
- Transferzylinder
- 308
- Gegendruckzylinder
- 309
- Bedruckstoff
- 310
- Vorzugsrollen
- Fa,
F2, F3, F4
- Zugkräfte
- 311,
312
- Foliensammelwickel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0578706
B1 [0002]
- - DE 102005005490 A1 [0008]
- - DE 19921637 A1 [0010]
- - DE 102006015466 [0052, 0052]