DE102014117521B4 - Sleeve-shaped winding core - Google Patents
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Abstract
Hülsenförmiger Wickelkern (1; 10; 20; 30) für streifenförmiges Bandmaterial mit einer im Querschnitt kreisförmigen umlaufenden Außenfläche (3) als Auflage für das streifenförmige Bandmaterial und mit einer im Querschnitt kreisförmigen umlaufenden Innenfläche (4), mit der der Wickelkern (1; 10; 20; 30) über einen Kernträger (31) geführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenfläche (4) nach innen vorstehende, quer zu einer Umfangsrichtung der Innenfläche wirksame Mitnahmestrukturen (5; 15; 25; 35) ausgebildet sind.Sleeve-shaped winding core (1; 10; 20; 30) for strip-shaped strip material having a circumferential outer surface (3) which is circular in cross-section as a support for the strip-shaped strip material and having a circular inner surface (4) of circular cross-section, with which the winding core (1; 20; 30) can be guided over a core carrier (31), characterized in that on the inner surface (4) inwardly projecting, transversely to a circumferential direction of the inner surface effective driving structures (5; 15; 25; 35) are formed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen hülsenförmigen Wickelkern für streifenförmiges Bandmaterial mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Sie betrifft ferner eine Wickeleinrichtung zum Wickeln, insbesondere zum Aufwickeln, von streifenförmigem Bandmaterial. Schließlich betrifft sie ein Verfahren zum Wickeln, insbesondere Aufwickeln, von streifenförmigem Bandmaterial, welches Verfahren insbesondere im Anschluss an eine Auftrennung einer Materialbahn durch wenigstens einen Längsschnitt in wenigstens zwei parallel laufende Bahnen streifenförmigen Bahnmaterials durchgeführt wird. The present invention relates to a sleeve-shaped winding core for strip-shaped strip material with the features of the preamble of claim 1. It further relates to a winding device for winding, in particular for winding, of strip-shaped strip material. Finally, it relates to a method for winding, in particular winding, of strip-shaped strip material, which method is carried out in particular following a separation of a material web by at least one longitudinal cut in at least two parallel webs strip-shaped web material.
Es ist in der Produktionstechnik, wie aber auch im Endverbrauch seit langem gängige Praxis, auf von der Rolle gespendetes, bahn- oder streifenförmiges Material zurückzugreifen. Zu nennen sind hier beispielsweise Folienrollen für Verpackungsfolien, die sowohl im Haushalt, z.B. als Frischhaltefolien, Verwendung finden als auch im Bereich der Produktion oder Verarbeitung von Waren, auf Rolle gewickelte Klebebänder, in Rollenform ausgeliefertes Verbandmaterial und dgl. mehr. Entsprechend werden sehr vielfältige und nahezu unzählige Produkte als „Endlosware“ in aufgerollter Form hergestellt, transportiert und ausgeliefert und im Weiteren für weitere Produktionsprozesse von der Rolle eingesetzt. It is in production technology, as well as in end use for a long time common practice to resort to the role donated, web or strip-shaped material. Mention may be made here, for example, of film rolls for packaging films which can be used both in the home, e.g. as cling films, use as well as in the field of production or processing of goods, roll-wound adhesive tapes, roll-on-delivered dressing material, and the like. more. Accordingly, very diverse and almost innumerable products are produced, transported and delivered as "endless goods" in rolled-up form and then used for further production processes of the roll.
Im Rahmen der Herstellung und auch des weiteren Handhabens derartiger auf Rollen aufgewickelter Bahnwaren gilt es entsprechend mit automatisiert betriebenen Wickelmaschinen die Bahnware auf- bzw. abzuwickeln auf bzw. von Materialrollen. Entsprechende Materialrollen sind stets um einen Wickelkern gebildet, auf den ein erster Längenabschnitt einer gewickelten Materialbahn aufgelegt ist, bevor diese Materialbahn durch entsprechendes Wickeln zu der Rolle aufgewickelt ist. Als typischerweise hülsenförmige Wickelkerne werden heute weit überwiegend Papp-Kerne bzw. Papphülsen verwendet. Diese bieten den Vorteil, dass sie einerseits ausreichend steif sind, um die Anforderungen an die Steifheit bzw. Starrheit des Wickelkerns zu erfüllen, dass sie ferner einfach und zu geringen Kosten zu produzieren sind und dass sie schließlich in der Bearbeitung, z.B. dem Zuschneiden der passenden Hülsenabschnitte für die Wickelkerne je nach Breite des aufzuwickelnden bzw. darauf aufgewickelt zu lagernden Bandmaterials einfach verarbeitet werden können. In the context of the production and also the further handling of such wound on wound webs it applies accordingly with automatically operated winding machines the web up or unwind on or from rolls of material. Corresponding rolls of material are always formed around a winding core, on which a first length section of a wound material web is laid, before this material web is wound up by corresponding winding to the roll. As typically sleeve-shaped hubs nowadays cardboard cores or cardboard cores are used predominantly. These offer the advantage that, on the one hand, they are sufficiently rigid in order to meet the rigidity requirements of the winding core, that they can furthermore be produced simply and at low cost, and that they are finally used in machining, e.g. the cutting of the appropriate sleeve sections for the hubs can be easily processed depending on the width of wound up or wound on it to be stored strip material.
Dabei haben sich in der entsprechenden Industrie bzw. Technologie, die mit rollenförmig herzustellenden bzw. zu verwendendem Band- bzw. Bahnmaterial umgeht, spezifische, auf zölligen Maßen basierende Standards im Hinblick auf die Innendurchmesser der Wickelkerne etabliert. Üblich sind dabei insbesondere solche Wickelkerne mit Durchmessern von 1 Zoll (1“), 2 Zoll (2“), 3 Zoll (3“) oder 6 Zoll (6“). Je nach Industrie kommen aber auch solche Wickelkerne mit Innendurchmessern von 8 Zoll (8“), 10 Zoll (10“) oder 12 Zoll (12“) zum Einsatz. Alternativ werden die Hülseninnendurchmesser auch in metrischen Maßen angegeben, also z.B. für eine 3“ Hülse auch 76 mm Innendurchmesser.Here, in the corresponding industry or technology that deals with roll-shaped or to be used tape or web material, specific, based on imperial standards with respect to the inner diameter of the hubs established. In particular, such winding cores with diameters of 1 inch (1 "), 2 inches (2"), 3 inches (3 ") or 6 inches (6") are customary. Depending on the industry, however, such cores with inner diameters of 8 inches (8 "), 10 inches (10") or 12 inches (12 ") are used. Alternatively, the inner sheath diameters are also given in metric dimensions, e.g. for a 3 "sleeve also 76 mm inner diameter.
Diese Standardisierung der Innendurchmesser der Wickelkerne ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da die entsprechende Maschinenausrüstung der diversen Maschinen, mit der die Wickelkerne zum Auf- bzw. Abrollen des Bandmaterials gehandhabt werden, zum Ergreifen und Einspannen der Kerne standardisiert ausgerüstet werden müssen. This standardization of the inner diameter of the hubs is particularly important because the corresponding machine equipment of the various machines, with which the hubs are handled for winding or unwinding of the strip material, must be equipped standardized for gripping and clamping the cores.
Ein besonderes Problem beim Aufwickeln streifenförmigen Bandmaterials ergibt sich bei einem Arbeitsschritt des Zuschneidens eines zugeführten Bahnmaterials größerer Breite zu zwei oder mehr streifenförmigen Endlosbändern, um z.B. aus einer zugespeisten, mit einem Klebefilm versehenen Folie von größerer Ausgangsbreite mehrere Bahnen eines endlosen Klebestreifens zu produzieren. Denn herstellungsbedingt weisen entsprechende breite Materialbahnen häufig quer zu ihrer Laufrichtung verlaufende Schwankungen in der Bahndicke bzw. Materialstärke auf. So können – z.B. im Fall von Metallfolien beim Walzen auf dem Walzwerk – sogenannte Töpfe oder Schüsseln in der Folienoberfläche entstehen, in denen das Material unter oder über die Bahnebene hinausragt. Damit ergeben sich beim Zuschneiden entsprechender Materialbahnen in Längsrichtung zu schmalen streifenförmigen Bändern Längenschwankungen, die bei den häufig bis zu mehrere tausend Meter langen Bahn- oder Bandabschnitten sich durchaus zu größeren Längendifferenz aufsummieren können. Entsprechend ist es nicht ohne weitere Maßnahmen möglich, die aus einer Materialbahn geschnittenen streifenförmigen Bänder auf entsprechend vorgesehene einzelne Wickelkerne aufzuspulen bzw. aufzuwickeln, die mit zueinander gleicher Winkelgeschwindigkeit rotatorisch angetrieben werden. Denn auf diese Weise würde lediglich der kürzeste Streifen straff gewickelt, weitere Streifen mit aufgrund der oben beschriebenen Umstände größerer Längenerstreckung würden „durchhängen“ und entsprechend nicht straff und sauber aufgewickelt. Die Längen- und Dickenunterschiede in den geschnittenen Streifen führen ferner zu unterschiedlichen Durchmessern der Rollen während des Wickelns, was wiederum Unterschiede in der Wickelrate, d.h. der aufgewickelten Länge je Rollenumdrehung, bedingt.A particular problem in winding strip-shaped strip material results in a work step of cutting a fed web material of greater width into two or more strip-shaped endless belts, in order to produce e.g. To produce a plurality of webs of an endless adhesive strip from a fed, provided with an adhesive film of greater initial width. For production reasons, corresponding wide webs of material frequently have variations in the web thickness or material thickness running transversely to their running direction. Thus, e.g. in the case of metal foils when rolling on the rolling mill - so-called pots or bowls arise in the film surface, in which the material protrudes below or above the web plane. This results in the cutting of appropriate material webs in the longitudinal direction to narrow strip-shaped bands length variations, which can add up to larger length difference in the often up to several thousand meters long web or belt sections. Accordingly, it is not possible without further measures to wind or wind the stripe-shaped strips cut from a material web onto correspondingly provided individual winding cores, which are rotationally driven at mutually equal angular speeds. Because in this way, only the shortest strip would be tightly wound, more strips with due to the circumstances described above greater length extension would "sag" and accordingly not taut and clean wound. The length and thickness differences in the cut strips also result in different diameters of the rolls during winding, which in turn results in differences in the winding rate, i. the wound length per roller revolution, conditional.
Dieser Umstand ist seit langem bekannt, und es wurden entsprechende Maßnahmen ergriffen, hier gegenzusteuern und dabei dennoch mehrere durch Längsschnitt entstandene Materialstreifen auf einer gemeinsamen Wickelachse bzw. Wickelwelle angeordneten Wickelkernen aufwickeln zu können. Um dieses also erreichen zu können, sind sogenannte Friktionswickelsysteme entwickelt worden, bei denen die Wickelkerne über Rutschkupplungseinrichtungen auf der Wickelachse gelagert sind. Hierfür sind dann Kernträger bzw. Kernhalter vorgesehen, die an den üblichen verwendeten Wickelkernen von deren inneren Mantelfläche her angreift, diesen verdrehfest und axial unverrückbar fassen und die auf der Wickelachse mit einem Rutschkupplungsmechanismus mit einstellbarer Drehmomentübertragung angeordnet sitzen. Für den Wickelbetrieb, hier insbesondere das Aufwickeln, wird dann die Wickelachse mit einer solchen Rotationsgeschwindigkeit und einem solchen Drehmoment angetrieben, dass die Kernträger über die Rutschkupplungen mit Schlupf mitgeführt werden und dabei das auflaufende Bandmaterial mit vorgebbarer Bandspannung bzw. vorgebbarer Zugkraft aufwickeln. Hierbei können die einzelnen Kernträger individuell, insbesondere abhängig von der aufgewickelten Anzahl von Lagen, unterschiedlichen Schlupf erfahren, so dass sie mit verschiedener, an die individuelle, gerade auflaufende Bandlänge angepasster Rotationsgeschwindigkeit drehen und somit eine Vielzahl von Wickelkernen über eine gemeinsame Wickelachse angetrieben werden können und diese dabei das aufgeschnittene Bahnmaterial, also die einzelnen streifenförmigen Bänder zuverlässig und genau aufwickeln können. Um den Rutscheffekt der Kernträger zu realisieren werden diese entweder axial oder radial mit einer Friktionskraft beaufschlagt. Üblicherweise sind dabei zwischen den metallischen Kernträgern Scheiben aus Kunststoff oder in Öl getränktem Filz angeordnet. Die Friktionskraft ändert sich mit dem Durchmesser. Bei kleinem Durchmesser ist oftmals eine höhere relative Friktionskraft gegeben als bei größeren Durchmessern. Den Abfall der Zugkraft mit ansteigendem Durchmesser nennt man Wickelcharakteristikkurve.This circumstance has been known for a long time, and appropriate measures have been taken to counteract this and yet several strips of material produced by longitudinal cutting on a common winding axis or winding shaft to be able to wind up arranged winding cores. So as to be able to achieve this, so-called friction winding systems have been developed in which the winding cores are mounted on the winding axis via slip coupling devices. For this purpose, core carrier or core holder are then provided, which acts on the usual winding cores used from the inner circumferential surface, this rotationally and axially immovable and sitting on the winding axis with a slip clutch mechanism with adjustable torque transmission sit. For the winding operation, in particular the winding, the winding axis is then driven at such a rotational speed and such a torque that the core carriers are slipped over the slip clutches and thereby wind up the run-up strip material with predetermined belt tension or specifiable tensile force. Here, the individual core carrier can individually, in particular depending on the wound number of layers, different slip experience, so that they rotate with different, adapted to the individual, just accumulating tape length rotational speed and thus a plurality of winding cores can be driven via a common winding axis and This can thereby reliably and accurately wind up the cut web material, so the individual strip-shaped bands. In order to realize the sliding effect of the core beams, they are acted upon either axially or radially with a friction force. Usually, discs made of plastic or oil-impregnated felt are arranged between the metallic core carriers. The friction force changes with the diameter. With a small diameter, a higher relative friction force is often given than with larger diameters. The drop in tensile force with increasing diameter is called the winding characteristic curve.
Diese Kernträger, die typischerweise hohlzylinderförmig gebildet sind, sind dabei komplex in ihrem Aufbau und dadurch bedingt kompliziert in ihrer Herstellung. Sie weisen eine innere zylindrische Mantelfläche auf, die zur Anlage an der Wickelachse ausgebildet ist und mit entsprechenden Mitteln,wie z.B. über expandierbare Druckluftschläuche gegen diese Flächen drückbaren Reibmitnehmern der Wickelachse die Rutschkupplung ausbilden. Auf der äußeren Mantelfläche sind dann radial nach außen stellbare Riegelmittel, z.B. Riegeldorne, Riegelkugeln, Riegeltonnen oder dgl., vorgesehen, mit der die Kernträger von innen gegen die innere Mantelfläche des Wickelkerns pressen und so einen Reib- bzw. Kraftschluss herstellen können, um ein Drehmoment sicher auf den Wickelkern zu übertragen. These core carriers, which are typically formed in a hollow cylinder, are complex in their construction and therefore complicated in their manufacture. They have an inner cylindrical surface, which is designed to rest on the winding axis and by appropriate means, such as. form expandable compressed air hoses against these surfaces frictional Reibmitnehmern the winding axis the slip clutch. On the outer circumferential surface are then radially outwardly adjustable locking means, e.g. Riegeldorne, bar balls, bar doors or the like., Provided with the press the core carrier from the inside against the inner circumferential surface of the winding core and so can produce a frictional or frictional connection to transmit a torque safely to the winding core.
Entsprechende Wickelträger und Wickelachsen bzw. Wickelwellen sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. beschrieben in der
Diese Art der Gestaltung der Kernträger hat sich in der Funktionalität über viele Jahrzehnte bewährt, birgt jedoch nach wie vor verschiedentliche Nachteile, die stets in Kauf genommen worden sind. This type of design of the core carrier has proven itself in functionality over many decades, but still carries various disadvantages that have always been accepted.
Einerseits nämlich handelt es sich bei diesen Wickelkernen um mechanisch komplex gebildete Elemente, da die mechanische Möglichkeit für ein Verriegeln bzw. Entriegeln des auf den Kernträger aufgesetzten Wickelkerns zu schaffen ist, hierfür der Kernträger relativ zueinander in Umfangsrichtung bewegbare Ringelemente aufweist, die z.B. über schräge Laufflächen oder dgl. Druckelemente bzw. Riegelelemente radial nach außen oder nach innen stellen, z.B. Riegelkugel nach außen verfahren bzw. nach innen ausweichen lassen, um darüber an der Innenseite eines Wickelkerns, insbesondere einer Papphülse anzugreifen und dieses kraftschlüssig zu erfassen bzw. sich von diesem zu lösen. Diese hoch komplex gebildete Mechanik macht entsprechende Kernträger in der Herstellung kostspielig, nicht selten ist der Preis für einen solchen Kernträger im Bereich von US$ 150,00 zu sehen, was für die Ausrüstung einer mit einer Vielzahl derartiger Kernträger versehenen Wickelachse sehr schnell zu Kosten im Bereich von US$ 10.000,00 und mehr führen kann. Zum anderen ist die entsprechende Riegelmechanik anfällig für Verschmutzungen, wie sie z.B. durch staubförmigen Abrieb in der Produktion entstehen, so dass nach gewisser Gebrauchsdauer eine aufwendige Wartung und Revision dieser Elemente stattzufinden hat, die bis hin zu einem vollständigen Zerlegen dieser Teile und Reinigen der Einzelteile und dem anschließenden Zusammensetzen einen erheblichen Aufwand erfordert. Schließlich benötigen, bedingt durch die unterzubringende Mechanik, diese Elemente eine kaum unterschreitbare Mindestbauhöhe (Erstreckung in radialer Richtung), was insbesondere bei Elementen für Wickelkerne der geringen Innendurchmesser (1 Zoll, 3 Zoll) dazu führt, dass der Durchmesser der Wickelachse und damit deren Steifigkeit (Biegesteifigkeit, Torsionssteifigkeit) limitiert ist. On the one hand, these winding cores are mechanically complex formed elements, since the mechanical possibility for locking or unlocking the wound on the core carrier winding core is to provide, for this purpose, the core carrier relative to each other in the circumferential direction movable ring elements having, e.g. via slanted running surfaces or the like. Set pressure elements or locking elements radially outwards or inwards, e.g. Move the locking ball outward or allow it to move inwards in order to attack it on the inside of a winding core, in particular a cardboard sleeve, and to grasp it in a force-fitting manner or to disengage therefrom. This highly complex mechanism makes corresponding core carriers costly to manufacture, not infrequently the price of such a core carrier in the range of US $ 150.00 can be seen, which for the equipment of a provided with a variety of such core carrier winding axle very quickly costs in Range of US $ 10,000.00 and more. On the other hand, the corresponding latch mechanism is susceptible to soiling, e.g. caused by dusty abrasion in production, so that after a certain period of use has undergone a costly maintenance and revision of these elements, which requires a considerable effort up to a complete disassembly of these parts and cleaning of the items and the subsequent assembly. Finally, due to the mechanics to be accommodated, these elements require a minimum height which can hardly be undershot (extent in the radial direction), which leads in particular to elements for hubs of small internal diameter (1 inch, 3 inches) to the diameter of the winding axis and thus its rigidity (Bending stiffness, torsional rigidity) is limited.
Während in der Vergangenheit die Probleme der hohen Kosten für die Ausrüstung der Wickelachsen mit entsprechenden Kernträgern ebenso hingenommen wurde wie auch die in regelmäßigen Abständen erforderlichen Wartungsarbeiten bzw. Revisionen dieser mechanischen Elemente, führt insbesondere die Beschränkung der Gestaltung des Durchmessers der Wickelachse zu einem schwerwiegenden Problem. Denn es gibt bereits seit geraumer Zeit in der Industrie den Trend zu der Produktion von aufgerolltem Bahnmaterial mit größerer Bahnbreite, so dass längere und häufig auch zahlenmäßig mehr Wickelkerne zu handhaben sind bzw. in Schneidmaschinen zum Zuschneiden streifenförmigen Bandmaterials längere Wickelachsen gefordert werden, auf denen entsprechend eine größere Zahl von Wickelkernen anzuordnen sind. Da zumeist die Wickelkerne dicht an dicht auf den Wickelachsen angeordnet werden, gibt es hier keinerlei Möglichkeiten einer Zwischenabstützung, so dass die Wickelachsen ausreichend starr und steif gefertigt werden müssen, um hier keine Durchbiegung in einem nicht mehr tolerablen Umfang zu erleiden. Gerade aber für Wickelkerne mit kleinen Innendurchmessern (1 Zoll, 3 Zoll) stellt diese Anforderung ein großes Problem dar. Denn bei der Verwendung der wie oben beschriebenen, mechanisch verriegelnden Kernträger ist der Durchmesser der Wickelachse aufgrund des erforderlichen Bauraumes für die Riegelmechanik der Kernträger beschränkt. Hier stoßen die Maschinenbauer an unüberwindbar scheinende Grenzen. While in the past the problems of high cost of equipping the winding axles with corresponding core carriers as well as the periodically required maintenance or revisions of these mechanical elements has been overcome, in particular the limitation of the design of the diameter of the winding axle leads to a serious problem. For there is already a long time in the industry the trend towards the production of rolled up web material with a larger web width, so that longer and often more numerically more hubs are to handle or in cutting machines for cutting Strip-shaped strip material longer winding axles are required, on which a larger number of winding cores are to be arranged accordingly. Since most of the hubs are arranged close to tight on the winding axes, there is no possibility of an intermediate support, so that the winding axes must be made sufficiently rigid and stiff to suffer here no deflection in an intolerable extent. But just for hubs with small inner diameters (1 inch, 3 inches), this requirement represents a major problem. Because when using the mechanically locking core carrier as described above, the diameter of the winding axis is limited due to the required space for the locking mechanism of the core carrier. Here the mechanical engineers come up against seemingly insurmountable limits.
Eine Möglichkeit, einen Kernträger auszubilden, der ohne mechanische Verriegelung auskommt und als selbstspannend bezeichnet wird, ist in der
Zwar ist hier das Problem einer für die bekannten mechanisch verriegelnden Kernträger geforderten Mindestbauhöhe umgangen. Allerdings ist hier die von der Andruckeinrichtung in der Wickelachse, den dort gezeigten Druckmittelschläuchen, ausgeübte Druckkraft sowohl für die Ausbildung der Rutschkupplung bzw. für die Stärke derselben (mithin die Höhe des mit dieser Kupplung übertragbaren Drehmomentes) verantwortlich als auch für den kraftschlüssigen Andruck an den Wickelkern. Hier ergibt sich dann aber das Problem, dass nicht klar definiert werden kann, an welcher Stelle ein Durchrutschen gegenüber der Wickelachse erfolgt. Für den Wickelprozess als solchen ist jedoch wichtig, dass nicht der Wickelkern gegenüber dem Kernträger mit Schlupf mitgeführt wird, sondern lediglich der Kernträger gegenüber der Wickelachse. Mithin ist auch die in der
Diesem Problem widmet sich die vorliegende Erfindung. This problem is addressed by the present invention.
Entsprechend wird zur Überwindung eines oder mehrerer der oben bezeichneten Nachteile in einem ersten Aspekt der Erfindung zunächst ein hülsenförmiger Wickelkern für streifenförmiges Bandmaterial mit einer im Querschnitt kreisförmigen umlaufenden Außenfläche als Auflage für das streifenförmige Bandmaterial und mit einer im Querschnitt kreisförmigen umlaufenden Innenfläche, mit der der Wickelkern über einen Kerntäger geführt werden kann, angegeben, der sich dadurch auszeichnet, dass auf der Innenfläche nach innen vorstehende, quer zu einer Umfangsrichtung der Innenfläche wirksame Mitnahmestrukturen ausgebildet sind. Vorteilhafte Weiterbildungen zu diesem Aspekt sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 bezeichnet. In einem weiteren Aspekt wird mit der Erfindung eine neuartige Wickeleinrichtung zum Wickeln, insbesondere zum Aufwickeln, von streifenförmigem Bandmaterial angegeben. Diese umfasst eine rotatorisch antreibbare Wickelachse, enthält weiterhin wenigstens einen auf der Wickelachse angeordneten, mit einstellbarer Kupplungskraft mit der Wickelachse gekuppelten, wenigstens einen Mitnehmer aufweisenden Kernträger und weist schließlich einen auf dem Kernträger derart angeordneten Wickelkern der oben skizzierten Ausprägung auf, wobei der Wickelkern in solcher Weise auf dem Kernträger angeordnet ist, dass der Mitnehmer mit den Mitnahmestrukturen in Eingriff steht, um ein auf dem Kernträger lastendes Drehmoment auf den Wickelkern zu übertragen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses erfindungsgemäßen Aspektes sind in den Ansprüchen 14 bis 16 näher bezeichnet.Accordingly, to overcome one or more of the above-described disadvantages in a first aspect of the invention, first a sleeve-shaped winding core for strip-shaped strip material having a circular in cross-section circumferential outer surface as a support for the strip-shaped strip material and with a circular in cross section circumferential inner surface, with the winding core can be performed via a core carrier specified, which is characterized in that on the inner surface inwardly projecting, transversely to a circumferential direction of the inner surface effective driving structures are formed. Advantageous developments to this aspect are indicated in the
Schließlich besteht ein weiterer Aspekt der Erfindung in einem Verfahren zum Wickeln, insbesondere Aufwickeln, von streifenförmigen Bandmaterial, insbesondere im Anschluss an eine Auftrennung einer Materialbahn durch Längsschnitt in wenigstens zwei parallel laufende Bahnen streifenförmigen Bahnmaterials. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren durch folgende Schritte aus:
- i) Aufbringen von wenigstens zwei hohlzylinderförmigen, auf einer äußeren Mantelfläche jeweils mindestens einen Mitnehmer aufweisenden Kernträgern auf eine mit hinsichtlich einer radialen Richtung und/oder axial wirkenden Druckkraft einstellbaren Kupplungsmitteln versehene Wickelachse in axialer Richtung der Wickelachse hintereinander. Erfindungsgemäß erfolgt dieses Aufbringen in einer Weise, dass die Kernträger jeweils mit einer inneren Mantelfläche auf der Wickelachse aufliegen und über die Kupplungsmittel mit einem vorgebbaren Übertragungs-Drehmoment mit der Wickelachse gekoppelt sind. (Alternativ zu einer radial wirkenden Druckkraft kann die geregelte oder gesteuerte Kraft, hinsichtlich derer die Kupplungsmittel einstellbar sind, auch axial aufgebracht werden. Dann werden zwischen den – in der Regel metallischen – Kernträgern Kunststoffscheiben oder Filzringe angeordnet, um das Gleiten zu ermöglichen und Beschädigungen der axialen Flächen zu vermeiden.)
- ii) Aufbringen von wenigstens zwei in erfindungsgemäßer Weise gestalteten Wickelkernen auf die Kernträger vor oder nach dem Aufbringen der Kernträger auf die Wickelachse in einer solchen Weise, dass je Wickelkern wenigstens einer der Mitnehmer mit der Mitnehmerstruktur des Kernträgers zum Übertragen eines Drehmomentes in Eingriff steht.
- iii) Aufbringen je eines Anfanges des streifenförmigen Bandmaterials auf je eine umlaufende Außenfläche eines Wickelkerns. (Das Aufbringen und Befestigen des Bandmaterials erfolgt dann typischerweise mittels einer Kleberschicht oder eines überlappenden Klebebandes.)
- iv) Antreiben der Wickelachse zur Rotation in einer Wickelrichtung, wobei die Druckkraft der Kupplungsmittel derart eingestellt wird, dass die Kernträger unter Aufbringung einer für das Wickeln des Bandmaterials erforderlichen, auf dieses in dessen Längsrichtung wirkenden Zugkraft mit Schlupf von der rotierenden Wickelachse mitgenommen werden.
- i) applying at least two hollow cylindrical, on an outer lateral surface in each case at least one driver having core carriers on a provided with respect to a radial direction and / or axially acting pressure force coupling means winding axis in the axial direction of the winding axis behind the other. According to the invention, this application takes place in such a way that the core carriers each rest with an inner circumferential surface on the winding axis and are coupled via the coupling means with a predeterminable transmission torque with the winding axis. (As an alternative to a radially acting compressive force, the regulated or controlled force, in terms of of which the coupling means are adjustable, are also applied axially. Then plastic discs or felt rings are placed between the - usually metallic - core carriers to allow for sliding and avoid damage to the axial surfaces.)
- ii) applying at least two winding cores designed in accordance with the invention onto the core carriers before or after the core carriers have been applied to the winding axis in such a way that at least one of the drivers per core is engaged with the carrier structure of the core carrier for transmitting a torque.
- iii) applying a respective beginning of the strip-shaped strip material on each circumferential outer surface of a winding core. (The application and fixing of the strip material is then typically by means of an adhesive layer or an overlapping adhesive tape.)
- iv) driving the winding shaft for rotation in a winding direction, wherein the pressing force of the coupling means is adjusted so that the core carriers are entrained by applying a required for the winding of the strip material, acting thereon in its longitudinal direction with traction from the rotating winding axis.
Mit der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung des beschriebenen Problems erstmals ein vollständig anderer und von der bisher über Jahrzehnte geübten Praxis abweichender Ansatz verfolgt:
Es wird die Ausprägung einer auf eine glattwandige Innenfläche eines standardisierten Wickelkerns (z.B. und in besonders häufiger Verwendung einer Papphülse) wirkenden Klemmkraft mit der dazu erforderlichen komplexen Gestaltung des Kernträgers fallen gelassen, indem anstelle des üblichen, hülsenartig glattwandigen Wickelkerns nunmehr der Wickelkern an sich strukturiert und somit die Übertragung des Drehmomentes bzw. die Mitnahmewirkung in eine entsprechende Struktur übertragen wird. Dieser bis dahin unvorstellbare und die Erfindung in ihrer Tragweite der vereinfachenden Lösung weitgehend ausmachende Aspekt und Gedanke ist es, der dann in der Folge eine weitaus einfachere Gestaltung der Wickeleinrichtung ermöglicht mit der Folge insbesondere, dass auch bei geringen Kerndurchmessern nun Wickelachsen verwendet werden können, die einen ausreichenden Durchmesser aufweisen, um auch bei größerer Baulänge und bei durch größeren Durchmessern sich daraus ergebenden hohen Wickellast eine zufriedenstellende Starrheit und Steifigkeit zu ergeben. Denn durch die Ausprägung der Mitnahmestrukturen auf der Innenfläche des erfindungsgemäßen Wickelkerns kann ein Kernträger denkbar einfach und in der radialen Abmessung gering gestaltet werden, so dass auch bei gleichbleibenden Standardinnendurchmesser des neuartigen Wickelkerns (z.B. 1 Zoll (1“) oder 3 Zoll (3“)) die Kernträger in radialer Ausdehnung gering dimensioniert gehalten werden können, entsprechend im Durchmesser große Wickelachsen baulich möglich sind. The present invention, for the purpose of solving the problem described, for the first time pursues a completely different approach, deviating from the practice hitherto practiced over decades:
It is the expression of a smooth-walled inner surface of a standard hub (eg and in particular frequent use of a cardboard tube) acting clamping force with the required complex design of the core carrier dropped by instead of the usual sleeve-like smooth-walled hub now the hub itself structured and Thus, the transmission of the torque or the entrainment effect is transmitted to a corresponding structure. This until then unimaginable and the invention in its scope of the simplifying solution largely constituting aspect and thought is the then in the episode a much simpler design of the winding device allows the consequence in particular that even with small core diameters now winding axes can be used, the have a diameter sufficient to give a satisfactory rigidity and rigidity even with greater length and with larger diameters resulting high winding load. Because by the expression of the driving structures on the inner surface of the winding core according to the invention, a core carrier can be made very simple and in the radial dimension low, so that even with constant standard inner diameter of the novel hub (eg 1 inch (1 ") or 3 inches (3") ), the core carrier can be kept small dimensioned in radial expansion, according to diameter large winding axles are structurally possible.
Selbstverständlich ist bei dem erfindungsgemäßen Wickelkern zu beachten, dass dieser in sich eine ausreichende Steifigkeit und Formstabilität aufweist, um so einerseits der darauf durch Aufwickeln eines streifenförmigen Bandmaterials zu bildenden Rolle die gewünschte Form sicher zu geben bzw. aufzuprägen, andererseits aber auch, um die Mitnahmestrukturen hinreichend stabil zu halten, um hier im Zusammenwirken mit Mitnehmern der Kernträger eine sichere Übertragung eines Drehmomentes zu erhalten. Of course, in the case of the winding core according to the invention, it should be noted that it has sufficient rigidity and dimensional stability in order to reliably give or impart the desired shape to the roll to be formed by winding a strip-shaped strip material, but also to support the entrainment structures To keep sufficiently stable to get here in cooperation with drivers of the core carrier secure transmission of torque.
Der erfindungsgemäße Wickelkern ist zwar in seinem eigentlichen Aufbau komplexer und mithin in der Fertigung aufwendiger als die bisher klassischerweise und häufig genutzten Papphülsen. Dieser vermeintlich und zunächst vordergründig nachteilig wirkende Umstand wird aber dadurch aufgehoben, dass der Wickelkern gemäß der Erfindung auf Wickeleinrichtungen mit deutlich vereinfacht gebildeten Kernträgern verwendet werden kann, die zum einen bereits in der Anschaffung kostengünstiger sind, zum anderen deutlich wartungsärmer sind und die schließlich den oben bereits bezeichneten Vorteil mit sich bringen, in radialer Richtung geringer dimensioniert zu sein und mithin die Verwendung von Wickelachsen mit größeren Durchmessern bei ansonsten gleich bemaßten Innendurchmesser des aufzunehmenden Wickelkerns ermöglichen mit den oben bereits geschilderten Vorteilen. Although the winding core according to the invention is more complex in its actual structure and therefore more expensive to manufacture than the cardboard sleeves traditionally used and frequently used. This alleged and initially ostensibly disadvantageous circumstance is however canceled by the fact that the winding core can be used according to the invention on winding devices with significantly simpler formed core carriers, on the one hand are already cheaper to purchase, on the other hand are significantly less maintenance and finally the above already referred to bring advantage to be dimensioned smaller in the radial direction and therefore allow the use of winding axles with larger diameters with otherwise the same dimensioned inner diameter of the male core with the above-mentioned advantages.
Mit Vorteil kann der erfindungsgemäße Wickelkern über den Umfang der Innenfläche verteilt an mehreren Umfangspositionen Mitnahmestrukturen aufweisen. Hierdurch wird z.B. ermöglicht, dass auch bei einem Kernträger mit nur einem einzigen Mitnehmer beim Anlaufen der Wickelachse ein Eingriff zwischen dem Mitnehmer und den Mitnahmestrukturen des Wickelkerns bereits nach einem kürzeren Rotationsweg erfolgt, so dass hier ein sicherer Momentübertragungsangriff gegeben ist mit einer zuverlässigen Rotationsmitnahme des Wickelkerns. Advantageously, the winding core according to the invention distributed over the circumference of the inner surface at several circumferential positions have driving structures. This is e.g. allows even with a core carrier with only a single driver when starting the winding axis an engagement between the driver and the driving structures of the winding takes place already after a shorter rotation, so that here a secure torque transfer attack is given with a reliable rotation driving the winding core.
Zudem erlaubt die Anordnung von Mitnahmestrukturen an mehreren über den Umfang der Innenfläche verteilten Positionen, insbesondere an mindestens drei Positionen, dann, wenn diese Mitnahmestrukturen mit ihren zuinnerst gelegenen Abschnitten auf einem zu dem kreisförmigen Querschnitt der Außenfläche konzentrischen, innen gelegenen Kreis liegen, ein Handhaben des Wickelkerns mit herkömmlichen, insbesondere für das Abwickeln von Rollen verwendeten Wickeleinrichtungen, die mit Andruckbacken versehene Kernträger aufweisen. Denn dann können die Andruckbacken bereits sicher gegen die an den verschiedenen Umfangspositionen der Innenfläche angeordneten Mitnahmestrukturen angreifen. Moreover, the arrangement of entrainment structures at a plurality of positions distributed over the circumference of the inner surface, in particular at at least three positions, when these entrainment structures lie with their innermost portions on an inner circle concentric with the circular cross section of the outer surface, permits handling of the Winding core with conventional, especially for the unwinding of reels used winding devices having provided with jaws core carrier. Because then the jaws can already securely attack against the arranged at the various circumferential positions of the inner surface driving structures.
Der oben geschilderte Vorteil eines sicheren Angreifens eines Mitnehmers an den Mitnahmestrukturen bei einem auf einen Kernträger aufgesetzten erfindungsgemäße Wickelkern werden noch weiter unterstützt, wenn entlang des gesamten Umfanges der Innenfläche gleich gebildete, zueinander beabstandete Mitnahmestrukturen vorgesehen sind, wobei benachbarte Mitnahmestrukturen jeweils einen gleichen Rasterabstand zueinander aufweisen. The above-described advantage of a secure engagement of a driver on the entrainment structures in a core carrier placed on the winding core according to the invention are further supported if along the entire circumference of the inner surface of the same formed, spaced-apart driving structures are provided with adjacent driving structures each having a same pitch to each other ,
Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Wickelkern in verschiedenen relativen Drehpositionen auf einen Kernträger mit nur einem Mitnehmer aufgesetzt werden, ohne dass es hier zu einem unterschiedlichen Verhalten je nach Drehposition des aufgesetzten Wickelkerns kommt. Dadurch, dass die Mitnahmestrukturen gleich gebildet sind, ergibt sich hier ein gleiches Angriffsverhalten eines Mitnehmers und mithin eine gleiche und wohl definierte Anlaufsituation beim Anlaufenlassen einer Wickelachse, auf der Kernträger angeordnet sind, auf denen die Wickelkerne gemäß der Erfindung aufgesetzt sind. Auch im Hinblick auf die Übertragung des Drehmomentes und hier vorherrschende gleiche Bedingungen bietet sich eine gleiche Ausbildung der Mitnahmestrukturen an. In this way, the winding core according to the invention can be placed in different relative rotational positions on a core carrier with only one driver, without causing a different behavior depending on the rotational position of the attached winding core here. The fact that the driving structures are formed the same, here results in the same attack behavior of a driver and thus a same and well-defined startup situation when starting a winding axis, are arranged on the core carrier on which the hubs are placed according to the invention. Also with regard to the transmission of torque and here prevailing same conditions, an equal design of the driving structures offers.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn wie gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung als Möglichkeit vorgesehen, die Mitnahmestrukturen entlang des Umfanges der Innenfläche so eng beieinander angeordnet sind, dass sie bei einem Aufspannen des Wickelkerns mit üblichen Spannbacken-Spannvorrichtungen oder mit sogenannten Luftachsen, diesen eine ausreichend definierte Angriffsfläche bieten. Dabei sollten auch hier vorteilhafterweise die am weitesten nach innen von der Innenfläche vorragenden Teile der Mitnahmestrukturen im Querschnitt auf einen zu dem kreisförmigen Querschnitt der Außenfläche konzentrischen Kreis geringeren Durchmessers als der kreisförmige Querschnitt der Außenfläche liegen. Another advantage is obtained if, as provided according to a further advantageous embodiment of the invention as a possibility, the driving structures along the circumference of the inner surface are arranged so close to each other, that they in a clamping of the winding core with conventional jaw clamping devices or with so-called air axes, this provide a sufficiently defined attack surface. Here too, advantageously, the parts of the driving structures which project furthest inwards from the inner surface should in cross section lie on a circle of smaller diameter concentric with the circular cross section of the outer surface than the circular cross section of the outer surface.
Die Mitnahmestrukturen können insbesondere steg- oder rippenartig gebildet sein. Dabei können diese Mitnahmestrukturen steg- oder rippenartig von der Innenfläche einwärts, d.h. von der Außenfläche weg gerichtet, vorstehen. Solche steg- oder rippenartig gebildeten Mitnahmestrukturen lassen sich einfach realisieren und bieten gute Angriffsmöglichkeiten für einen Mitnehmer. The driving structures can be formed in particular web or ribbed. These entrainment structures may be web-like or rib-like from the inner surface inwards, i. directed away from the outer surface, projecting. Such ridge or rib-like driving structures formed can be easily implemented and offer good opportunities for attack for a driver.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mitnahmestrukturen einen in Umfangsrichtung der Innenfläche gerichteten Verlauf haben, der eine Zentrierung eines mit den Mitnahmestrukturen zusammenwirkende Mitnehmers erzwingt. Dies kann beispielsweise durch stegoder rippenartige, quer zu der Umfangsrichtung der Innenfläche verlaufende Mitnahmestrukturen erreicht werden, die z.B. V-förmig, U-förmig oder drachenförmig gebildet sind. Bei diesem Verlauf kann ein Mitnehmer entsprechend in die Spitze des V bzw. der Drachenform bzw. in den Bogen des U eingreifen. Hierdurch wird, sobald nach der Positionierung der Wickler eingeschaltet wird und mit der Umdrehung beginnt, automatisch eine Zentrierung erreicht. Es können auch Steg- oder Rippenstrukturen Verwendung finden, die nicht einfach V-förmig, U-förmig oder drachenförmig sind, sondern mehrfach diese Struktur aufweisen, z.B. nach Art einer W-Struktur, einer Doppeldrachenstruktur oder einer Doppel-U-Struktur. Auf diese Weise können mehrere Mitnehmer in Angriff mit den Mitnahmestrukturen gebracht werden, oder es kann ein Mitnehmer mit unterschiedlicher Positionierung in Bezug auf eine Längsachse der Hülse, die durch den Wickelkern gebildet wird, eingreifen und somit Zentrierungen zu verschiedenen entlang dieser Längsachse liegenden Positionen ermöglichen. Zudem ist eine mehrfache V-Form, die auch als Zickzack-Form ausgeprägt sein kann, desweiteren von Vorteil, indem sie in zwei Drehrichtungen gesehen Angriffsstrukturen bietet, so dass ein derart ausgestalteter Wickelkern für rechts- bzw. linksdrehende Wickelwellen (z.B. Auf- oder Abwickeleinrichtungen) verwendet werden kann mit entsprechenden, einen Mitnehmer aufweisenden Kernträgern. According to a further advantageous embodiment of the invention can be provided that the driving structures have a directed in the circumferential direction of the inner surface course, which forces a centering of a cooperating with the driving structures driver. This may be achieved, for example, by web-like or rib-like entrainment structures running transversely to the circumferential direction of the inner surface, e.g. V-shaped, U-shaped or dragon-shaped are formed. In this course, a driver can intervene in accordance with the tip of the V or the dragon shape or in the bow of the U. As a result, as soon as the winder is switched on after positioning and starts the rotation, centering is automatically achieved. It is also possible to use web or rib structures which are not simply V-shaped, U-shaped or kite-shaped but have this structure several times, e.g. in the manner of a W structure, a double dragon structure or a double U structure. In this way, a plurality of drivers can be brought into engagement with the driving structures, or it can engage a driver with different positioning with respect to a longitudinal axis of the sleeve, which is formed by the winding core, and thus allow centering at different positions lying along this longitudinal axis. In addition, a multiple V-shape, which may also be pronounced as a zig-zag shape, further advantageous by seen in two directions seen attack structures, so that such a configured winding core for right- or left-handed winding shafts (eg winding or unwinding ) can be used with corresponding, a driver core carriers.
Mit besonderem Vorteil kann der erfindungsgemäße Wickelkern gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen Innendurchmesser eines die am weitesten nach innen ragenden Abschnitte der Mitnehmerstrukturen berührenden Tangentialkreises aufweisen, der einem für übliche Wickelkerne gebräuchlichen Durchmesser entspricht, insbesondere 1 Zoll (1“), 3 Zoll (3“), 6 Zoll (6“), 8 Zoll (8“), 10 Zoll (10“) oder 12 Zoll (12“). Hiermit wird sichergestellt, dass der neuartige und erfindungsgemäße Wickelkern auch mit solchen Wickelvorrichtungen und Wickelmaschinen, insbesondere auch beim Abwickeln, verwendet werden kann, wie sie bisher gebräuchlich und vielfach in der Praxis vorhanden sind, insbesondere solchen, die ein Lagern der Wickelkerne auf einfachen Wickelachsen (Wickelwellen) vorsehen, oder solchen die mit üblichen Backenspannern arbeiten. According to a further advantageous development of the invention, the winding core according to the invention can, with particular advantage, have an inner diameter of a tangential circle which contacts the furthest inwardly extending portions of the driver structures, which corresponds to a diameter customary for conventional winding cores, in particular 1 inch (1 "), 3 inches ( 3 "), 6" (6 "), 8" (8 "), 10" (10 ") or 12" (12 "). This ensures that the novel winding core according to the invention can also be used with such winding devices and winding machines, in particular also during unwinding, as they have been customary and widely used in practice, in particular those which allow the winding cores to be supported on simple winding axes (US Pat. Winding shafts), or those that work with conventional jaw tensioners.
Mit Vorteil kann der erfindungsgemäße Wickelkern gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung aus Kunststoff bestehen. Insbesondere kann, gemäß einer weiteren diesbezüglichen Weiterbildung der erfindungsgemäße Wickelkern durch 3D-Druck oder Laser-Sintern hergestellt sein, insbesondere in situ, das heißt unmittelbar im Bereich der Wickeleinrichtung. Diese Herstellungsform erlaubt das Ausbilden von Wickelkernen auch mit komplex gearteten Mitnahmestrukturen, die mit anderen Herstellungsverfahren nur mit größerem Aufwand zu erzielen sein werden, da z.B. für eine Herstellung im Spritzgussverfahren Grenzen hinsichtlich der Entformbarkeit des Werkstückes gegeben sind, auch Ziehprozesse im Hinblick auf die Formgebung starke Limitationen bieten. Darüber hinaus kann bei einer Herstellung des erfindungsgemäßen Wickelkerns durch 3D-Druck oder Laser-Sintern in z.B. einer Aufwickeleinrichtung, in der ein streifenförmiges Bandmaterial erstmals auf den Wickelkern aufgebracht wird, bedarfsgerecht unmittelbar hergestellt werden durch einen 3D-Drucker oder eine entsprechende Laser-Sintereinrichtung, der bzw. die z.B. in die Wickeleinrichtung integriert sein kann. Auf diese Weise erübrigt sich eine Bevorratung von Papphülsen als Wickelkerne, wie sie heute üblich ist, können vielmehr in einer automatisiert gesteuerten Herstellung bereits bei Bereitstellung des folgenden Wickelauftrages die Anzahl der benötigten Wickelkerne ebenso wie deren Geometrie in eine Steuerungssoftware für den 3D-Drucker bzw. die Laser-Sintereinrichtung eingegeben werden, kann dieser eine entsprechende Charge an erforderlichen Wickelkernen in exakter Anzahl und abgestimmt auf die gewählte Schnittbreite des Streifens oder Bandmaterials und mit der vorgegebenen Geometrien erstellen und diese sodann einer automatischen Bestückung zuführen, mit der die Wickelkerne über Kernträger gegeben werden, um dann einen Wickelprozess starten zu können. Neben der Bevorratung einer Vielzahl von Wickelkernen entfällt hier auch der ansonsten stets anfallende Verschnitt, der bei einem passgerechten Zuschneiden von Wickelkernen der benötigten Breite aus in Standardlängen gelieferten Papprollen stets anfällt. Insbesondere können dabei für das 3D-Drucken der Wickelkerne Schnittbreiten einer der Wickeleinrichtung vorgelagerten Schneideinrichtung elektronisch, z.B. über Datenkabel, an den den 3D-Druck ausführenden 3D-Drucker übertragen werden, um die für die Abarbeitung eines folgenden Auftrages mit unterschiedlich breit positionierten Messern in der Schneideinrichtung erforderlichen Wickelkerne bereits während eines laufenden Wickelvorganges zu drucken und so zeitsparend und gleichzeitig lagerplatzsparend den nächsten Auftrag bereits vorzubereiten.Advantageously, the winding core according to the invention may consist of plastic according to another embodiment of the invention. In particular, according to a further development of this regard, the winding core according to the invention can be produced by 3D printing or laser sintering, in particular in situ, that is to say directly in the area of the winding device. This manufacturing form allows that Forming of hubs even with complex nature entrainment structures that can be achieved with other manufacturing processes only with great effort, since, for example, for production in the injection molding process limits are given in terms of mold releasability, also provide drawing processes in terms of shaping strong limitations. Moreover, in a production of the winding core according to the invention by 3D printing or laser sintering in, for example, a winding device in which a strip-shaped strip material is first applied to the winding core, can be directly produced as needed by a 3D printer or a corresponding laser sintering device, the one or the example may be integrated into the winding device. In this way, a stockpiling of cardboard cores as hubs, as is customary today, can rather in an automated controlled production already in providing the following changing job, the number of required hubs and their geometry in a control software for the 3D printer or The laser sintering device can be entered, this can create a corresponding batch of required winding cores in an exact number and matched to the selected cutting width of the strip or strip material and with the given geometries and then perform an automatic assembly, with which the hubs are given via core carrier to start a wrapping process. In addition to the storage of a variety of winding cores eliminates the otherwise always accruing waste, which always accumulates in a tailor-made cutting of winding cores of the required width of cardboard rolls supplied in standard lengths. In particular, for the 3D printing of the winding cores, cutting widths of a cutting device upstream of the winding device can be transmitted electronically, for example via data cables, to the 3D printers exporting the 3D printing, in order to obtain the knives positioned at different widths for processing a subsequent job Cutting device required to print hubs already during a current winding process and so time-saving and at the same time to save space to prepare the next job already.
Ein weiterer Vorteil kann sich ergeben, wenn der erfindungsgemäße Wickelkern, wie gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung möglich, integriert in seine Struktur einen funkadressierbaren Speicherchip, insbesondere ein RFID-Element, aufweist. Insbesondere bei hochwertigen, auf Rolle gewickelten streifenförmigen Bandmaterialien bzw. bei solchen, die in der späteren Verwendung in einem sicherheits- oder funktionskritischen Bereich eingesetzt werden (beispielsweise auf Rollen für den Flugzeugbau angeliefertes Fasermattenmaterial für die Herstellung von Flugzeugteilen, beispielsweise Tragflächen, aus Karbonfaserverbundstoffen), ist es wünschenswert, der einzelnen Rolle des streifenförmigen Bandmaterials zusätzliche Produktinformationen mitzugeben, wie den Hersteller, den Herstellungszeitpunkt, die Herstellungscharge, die genaue Herstellungsmaschine oder dgl. Derartige Informationen lassen sich typischerweise auf funkadressierbaren Speicherchips, wie z.B. RFID-Elementen, ablegen. Hierbei bietet der erfindungsgemäße Wickelkern wiederum den Vorteil, dass derartige Speicherchips insbesondere dann, wenn der Wickelkern aus Kunststoff gebildet wird, z.B. und insbesondere durch 3D-Druck, gleich bei dessen Herstellung in die Matrix des Vollmaterials des Wickelkerns eingebunden werden kann. Darüber sind dann insbesondere Manipulationen erschwert, da der entsprechende Speicherchip nicht ohne eine Zerstörung des Wickelkerns entfernt oder ausgetauscht werden kann. A further advantage may result if the winding core according to the invention, as is possible according to a further advantageous development of the invention, has integrated into its structure a radio-addressable memory chip, in particular an RFID element. In particular, in high-quality roll-wound strip-type strip materials or those used in later use in a safety or functional critical area (for example, fiber mat material supplied to aircraft for the production of aircraft parts, for example carbon fiber composite airfoils), For example, it is desirable to provide the individual roll of strip material with additional product information, such as the manufacturer, time of manufacture, production lot, exact manufacturing machine, or the like. Such information is typically available on radio addressable memory chips, such as RFID elements, drop. Here again, the winding core according to the invention offers the advantage that such memory chips, in particular when the winding core is formed from plastic, e.g. and in particular by 3D printing, can be integrated into the matrix of the solid material of the hub immediately upon its production. In particular manipulations are then more difficult because the corresponding memory chip can not be removed or replaced without destroying the winding core.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Wickeleinrichtung zum Wickeln, insbesondere Aufwickeln, von streifenförmigem Bandmaterial. Diese Wickeleinrichtung umfasst eine rotatorisch antreibbare Wickelachse. Sie umfasst ferner wenigstens einen auf der Wickelachse angeordneten, mit einstellbarere Kupplungskraft mit der Wickelachse gekuppelten, wenigstens einen Mitnehmer aufweisenden Kernträger. Schließlich weist sie wenigstens einen auf den Kernträger derart angeordneten Wickelkern gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt der Erfindung auf, dass der Mitnehmer des Kernträgers mit den Mitnahmestrukturen des Wickelkerns in Eingriff steht, um ein auf dem Kernträger lastendes Drehmoment auf den Wickelkern zu übertragen. In a further aspect, the invention relates to a winding device for winding, in particular winding, of strip-shaped strip material. This winding device comprises a rotationally driven winding axle. It also comprises at least one arranged on the winding axis, coupled with adjustable coupling force with the winding axis, at least one driver having core carrier. Finally, it has at least one winding core arranged on the core carrier according to the above-described aspect of the invention in that the driver of the core carrier engages with the entrainment structures of the winding core in order to transmit a torque bearing on the core carrier to the winding core.
Das Besondere an dieser Wickeleinrichtung ist neben dem erfindungsgemäßen und entsprechend in seiner Ausgestaltung wie oben beschrieben gehaltenen und anhand der oben ebenfalls dargelegten möglichen Weitergestaltungen ausbildbaren Wickelkern, der besonders gestaltete und auf den Wickelkern abgestimmte Kernträger. Dieser Kernträger weist nämlich wenigstens einen Mitnehmer auf, der mit den Mitnahmestrukturen des Kernträgers in Eingriff steht, wenn der Kernträger richtig auf dem Wickelkern aufgebracht ist. The special feature of this winding device is in addition to the inventive and according to its design as described above and formed on the basis of the above-outlined also possible further developments formable winding core, the specially designed and matched to the winding core core carrier. Namely, this core carrier has at least one driver, which is in engagement with the carrier structures of the core carrier when the core carrier is properly applied to the winding core.
Diese erfindungsgemäße Wickeleinrichtung kann dabei auf der Wickelachse sitzend eine Vielzahl von Kernträgern aufweisen, auf denen wiederum eine Vielzahl von Wickelkernen angeordnet und mit diesen über die Eingriffnahme der Mitnehmer an den Mitnahmestrukturen gekoppelt sind. Dabei muss nicht zwingend je Kernträger exakt ein Wickelkern und passend auf diesem angeordnet sein. Hierbei kann es durchaus – und je nach axialer Länge der Wickelkerne – vorkommen, dass mehrere Kernträger einen einzigen Wickelkern tragen oder aber auch zwei Wickelkerne auf einem einzigen gemeinsamen Kernträger aufliegen, wobei in diesem Fall jedoch keine unabhängige Drehzahl dieser beiden Wickelkerne eingestellt werden kann. This winding device according to the invention can have sitting on the winding axis a plurality of core carriers, on which in turn a plurality of winding cores are arranged and coupled with these on the engagement of the driver on the driving structures. It does not necessarily have to be arranged exactly core core per core carrier and fitting on this. This may well - and depending on the axial length of the hubs - occur that several core carrier carry a single hub or even two hubs rest on a single common core carrier, in which case, however no independent speed of these two hubs can be adjusted.
Der Kernträger kann dabei denkbar einfach gestaltet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der wenigstens eine Kernträger der Wickeleinrichtung die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisen mit einer inneren und einer äußeren Mantelfläche, wobei die innere Mantelfläche auf der Wickelachse aufliegt und mit dieser über eine Schlupfkupplung verbunden ist und wobei auf der äußeren Mantelfläche der wenigstens eine Mitnehmer radial nach außen vorstehend gebildet ist. Insbesondere kann der Kernträger der erfindungsgemäßen Wickeleinrichtung mit einem einzigen Mitnehmer ausgerüstet bzw. versehen sein. The core carrier can be designed as simple as possible. In a preferred embodiment, the at least one core carrier of the winding device may have the shape of a hollow cylinder with an inner and an outer lateral surface, wherein the inner circumferential surface rests on the winding axis and is connected thereto via a slip clutch and wherein on the outer lateral surface of the at least one driver is formed radially outwardly protruding. In particular, the core carrier of the winding device according to the invention can be equipped or provided with a single driver.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Mitnehmer ein im Querschnitt kreisförmiger Mitnehmerstift ist. Die kreisförmige Querschnittskontur erlaubt hierbei ein einfaches und vergleichsweise widerstandsfreies Aufschieben eines Wickelkerns auf den Kernträger in axialer Richtung des Wickelkerns. Denn bei einer entsprechend ebenfalls gerundeten Ausbildung von Anschlagkanten der Mitnahmestrukturen gleitet ein im Querschnitt kreisförmiger (oder auch in sonstiger Weise gerundeter) Mitnehmer leichter an diesen ab, so dass kein Verkanten oder Hängenbleiben zu befürchten ist. Vielmehr lassen sich die Wickelkerne bei einer derartigen Ausgestaltung besonders einfach auf die Kernträger axial aufschieben. A further development of the invention provides that the at least one driver is a circular cross-sectional driver pin. The circular cross-sectional contour in this case allows a simple and relatively resistance-free sliding of a winding core on the core carrier in the axial direction of the winding core. For in a correspondingly also rounded training of stop edges of the driving structures slides in a circular cross-section (or otherwise rounded) driver from these easier, so that no tilting or snagging is to be feared. Rather, the winding cores can be particularly easily pushed onto the core carrier in such a configuration.
In einem letzten Aspekt schließlich gibt die Erfindung zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe auch ein Verfahren zum Wickeln, insbesondere Aufwickeln, von streifenförmigem Bandmaterial an, das insbesondere im Anschluss an eine Auftrennung einer Materialbahn durch Längsschnitte in wenigstens zwei parallel laufende Bahnen streifenförmigem Bandmaterials Anwendung finden kann. Dieses erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus:
- i. Es werden wenigstens zwei hohlzylinderförmige, auf einer äußeren Mantelfläche jeweils wenigstens einen Mitnehmer aufweisende Kernträger auf eine mit hinsichtlich einer radialen und/oder axialen Richtung wirkenden Druckkraft einstellbaren Kupplungsmitteln versehene Wickelachse in axialer Richtung der Wickelachse hintereinander in der Weise aufgebracht, dass die Kernträger jeweils mit einer inneren Mantelfläche auf der Wickelachse aufliegen und über die Kupplungsmittel mit einem vorgebbaren Übertragungs-Drehmoment mit der Wickelachse gekoppelt sind.
- ii. Es werden wenigstens zwei Wickelkerne mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des oben zunächst beschriebenen Aspektes, also der dort beschriebenen Wickelkerne, auf die Kernträger aufgebracht. Dies kann alternativ vor oder nach dem Aufbringen der Kernträger auf die Wickelachse erfolgen. Dabei werden die Wickelkerne in einer solchen Weise auf die Kernträger aufgebracht, dass je Wickelkern wenigstens einer der Mitnehmer mit der Mitnahmestruktur des Wickelkerns zum Übertragen eines Drehmomentes in Eingriff steht.
- iii. Es wird je ein Anfang des streifenförmigen Bandmaterials auf die umlaufende Außenfläche eines Wickelkerns aufgebracht.
- iv. Schließlich wird die Wickelachse zur Rotation in einer Wickelrichtung angetrieben, wobei die Druckkraft der Kupplungsmittel in einer solchen Weise eingestellt wird, dass die Kernträger unter Aufbringung einer für das Wickeln des Bandmaterials erforderlichen, auf dieses in dessen Längsrichtung wirkenden Zugkraft mit Schlupf von der rotierenden Wickelachse mitgenommen werden.
- i. There are at least two hollow cylindrical, on an outer lateral surface in each case at least one driver having core carrier on a provided with respect to a radial and / or axial compressive force adjustable coupling means winding axis in the axial direction of the winding axis successively applied in such a way that the core carrier each with a inner circumferential surface resting on the winding axis and are coupled via the coupling means with a predetermined transmission torque with the winding axis.
- ii. At least two winding cores having the characteristics according to the invention of the aspect initially described above, that is to say the winding cores described there, are applied to the core carriers. This can alternatively be done before or after the application of the core carrier on the winding axis. The winding cores are applied to the core carrier in such a way that each winding core is at least one of the drivers with the driving structure of the winding core for transmitting a torque engaged.
- iii. It is ever applied a beginning of the strip-shaped strip material on the peripheral outer surface of a winding core.
- iv. Finally, the winding axis is driven to rotate in a winding direction, the pressing force of the coupling means being adjusted in such a manner that the core carriers are slipped from the rotating winding axis by applying a tensile force necessary for winding the strip material to this in its longitudinal direction become.
Auch im Hinblick auf das Verfahren zeigen sich die oben bereits bezeichneten Vorteile der Erfindung. Denn insbesondere können hier auch Wickelkerne mit geringem Innendurchmesser (beispielsweise 2 oder 3 Zoll) auf längeren Wickelachsen aufgenommen werden, da die Kernträger vergleichsweise einfach, insbesondere als massiv gebildete Hülsenringe mit jedenfalls einem nach außen von der äußeren Fläche vorstehenden Mitnehmer gebildet werden können, was die Verwendung von im Durchmesser gegenüber vergleichbaren bekannten Vorrichtungen stärkeren Wickelachsen erlaubt, ohne dass es bei entsprechend länger gebildeten Wickelachsen auch bei großen Auflasten (ausgeübt insbesondere auch durch bis zu weiten Durchmessern aufgewickelten Rollen des Bandmaterials) zu einer Durchbiegung der Wickelachse führen. Also with regard to the method, the above-mentioned advantages of the invention show up. In particular, winding cores having a small inside diameter (for example 2 or 3 inches) can be accommodated on relatively long winding axles, since the core carriers can be formed comparatively simply, in particular as solid sleeve rings with a driver protruding outwards from the outer surface Use of larger diameter compared to comparable known devices winding axles allowed without it lead to a deflection of the winding axis with correspondingly longer winding axles even at high loads (exerted in particular by up to wide diameters wound roles of the strip material).
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen: Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of inventive embodiments with reference to the accompanying figures. Showing:
In den Figuren sind in schematischen Darstellungen mögliche Ausgestaltungsvarianten erfindungsgemäßer Wickelkerne, zur Erfindung gehöriger Kernträger sowie erfindungsgemäßer Wickelvorrichtungen gezeigt. Die Figuren sind dabei weder zwingend maßstabsgerecht noch in allen Details detailgenau; sie sollen lediglich der Veranschaulichung möglicher Ausgestaltungsvarianten und Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen, die unter Verweise auf diese Figuren nachstehend näher beschrieben werden. Shown in the figures are schematic illustrations of possible design variants of winding cores according to the invention, core carriers belonging to the invention and winding devices according to the invention. The figures are neither necessarily true to scale nor in all details in detail; they are intended only to illustrate possible embodiments variants and embodiments of the invention, which are described in more detail below with reference to these figures.
Zunächst wird auf die
In diesen Figuren ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäß gestalteten Wickelkern
Die Außenfläche
Das Besondere an dem in den
Die Mitnahmestrukturen
Aufgrund dieser Maßnahme kann der erfindungsgemäße Wickelkern
Schließlich ist zu erkennen, dass die Mitnahmestrukturen
In den
Auch die Mitnahmestrukturen
Wie zu erkennen ist, weicht die Form der Mitnahmestrukturen
In
Im Unterschied zu den zuvor in den
In
Der Kernträger
Der Radius des Querschnittskreises der Außenfläche
Mit der Innenfläche
In den
Die
Wie insbesondere in
Eine weitere Ausführungsform des Kernträgers kann auch mehrere, insbesondere mindestens drei, der vorstehend beschriebenen Mitnehmer aufweisen, um dadurch einen bessere Zentrierung der konzentrisch während des Wickelvorganges angeordneten inneren Hülsenfläche zum Kernträger zu realisieren.A further embodiment of the core carrier can also have several, in particular at least three, of the drivers described above, in order thereby to realize a better centering of the inner sleeve surface arranged concentrically during the winding process to the core carrier.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele und anhand dieser Figuren ist noch einmal die Besonderheit der vorliegenden Erfindung klar geworden, und es sind die deutlichen Vorteile offensichtlich. From the foregoing description of the embodiments shown in the figures and from these figures, the peculiarity of the present invention has once again become clear, and the clear advantages are evident.
Dabei zeigen die Ausführungsbeispiele lediglich mögliche Ausgestaltungsvarianten der Erfindung, die insbesondere mit unterschiedlichster Anzahl und Formgebung der Mitnahmestrukturen an dem Wickelkern ausgeführt werden kann. So können entsprechende Mitnahmestrukturen abweichend von den hier gezeigten nicht bloß einfach V-förmig (bzw. keilförmig oder drachenförmig) ausgebildet sein, sondern nach Art eines W. Dies würde einerseits die Möglichkeit eines Antriebes mit entsprechend gestalteten Kernträgern, vergleichbar dem Kernträger
Die Erfindung in ihrer allgemeinen Tragweite und Bedeutung wird nun noch einmal in den nachfolgenden Ansprüchen angegeben und hinsichtlich der erfindungswesentlichen Merkmale bezeichnet. The invention in its general scope and meaning will now be given again in the following claims and referred to the features essential to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wickelkern winding core
- 22
- Grundkörper body
- 33
- Außenfläche outer surface
- 44
- Innenfläche palm
- 55
- Mitnahmestruktur entrainment structure
- 66
- Spitze top
- 77
- Zwischenraum gap
- 88th
- Keilwinkel wedge angle
- 99
- Plateaufläche plateau surface
- 1010
- Wickelkern winding core
- 1515
- Mitnahmestruktur entrainment structure
- 1818
- Keilwinkel wedge angle
- 2020
- Wickelkern winding core
- 2525
- Mitnahmestruktur entrainment structure
- 3030
- Wickelkern winding core
- 3131
- Kernträger core support
- 3232
- Grundkörper body
- 3333
- Außenfläche outer surface
- 3434
- Innenfläche palm
- 3535
- Mitnahmestruktur entrainment structure
- 3636
- Mitnehmerstift Carrier pin
- 3838
- Keilwinkel wedge angle
- 4040
- Wickelachse winding axis
- RR
- Radius radius
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-
2014
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---|---|
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