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Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung mit einem im Durchmesser veränderbaren Wickelkern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Wickelvorrichtungen zum Aufwickeln von wickelfähigen Materialien kommen in unterschiedlichen Einsatzbereichen zur Anwendung. So besitzen Etikettiermaschinen eine Wickelvorrichtung, die zum Aufwickeln des Trägerbandes dient, auf welchem selbstklebende Etiketten aufgebracht sind. Die auf der Trägerbahn aufgebrachten Etiketten können auf Verpackungen, Flaschen oder andere Gegenstände appliziert werden. Die Trägerbahn durchläuft dabei einen Etikettierbereich, wo die Etiketten auf die jeweiligen Gegenstände übertragen werden. Das leere Trägerband wird dann auf einen Wickelkern einer Wickelvorrichtung aufgewickelt. Der Wickelvorgang erfolgt mit relativ hoher Geschwindigkeit und mit einer gewissen Wickelspannung, die zur Folge hat, dass ein auf dem Wickelkern aufgewickelter Wickel verhältnismäßig fest auf dem Wickelkern festsitzt.
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Aus der
DE 909 114 B ist eine Kabeltrommel bekannt, die zum Aufwickeln von Kabeln verwendet wird. Als Wickelkern dient hier eine Trommel, die aus mehreren Dauben besteht. Die Dauben lassen sich in zwei unterschiedliche Stellungen verdrehen, sodass der Wickelkern einen größeren oder kleineren Durchmesser einnimmt. Eine bei größerem Durchmesser aufgeschobene längsgeschlitzte Trägerhülse lässt sich zusammen mit einem aufgewickelten Kabel axial abziehen, wobei die Dauben in die Stellung gebracht werden, in der der Wickelkern einen kleineren Durchmesser einnimmt.
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Aus der
DE 42 13 485 A1 ist eine Etikettiermaschine mit einer sich fortlaufend bewegenden Trägerbahn bekannt, bei der die Trägerbahn auf einer Grundmaterialaufrollscheibe, die einen Wickelkern besitzt, aufgerollt wird.
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Aus der
DE 10 2015 100 553 A1 ist eine schematisch dargestellte Etikettiermaschine bekannt, bei der die etikettenlose Trägerbahn nach dem Etikettiervorgang mittels einer Spule aufgewickelt wird, wobei die Spule einen zum Aufwickeln der Trägerbahn vorgesehenen Wickelkern besitzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelvorrichtung mit einem im Durchmesser veränderbaren Wickelkern anzugeben, damit ein auf dem Wickelkern aufgewickelter Wickel möglichst problemlos vom Wickelkern abgezogen werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe erhält man mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Wickelkern besitzt eine längsgeschlitzte elastisch aufweitbare Hülse, die auf einer Spindel angebracht ist. Im Bereich des Hülsenlängsschlitzes ist innerhalb der Spindel ein radial gegen die Hülse verschiebbares Druckelement angeordnet, mit dem die Hülse aufgedrückt und dadurch im Durchmesser vergrößert werden kann. Während des Wickelvorganges ist die Hülse geringfügig mittels des Druckelements im Durchmesser aufgeweitet, so dass bei Beendigung des Wickelvorgangs das Druckelement radial in die Spindel zurückgezogen werden kann, so dass sich der Durchmesser der Hülse aufgrund ihrer Elastizität wieder selbständig verkleinert. Der Wickel ist nun nicht mehr auf der Hülse festgespannt und kann somit problemlos von der Hülse axial abgezogen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, das Druckelement in Verbindung mit dem Hülsenlängsschlitz so auszubilden, dass bei nicht aufgeweiteter Hülse ein Spalt zwischen dem Hülsenlängsschlitz und dem Druckelement frei bleibt, in den ein aufzuwickelndes Wickelgut, beispielsweise ein Trägerband, eingeführt werden kann, welches dann beim Anheben des Druckelements gegen die Hülse zwischen Hülse und Druckelement eingespannt wird. Für diese Einspannfunktion kann das Druckelement als ein Drucksteg ausgebildet sein, der sich über die Länge des Hülsenlängsschlitzes erstreckt und der vorzugsweise an seiner dem Hülsenlängsschlitz zugewandten Längsseite einen keilförmigen Querschnitt hat. Mit dem keilförmigen Querschnitt wird das Aufweiten des Längsschlitzes und die damit verbundene Durchmesservergrößerung der Hülse vorteilhaft unterstützt. Auch die Klemmfunktion eines eingeschobenen Endes eines Transportbandes ist bei einer derartigen Querschnittsform im Bereich des Hülsenlängsschlitzes gewährleistet.
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Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass an einem Ende der Spindel ein axial verschiebbares Betätigungselement angeordnet ist, und dass Kopplungselemente eine axiale Verschiebung des Betätigungselements in eine radiale Hubbewegung an dem Druckelement umsetzen. Die axiale Betätigung hat dabei den Vorteil, dass der Wickelkern sich bei eine Betätigung des Druckelements nicht verdreht. Sowohl beim Anheben als auch beim Absenken des Druckelements ist es nicht erforderlich, die Wickelvorrichtung gegen Verdrehen zu sichern, da eben durch die axiale Verschiebung des Betätigungselements keine Verdrehung der Wickelvorrichtung bzw. des Wickelkerns erfolgt.
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Die Umwandlung der axialen Betätigung des Betätigungsknopfes in eine radiale Bewegung am Druckelement kann vorteilhaft mittels eines Steuerschiebers erfolgen, der wenigstens eine Steuerkurve aufweist, in die ein am Druckelement abstehender Führungszapfen eingreift.
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Bei radial gegen die Hülse angehobenem Druckelement wird der Hülsenlängsschlitz vorzugsweise zur Vergrößerung des Hülsendurchmessers aufgeweitet, während bei radial gegenüber der Hülse abgesenktem Druckelement der Hülsenlängsschlitz schmaler ist und dadurch auch der Hülsendurchmesser kleiner ist. Wesentlich ist dabei, dass die Hülse aus einem elastischen Material besteht, welches so beschaffen ist, dass die Hülse im entspannten Zustand einen möglichst kleinen Durchmesser einnimmt. Die Hülse kann zu diesem Zweck aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffrohr hergestellt sein, welches nachträglich mit einem Hülsenlängsschlitz versehen wird, wobei aufgrund der Eigenspannung des Materials die längsgeschlitzte Hülse im geschlitzten Zustand einen geringeren Durchmesser einnehmen kann als im ungeschlitzten Zustand.
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Die Wickelvorrichtung mit Wickelkern ist vorzugsweise Teil einer Etikettiermaschine, da bei Etikettiermaschinen aufgrund der hohen Wickelgeschwindigkeit und der Wickelspannung verhältnismäßig feste Wickel entstehen, die somit auch sehr fest auf dem Wickelkern festsitzen. Durch die Möglichkeit der Durchmesserverringerung im Bereich des Wickelkerns, ist es jedoch möglich, auch diese stramm aufgewickelten Wickel problemlos vom Wickelkern abziehen zu können.
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Der Wickelkern wird zum Aufwickeln eines Wickelguts vorzugsweise von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben, der damit auch die Wickelspannung bestimmt.
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Bevorzugt besteht die längsgeschlitzte Hülse aus einem Kunststoffmaterial, jedoch können auch andere Materialien verwendet werden, die eine elastische Rückstellkraft für die längsgeschlitzte Hülse ergeben. Beispielsweise kann die Hülse auch aus einem federelastischen Metall bestehen.
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Der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Wickelvorrichtung mit einer längsgeschlitzten Hülse,
- 2 die stirnseitige Ansicht der in 1 dargestellten Wickelvorrichtung,
- 3 einen Querschnitt der Hülse der Wickelvorrichtung von 1 mit einliegendem Druckelement in vereinfachter Darstellung,
- 4 die Seitenansicht auf die in 3 dargestellte Hülse,
- 5 den Querschnitt der Hülse von 3 jedoch mit radial gegen die Hülse angedrücktem Druckelement und einer eingeklemmten Trägerbahn,
- 6 die Seitenansicht der Hülse von 5 mit eingeklemmter Trägerbahn,
- 7 eine seitliche Ansicht der Spindel einer Wickelvorrichtung gemäß 1 mit einer Betätigungsvorrichtung für ein radial verschiebbares Druckelement, wie es in 3 und 5 schematisch dargestellt ist,
- 8 eine Seitenansicht der Spindel von 7, jedoch mit herausgezogenem Betätigungsknopf,
- 9 eine Draufsicht der Spindel mit herausgezogenem Betätigungsknopf, wie bei 8, und
- 10 eine schematische Darstellung einer Wickelmaschine mit einer Wickelvorrichtung.
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1 zeigt eine Wickelvorrichtung 1 mit einem Wickelkern 2 und einer seitlichen Scheibe 3. Der Wickelkern 2 besteht aus einer längsgeschlitzten Hülse 4 und einer Spindel 5, die die Hülse 4 umgreift.
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Die Spindel 5 ist hier vereinfacht dargestellt. Eine Lagerscheibe 6 mit einem Führungsschlitz 7 befindet sich an der sichtbaren freien Seite der Spindel 5. Am nichtsichtbaren Ende der Spindel 5 befindet sich gleichermaßen eine Lagerscheibe 6 mit einem Führungsschlitz 7, wie in 7 ersichtlich ist, wobei beide Führungsschlitze 7 als radiale Führung für einen einliegendes, hier nicht dargestelltes Druckelement dienen.
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2 zeigt die stirnseitige Ansicht der Wickelvorrichtung von 1 mit einem im Führungsschlitz 7 einliegenden Druckelement 8. Die Wickelvorrichtung 1 von 1 und 2 kann mittels eines hier nicht dargestellten Elektromotors angetrieben werden, um beispielsweise in einer Etikettiermaschine, wie sie in 10 schematisch dargestellt ist, ein Trägerband auf der Hülse 4 aufzuwickeln.
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Anhand der 3 bis 6 wird die Funktion der elastisch aufweitbaren längsgeschlitzten Hülse 4 im Zusammenwirken mit einem einseitig keilförmigen Druckelement 8 erläutert. Das Druckelement 8 ist hier als flacher Drucksteg 9 ausgebildet, der an seiner einem Hülsenlängsschlitz 10 zugewandten Längsseite 11 einen keilförmigen Querschnitt hat. In 3 ist der Drucksteg 9 gegenüber dem Hülsenlängsschlitz 10 geringfügig radial nach innen zurückgesetzt, so dass sich ein kleiner Spalt zwischen Drucksteg 9 und der Wandung der Hülse 4 im Bereich des Hülsenlängsschlitzes 10 ergibt. In diesen Spalt lässt sich ein Trägerband 12, wie es in 5 dargestellt ist, einschieben, um dann durch Anheben des Druckstegs 9 gemäß 5 zwischen Drucksteg 9 und der Hülse 4 festgeklemmt zu werden. In 5 deutet der nicht näher bezeichnete Richtungspfeil das Anheben bzw. das Andrücken des Druckstegs 9 gegen die Hülse 4 an. In 5 ist dadurch der Hülsenlängsschlitz 10 und damit auch der Durchmesser der Hülse 4 aufgeweitet gegenüber dem in 3 dargestellten Zustand. Da die Hülse 4 aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus Kunststoff besteht, nimmt diese ausgehend vom aufgeweiteten Zustand gemäß 5 wieder den Zustand mit geringerem Durchmesser gemäß 3 an, sobald der Drucksteg 9 wieder in die in 3 dargestellte Position zurückgeführt wird.
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Ein Wickelvorgang beginnt immer mit aufgeweitetem Durchmesser der Hülse 4, wie dies in 5 dargestellt ist. Ist ein viellagiger Wickel dann auf dem Wickelkern 2 bzw. auf der Hülse 4 aufgewickelt, wird der Drucksteg 9 in die in 3 dargestellte Position radial zurückgezogen, so dass sich die Hülse 4 wieder entspannt und den geringeren Durchmesser einnimmt. In diesem Zustand lässt sich dann ein aufgewickelter Wickel problemlos axial von der Hülse 4 seitlich abziehen. Dabei ist es natürlich auch sehr vorteilhaft, dass das zuvor gemäß 5 eingeklemmte Trägerband 12 bei zurückgezogenem Druckelement 9 gemäß 3 nichtmehr eingeklemmt ist und problemlos aus dem Hülsenlängsschlitz 10 herausgezogen werden kann.
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In den Seitenansichten von 4 und 6 ist im Hülsenlängsschlitz 10 der spitz zulaufende Längsrand 11 des Druckelements 8 sichtbar.
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Um die radiale Hubbewegung des Druckstegs 9 durchführen zu können, ist gemäß den 7 bis 9 ein axial verschiebbares Betätigungselement 13 in Form eines Betätigungsknopfes 14 vorgesehen, welches mittels Kopplungselementen eines Steuerschiebers 15 eine axiale Verschiebung des Betätigungselements 13 in eine radiale Hubbewegung am Druckelement 8 umsetzt. In den 7 bis 9 ist als Druckelement 8 ein Drucksteg 9 vorgesehen, wie er auch in den 3 bis 6 sichtbar ist.
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In 7 ist der Betätigungsknopf 14 anliegend an der Spindel 5 bzw. an deren Lagerscheibe 6 dargestellt. Der Betätigungsknopf 14 ist mit dem Steuerschieber 15 verbunden, der im Wesentlichen aus einer Koppelstange 16 und Steuerplatten 17 besteht. Das als Drucksteg 9 ausgebildete Druckelement 8 greift mit seitlich abstehenden Führungszapfen 18 in Steuerkurven 19 ein, die in den Steuerplatten 17 ausgebildet sind.
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Der Drucksteg 8 liegt in Führungsschlitzen 7 ein, die in den beidseitig der Spindel 5 angebrachten Lagerscheiben 6 vorgesehen sind. Zur axialen Fixierung stehen an dem Drucksteg 9 Lagerstifte 20 ab.
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In 7 befindet sich der Drucksteg 9 in seiner maximalen Außenposition, d.h. der Drucksteg 9 hat seinen maximalen radialen Abstand zur Mittelachse der Spindel 5.
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In 8 befindet sich dagegen der Drucksteg 9 in seiner maximal zurückgesetzten Position, d.h. der Drucksteg 9 hat den geringsten Abstand zur Mittelachse der Spindel 5. Diese in 8 dargestellte Position für den Drucksteg 9 wird durch Herausziehen des Betätigungsknopfes 14 erreicht, und zwar in die Stellung, wie sie in 8 dargestellt ist. Die axiale Bewegung des Betätigungsknopfes 14 wird über den Steuerschieber 15 und dessen Steuerkurven 19 in eine radiale Bewegung des Drucksteges 9 umgesetzt, und zwar entsprechend der Pfeilrichtung 21. In der in 8 dargestellten Position des Druckelements 9 befindet sich die hier und auch in den 7 und 9 nicht dargestellte längsgeschlitzte Hülse im nicht aufgeweiteten Zustand, so dass in der Position von 8 ein auf der Hülse aufgewickelter Wickel nicht mehr auf dieser festgeklemmt ist und somit leicht axial abgezogen werden kann.
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In der Draufsicht von 9 ist ersichtlich, dass der Steuerschieber 15 beidseitig des Druckelements 8 Steuerplatten 17 besitzt, in deren Steuerkurven Führungszapfen 18 eingreifen.
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In den 7 bis 9 dargestellte Verbindungsstreben 22 verbinden die Lagerscheiben 6 und bilden damit mit diesen zusammen den Grundkörper der Spindel 5, in welcher das Druckelement 8 und der Steuerschieber 15 gelagert sind.
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In der schematischen Darstellung einer Etikettiermaschine gemäß 10 ist eine Wickelvorrichtung 1 vorgesehen, um ein Trägerband 12, welches für Etiketten verwendet wird, zu einem Wickel 23 auf einem Wickelkern 2 aufzuwickeln. Die Trägerbahn 12 wird von einer Etikettenspule 24 abgewickelt und wird dabei über mehrere hier nicht näher beschriebene Umlenkspulen und Andruckrollen geführt. In einem Etikettierbereich 25 werden auf der Trägerbahn 12 befindliche Etiketten auf in Pfeilrichtung 26 vorbeigeführte Gegenstände 27 übertragen. Das etikettenlose Trägerband 12 wird dann schließlich zu einem Wickel 23 an der Wickelvorrichtung 1 aufgewickelt.
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Es wird angemerkt, dass die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung besonders vorteilhaft bei Etikettiermaschinen einsetzbar ist, jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt sein soll. Die Wickelvorrichtung ist grundsätzlich zum Aufwickeln von bandförmigem oder fadenförmigem Wickelgut geeignet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wickelvorrichtung
- 2
- Wickelkern
- 3
- Scheibe
- 4
- Hülse
- 5
- Spindel
- 6
- Lagerscheibe
- 7
- Führungsschlitz
- 8
- Druckelement
- 9
- Drucksteg
- 10
- Hülsenlängsschlitz
- 11
- Längsseite
- 12
- Trägerband
- 13
- Betätigungselement
- 14
- Betätigungsknopfes
- 15
- Steuerschiebers
- 16
- Koppelstange
- 17
- Steuerplatten
- 18
- Führungszapfen
- 19
- Steuerkurven
- 20
- Lagerstifte
- 21
- Pfeilrichtung
- 22
- Verbindungsstreben
- 23
- Wickel
- 24
- Etikettenspule
- 25
- Etikettierbereich
- 26
- Pfeilrichtung
- 27
- Gegenstände
