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Die Erfindung betrifft eine Spule zur Aufwicklung oder zur Abwicklung von aus einem Thermoplasten gebildeten Filmen. Sie besitzt einen Spulenkern mit einer Innenwand und einer Außenwand, wobei die Innenwand ausgebildet ist, um von einer Spannvorrichtung oder einem Lagerstift aufgenommen zu werden. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Spule.
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Derartige Spulen sind aus dem Stand der Technik bekannt und exemplarisch in der beigefügten 8 dargestellt. Eine solche Spule kann verwendet werden, um einen Film einer Belichtungsmaschine zuzuführen. Dabei kann es sich um einen Hologrammfilm oder Holofilm handeln, der durch die Belichtungsmaschine mit einer Struktur, insbesondere einem Hologramm versehen wird. Aber auch ausgangsseitig werden solche Spulen eingesetzt, um einen belichteten Hologrammfilm aufzuwickeln. Sowohl beim Aufwickeln als auch beim Abwickeln ist der Film stets straff zu halten, was teilweise sogar ein Nachziehen des Filmes durch zusätzliches Verdrehen der Spule erforderlich macht.
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Bei einer Belichtungsmaschine wird der Spulenkern auf eine Spannvorrichtung, insbesondere auf einen Spanndorn (Dehnspanndorn) aufgesteckt und gespannt. Während bei regulären Filmspulen der Spulenkern einen Schlitz aufweist, ist die Ausbildung eines Schlitzes beim Einsatz einer solchen Spannvorrichtung nicht möglich, da das Innere des Spulenkernes durch den Spanndorn ausgefüllt ist. Außerdem darf ein Holofilm nur locker auf den Spulenkern gewickelt sein und keinesfalls starr befestigt werden. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Spulen ist deshalb beim Spulenwechsel ein leerer Spulenkern vom Bediener mehrfach mit dem Holofilm zu umschlingen, bevor der Holofilm betriebssicher auf der Spule verbleibt. Üblicherweise sind mindestens vier Windungen erforderlich, damit der Film nicht wieder vom Spulenkern rutscht. Eine gestartete Produktion bzw. eine gestartete Belichtung des Holofilms muss dann wieder unterbrochen werden, was Zeit und Geld kostet. Die aus dem Stand der Technik bekannte Befestigung des Holofilms auf dem Spulenkern ist also umständlich, unsicher und nimmt unnötige Zeit in Anspruch. Außerdem wird wertvolles Filmmaterial durch die mehrfache Umwicklung des Spulenkerns verschwendet.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spule bereitzustellen, die die vorstehend genannten Nachteile überwindet. Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Spule anzugeben.
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Die die Spule betreffende Aufgabe wird gelöst durch eine Spule mit dem Merkmalsbestand des Anspruchs 1.
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Hierbei ist die Außenwand des Spulenkerns zumindest teilweise mit einer Haftschicht bedeckt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Holofilm - ohne eine mechanische Verbindung - schnell, sicher aber dennoch lösbar, sowie mit geringem Materialeinsatz auf dem Spulenkern befestigt werden kann. Durch den Einsatz der Haftschicht ist es inzwischen möglich, den Film auf dem Spulenkern auch nur bei einer halben Umdrehung der Spule zu sichern. Dies bietet eine beachtliche Materialeinsparung.
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Es ist von Vorteil, wenn die Außenwand des Spulenkerns vollständig mit der Haftschicht beschichtet ist. Auch hierdurch ergibt sich eine Zeiteinsparung bei einem Spulenwechsel, denn der Bediener muss nicht denjenigen Abschnitt am Spulenkern suchen, der mit der Haftschicht belegt ist.
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Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Haftschicht zumindest teilweise aus einem Silikon gebildet ist. Der aus einem Thermoplasten, vorzugsweise aus Polyethylenterephtalat (PET) gebildete Holofilm weist sehr gute Hafteigenschaften an Silikon auf. Silikon und PET bilden mit anderen Worten also eine Materialpaarung, durch die eine gute Haftung des Films an der Außenwand des Spulenkerns erzielbar ist.
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Eine alternative Ausführungsform der Haftschicht ist durch einen auf die Außenwand des Spulenkerns aufsteckbaren Haftschlauch gebildet. Dieser Haftschlauch kann dehnbar oder gedehnt auf den Spulenkern aufgebracht werden, so dass der Haftschlauch durch die eigene Rückstellkraft sicher am Spulenkern fixiert ist. Außerdem lässt sich der Haftschlauch austauschen, vorzugsweise in Abhängigkeit des Materials des Films. Somit ist gewährleistet, dass für verschiedene Filmmaterialien auch die dazu korrespondierenden Haftschichten oder Haftschläuche vorliegen.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht an einer Seite des Spulenkerns eine Spulenwange vor, die der Führung von gewickeltem Film dient. Vorzugsweise ist an beiden Seiten des Spulenkerns eine Spulenwange angeordnet. Die Spulenwange kann einteilig mit dem Spulenkern geformt sein oder auch mit ihm verbunden, insbesondere verschraubt werden.
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In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung, ist der Spulenwange eine Detektionseinheit zugeordnet zur Ermittlung einer Windungsanzahl eines auf den Spulenkern gewickelten Films. Diese Detektionseinheit kann beispielsweise in Form einer Lichtschranke mit mehreren Einzelsensoren gebildet sein, die in einer Kommunikationsverbindung mit einem übergeordneten Steuerrechner steht. Der Steuerrechner kann ausgestaltet sein, den Benutzern der Hologramm-Belichtungsmaschine darüber zu informieren, dass eine Spule fast voll oder fast leer ist, damit dieser in Kürze einen Spulenwechsel vornehmen kann.
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Alternativ oder ergänzend umfasst die Spulenwange eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer Windungsanzahl eines auf dem Spulenkern gewickelten Films. Auch hierdurch ist dem Benutzer eine visuelle Kontrolle des „Füllstandes“ der Spule möglich.
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Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Merkmalsbestand des Anspruchs 7 gelöst. Es umfasst die folgenden Schritte:
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Ausformen eines Spulenkerns mit einer Innenwand und einer Außenwand, und Aufbringen oder Ausformen einer Haftschicht auf die Außenwand des Spulenkerns. Auch hierdurch lässt sich beim Aufwickeln eines aus einem Thermoplasten geformten Filmes erheblich Material einsparen. Außerdem ist die Betriebssicherheit beim Belichtungsvorgang erhöht.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Aufbringen der Haftschicht ein Aufziehen eines auf Silikonbasis gebildeten Haftschlauches auf den Spulenkern. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Haftschicht durch Aufsprühen eines auf Silikonbasis gebildeten Haftsprays auf den Spulenkern aufgebracht wird.
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Eine besonders schnell herzustellende Spule ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern mit einer ersten Materialkomponente (z.B. Kunststoff) gespritzt oder generativ gefertigt wird, und dass die Außenwand des Spulenkerns mit einer zweiten Materialkomponente als Haftschicht umspritzt oder generativ als Haftschicht auf die Außenwand aufgebracht wird. Insbesondere das Mehrkomponenten-Spritzgießen hat sich als vorteilhaft erwiesen, da sich hierbei der Spulenkern und die Haftschicht auf einfache und praktikable Weise miteinander verbinden lassen. Außerdem lässt sich durch das Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren eine sehr große Stückzahl solcher Spulen herstellen. Alternativ können der Spulenkern und die Haftschicht in einem Mehrkomponenten-3D-Druckverfahren hergestellt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer Spule, geschnitten gezeigt;
- 2 eine Frontansicht einer weiteren Spule, teils geschnitten gezeigt;
- 3 eine Frontansicht einer weiteren Spule, teils geschnitten gezeigt;
- 4 eine Frontansicht einer weiteren Spule, teils geschnitten gezeigt;
- 5 eine Seitenansicht einer Spule, geschnitten gezeigt;
- 6 eine Seitenansicht einer Spule, geschnitten gezeigt;
- 7 eine Seitenansicht einer Spule, geschnitten gezeigt; und
- 8 eine aus dem Stand der Technik bekannte Spule in einer seitlichen Schnittansicht.
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Es sei vorweggeschickt, dass die Gegenstände der nachstehend erläuterten Figuren in ihren Proportionen und Maßstäben variieren können. 1 zeigt exemplarisch eine Schnittdarstellung einer Spule zur Aufwicklung oder zur Abwicklung eines aus einem Thermoplasten gebildeten Film 10. Der gezeigte Film 10 ist als ein Holofilm, mithin also als ein mit einem Hologramm belichtbarer Film 10 gebildet. Die Spule umfasst einen Spulenkern 20, der eine Innenwand 21 und eine Außenwand 22 aufweist. Die Innenwand 21 ist ausgebildet, um von einer nicht näher dargestellten Spannvorrichtung, insbesondere von einem Spanndorn aufgenommen zu werden. Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist daher auch ein System einer einen Spanndorn aufweisenden Spannvorrichtung mit einer solchen Spule. Anders als bei Filmrollen von Kino- oder Fotografenfilmen ist der Spulenkern 20 ohne Strukturen an der Oberfläche, mithin strukturfrei und schlitzfrei gebildet. Die schlitzfreie Gestaltung des Spulenkerns 20 gewährleistet ein sicheres Spannen durch die vorzugsweise motorisch betriebene Spannvorrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Spule ist die Außenwand 22 des Spulenkerns 20 zumindest teilweise mit einer Haftschicht 30 bedeckt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Haftschicht 30 rotationssymmetrisch um den Spulenkern 20 angeordnet. Die Haftschicht 30 ist zumindest teilweise oder vollständig aus Silikon gebildet, so dass ein aus einem PET bestehender Holofilm sehr gut daran haftet. Andere Materialpaarungen sind ebenfalls möglich.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Spulenkern 20 vollständig mit der Haftschicht 30 beschichtet. Das bedeutet, dass sich die Haftschicht 30 über die vollständige Breite des Spulenkerns 20 bzw. dessen Außenwand 22 erstreckt.
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Dem Spulenkern 30 ist eine Spulenwange 40 zur Führung von gewickeltem Film 10 zugeordnet. Diese Spulenwange 40 umfasst eine Anzeigevorrichtung 50 zur Anzeige einer Windungsanzahl des auf den Spulenkern 30 gewickelten Films 10. Um darüber hinaus einen „Füllstand“ der Spule auch von außen, d.h. außerhalb der Spulenwange 40 sehen zu können, ist mindestens ein, vorzugsweise sind mindestens zwei aus einem zumindest teilweise transparenten Material gebildete Schlitze oder Aussparungen 51 vorgesehen. Für eine einfache Handhabung der Spule weist die Spulenwange 40 zusätzlich zwei Halterungen 60 auf.
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Das Ausführungsbeispiel nach 2 unterscheidet sich von demjenigen nach 1 dadurch, dass sich die Haftschicht 30 nur teilweise über die Breite des Spulenkerns 20 erstreckt. Hier ist die Haftschicht 30 als ein auf den Spulenkern 20 aufbringbarer Haftschlauch 31 gestaltet. Die Haftschicht 30 ist mittig oder zentral bezüglich des Spulenkerns 20 angeordnet. Die zentrale Anordnung genügt, um den Film 10 an der Spule hinreichend zu fixieren.
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Wie sich aus 3 ergibt, genügt es aber auch, die Haftschicht 30 nicht mittig, sondern dezentral anzuordnen. Die Haftschicht 30 zergliedert sich in mehrere Haftschichtabschnitte 33, 34. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind genau zwei der Haftschichtabschnitte 33, 34 vorhanden. Ein erster Haftschichtabschnitt 33 erstreckt sich von der Spulenwange 40 links im Bild und ein zweiter Haftschichtabschnitt 34 erstreckt sich von der Spulenwange 40 rechts im Bild. Beide Haftschichtabschnitte 33, 34 können hierbei als ein Haftspray 32 aufgebracht sein. Durch die nur teilweise Bedeckung der Außenwand 22 des Spulenkerns 20 lässt sich eine Materialeinsparung hinsichtlich des Materials der Haftschicht 30 erreichen.
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Das Ausführungsbeispiel nach 4 zeigt einen Spulenkern 20, der eine Vertiefung 23 aufweist. In diese Vertiefung 23 oder in diese Rille ist die Haftschicht 30 oder ein Haftschlauch 31 eingesetzt. Außerdem ist es möglich, diese Spule mittels eines generativen Fertigungsverfahrens oder eines Spritzgussverfahrens herzustellen. Somit würde der Spulenkern mit einer ersten Materialkomponente gespritzt oder generativ gefertigt, wobei zugleich die Vertiefung 23 ausgeformt wird. Die Außenwand 22 und insbesondere die Vertiefung 23 werden dann mit einer zweiten Materialkomponente als Haftschicht 30 umspritzt oder die zweite Materialkomponente wird generativ als Haftschicht 30 aufgebracht. Die Verwendung einer Vertiefung 23 bietet eine sichere Positionierung und eine sichere Lage der Haftschicht 30 am Spulenkern 20.
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Die Spulen nach 5 bis 7 weisen eine nur teilweise radial bedeckte Außenwand 22 des Spulenkerns 20 mit einer Haftschicht 30 auf. Es genügt in der Regel eine halbe Umwicklung des Spulenkerns 20 mit dem Film 10, um ihn sicher an der Haftschicht 30 des Spulenkerns 20 zu fixieren. Während beim Ausführungsbeispiel nach 5 ungefähr 75 Prozent der Außenwand 22 mit der Haftschicht 30 bedeckt sind, ist beim Ausführungsbeispiel nach 6 nur ungefähr die Hälfte der Außenwand 22 mit der Haftschicht 30 beschichtet. Das Ausführungsbeispiel nach 7 sieht eine Beschichtung der Außenwand 22 von ungefähr 25 Prozent vor. Diese Ausführungsform nach 5 bis 7 bewirken ebenfalls eine Materialeinsparung hinsichtlich des Haftschichtmaterials.
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In 8 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Beispiel für eine Spule gezeigt, wobei hier zur Sicherung des Films 10 zwischen vier und sechs Wicklungen auf dem Spulenkern 20 vorhanden sein müssen, damit der Film 10 beim Straffziehen und Straffhalten nicht vom Spulenkern 20 rutscht. Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung behoben, womit Produktionsausfälle und eine Materialverschwendung dezimiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Film
- 20
- Spulenkern
- 21
- Innenwand
- 22
- Außenwand
- 23
- Vertiefung
- 30
- Haftschicht
- 31
- Haftschlauch
- 32
- Haftspray
- 33
- erster Haftschichtabschnitt
- 34
- zweiter Haftschichtabschnitt
- 40
- Spulenwange
- 50
- Anzeigevorrichtung
- 51
- Aussparung
- 60
- Halterung
