DE112012001639B4

DE112012001639B4 - Expandierbare Aufspannvorrichtung für Thermodruckbandspule

Info

Publication number: DE112012001639B4
Application number: DE112012001639.4T
Authority: DE
Inventors: Indarjit Deonarine
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2032-05-02
Also published as: CN103619743B; WO2012151181A3; CN103619743A; WO2012151181A2; DE112012001639T5; US20120280077A1; US8844859B2

Abstract

Spulen-zu-Spulen-Anordnung (100), aufweisend: eine Zufuhrspindel (110), welche eine Zufuhrspule (112) aufnimmt, welche ein Band (120) um die Zufuhrspule (112) herum gewickelt hat; und eine Aufwickelspindel (130), welche eine anfänglich leere Aufwickelspule (132) aufnimmt, wobei die Aufwickelspindel (130) einen Einstellmechanismus (150) aufweist zum Variieren des äußeren Durchmessers DO der Aufwickelspindel (130) von einem äußeren Anfangsdurchmesser DOi auf einen äußeren Enddurchmesser DOf, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser DOi, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus (150) einen Expansionsring (162a, 162b, 162c) aufweist, welcher einen einzigen Schlitz (164a, 164b, 164c) bildet und um einen zentralen Schaft (154) der Aufwickelspindel (130) herumgelegt ist, und ein Einstellelement (166), welches einen Axialdruck auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c) ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring (162a, 162b, 162c) im Durchmesser expandiert.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Erfindung basiert auf und beansprucht die Vorteile der Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/481 674 mit dem Titel „Expandable chuck for thermal printing ribbon reel” (expandierbare Aufspannvorrichtung für Thermodruckbandspule), welche am 2. Mai 2011 beim US-Patent- und Markenamt eingereicht wurde und deren Inhalte hierdurch durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in dem gesetzlich erlaubten Ausmaß aufgenommen werden.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 75 12 509 U ist ein Spulenträger, insbesondere zum Aufspulen textiler Fäden oder dergleichen bekannt, mit mechanischen Mitteln zum Zentrieren und Spannen von Spulenkörpern aus verformbarem Werkstoff, wie z. B. Pappe. Mehrere in Axialrichtung hintereinander angeordnete und nach dem Keilprinzip arbeitende zweiteilige Gliedergruppen fixieren den Spulenkörper auf dem Spulenträger durch Längsverschieben einer konzentrisch im Spulenträger angeordneten Kupplungsstange in der einen Richtung bzw. lösen ihn durch Verschieben in der entgegengesetzten Richtung. Jede Gliedergruppe besteht aus zwei zueinander korrespondierenden und koaxial ineinanderschiebbaren Rotationskörpern, welche sich in ihrem Inneren zu keilartigen Spannflächen ergänzen. In der DE 72 31 850 U ist eine Wickelwelle offenbart, bei welcher axial verschiebbare Konen Spannleisten radial nach außen bewegen. Dazu weist sie einen Außenzylinder mit regelmäßig über den Umfang verteilten Längsschlitzen und Spannleisten, welche hochkant in die Schlitze des Außenzylinders passen und auf ihrer inneren Schmalseite dachförmige Aussparungen aufweisen, sowie eine runde Stange mit darauf befestigten Scheiben auf, die mit geringem Spiel in den Außenzylinder passen und nach beiden Seiten je einen nach dem Ende hin schmäler werdenden Konus aufweisen, dessen Lage und Neigung zur Längsachse der Neigung der dachförmigen Aussparungen der Spannleisten entspricht, so dass der Konus der einen Seite gleichmäßig an der entsprechend geneigten Seite der dachförmigen Aussparungen der Spannleisten satt anliegt.
Gewisse Anwendungen erfordern die Verwendung eines Thermotransferdruckers (TTP), welches ein Drucker ist, der auf Papier oder ein anderes Substrat oder Material druckt, indem eine getrocknete Beschichtung voraufgetragener Tinte auf einem Trägerband geschmolzen wird, so dass die Beschichtung an dem zu bedruckenden Substrat haftet. TTPs verwenden oft elektronische Druckköpfe mit mikroskopischen Heizelementen, welche das Erhitzen einzelner Abschnitte des Bandes ermöglichen, wenn das Band über die Druckköpfe bewegt wird, schmelzen die Beschichtung nur dort, wo Hitze an den einzelnen Abschnitten des Bandes angewendet wird und übertragen dann diese Beschichtung auf das Substrat. Ein frisches Band ist typischerweise um einen ersten Zylinderkern einer Zufuhrspule gewickelt und wird dann auf einen zweiten Zylinderkern einer Aufwickelspule übertragen und aufgewickelt unter Verwendung einer Reihe von Spindeln, Führungen und Motoren.
Bei einem bekannten TTP ist die Zufuhrrolle auf einer Zufuhrspindel montiert, das Band wird durch einen Reihe von Führungen und eine Spannvorrichtung eingefädelt, welcher zu einer Aufwickelspule führt, welche auf einer Aufwickelspindel fixiert ist. Die Aufwickelspindel ist durch einen Riemen und eine Messrolle mit einem Motor verbunden, und das verbrauchte Band wird um die Aufwickelspule gewickelt.
Sobald die Beschichtung vom Band auf das Substrat übertragen ist, wird das Band als verbraucht betrachtet und folglich um die Aufwickelspule gewickelt. Die Aufwickelspule kann durch die Messrolle angetrieben werden, welche mit der Aufwickelspindel über ein Gummiband oder Polyurethanband verbunden sein kann, welches sowohl um die Aufwickelspindel als auch um die Messrolle in einer schlupffreien Konfiguration verläuft. Die Verzahnung zwischen der Messrolle und der Aufwickelspindel ist vorzugsweise so, dass eine Umdrehung der Messrolle mehr als eine Umdrehung der Aufwickelspule verursacht.
Bei einer bekannten Anordnung ist das Band um die Messrolle gewickelt und verläuft dann auf die Aufwickelspule. Bei dieser Konfiguration hat die Aufwickelspule einen zylindrischen Kern auf Papierbasis mit einem inneren Durchmesser D_I von ungefähr 25 mm ± 5 mm. Die Wand es Zylinderkerns ist ungefähr 3 mm ± 2 mm dick. Mit Bezug auf 1 findet man bei einer herkömmlichen Aufwickelspule 200 oft ein Reibpassungsteil 202, wie z. B. eine Druckfeder, an der Aufwickelspindel 200, welche einen gewissen Kraftbetrag an den zylindrischen Kern anlegt, um den zylindrischen Kern auf der Aufwickelspindel 200 zu sichern.
Oft sind die Zylinderkerne nicht neu und sie können einige Zeit herumgelegen sein, wobei sie Feuchtigkeit aufnehmen, was möglicherweise eine Schwächung der Struktur verursacht. Neue Zufuhrspulen können 600 m bis 1000 m Band auf sich haben. Das Band ist ungefähr 30 μm ± 10 μm dick, und basiert oft auf Polyester mit einer thermoübertragbaren Beschichtung, welche auf das Band aufgetragen ist.
Wenn das Band um die Aufwickelspule gewickelt ist, und insbesondere um den Zylinderkern der Aufwickelspule, neigt das Band dazu, sich selbst fester und fester um den auf Papier basierenden Zylinderkern zu wickeln. Wenn der Durchmesser des Bands um den Zylinderkern der Aufwickelspule an Größe zunimmt, ändert sich die Spannung längs des Bandes und um den Zylinderkern der Aufwickelspule ständig und nimmt oft zu.
Die zunehmende Spannung um den Zylinderkern der Aufwickelspule erzeugt eine nach innen gerichtete Kraft zum Mittelpunkt des Zylinderkerns der Aufwickelspule hin. Folglich ist manchmal die Spannung um den Zylinderkern der Aufwickelspule so hoch, dass der Zylinderkern auf Papierbasis der Aufwickelspule in sich und um die Aufwickelspindel zusammenfällt, da der Zylinderkern der Aufwickelspule nicht den hohen Spannungen und Kräften um sie herum widerstehen kann. Sobald der Zylinderkern auf Papierbasis der Aufwickelspule in sich zusammenfällt und sich um die Aufwickelspindel herum mit ihr verbindet, wird es für eine Bedienungsperson sehr schwierig, den zusammengefallenen Zylinderkern der Aufwickelspule von der Aufwickelspindel zu entfernen. Folglich kann eine Bedienungsperson den TTP beschädigen müssen, um den kollabierten Zylinderkern von der Aufwickelspule zu entfernen, und verursacht möglicherweise eine Verletzung der Bedienungsperson selbst im Verlauf. Außerdem kann das Entfernen eines kollabierten Zylinderkerns von einer Aufwickelspindel auch eine beträchtliche Ausfallzeit des TTPs verursachen, was zu einem Verlust an Herstellungseffizienz führt. Es wäre deshalb wünschenswert, eine Vorrichtung und/oder Verfahren zu haben zum Verhindern, dass ein Zylinderkern einer Aufwickelspule daran gehindert wird, in sich selbst zusammenzufallen und sich selbst um die Aufwickelspindel herum mit ihr zu verbinden.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche definiert und nichts in diesem Abschnitt sollte als Beschränkung dieser Ansprüche betrachtet werden.
Bei einem Aspekt ist eine Spulen-zu-Spulen-Anordnung vorgesehen. Die Spulen-zu-Spulen-Anordnung weist eine Zufuhrspindel und eine Aufwickelspindel auf, aber ist nicht darauf beschränkt. Die Zufuhrspindel nimmt eine Zufuhrspule mit einem Bandl auf, welches um die Zufuhrspule gewickelt ist. Die Aufwickelspindel nimmt eine anfänglich leere Aufwickelspule auf. Die Aufwickelspindel weist einen Einstellmechanismus zum Variieren des äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of auf, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi. Der Einstellmechanismus weist einen Expansionsring auf, welcher einen einzigen Schlitz bildet und um einen zentralen Schaft der Aufwickelspindel herumgelegt ist, und ein Einstellelement, welches einen Axialdruck auf den Expansionsring ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring im Durchmesser expandiert.
Bei einem Aspekt ist eine Spindel vorgesehen. Die Spindel weist ein Lager, einen zentralen Schaft, welcher mit dem Lager verbunden ist, und einen Einstellmechanismus auf, welcher mit dem zentralen Schaft verbunden ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Lager ermöglicht, dass der zentrale Schaft sich axial dreht. Der Einstellmechanismus variiert einen äußeren Durchmesser D_O der Spindel von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi. Der Einstellmechanismus nimmt einen Expansionsring auf, welcher einen einzigen Schlitz aufweist und um den zentralen Schaft herum gelegt ist, und ein Einstellelement, welches einen Axialdruck auf den Expansionsring ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring im Durchmesser expandiert.
Bei einem Aspekt ist eine Spindel für eine Spulen-zu-Spulen-Anordnung vorgesehen. Die Spindel weist einen zentralen Schaft, einen äußeren Dorn zur Aufnahme einer Spule, welcher drehbar mit dem zentralen Schaft verbunden ist, und einen Einstellmechanismus auf, welcher mit dem äußeren Dorn verbunden ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Der zentrale Schaft ist fest mit einer Montageplatte verbunden. Der Einstellmechanismus variiert einen äußeren Durchmesser D_O der Spindel von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser. Der Einstellmechanismus weist einen Expansionsring auf, welcher einen einzigen Schlitz bildet und um den äußeren Dorn herumgelegt ist, und ein Einstellelement, welches einen Axialdruck auf den Expansionsring ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring im Durchmesser expandiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen und Beschreibung besser verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, sondern die Betonung wird stattdessen auf die Darstellung der Prinzipien der Erfindung gelegt.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Aufwickelspindel mit einer Reibpassung an der Aufwickelspindel;
2 zeigt eine erste perspektivische Ansicht der Kassettenanordnung eines Thermotransferdruckers, wobei die Kassettenanordnung eine Zufuhrspindel und eine Aufwickelspindel gemäß einer Ausführungsform aufweist;
3 zeigt eine zweite perspektivische Ansicht der Kassettenanordnung für einen Thermotransferdrucker, wobei die Kassettenanordnung eine Zufuhrspindel und eine Aufwickelspindel gemäß einer Ausführungsform aufweist;
4 zeigt eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Kassettenanordnung gemäß einer Ausführungsform;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Aufwickelspindel mit einem Einstellmechanismus zum Variieren eines äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel gemäß einer Ausführungsform;
6A zeigt eine Draufsicht der in 5 dargestellten Aufwickelspindel gemäß einer Ausführungsform;
6B zeigt eine Querschnittsansicht der in 5 dargestellten Aufwickelspindel längs der Linie A-A und in einer ersten Position mit einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi gemäß einer Ausführungsform;
6C zeigt eine Querschnittsansicht der in 5 dargestellten Aufwickelspindel längs der Linie A-A und in einer zweiten Position mit einem äußeren Enddurchmesser D_Of gemäß einer Ausführungsform; und
7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht der in 3 dargestellten Kassettenanordnung gemäß einer Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Verfahren und Vorrichtungen, welche im Einklang mit der vorliegenden Erfindung sind, überwinden die Nachteile herkömmlicher TTPs unter Verwendung einer Kassettenanordnung mit einer Aufwickelspindel mit einem Einstellmechanismus zum Variieren eines äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi. Durch Verwendung solch eines Einstellmechanismus kann dann ein äußerer Durchmesser D_O der Aufwickelspindel größer gemacht werden, um einen Zylinderkern einer Aufwickelspule aufzunehmen, und dann eingestellt werden, um kleiner gemacht zu werden, falls der Zylinderkern der Aufwickelspule in sich selbst zusammenfällt und sich um die Aufwickelspule herum mit ihr verbindet. Durch Einstellen des äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel, um kleiner gemacht zu werden, kann ein kollabierter Zylinderkern leichter von der Aufwickelspindel entfernt werden.
Mit Bezug auf die 2, 3 und 4 ist eine Ausführungsform einer Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 dargestellt, welche eine Zufuhrspindel 110, eine Zufuhrspule 112, welche um die Zufuhrspindel 110 herum montiert ist, ein Band 120, eine Führungsrolle 116, eine Mehrzahl von Führungen 118 und 119 und eine Spannvorrichtung 122, um welche herum das Band geführt ist, eine Messrolle 140, eine Aufwickelspindel 130, eine Aufwickelspule 132, welche um die Aufwickelspindel 130 herum montiert ist, und eine Montageplatte 102 aufweist, auf welcher die Zufuhrspindel 110, die Mehrzahl von Führungen 118 und 119, die Führungsrolle 116, die Spannvorrichtung 122, die Messrolle 140 und die Aufwickelspindel 130 montiert sind.
Die Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 ist vorzugsweise eine Kassettenanordnung, welche in einem Thermotransferdrucker oder irgendeinem anderen Drucker montiert ist, welcher ein auf einem Band basierendes System zum Drucken eines Bildes auf ein Substrat verwendet. Die Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 kann jedoch Teil einer Vorrichtung sein, welche ein Spulen-zu-Spulen-System verwendet, wie z. B. einen Filmprojektor, einen Bandspieler, einen Magnetbandspieler oder irgendeine andere Vorrichtung, welche Bandspulen oder -rollen von Material verwendet, welche auf einer rotierenden Spindel montiert sind.
Die Montageplatte 102 liefert eine steife innere Oberfläche 105, auf welcher viele der Komponenten der Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 montiert werden sollen. Bei einer Ausführungsform ist die Montageplatte 102 aus einem Metallmaterial hergestellt, wie z. B. Stahl, mit einer Dicke zwischen 5 und 15 mm. Griffe 104 sind vorzugsweise an einer äußeren Oberfläche 103 der Montageplatte 102 fixiert, um einen Nutzer mit einem Mittel zum Halten und Bewegen der Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 zu versehen.
Die Zufuhrspindel 110 weist einen fixierten zentralen Schaft (nicht dargestellt) auf, welcher fest mit der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 verbunden ist, und einen äußeren Dorn 111, welcher drehbar mit dem fixierten zentralen Schaft (nicht dargestellt) verbunden ist, vorzugsweise über ein Paar von Nadellagern (nicht dargestellt). Die Nadellager (nicht dargestellt) ermöglichen dem äußeren Dorn 111 zu rotieren und sich frei um den fixierten zentralen Schaft (nicht dargestellt) zu drehen. Die Zufuhrspindel 110 weist vorzugsweise eine Reibpassung 115 wie z. B. eine Druckfeder, an der Zufuhrspindel 110 auf, welche einen gewissen Kraftbetrag an einen ersten Zylinderkern 113 der Zufuhrspule 112 anlegt, um den ersten Zylinderkern 113 und die Zufuhrspule 112 auf der Zufuhrspindel 110 zu befestigen.
Mit Bezug auf 2, 5, 6A, 6B und 6C weist die Aufwickelspindel 130 einen fixierten zentralen Schaft 154 auf, welcher fest mit der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 verbunden ist und einen Abstand D₁ von dem fixierten zentralen Schaft (nicht dargestellt) der Zufuhrspindel 110 entfernt montiert ist. Der Abstand D₁ ist vorzugsweise größer als mindestens der halbe maximale Durchmesser D_S der Zufuhrspule 112. Die Aufwickelspindel 130 weist auch einen äußeren Dorn 186 auf, welcher drehbar mit dem fixierten zentralen Schaft 154 vorzugsweise über ein Paar von Nadellagern 172, 174 verbunden ist. Die Nadellager 172, 174 ermöglichen dem äußeren Dorn 186, zu rotieren und sich frei um den fixierten zentralen Schaft 154 zu drehen.
Die Aufwickelspindel 130 weist vorzugsweise einen Einstellmechanismus 150 zum Variieren eines äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel 130 von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of auf, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi. Sobald er eingestellt ist, ist der Einstellmechanismus 150 in der Lage, einen gewissen Kraftbetrag an einen zweiten Zylinderkern 134 der Aufwickelspule 132 anzulegen, um den zweiten Zylinderkern 134 und die Aufwickelspule 132 auf und um die Aufwickelspindel 130 zu befestigen. Der Einstellmechanismus 150 ist in der Lage, den äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 vom äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf den äußeren Enddurchmesser D_Of zu variieren, um einen anfangs leeren zweiten Zylinderkern 134 der Aufwickelspule 132 auf der Aufwickelspindel zu sichern.
Die ersten und zweiten Zylinderkerne 113, 134 sind Zylinderkerne auf Papierbasis mit einem inneren Durchmesser D_I von ungefähr 25 mm ± 5 mm. Eine äußere Wand der Zylinderkerne 113, 134 ist ungefähr 3 mm ± 2 mm dick. Die Aufwickelspule 132 hat vorzugsweise einen inneren Durchmesser D₁, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi, um es der Aufwickelspule 132 zu ermöglichen, auf die Aufwickelspindel 130 montiert zu werden. Beim Erhalt und der Montage der Aufwickelspule 132 auf der Aufwickelspindel 130 gelangt der Einstellmechanismus 150 in Eingriff, um den äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of zu vergrößern.
Auf diese Weise kann durch Variieren und Vergrößern des äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel 130 von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of, wenn der Zylinderkern 134 der Aufwickelspule 132 in sich selbst zusammenfällt und sich um die Aufwickelspule 130 herum mit ihr verbindet, der äußere Durchmesser D_O der Aufwickelspindel dann eingestellt und wieder variiert werden, um kleiner gemacht zu werden, um es einem kollabierten Zylinderkern 134 zu ermöglichen, leichter von der Aufwickelspindel 130 entfernt zu werden.
Mit Bezug auf 3 nimmt die Zufuhrspindel 110 die Zufuhrspule 112 auf, welche eine Länge eines Bandes 120 um die Zufuhrspule 112 gewickelt hat. Das Band 120 ist vorzugsweise zwischen 600 und 1000 m lang. Das Band 120 folgt einem Weg P von der Zufuhrspindel 110 zur Aufwickelspindel 130, welcher es teilweise um die Führungsrolle 116 wickelt, und zwischen der Führungsrolle 116 und einer tropfenförmigen Spannvorrichtung 122, um einen Teil der Spannvorrichtung 122 und dann eine rechtwinklige Kurve macht um einen Teil einer ersten Führung 118 und eine andere rechtwinklige Kurve um die zweite Führung 119 zur Messrolle 140. Das Band 120 wird teilweise um die Messrolle 140 gewickelt und dann mit dem zweiten Zylinderkern 134 der Aufwickelspule 132 verbunden, welche auf der Aufwickelspindel 130 montiert ist.
Die Führungsrolle 116 und die Messrolle 140 sind drehbar verbunden und an der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 montiert, und die Messrolle 140 ist vorzugsweise mit einem gepolsterten oder gummiartigen Element bedeckt, um das Band 120 besser zu erfassen und zu führen. Die Führungsrolle 116 weist vorzugsweise eine Hülse mit geringer Reibung auf, welche ausgelegt ist, die Reibung zwischen dem Band 120 und einem Trägerschaft der Führungsrolle 116 zu verringern. Die Spannvorrichtung 122 ist beweglich an der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 montiert und weist eine Feder auf, welche die Spannvorrichtung 122 in einer Richtung gegen das Band und zur Führungsrolle 116 hin vorspannt, wie in 3 dargestellt, um einen gewissen Betrag an Spannung am Band 120 aufrechtzuerhalten, wenn es sich längs des Weges P bewegt. Erste und zweite Führungen 118, 119 sind fest an der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 montiert, vorzugsweise in gegenüberliegenden Ecken der Montageplatte 102, wie in 3 dargestellt. Die Führungen 118, 119 sind vorzugsweise aus einem steifen Material gebildet, wie z. B. Metall wie Stahl, Chrom, Aluminium oder rostfreiem Stahl oder einem Kunststoff.
Die Messrolle 140 ist mit einem Motor verbunden, vorzugsweise einem elektrischen Motor, welcher der Messrolle 140 eine Drehbewegung verleiht. Die Messrolle ist drehbar mit der Aufwickelspindel 130 verbunden, um die Drehbewegung, welche vom Motor erzeugt wird, der Aufwickelspindel 130 zu verleihen. Die Messrolle 140 ist vorzugsweise drehbar mit der Aufwickelspindel 130 über ein Zahnrad oder einen Satz von Zahnrädern, einen Riemen, ein Band oder eine Reihe von Riemen oder Bändern verbunden. Bei einer Ausführungsform ist die Messrolle 140 drehbar mit der Aufwickelspindel 130 über einen runden Riemen 142 verbunden, welcher vorzugsweise aus gummiertem Material oder Polyurethan hergestellt ist, welcher teilweise um eine erste Nut verläuft, welche an der Messrolle 140 gebildet ist, und teilweise um eine zweite Nut 190 verläuft, welche an der Aufwickelspindel 130 gebildet ist.
Mit Bezug auf 2 ist bei einer Ausführungsform ein Spannband 114 teilweise um eine Nut herumgewickelt, welche in der Zufuhrspindel 110 gebildet ist, wobei jedes Ende des Spannbandes 114 fest mit der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 in einem im allgemeinen rechten Winkel mit Bezug zueinander verbunden ist. Das Spannband 114 verleiht der Zufuhrspindel 110 einige Kraft, um zu verhindern, dass die Zufuhrspindel 110 unabsichtlich aufgrund von Trägheit rotiert. Das Spannband 114 ist vorzugsweise mit einer Feder 121 an einem Ende verbunden, und die Feder 121 ist fest mit der inneren Oberfläche 105 der Montageplatte 102 verbunden.
Mit Bezug auf 2 und 3 weist bei einer Ausführungsform die Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 eine erste Arretierung 106 auf, welche mit einer zweiten Arretierung an der Vorrichtung, wie z. B. einem Thermotransferdrucker, in welcher die Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 installiert ist, in Eingriff und lösbar mit ihr gekoppelt ist, um die Kopplung mit der Vorrichtung und dann die Entfernung der Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 aus der Vorrichtung, in welcher die Spulen-zu-Spulen-Anordnung 100 installiert ist, zu ermöglichen. Die Arretierung 106 wird vorzugsweise aktiviert durch Drücken eines Knopfes 107, welcher an der äußeren Oberfläche 103 der Montageplatte zu finden ist.
Mit Bezug auf die 6A, 6B und 6C weist bei einer Ausführungsform der Einstellmechanismus 150 einen Satz von Expansionsringen 162a, 162b und 162c auf, welche je um den fixierten zentralen Schaft 154 der Aufwickelspindel 130 herum gelegt sind und je vorzugsweise einen Expansionsschlitz 164a, 164b bzw. 164c bilden, und ein Einstellelement 166, welches in Eingriff sein kann, um einen Axialdruck auf die Expansionsringe 162a, 162b und 162c auszuüben, was bewirkt, dass die Expansionsringe 162a, 162b und 162c im Durchmesser expandieren. Die Expansionsringe 162a, 162b und 162c können gerändelt sein können, um Kunststoffkerne zu ergreifen. Die Expansionsschlitze 164a, 164b, 164c ermöglichen, dass die Expansionsringe 162a, 162b, 162c expandieren, wenn Axialdruck an die Expansionsringe 162a, 162b, 162c angelegt wird. Die Expansionsringe 162a, 162b und 162c haben je einen Durchmesser D_C, welcher gleich dem äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 ist. Wenn so der Durchmesser D_C der Expansionsringe 162a, 162b, 162c erhöht wird, vergrößert sich der effektive äußere Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 auch um den gleichen Betrag. Das Einstellelement 166 ist irgendein Element, welches in Eingriff gebracht werden kann, um einen Axialdruck auf die Expansionsringe 162a, 162b, 162c auszuüben, wie z. B. ein Schraubelement, eine mit einem Gewinde versehene Sperre, ein im Innern mit einem Gewinde versehener Knopf, eine Schraube und eine Beilagscheibe oder ein Hebel mit einem Nocken, welcher an einem Ende des Hebels fixiert ist, um einen Axialdruck auf die Expansionsringe 162a, 162b und 162c auszuüben. Mit Bezug auf 5, 6A, 6B und 6C ist bei einer Ausführungsform das Einstellelement 166 ein im Inneren mit einem Gewinde versehener Knopf 167, welcher mit einem außen mit einem Gewinde versehenen Teil 185 des Dornes 186 verbunden ist. Wenn der mit einem Gewinde versehene Knopf 167 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der mit einem Gewinde versehene Knopf 167 entweder direkt oder indirekt gegen die Expansionsringe 162a, 162b und 162c gedrückt und übt einen Axialdruck auf die Expansionsringe 162a, 162b und 162c aus, was bewirkt, dass die Expansionsringe 162a, 162b und 162c im Durchmesser expandieren.
Bei einer Ausführungsform weist der Einstellmechanismus 150 einen inneren Ring 156 zu einem Spulenhalteflansch 168 benachbart auf, welcher den äußeren Dorn 186 an einem ersten Ende 188 zur Montageplatte 102 benachbart umgibt und damit verbunden ist. Der Spulenhalteflansch 168 verhindert, dass die Aufwickelspule 132 die Montageplatte 102 berührt, wenn sie auf der Aufwickelspindel 130 montiert ist. Die zweite Nut 190 ist vorzugsweise an einem unteren Teil des Spulenhalteflansches 168 gebildet, wie in 6B dargestellt. Der innere Ring 156 umgibt den äußeren Dorn 186 und den fixierten zentralen Schaft 154 und liegt am Expansionsring 162a an einer ersten Seite an.
Mit Bezug auf 3, 6A und 7 bildet der Spulenhalteflansch 168 vorzugsweise eine Kerbe 182 längs eines äußeren Randes. Die Kerbe 182 ist mit einem Verriegelungs-/Sperrmechanismus 184 in Eingriff, welcher sich in die Kerbe 182 erstreckt, wie in 7 dargestellt, und verhindert, dass die Aufwickelspule 130 rotiert und erlaubt einen leichteren Eingriff des Einstellmechanismus 150.
Mit Bezug auf 6B weist bei einer Ausführungsform die Aufwickelspindel 130 einen Abstandshalterringer 178 auf, welcher sich um den äußeren Dorn 186, zum Spulenhalteflansch 168 benachbart und zwischen dem Spulenhalteflansch 168 und der Aufwickelspule 132 erstreckt. Der Abstandshalterring 178 wird zur Ausrichtung verwendet, und vorzugsweise zum Zentrieren des Bandes 120 mit Bezug auf einen Druckkopf (nicht dargestellt) in einem Thermotransferdrucker.
Bei einer Ausführungsform weist der Einstellmechanismus 150 einen äußeren Ring 160 zum Einstellelement 166 benachbart auf, welcher den äußeren Dorn 186 an einem zweiten Ende 189 des äußeren Dorns 186, welches dem ersten Ende 188 gegenüberliegt, umgibt und damit verbunden ist. Der äußere Ring 160 umgibt den äußeren Dorn 186 und den fixierten zentralen Schaft 154 und liegt am Expansionsring 162c an einer ersten Seite an.
Der innere Ring 156 bildet vorzugsweise einen keilförmigen Rand an der Seite, welche am Expansionsring 162a anliegt, und der äußere Ring 160 bildet auch einen keilförmigen Rand an der Seite, welche am Expansionsring 162c anliegt.
Bei einer Ausführungsform weist der Einstellmechanismus 150 auch einen ersten Zwischenring 158a auf, welcher zwischen dem ersten und zweiten Expansionsring 162a und 162b angeordnet ist, und einen zweiten Zwischenring 158b, welcher zwischen dem zweiten und dritten Expansionsring 162b und 162c angeordnet ist. Die Zwischenringe 158a und 158b bilden vorzugsweise keilförmige Ränder auf jeder Seite, welche am Expansionsring 162a, 162b und 162c anliegt. Die keilförmigen Ränder der inneren und äußeren Ringe 156 und 160 und der Zwischenringe 158a und 158b neigen dazu, die Expansionsringe 162a, 162b und 162c nach oben und von einer äußeren Oberfläche des äußeren Dorns 186 weg zu treiben und die Durchmesser der Expansionsringe 162a, 162b und 162c zu erhöhen, wenn Druck direkt an den äußeren Ring 160 und indirekt an die übrigen Ringe 162a, 162b, 162c, 158a, 158b und 156 vom Einstellelement 166 angelegt wird.
Die Expansionsringe 162a, 162b und 162c haben vorzugsweise einen keilförmigen Querschnitt, wie in 6B und 6C dargestellt, um so mit den keilförmigen Rändern der inneren und äußeren Ringe 156 und 160 und den Zwischenringen 158a und 158b in Eingriff zu gelangen.
Im Betrieb nimmt die Zufuhrspindel 110 die Zufuhrspule 112 auf, welche eine Länge eines Bandes 120 um die Zufuhrspule 112 gewickelt hat. Das Band 120 ist um und zwischen der Führungsrolle 116, der Spannvorrichtung 122, den ersten und zweiten Führungen 118, 119 und der Messrolle 140 längs des Weges P zur Aufwickelspindel 130 gewickelt. Die Aufwickelspule 132 und insbesondere der Zylinderkern 134 ist um die Aufwickelspindel 130, welche einen äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi hat, welcher geringer ist als der innere Durchmesser DI des Zylinderkerns, montiert und wird von ihr aufgenommen.
Dann wird der Einstellmechanismus 150 in Eingriff gebracht, um den äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 vom äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of zu variieren, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi. Bei einer Ausführungsform ist der Einstellmechanismus 150 in Eingriff durch Eingriff des Einstellelements 166, um einen Axialdruck auf die Expansionsringe 162a, 162b und 162c zu bewirken, was bewirkt, dass die Expansionsringe 162a, 162b und 162c im Durchmesser expandieren und dadurch bewirken, dass der äußere Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 von dem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of variiert, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi. Beim Eingriff des Einstellmechanismus 150 und bei der Zunahme des äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel 130 auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of wird das Band 120 der Aufwickelspindel 130 mit dem Zylinderkern 134 verbunden, der Motor, welcher mit der Messrolle 140 in Eingriff ist, wird aktiviert, und die Aufwickelspindel 130 wird gedreht und wickelt das Band 120 um den Zylinderkern 134.
Wenn das Band 120 fertig um den Zylinderkern 134 gewickelt wurde, gelangt der Einstellmechanismus 150 dann wieder in Eingriff, um so den äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 vom äußeren Enddurchmesser D_Of auf einen eingestellten äußeren Durchmesser D_Oa zu variieren, welcher kleiner ist als der äußere Enddurchmesser D_Of. Bei einer Ausführungsform gelangt der Einstellmechanismus 150 wieder in Eingriff durch Eingreifen eines Einstellelements 166, um den auf die Expansionsringe 162a, 162b bzw. 162c ausgeübten Axialdruck zu entlasten, was bewirkt, dass die Expansionsringe 162a, 162b und 162c sich im Durchmesser zusammenziehen und deshalb bewirken, dass der äußere Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 vom äußeren Enddurchmesser D_Of auf einen eingestellten äußeren Durchmesser D_Oa variiert, welcher kleiner ist als der äußere Enddurchmesser D_Of und welcher die Entfernung des Zylinderkerns 134 von der Aufwickelspindel 130 ermöglicht.
Beim erneuten Eingriff des Einstellmechanismus 150 zum Variieren des äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel 130 vom äußeren Enddurchmesser D_Of auf einen eingestellten äußeren Durchmesser D_Oa, werden der Zylinderkern 134 und die Aufwickelspule 132 von der Aufwickelspindel 130 entfernt und wahrscheinlich entsorgt.
Die Zusammenfassung der Offenbarung ist vorgesehen, es dem Leser zu ermögliche, schnell die Natur der technischen Offenbarung zu bestimmen. Sie wird eingereicht mit dem Verständnis, dass sie nicht dazu verwendet wird, den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Außerdem ist bei der vorstehenden detaillierten Beschreibung zu sehen, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen miteinander gruppiert sind zum Zweck der Rationalisierung der Offenbarung. Dieses Verfahren der Offenbarung soll nicht interpretiert werden als Widerspiegelung einer Absicht, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale benötigen als ausdrücklich in jedem Anspruch genannt. Vielmehr liegt der erfinderische Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzigen offenbarten Ausführungsform, wie die folgenden Ansprüche reflektieren. Daher werden die folgenden Ansprüche hier in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich steht als separat beanspruchter Gegenstand.
Während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, wird es einem Fachmann offensichtlich sein, dass andere Ausführungsformen und Implementierungen möglich sind im Umfang der Erfindung. Folglich soll die Erfindung nicht beschränkt werden außer im Licht der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente.

Claims

Spulen-zu-Spulen-Anordnung (100), aufweisend: eine Zufuhrspindel (110), welche eine Zufuhrspule (112) aufnimmt, welche ein Band (120) um die Zufuhrspule (112) herum gewickelt hat; und eine Aufwickelspindel (130), welche eine anfänglich leere Aufwickelspule (132) aufnimmt, wobei die Aufwickelspindel (130) einen Einstellmechanismus (150) aufweist zum Variieren des äußeren Durchmessers D_O der Aufwickelspindel (130) von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus (150) einen Expansionsring (162a, 162b, 162c) aufweist, welcher einen einzigen Schlitz (164a, 164b, 164c) bildet und um einen zentralen Schaft (154) der Aufwickelspindel (130) herumgelegt ist, und ein Einstellelement (166), welches einen Axialdruck auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c) ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring (162a, 162b, 162c) im Durchmesser expandiert.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Aufwickelspindel (130) einen äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi und die Aufwickelspule (132) einen inneren Durchmesser D_I hat, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei bei der Aufnahme und Montage der Aufwickelspule (132) auf der Aufwickelspindel (130) der Einstellmechanismus (150) den äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel (130) vom äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf den äußeren Enddurchmesser D_Of variiert, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Spulen-zu-Spulen-Anordnung (100) eine Kassettenanordnung ist, welche in einem Thermotransferdrucker montiert werden kann.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der zentrale Schaft (154) mit einem Lager (172, 174) verbunden ist, welches es dem zentralen Schaft (154) ermöglicht in axialer Richtung zu rotieren.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Expansionsring (162a, 162b, 162c) einen Durchmesser D_C hat, welcher gleich dem äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel (130) ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Einstellelement (166) ein Gewindeelement oder einen Hebel mit einem Nocken aufweist, welcher an einem Ende des Hebels befestigt ist, zum Bereitstellen eines Axialdruckes auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c).
Spindel (130), aufweisend: ein Lager (172, 174); einen zentralen Schaft (154), welcher mit dem Lager (172, 174) verbunden ist, wobei das Lager (172, 174) es dem zentralen Schaft (154) ermöglicht zu rotieren; und einen Einstellmechanismus (150), welcher mit dem zentralen Schaft (154) verbunden ist, wobei der Einstellmechanismus (150) einen äußeren Durchmesser D_O der Spindel von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of variiert, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus (150) einen Expansionsring (162a, 162b, 162c) aufnimmt, welcher einen einzigen Schlitz (164a, 164b, 164c) aufweist und um den zentralen Schaft (154) herum gelegt ist, und ein Einstellelement (166), welches einen Axialdruck auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c) ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring (162a, 162b, 162c) im Durchmesser expandiert.
Spindel nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine Spule (132) mit einem Zylinderkern (134) mit einem inneren Durchmesser D_I, wobei der Zylinderkern (134) auf der Spindel (130) aufgenommen ist und um sie herum montiert ist, und wobei die Spindel (130) einen äußeren Anfangsdurchmesser D_OI aufweist, wenn sie den Zylinderkern (134) aufnimmt, und wobei der innere Durchmesser D_I größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi.
Spindel nach Anspruch 8, wobei die Spindel (130) in einem Thermotransferdrucker montiert ist.
Spindel nach Anspruch 8, wobei der Expansionsring (162a, 162b, 162c) einen Durchmesser D_C aufweist, welcher gleich dem äußeren Durchmesser D_O der Aufwickelspindel (130) ist.
Spindel nach Anspruch 8, wobei das Einstellelement (166) ein Gewindeelement oder einen Hebel mit einem Nocken aufweist, welcher an einem Ende des Hebels zum Bereitstellen eines Axialdruckes auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c) befestigt ist.
Spindel nach Anspruch 8, wobei der Einstellmechanismus (150) einen inneren Ring (156) aufweist, welcher den zentralen Schaft (154) umgibt und an dem Expansionsring (162a, 162b, 162c) an einer ersten Seite anliegt, einen äußeren Ring (160), welcher den zentralen Schaft (154) umgibt und an dem Expansionsring (162a, 162b, 162c) an einer zweiten Seite anliegt, welche zur ersten Seite entgegen gesetzt ist, wobei der innere Ring (156) an einem Spulenhalteflansch (168) anliegt und der äußere Ring (160) am Einstellelement (166) so anliegt, dass das Einstellelement (166) in der Lage ist, einen Axialdruck direkt an den äußeren Ring (160) und indirekt an den Expansionsring (162a, 162b, 162c) anzulegen.
Spindel (130) für eine Spulen-zu-Spulen-Anordnung (100), wobei die Spindel aufweist: einen zentralen Schaft (154), welcher fest mit einer Montageplatte (102) verbunden ist, einen äußeren Dorn (186) zur Aufnahme einer Spule (132), welcher drehbar mit dem zentralen Schaft (154) verbunden ist; und einen Einstellmechanismus (150), welcher mit dem äußeren Dorn (186) verbunden ist, wobei der Einstellmechanismus (150) einen äußeren Durchmesser D_O der Spindel von einem äußeren Anfangsdurchmesser D_Oi auf einen äußeren Enddurchmesser D_Of variiert, welcher größer ist als der äußere Anfangsdurchmesser D_Oi, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus (150) einen Expansionsring (162a, 162b, 162c) aufweist, welcher einen einzigen Schlitz (164a, 164b, 164c) bildet und um den äußeren Dorn (186) herumgelegt ist, und ein Einstellelement (166), welches einen Axialdruck auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c) ausübt, was bewirkt, dass der Expansionsring (162a, 162b, 162c) im Durchmesser expandiert.
Spindel nach Anspruch 14, wobei das Einstellelement (166) ein Gewindeelement oder einen Hebel mit einem Nocken aufweist, welcher an einem Ende des Hebels zum Bereitstellen eines Axialdruckes auf den Expansionsring (162a, 162b, 162c) befestigt ist.
Spindel nach Anspruch 14, wobei der Einstellmechanismus (150) einen inneren Ring (156) aufweist, welcher den äußeren Dorn (186) umgibt und an dem Expansionsring (162a, 162b, 162c) an einer ersten Seite anliegt, einen äußeren Ring (160), welcher den äußeren Dorn (186) umgibt und an dem Expansionsring (162a, 162b, 162c) an einer zweiten Seite, welche zur ersten Seite entgegen gesetzt ist, anliegt, wobei der innere Ring (156) an einem Spulenhalteflansch (168) anliegt und der äußere Ring (160) am Einstellelement (166) so anliegt, dass das Einstellelement (166) in der Lage ist, einen Axialdruck direkt an den äußeren Ring (160) und indirekt an den Expansionsring (162a, 162b, 162c) anzulegen.
Spindel nach Anspruch 14, ferner aufweisend ein Lager (172, 174), welches zwischen dem zentralen Schaft (154) und dem äußeren Dorn (186) angeordnet ist.