DE10324356A1

DE10324356A1 - Wickelhülse

Info

Publication number: DE10324356A1
Application number: DE10324356A
Authority: DE
Inventors: Dieter Quick; Bernd Rost
Original assignee: KUNSTSTOFF SPRITZGUSWERK ING K; Kunststoff-Spritzgußwerk Ing Klaus Burk GmbH
Current assignee: KUNSTSTOFF SPRITZGUSWERK ING K; Kunststoff-Spritzgußwerk Ing Klaus Burk GmbH
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2005-01-05
Also published as: NZ543803A; CA2527009A1; US20060102774A1; WO2004106204A1; ZA200509589B; AU2004242834A1; RU2005140650A; JP2007502765A; EP1626923A1; CN100436295C; US7287721B2; CN1795131A

Abstract

Offenbart ist eine Wickelhülse (9), auf der ein bahnförmiges Halb- oder Fertig-Fabrikat aufnehmbar ist und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper (10) mit einer inneren Wandung (11) umfasst, an der ein berührungslos lesbarer Datenträger angeordnet ist, der Daten des bahnförmigen Halb- oder Fertig-Fabrikats enthält. DOLLAR A Um eine preisgünstige Herstellung und variable Einsetzbarkeit der Wickelhülse (9) bei zugleich guten Betriebs- und Recyclingeigenschaften zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass der Datenträger mittels eines hülsenförmigen Halteelements (1) in dem Hülsenkörper (10) gehaltert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelhülse, auf der ein bahnförmiges Halb – oder Fertig – Fabrikat aufnehmbar ist und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper mit einer inneren Wandung umfasst, an der ein berührungslos lesbarer Datenträger angeordnet ist, der Daten des bahnförmigen Halb – oder Fertig – Fabrikats und/oder andere Daten enthält.

Bahnförmige Halb – oder Fertig – Fabrikate mit Bahnbreiten bis zu mehreren Metern sind im Rahmen industrieller Herstellungsprozesse in vielfältiger Form allgemein bekannt und werden vorzugsweise in Wickeln mit Durchmessern wiederum bis zu mehreren Metern zur Verarbeitung bereit gestellt. Im Wesentlichen flexible Halb – oder Fertig – Fabrikate werden hierbei auf Wickelhülsen gewickelt, die auch bei nur wenigen Lagen des Halb – oder Fertig – Fabrikats einerseits zu Beginn des Aufwickelns, andererseits gegen Ende des Abwickelns dein Wickel die für die industrielle Verarbeitung erforderliche Stabilität verleihen. Beispielsweise werden Papiere zum industriellen Zeitungs- und Buchdruck, Zellstoffbahnen zur Herstellung von Hygiene- und Reinigungstüchern ebenso wie die unüberschaubare Vielfalt von Folien, textilen Geweben und Gewirken als bahnförmige Halb – oder Fertig – Fabrikate auf solchen Wickelhülsen zur weiteren Verarbeitung bereit gestellt.

Die Vielfalt derartiger bahnförmiger Halb – oder Fertig – Fabrikate, deren Unterschiede im Rahmen eines Herstellungsprozesses häufig nur im Bereich von Nuancen liegen, erschwert eine sichere Identifizierung eines speziellen bahnförmigen Halb – oder Fertig – Fabrikats. Beispielsweise können für den Buchdruck in derselben Vorrichtung nicht nur Papiere unterschiedlicher Grammaturen, sondern auch mit verschiedenen Oberflächenqualitäten, Farbschattierungen oder Zuschlagstoffen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus soll auch die Verarbeitung unterschiedlicher Chargen desselben Papiers in einem Produkt in der Regel vermieden werden.

Die DE 202 05 555 U1 schlägt zur Lösung dieses Problems im Rahmen der Herstellung von Zigaretten- und Filterpapieren vor, in der Wandung der Wickelhülse einen Datenträger zu integrieren, der Daten der Wickelhülse beziehungsweise des bahnförmigen Halb – oder Fertig – Fabrikats enthält, wobei diese Daten berührungslos aus dem Chip lesbar sein sollen. Derartige Datenträger und die Verfahren zum Lesen und Beschreiben sind in Form von Radiofrequenz-Transponderelementen (sogenannten RF-Tags) allgemein bekannt. Diese Wickelhülsen mit Datenträger weisen eine Reihe von Nachteilen auf:
Die bekannten Wickelhülsen werden beim Auf- und Abwickeln des bahnförmigen Halb – oder Fertig – Fabrikats mechanisch sehr stark belastet und unterliegen daher einem vergleichsweise hohen Verschleiß. Der unmittelbar in die Wickelhülse integrierte Datenträger ist einerseits selbst von einer verschlissenen Wickelhülse mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht mehr zwecks Weiterverwendung zu trennen, andererseits behindert er auch das Recycling der Wickelhülse selbst.

Der in die bekannten Wickelhülsen integrierte Datenträger ist im Wesentlichen denselben mechanischen Verformungen ausgesetzt, wie der angrenzende Hülsenkörper. Sowohl eine radiale Stauchung des Hülsenkörpers durch das aufgewickelte bahnförmige Halb – oder Fertig – Fabrikat, als auch die dynamisch schwingende Verformung der Wickelhülse insbesondere gegen Ende des Abwickelns werden unmittelbar auf den Datenträger übertragen. Diese Belastung führt bei den bekannten Wickelhülsen zu einer hohen mechanischen Belastung der Datenträger und der in ihnen enthaltenen elektronischen Bauteile und so zu einer hohen Ausfallquote der Datenträger.

Die zur Herstellung der bekannten Wickelhülsen mit Datenträgern eingesetzten Verfahren bieten keine Möglichkeit, vorhandene Wickelhülsen nachzurüsten, der Wickelhülse einen Datenträger zu entnehmen oder einen Datenträger gegen einen anderen auszutauschen. Die Vielfalt der möglichen Anforderungen an Wickelhülsen und Datenträger für verschiedene Anwendungen oder in verschiedenen Verfahrensschritten erfordert daher prinzipiell einen für alle denkbaren Anwendungsfälle nutzbaren und damit sehr hochwertigen Datenträger. Insbesondere wenn Datenträger erwünscht und, die aus einer größeren Entfernung lesbar und/oder beschreibbar sein sollen, sind solche mit aktiven Sendeeinrichtungen erforderlich, die in der Regel über eine eigene Energieversorgung vefügen. In diesem Fall sind der erforderliche Bauraum und die Kosten recht hoch, so dass ein Recycling der Datenträger sinnvoll ist.

In den bekannten Wickelhülsen werden die Datenträger in einen an ihre Form angepassten Hohlraum eingelegt. Dieser Hohlraum stellt eine mechanische Schwachstelle der geteilten Wickelhülse und insbesondere bei hoher Schwingungsbelastung der Wickelhülse eine bevorzugte Bruchstelle dar. Um ein Materialversagen zu vermeiden, müssen die bekannten mit Datenträgern versehenen Wickelhülsen aus vergleichsweise hochwertigen Materialien oder mit vergleichsweise höheren Wandstärken gefertigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelhülse mit Datenträger vorzuschlagen, die sowohl preisgünstig herzustellen als auch variabel einsetzbar ist, hierbei gute Betriebs- und Recyclingeigenschaften aufweist und so die beschriebenen Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeidet.

Lösung

Ausgehend von den bekannten Wickelhülsen wird nach der Erfindung ein hülsenförmiges Halteelement vorgeschlagen, mittels dessen der Datenträger in dem Hülsenkörper gehaltert ist. Durch die Halterung mittels eines separaten Halteelements wird der Datenträger in Herstellung und Einsatz von der erfindungsgemäßen Wickelhülse insofern entkoppelt, als eine zerstörungsfreie Demontage auch volumenmäßig größerer Datenträger möglich wird.

So werden die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik wirksam behoben: Mechanische Belastungen des Hülsenkörpers wirken nicht unmittelbar auch auf den Datenträger und die Anbringung des Datenträgers bedingt keine Materialschwächung des Hülsenkörpers. Je nach Anforderung kann im laufenden Einsatz ein speziell angepasster Datenträger in eine vorhandene Wickelhülse eingesetzt werden und zum Ende der Nutzungsdauer können der Hülsenkörper und das Halteelement unabhängig von einander verwertet oder weiter verwendet werden.

Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Wickelhülse einen zylinderförmigen Adapter aus Kunststoff auf, der endseitig in dem Hülsenkörper aufgenommen ist und mittels dessen die Wickelhülse bezüglich einer Rotation um eine Längsachse des Hülsenkörpers fest an einer Wickelvorrichtung halterbar ist, wobei das Halteelement mit dem Adapter verbunden ist. Die Integration des Halteelements in den Adapter reduziert die Anzahl der Bauteile und vereinfacht so die Handhabung der erfindungsgemäßen Wickelhülse.

In der erfindungsgemäßen Wickelhülse kommt vorzugsweise als Datenträger ein Radiofrequenz-Transponderelement, ein sogenanntes „RF-Tag" zum Einsatz. Diese allgemein bekannten Datenträger sind in vielfältigen Ausführungen für die unterschiedlichsten Anforderungen als preiswertes Massenprodukt am Markt verfügbar. Da diese Datenträger keine eigene Spannungsversorgung benötigen, kann außerdem die Baugröße des Halteelements minimiert werden.

Alternativ können in einer erfindungsgemäßen Wickelhülse auch andere Datenträger, beispielsweise aktiv sendende Module zum Einsatz kommen. Eine solche Ausführung kann insbesondere zum Einsatz kommen, wenn im Einsatz der erfindungsgemäßen Wickelhülse eine Vorrichtung zum Auslesen oder Beschreiben des Datenträgers beispielsweise aus Platzgründen nicht – wie zur Verwendung eines RF-Tags erforderlich – bis auf wenige Zentimeter an den Datenträger heran geführt werden kann oder soll.

Bevorzugt ist in einer erfindungsgemäßen Wickelhülse der Datenträger mit dem Halteelement verbunden. Beispielsweise kann der Datenträger mittels eines Klebestreifens oder mittels eines Schrumpfschlauches auf einer äußeren Mantelfläche des Halteelements fixiert werden. Wenn das Halteelement im Spritzgussverfahren hergestellt wird, kann der Datenträger auch mit dem Kunststoff umspritzt werden.

Durch die Integration des Datenträgers mit dem Halteelement wird wiederum die Anzahl der einzelnen Bauteile verringert und die Handhabung der erfindungsgemäßen Wickelhülse vereinfacht. Außerdem ist an dem Halteelement dann kein speziell an den Datenträger angepasstes Aufnahmeelement erforderlich.

Alternativ kann der Datenträger in einer erfindungsgemäßen Wickelhülse auch in eine angepasste Mulde in der äußeren Mantelfläche des Halteelements eingesetzt werden. Das Halteelement kann dann unter minimalem Aufwand mit verschiedenen (in die Mulde passenden) Datenträgern eingesetzt werden.

Vorzugsweise weist an einer erfindungsgemäßen Wickelhülse der Datenträger von der inneren Wandung des Hülsenkörpers einen Abstand auf. Der Datenträger ist dann mechanisch von dem Hülsenkörper und dessen Verformung im Betrieb bestmöglich entkoppelt. Um die Einhaltung dieses Abstands sicher zu stellen, kann eine Zwischenlage beispielsweise aus einem Schaumstoff zwischen den Datenträger und die Wandung des Hülsenkörpers eingebracht werden. Ist der Datenträger mit dem Hülsenkörper verklebt, so ist keine Zwischenlage erforderlich.

Besonders bevorzugt sind auf dem Datenträger einer erfindungsgemäßen Wickelhülse enthaltene Daten berührungslos veränderbar. So können insbesondere Daten gespeichert werden, die den jeweils zu einem Zeitpunkt aktuellen Zustand des bahnförmigen Guts beschreiben oder Informationen über den aktuellen Stand einer Bearbeitung, beispielsweise die aktuell auf einem Wickel vorhandene Länge des bahnförmigen Halb – oder Fertig – Fabrikats enthalten. Auch die Speicherung der Codes der nacheinander zur Verarbeitung des Wickels eingesetzten Maschinen, der Beginn- und Endzeiten der jeweiligen Bearbeitung sowie der verwendeten Lagerplätze zur Prozessdokumentation und Qualitätssicherung ist denkbar. Alternativ können auch Datenträger zum Einsatz kommen, deren Daten – beispielsweise die Produktcharge des bahnförmigen Guts – im Betrieb lediglich ausgelesen werden können.

Die Aufgabe wird auch erfindungsgemäß gelöst durch ein hülsenförmiges Halteelement, mittels dessen in einer erfindungsgemäßen Wickelhülse der Datenträger halterbar ist.

Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines ersten erfindungsgemäßen Halteelements,
2a eine Seitenansicht einer ersten erfindungsgemäßen Wickelhülse mit dem ersten Halteelement,
2b einen Längsschnitt der ersten Wickelhülse,
2c eine Stirnansicht der ersten Wickelhülse,
3 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Adapters mit einem zweiten erfindungsgemäßen Halteelement,
4a eine Seitenansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Wickelhülse mit dem zweiten Halteelement,
4b einen Längsschnitt der zweiten Wickelhülse,
4c eine Stirnansicht der zweiten Wickelhülse,
5a einen Teillängsschnitt durch eine weitere Wickelhülse und
5b eine Stirnansicht der Wickelhülse nach 5a.
1 zeigt ein aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestelltes hülsenförmiges Halteelement 1. Das Halteelement 1 besteht aus einer zylinderförmig langgestreckten Steckhülse 2, die an beiden Enden 3 jeweils einen radial vorstehenden Bund 4 aufweist. Auf der äußeren Mantelfläche 5 des Halteelements 1 ist ein Steg 6 angebracht, der dieselbe Höhe 7 wie der Bund 4 aufweist und eine schaufelförmige Mulde 8 vollständig umschließt. Alternativ kann der Bund 4 auch mit einer Mehrzahl von radial verlaufenden Schlitzen versehen sein, die die Elastizität vergrößern und eine sichere Fixierung bzw. Klemmung auch bei gewissen Maß- und/oder Formabweichungen des Hülseninnendurchmessers sicherstellt. Außerdem ist es möglich, dass die in den 2a bis 2c gezeigte Wickelhülse 9 neben dem mittig angeordneten Halteelement noch mit zwei jeweils endseitig angeordneten Adaptern versehen ist, die zerstörungsfrei von dem Hülsenkörper 10 entfernbar sind. Der Adapter kann zum einen dazu dienen, einen aus qualitativ minderwertigeren und daher kostengünstigeren Material hergestellte Hülsenkörper 10 mit hoch belastbare und aus hochwertigem Kunststoff gefertigten Adaptern zu versehen. Zum anderen lassen sich mit Hilfe von Adaptern die genormte Maße für Innen- und – Außendurchmesser der Wickelhülse einhalten und gleichzeitig kann der Wickelkörper einen reduzierten Innendurchmesser aufweisen, wodurch dessen Herstellung aus Kunststoff sehr viel wirtschaftlicher wird.
Die 2a, 2b und 2c zeigen drei Ansichten einer Wickelhülse 9 mit einem zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper 10, in dem mittels des Halteelements 1 gemäß 1 ein nicht dargestellter Datenträger gehaltert ist. Der Datenträger ist ein Radiofrequenz-Transponderelement (RF-Tag), der in die Mulde 8 mit Heißkleber oder einem Gießharz eingeklebt ist. Das Halteelement 1 liegt mit den beiden Bünden 4 und mit dem Steg 6 stramm an der inneren Wandung 11 des Hülsenkörpers 10 an, der Datenträger steht nicht in Kontakt mit dem Hülsenkörper 10.
3 zeigt einen aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellten Adapter 12. Der Adapter 12 weist eine zylinderförmig langgestreckte Steckhülse 13 auf, in deren äußere Mantelfläche 14 eine schaufelförmige Mulde 15 eingelassen ist. Die Steckhülse 13 mit der Mulde 15 bildet ein erfindungsgemäßes Halteelement 16. An die Steckhülse 13 schließt sich eine gleichfalls zylinderförmig langgestreckte Spannhülse 17 an, deren Durchmesser 18 gegenüber der Steckhülse 13 vergrößert ist.
Die 4a, 4b und 4c zeigen drei Ansichten einer zweiten Wickelhülse 19 mit einem gleichfalls zylinderförmig langgestreckten, in der Darstellung abgebrochen gezeigten Hülsenkörper 20, in dem mittels des an dem Adapter 12 gemäß 3 ausgebildeten Halteelement 16 ein wiederum nicht dargestellter Datenträger gehaltert ist. Der Adapter 12 ist endseitig in dem Hülsenkörper 20 aufgenommen und liegt mit der Mantelfläche 14 des Halteelements 16 stramm an der inneren Wandung 21 des Hülsenkörpers 20 an.
Bei der in 5a in einem Längsschnitt dargestellten Wickelhülse 29 steht das Halteelement 26 stirnseitig lediglich mit einem kurzen Uberstand 31 über die äußere Mantelfläche 32 des Hülsenkörpers 30 vor. Das Halteelement 26 übernimmt dabei neben der Funktion der Halterung und Fixierung des nicht dargestellten Datenträgers auch die Funktion eines Spannadapters, wie er beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 03/031305 A1 beschrieben ist.
Das Halteelement 26 weist auf seiner der Stirnseite 33 abgewandten Seite einen Haltebereich 34 auf, in dem der Innenradius 35 reduziert ist. Zwischen der inneren Mantelfläche 36 des Wickelkörpers 30 und der äußeren Mantelfläche 37 des Halteelements 26 im Haltebereich 34 befindet sich eine Aufnahmekammer 38 für den Datenträger. Wie sich beispielsweise aus der Stirnansicht gemäß 5b ergibt, erstreckt sich die Aufnahmekammer 38 die als Mulde in dem Haltebereich 34 ausgebildet ist, über einen Winkelbereich von ca. 70°, wobei die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Kammer 38 an die Größe des Datenträgers anzupassen ist.
Des Weiteren weist das Halteelement 26 noch einen Spannbereich 39 auf, der – wie im Ausführungsbeispiel der WO 03/031305 A1 gezeigt – an seiner inneren Mantelfläche 40 mit beispielsweise drei jeweils um 120° gegeneinander versetzten, in axiale Richtung verlaufenden trapezförmigen Nocken versehen sein kann. Die Nocken bilden eine formschlüssige, d.h. drehmomentfeste Verbindung zwischen den Spannbacken einer Wickelvorrichtung und der Wickelhülse 29.
Ferner weist das Halteelement 26 noch einen Verbindungsbereich 41 auf, in dem es drehmomentfest mit dem Hülsenkörper 30 gekoppelt ist. Diese Kopplung erfolgt mit Hilfe korrespondierender Verzahnungen an der inneren Mantelfläche 36 des Hülsenkörpers 30 und der äußeren Mantelfläche 42 des Halteelementes 26 im Verbindungsbereich 41. Auf diese Weise wird eine sichere Drehmomentübertragung von der Wickelvorrichtung in die Wickelhülse 29 und von dort über den Reibschluss auch auf das bahnförmige Wickelgut gewährleistet. Die Aufnahmekammer 38 wird endseitig jeweils von einem stegförmig umlaufenden Bund 43 begrenzt. Die Aufnahmekammer 38 besitzt in axiale Richtung eine Länge von ca. 100mm, in Umfangsrichtung gemessen eine Breite von ca. 25mm und eine in radiale Richtung gemessene Tiefe von ca. 5mm. Der Hülsenkörper 30 kann unterschiedliche Längen besitzen und ist an beiden Enden mit jeweils einem Halteelement 26 versehen.

Claims

Wickelhülse (9, 19, 29), auf der ein bahnförmiges Halb – oder Fertig – Fabrikat aufnehmbar ist und die einen zylinderförmig langgestreckten Hülsenkörper (10, 20, 30) mit einer inneren Wandung (11, 21) umfasst, an der ein berührungslos lesbarer Datenträger angeordnet ist, der Daten des bahnförmigen Halb – oder Fertig – Fabrikats enthält, gekennzeichnet durch ein hülsenförmiges Halteelement (1, 16, 26), mittels dessen der Datenträger in dem Hülsenkörper (10, 20, 30) gehaltert ist.
Wickelhülse (19, 29) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch einen zylinderförmigen Adapter (12) aus Kunststoff, der endseitig in dem Hülsenkörper (10, 20, 30) aufgenommen ist und mittels dessen die Wickelhülse (19, 29) bezüglich einer Rotation um eine Längsachse des Hülsenkörpers (10, 20, 30) fest an einer Wickelvorrichtung halterbar ist, wobei das Halteelement (16, 26) mit dem Adapter (12) verbunden ist.
Wickelhülse (9, 19, 29) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger ein Radiofrequenz-Transponderelement ist.
Wickelhülse (9, 19, 29) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger mit dem Halteelement (1, 16) verbunden ist.
Wickelhülse (9, 19, 29) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger von der inneren Wandung (11, 21) des Hülsenkörpers (10, 20, 30) einen Abstand aufweist.
Wickelhülse (9, 19) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Datenträger enthaltene Daten berührungslos veränderbar sind.
Wickelhülse (9, 19) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderbaren Daten den jeweils zu einem Zeitpunkt aktuellen Zustand des bahnförmigen Guts beschreiben.
Wickelhülse (29) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (26) in einem Verbindungsbereich (41) an seiner äußeren Mantelfläche (37) drehmomentfest mit der inneren Mantelfläche (36) des Hülsenkörpers (30) und in einem Spannbereich (39) an seiner inneren Mantelfläche (40) drehmomentfest mit den Spannkörpern der Wickelvorrichtung verbindbar ist.
Hülsenförmiges Halteelement (1, 16), mittels dessen in einer Wickelhülse (9, 19) nach einem der vorgenannten Ansprüche der Datenträger halterbar ist.