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Die Erfindung betrifft ein Etikettiergerät mit dynamischem Aufrollspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei Etikettiergeräten wird ausgehend von einem motorseitigen Riemenrad, ein elastischer Antriebsriemen, welcher zum Beispiel als Zahnriemen ausgebildet ist, angetrieben und dabei der Antriebsriemen auf der gegenüberliegenden Seite des motorseitigen Riemenrad über ein abtriebsseitiges Riemenrad läuft, welches drehfest mit dem Aufrolldorn und einem mit dem Dorn verbundenen Aufrollteller verbunden ist und mit dem Aufrolldorn wird ein Trägerband aufgerollt wird.
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Das von Etiketten befreite Trägerband wird über eine an einem Tänzerarm angeordnete Tänzerrolle auf den Aufrolldorn aufgewickelt.
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Damit besteht das Problem, dass bei schrittweisem Antrieb des Antriebsriemens durch den Antriebsmotor sehr hohe Massenbeschleunigung zu überwinden ist, wenn die relativ große Masse des aufgewickelten Trägerbandes auf dem Aufrolldorn schrittweise aufgewickelt und abgestoppt werden soll.
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Demnach besteht das Problem, dass die Trägerbandrolle der Dynamik des Motors und dem von Antriebsriemen übertragenen Drehmoment nicht folgen kann. Aufgrund der hohen Massenbeschleunigung, die wiederum über den Antriebsriemen von der Trägerbandrolle zurück auf die Antriebsseite des Antriebsmotors übertragen wird, wird der Motor unbeabsichtigt in seiner Schrittweise durch die gegebenen Massenbeschleunigungen verstellt, sodass die Schrittweite des Motors nicht mehr eingehalten werden kann. Damit besteht der Nachteil, dass der Motor stehen bleibt, weil die Belastung auf den Motor zu hoch ist. Es werden also vonseiten der dynamischen Masse der Trägerbandrolle hohe dynamische Belastungen über den Antriebsriemen auf den Motor zurückgekoppelt, der diese Antriebsspitzen nicht bewältigen kann.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Etikettiergerät mit einem Aufrollspeicher so weiterzubilden, dass dynamische Belastungsspitzen, die von dem aufgewickelten Trägerband rückwirkend über den Antriebsriemen auf den Motor wirken, im wesentlichen Maße abgedämpft werden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass nun im Bereich des Antriebsriemens ein mindestens in zwei Schwenkpositionen verschwenkbarer, als zweiarmiger Hebel ausgebildeter Riemenspeicher angeordnet ist, der je nach seiner Schwenklage entweder das obere Trum des Antriebsriemens oder das untere Trum des Antriebsriemens mit einer zusätzlichen Federlast vorspannt.
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Hierbei gilt folgende allgemeine Beschreibung.
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Der Riemenspeicher ist in einem Etikettiergerät eingebaut, welches über einen Etikettenspender Selbstklebeetiketten von einer Rolle abrollt, diese auf Produkte platziert und das Trägerband wieder aufrollt.
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Das Aufrollen wird durch einen Antriebsmotor bewirkt, der mittels eines Antriebsriemen, welcher als Zahnriemen oder allgemein als unverzahnter Riemen ausgebildet ist, den Aufrolldorn antreibt bzw. dreht, und somit das Trägerpapier zu einer Rolle aufwickelt.
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Zwischen dem Antriebsriemen und dem Aufrolldorn wirkt eine Rutschkupplung, die im Bereich des Aufrolldorns angeordnet ist. Es werden Etiketten mit hoher Beschleunigungsleistung appliziert, und die Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen sind dabei so steil, dass die Masse des Aufrolldorns mit dem darauf befestigten Trägerband nicht schnell genug zu reagieren vermag und die Kupplung einfach durchrutscht.
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Der erfindungsgemäße, dynamische Aufrollspeicher (Riemenspeicher) nimmt die erste Beschleunigungsphase mechanisch auf, sodass der Aufrolldorn auch mit hoher Masse verzögert nachlaufen kann.
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Im Wesentlichen erfolgt dies nach der Erfindung dadurch, dass der Riemenspeicher als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, der schwenkbar in einem Drehlager auf dem Aufrollarm befestigt ist und der am freien Ende jeden Hebelarmes eine Andruckrolle aufweist.
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Eine Andruckrolle ist dem oberen Trum des Antriebsriemens zugeordnet, während die am gegenüberliegenden Hebel angeordnete Andruckrolle dem unteren Trum des Antriebsriemens zugeordnet ist.
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Für den Riemenspeicher ist kennzeichnend, dass sich die Andruckrollen jeweils außenseitig an das jeweilige Trum des Antriebsriemens anlegen, um dieses Trum unter Einwirkung einer Spannfeder mit einer gewissen Vorspannkraft vorzuspannen.
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Zunächst wird davon ausgegangen, dass der Aufroller stillsteht und der Riemenspeicher mit seiner oberen Andruckrolle unter der Last einer Feder auf das obere Trum des Antriebsriemens wirkt, und dieses mittels der Spannfeder auf Spannung hält.
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Wenn das Etikettiergerät ein Etikett auf das Produkt spendet, startet der Antriebsmotor und erzeugt ein relativ hohes Drehmoment auf den Antriebsriemen. Die dadurch entstehende hohe Beschleunigung bewirkt, dass der Antriebsriemen auf der gespannten Seite (im oberen Trum) straff wird und straff gehalten wird.
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Das untere Trum des Antriebsriemens wird dabei nicht lose, da sich eine Gegenrolle am Riemenspeicher (nämlich die untere Andruckrolle) am unteren Trum des Antriebsriemens unter Federlast anlegt und den Antriebsriemen wieder spannt.
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Der Riemenspeicher ist somit in einem mittleren Drehlager gelagert und führt eine Wippenbewegung aus, sodass immer stets entweder die obere Andruckrolle am oberen Trum oder die untere Andruckrolle am unteren Trum des Antriebsriemens jeweils außenseitig anliegt und dieses Trum unter Federlast vorspannt.
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Sobald der Aufrollmotor abbremst, schwenkt der Riemenspeicher wieder in seine Grundstellung zurück, bei der die obere Andruckrolle das obere Trum unter Federlast vorspannt.
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Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass der Riemenspeicher als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist und am freien Ende jedes Hebels jeweils eine Andruckrolle angeordnet ist, die sich jeweils an die Außenseite des Antriebsriemens unter Federlast anlegt.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: Seitenansicht des Aufrollsystems nach der Erfindung im stillstehenden Zustand
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2: die gleiche Darstellung wie 1 im Beschleunigungszustand
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3: ein Geschwindigkeitszeitdiagramm beim Anlauf und Abstoppen des Aufrollsystems
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4: die Darstellung des verzögerten Aufrollerweges des Aufrollsystems dank des erfindungsgemäßen Riemenspeichers
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5: eine perspektivische Darstellung der Anordnung nach 1
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6: eine perspektivische Darstellung des Aufrollsystems nach 2
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7: eine vergrößerte Darstellung des Riemenspeichers in seinem Ruhezustand nach 1 und 5
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8: eine vergrößerte Darstellung des Riemenspeichers im Beschleunigungsmodus nach 2 und 6
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Grundsätzlich unterscheiden sich die 1 und 5 gegenüber den 2 und 6 dadurch, dass in 1 und 5 der Energiespeicher, dargestellt durch den Riemenspeicher 2, entladen ist, während bei den 2 und 6 der Riemenspeicher 2 geladen ist und zu einer Verzögerung der Aufrollbewegung des Aufrolldorns 27 mit dem darauf angeordneten Trägerband führt.
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Im Einzelnen gelten für die 1 bis 6 folgende Erläuterungen:
Ein als Gehäuse ausgebildeter Aufrollarm 1 trägt an der einen Seite einen nicht näher dargestellten Antriebsmotor, der ein antriebsseitiges Riemenrad 5 in der eingezeichneten Pfeilrichtung 11 antreibt und hierbei das Antriebsmoment über einen Antriebsriemen 6, der bevorzugt als Zahnriemen ausgebildet ist, auf ein antriebsseitiges Riemenrad 4 abgibt.
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Das Trägerband wird über eine lose Umlenkrolle 7 und eine Tänzerrolle 9, die am freien, federnd gelagerten Ende eines Tänzerarms 8 angeordnet ist, auf den Aufrolldorn 27 aufgerollt.
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Der Aufrolldorn 27 ist mit einem Aufrollteller 10 verbunden, um auch ein großvolumiges Trägerband auf den Aufrolldorn 27 aufrollen zu können.
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Erfindungsgemäß ist nun im Bereich des Antriebsriemens 6 ein Riemenspeicher 2 angeordnet, der im Wesentlichen als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Der Riemenspeicher 2 ist hierbei in einem Drehlager 3 drehbar auf dem Aufrollarm 1 gelagert und kann in den Pfeilrichtungen 12, 13 verschwenken.
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In der einen Schwenkstellung, die in 7 dargestellt ist, ist der Ruhezustand der Anordnung erreicht. In diesem Fall ist die Spannfeder 16 entspannt, die zwischen einem ortsfesten Befestigungspunkt 17 und einem mit Abstand vom Drehlager 3 angeordneten Befestigungspunkt 18 angeordnet ist.
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Bei entspannter Spannfeder 16 drückt somit der obere Hebelarm mit der am freien Ende angeordneten Andruckrolle 14 in Pfeilrichtung 13 auf das obere Trum 6a des Antriebsriemens 6.
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Sobald eine Zugspannung auf den Antriebsriemen 6 eingeleitet wird, wird somit die Andruckrolle 14 in Pfeilrichtung 12 geschwenkt, und gleichzeitig wird die Spannfeder 16 gemäß 8 gespannt, und die untere Andruckrolle 15, die am freien Ende des anderen Hebelarms angesetzt ist, wirkt im Sinne eines Kraftspeichers auf das untere Trum 6b des Antriebsriemens 6.
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Damit wird das obere Trum 6a des Antriebsriemens 6 entlastet und das untere Trum 6b gespannt.
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Dies führt dazu, dass die über das obere Trum 6a eingeleitete Beschleunigungskraft auf das abtriebsseitige Riemenrad 4 verzögert wird, wie anhand der 3 und 4 dargestellt wird.
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Der Riemenspeicher 2 führt also eine Wippenbewegung in den Pfeilrichtungen 12 und 13 um das Drehlager 3 aus. Bremst der Aufrollmotor wieder ab, schwenkt der Riemenspeicher 2 wieder in seine Grundstellung nach 7 zurück.
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In 3 und 4 ist ein Geschwindigkeitsdiagramm dargestellt, welches zeigt, dass zwischen den Positionen 19 und 20 zunächst mit hoher Geschwindigkeit beschleunigt wird, und dass zwischen den Positionen 20 und 21 eine gleichmäßig hohe Geschwindigkeit beibehalten wird, und dass zwischen den Positionen 21 und 22 der Aufrolldorn 27 wieder abgebremst wird.
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Die 4 zeigt nun die Wirkung des erfindungsgemäßen Riemenspeichers.
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Mit der Kurve 26 ist die Motorkurve gezeigt, die den Aufrollerweg des Aufrolldorns 27 über die Zeit zeigt, wo erkennbar ist, wie die Beschleunigungsspitzen bei den Positionen 19, 20, 21 und 22 entstehen, und damit der Aufrollerweg sehr unstet und wenig gebremst ist.
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Hier setzt nun der erfindungsgemäße dynamische Riemenspeicher ein, dessen Funktionskurve als Aufrollerweg 25 gestrichelt unter der Motorkurve 26 dargestellt ist.
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Hier ist erkennbar, dass im Bereich zwischen den Positionen 19 und 20 zunächst eine Verzögerungsstrecke dem Aufrolldorn 27 zugeordnet wird, der damit verzögert anläuft und in dieser Phase gleichzeitig den Riemenspeicher 2 durch Spannung der Spannfeder 16 beim Übergang von 7 nach 8 auflädt.
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Damit erfährt der Aufrollerweg 25, beginnend von der Position 19, eine Verzögerung bis zur Position 21, und auch die Abbremsung wird von Position 21 über die Position 22 verzögert mit einer bestimmten Entladestrecke 24 abgewickelt.
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Damit erfolgt sowohl ein verzögerter Aufrollerweg als auch eine verzögerte Entladestrecke.
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Damit werden die Belastungsspitzen von dem Aufrolldorn 27 durch die Übertragung hoher Drehmomente vermieden, und es wird ein verzögerter Anlauf des Aufrolldorns und eine verzögerte Entladestrecke bewirkt.
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Damit wird eine schlagartige Ausdehnung des Antriebsriemens vermieden. Nachdem die beiden Andruckrollen, die jeweils an den Außenseiten des Antriebsriemens anliegen und einen festen, gleichmäßigen Abstand voneinander aufweisen, handelt es sich also um einen Energiespeicher, der in der Beschleunigungsphase des Aufrollersystems aufgeladen und in der Verzögerungsphase entspannt wird, und hierbei der Aufrollerdorn noch weiter bewegt wird und nicht plötzlich abgebremst wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines Antriebsriemens als Zahnriemen beschränkt. Statt eines Antriebsriemens kann auch ein Rundriemen verwendet werden.
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Besondere Vorteile ergeben sich bei der Erfindung dann, wenn der Antriebsriemen als Zahnriemen ausgebildet ist und mit dem erfindungsgemäßen dynamischen Riemenspeicher gekoppelt ist, da ein solcher Zahnriemen ein wesentlich geringeres Dehnungsvermögen als ein Rundriemen aufweist, und bei Einsatz eines Zahnriemens noch wesentlich höhere Beschleunigungsspitzen zu vergegenwärtigen wären, wenn nicht ein solcher Zahnriemen mit dem erfindungsgemäßen dynamischen Riemenspeicher kombiniert werden würde.
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In der Ruhestellung nach 1 und 7 wird das obere Trum 6a des Antriebsriemens nur geringfügig vorgespannt, um zu gewährleisten, dass der Antriebsriemen nie lose läuft und eventuell am abtriebsseitigen Riemenrad durchrutscht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufrollarm
- 2
- Riemenspeicher
- 3
- Drehlager (von 2)
- 4
- Riemenrad (Abtrieb)
- 5
- Riemenrad (Antrieb)
- 6
- Antriebsriemen 6a oberes Trum 6b unteres Trum
- 7
- Umlenkrolle
- 8
- Tänzerarm
- 9
- Tänzerrolle
- 10
- Aufrollteller
- 11
- Pfeilrichtung
- 12
- Pfeilrichtung
- 13
- Pfeilrichtung
- 14
- Andruckrolle (oben)
- 15
- Andruckrolle (unten)
- 16
- Spannfeder
- 17
- Befestigungspunkt (fest)
- 18
- Befestigungspunkt (schwenkbar)
- 19
- Position
- 20
- Position
- 21
- Position
- 22
- Position
- 23
- Verzögerungsstrecke
- 24
- Entladestrecke
- 25
- Aufrollerweg
- 26
- Motorkurve
- 27
- Aufrolldorn
