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Die Erfindung betrifft eine Abrolleinrichtung für eine Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Abrolleinrichtungen für Materialbahnen finden in unterschiedlichen Bereichen der Technik, aber auch im sanitären Bereich und Haushalt Verwendung, z. B. in Form von Apparaten, welche von einer endlosen Papierbahn Stücke abziehen und abtrennen (z. B. Handtuchspender).
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Derartige Abrolleinrichtungen werden oft mechanisch betätigt, und die Länge des jeweils abgezogenen Abschnittes der Materialbahn ist durch mechanische Anschläge bestimmt.
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Eine Änderung der Länge der gewünschten Bahnabschnitte lässt sich nur durch mechanische Eingriffe in die Abrolleinrichtung realisieren.
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Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Abrolleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, dass eine einfache Einstellung der Länge des abgegebenen Materialstückes möglich ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Abrolleinrichtung mit dem im Anspruch 1 gegebenen Merkmalen.
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Bei der erfindungsgemäßen Abrolleinrichtung lässt sich die Länge des abgegebenen Bahnstückes einfach durch Vorgabe eines Sollweges für das Abziehen oder und/durch Vorgabe einer Sollzeit für das Abziehen einstellen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 2 kann man die abgezogene Materialbahn auf dem Weg zwischen Abziehstelle und Abgabestelle mit einem Medium versehen, welches in einer Vorratsflasche gehalten wird. Diese ist in dem gegebenenfalls etwas größer ausgebildeten Kern der Vorratsrolle untergebracht, so dass die Vorratsflasche ohne nennenswerte Vergrößerung der Außenkontur der Abrolleinrichtung in dieser untergebracht werden kann.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 3 ist die Vorratsflasche fest im Gehäuse untergebracht und kann so zugleich als Kernträger dienen, auf welchem die Vorratsrolle gelagert ist.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 4 braucht die Vorratsflasche nicht drehfest in der Einrichtung angeordnet werden, was ihre Auswechslung erleichtert. Das beim Abrollen von der Vorratsrolle erzeugte Drehmoment wird durch einen Kernträger aufgenommen, der zwischen der Innenfläche des Kernes der Vorratsrolle und der Außenfläche der Vorratsflasche angeordnet ist.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 gestattet auf besonders einfache Weise das Entnehmen eines leeren Kernes und das Einsetzen einer neuen Vorratsrolle unter Herausnehmen und Wiedereinsetzen des Kernträgers.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Hinblick auf gut dosierbare und gleichmäßige Verteilung des aufzubringenden Mediums auf der Oberfläche der Materialbahn von Vorteil.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 7 lässt sich auf sehr einfache Weise feststellen, ob noch ausreichend Medium auf die Materialbahn aufgebracht wird. Am durch die Pumpe fließenden Strom lässt sich nämlich einfach und zuverlässig erkennen, ob die Pumpe noch fördert oder ganz oder teilweise leer läuft.
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Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 dient der Überwachung dessen, dass die Materialbahn korrekt mit Medium versehen wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das aufgebrachte Medium hygienische Aufgaben erfüllen soll, z. B. ein Desinfektionsmittel ist. Hier würde eine nicht ausreichende Zufuhr von Desinfektionsmittel dazu führen, dass auf den zu desinfizierenden Flächen noch Reste von Bakterien und Viren verbleiben.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 gestattet es, aus dem Vergleich zwischen der vorgegebenen Abziehgeschwindigkeit der Materialbahn und der Winkelgeschwindigkeit der Vorratsrolle den aktuellen Radius des Restwickels der Vorratsrolle zu berechnen, woraus sich dann leicht der prozentuale Anteil der Materialbahn bestimmen lässt, der noch auf der Vorratsrolle ist. Zum gleichen Zweck kann man auch den Abziehweg der Naterialbahn und den Drehwinkel des Kernes vergleichen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 gestattet es, die Winkelgeschwindigkeit oder die Winkellage der Vorratsrolle mit einem Fühler zu messen, für den keinerlei mechanische Verbindungen zwischen Vorratsrolle und einem feststehenden Geräteteil hergestellt werden muss. Dieser Geber hat sehr einfachen und robusten Aufbau und kommt beim Einsetzen einer Vorratsrolle zwangsläufig in den betriebsbereiten Zustand.
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Dadurch, dass man unterschiedliche Markenanordnungen verwendet, kann man über den Winkel(geschwindigkeits)geber auch eine Erkennung unterschiedlicher Typen von Vorratsrollen bewerkstelligen, da zum Beispiel bei vorgegebener Abziehgeschwindigkeit pro Zeiteinheit eine unterschiedliche Anzahl von Strichen detektiert wird oder die Geometrie der Marken unterschiedlich ist usw. Der Winkel(geschwindigkeits)geber kann somit zugleich zur Tpyerkennung einer Vorratsrolle dienen.
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 dient der schon oben erwähnten Bestimmung des auf der Vorratsrolle verbliebenen Restes an Materialbahn.
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Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 wird erreicht, dass der Benutzer darauf aufmerksam gemacht wird, dass die Materialbahn zur Neige geht, und/oder die Abziehvorrichtung gestoppt wird, so dass keine weitere Materialbahn abgegeben wird.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 13 ist die Vorratsflasche horizontal ausgerichtet, so dass eine Vorratsrolle in der üblichen horizontalen Ausrichtung ihrer Achse über ihr angeordnet werden kann. Die Vorratsflasche ist dabei so ausgebildet, dass in ihr befindliches Medium ohne Verbleiben eines Restes unter Schwerkraft abfließen kann.
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Die Weiterbildung gemäß Anspruch 14 stellt sicher, dass die Vorratsflasche nur in einer Winkelstellung in die Abrolleinrichtung eingesetzt werden kann, in welcher ihr schräger Wandabschnitt unten liegt.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 15 ist die Vorratsflasche mit vertikaler Achse angeordnet. Sie lässt sich so besonders einfach in die Einrichtung einsetzen und aus dieser entnehmen. Bei den typischen Flaschengeometrien wird durch diese Anordnung die Flasche auch ohne spezielle Geometrie vollständig geleert. Die Vorratsflasche kann wieder selbst einen Kernträger bilden, auf welchem sich die Vorratsrolle beim Abziehen der Materialbahn dreht. Dadurch, dass vorzugsweise eine unter vorzugsweise 45° angestellte Umlenkrolle vorgesehen ist, erfolgt auch bei dieser Geometrie der Anordnung von Vorratsflasche und Vorratsbehälter ein Abgeben der Materialbahn vertikal nach unten.
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Bei einer Abrolleinrichtung gemäß Anspruch 16 kann man das Düsenrohr und seine Fluidversorgung am Düsenrohr von einander trennen (z. B. zum Ersetzen der Vorratsflasche), ohne dass nennenswert Fluid austritt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1: Eine schematische, teilweise vertikal geschnittene Ansicht eines Spenders für mit Desinfektionsmittel getränkte Papiertücher;
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2: eine axiale Aufsicht auf einen Kernträger des in 1 gezeigten Tuchspenders zusammen mit einem Halteteil, über welches der Kernträger lösbar am Gehäuse des Tuchspenders angebracht ist;
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3: eine Aufsicht auf einen Ausschnitt der abgewickelten Innenfläche des Kernes der Vorratsrolle von 1; und
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4: einen vertikalen Schnitt durch einen abgewandelten Tuchspender mit vertikal ausgerichteter Achse von von Vorratsflasche und Vorratsrolle.
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In 1 ist mit 10 schematisch das Gehäuse eines Tuchspenders gezeigt, welches eine Rückwand 12, Seitenwände 14, 16, 18, 20 und eine Tür 21 aufweist, die größtenteils weggebrochen ist und links angeschlagen ist.
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Die Rückwand 12 trägt zwei spiegelbildlich ausgebildete Halteteile 22, 24 für einen rohrförmigen Kernträger 26. Auf dem Kernträger 26 läuft ein Kern 28 einer insgesamt mit 30 bezeichneten Vorratsrolle, welche einen Wickel 32 aus einer Zellstoff-Materialbahn 34 trägt.
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Im Inneren des Kernträgers 26 ist eine Vorratsflasche 36 angeordnet. In dieser befindet sich ein Volumen 38 eines Desinfektionsmittels.
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Die Vorratsflasche 36 hat im Wesentlichen zylindrische Gestalt, eine in 1 unten liegende Bodenwand 40 ist aber eben und verläuft schräg nach links oben. An der Unterseite der Bodenwand 40 sind zwei beabstandete Fußrippen 42 angeformt, die zwischen sich eine Positioniernut 44 begrenzen.
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In die Positionierunut 44 greift im Gleitspiel ein balliger Vorsprung 46 ein, der an die Innenfläche des Kernträgers 26 angeformt ist.
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Wie aus 1 ersichtlich, erstreckt sich die Vorratsflasche 36 axial nach rechts über das Ende des Kernträgers 26 hinaus und hat dort einen unteren Sumpfabschnitt 48, an welchen ein Abgabestutzen 50 angeformt ist, der eine Abgabebohrung 52 umfasst.
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Im oberen Abschnitt des überstehenden Teils der Vorratsflasche 36 ist ein Entlüftungsstutzen 54 vorgesehen. Dieser enthält einen feinen Entlüftungskanal 56 und ist in der Fabrik dicht zugeschmolzen.
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Durch Abbrechen eines oberen Endabschnittes des Entlüftungsstutzens 54 an einer Sollbruchstelle 58 lässt sich der Entlüftungskanal 56 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung bringen.
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Der Abgabestutzen 50 ist über eine nur schematisch angedeutete flexible Leitung 60, in der Praxis ein flexibler Schlauch, der auf den Entlüftungsstutzen 54 aufgeschoben ist, mit dem Einlass einer Membranpumpe 62 verbunden.
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Der Auslass der Membranpumpe 62 ist über eine Leitung 64 und ein Überdruckventil 65 mit einem Düsenrohr 66 verbunden, welches auf seinem in 1 hinteren Wandabschnitt mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen 68 versehen ist, die zur Oberseite der von der Vorratsrolle 30 abgezogenen Materialbahn 34 weisen. Das Überdruckventil 65 ist direkt vor dem Düsenrohr 66 am Ende der Leitung 64 angeordnet, so dass sich zwischen ihm und dem Düsenrohr keine nennenswerte Flüssigkeitsmenge befindet, die beim Abnehmen der Leitung 64 austreten könnte.
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Anstelle eines Überdruckventiles 65 kann in Abwandlung auch ein Magnetventil vorgesehen werden, welches in den Schließzustand vorgespannt ist und (ggf. voreilend) aufgesteuert wird, wenn die Membranpumpe 62 angesteuert wird.
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In 1 sind mit 70 Sprühkegel bezeichnet, welche die einzelnen Düsenöffnungen 68 erzeugen, wenn die Membranpumpe 62 unter Druck stehendes Desinfektionsmittel abgibt.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, überlappen sich die Sprühkegel 70 in transversaler Richtung der Materialbahn 34, so dass diese über die gesamte Breite im Wesentlichen gleichförmig mit Desinfektionsmittel besprüht wird.
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Zum Zuführen der Materialbahn 34 zum Düsenrohr 66 ist eine insgesamt mit 72 bezeichnete Antriebseinheit vorgesehen. Diese umfasst eine einlassseitige Umlenkrolle 74, welche die von der Vorratsrolle 30 abgezogene Materialbahn 34 in eine Abgabeebene (hier die Zeichenebene) umlenkt. Ferner gehört zur Antriebseinheit 72 ein Paar von Walzen 76, 78, die fluchtend übereinander angeordnet sind und durch Zahnräder 80, 82 zur synchronen gegensinnigen Bewegung gekoppelt sind. Ein Schrittmotor 84 treibt die in der Zeichnung obere Walze 76 an.
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Lager für die Umlenkrolle 74 sind bei 86, Lager für die Walzen 76, 78 bei 88 und 90 gezeigt.
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Stromab des Düsenrohres 66 ist ein gezahnter Messerkörper 92 vorgesehen, der aus einem isolierenden Kunststoffmaterial gefertigt ist. Eine scharfe Metall-Messerleiste 94 ist in den Messerkörper 92 eingesetzt.
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Auf der Unterseite trägt der Messerkörper 92 scheibenförmige Elektroden 96, die (nicht näher gezeigt) so miteinander verschaltet sind, dass an aufeinanderfolgenden der Elektroden 96 jeweils unterschiedlich gepolte Spannungen liegen, so dass bei korrekt angefeuchtetem Materialbahn 34 Kriechströme zwischen den Elektroden 96 fließen. Diese Kriechströme werden über ein Kabel 98 an eine Steuereinheit 100 übermittelt, welche die Membranpumpe 62 und den Schrittmotor 84 steuert.
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Die Steuereinheit 100 überwacht auch, wie viel Materialbahn sich noch auf der Vorratsrolle 30 befindet, ob ausreichend Flüssigkeit dem Düsenrohr 66 zugeführt wird und, wie dargelegt, ob die Materialbahn 34 hinter dem Düsenrohr 66 ausreichend befeuchtet ist.
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Außerdem können an der Steuereinheit 100 einige der Betriebsparameter des Tuchspenders eingestellt werden. Beispielhaft ist ein Drehknopf 102 gezeigt, an welchem die Länge der abgegebenen Bahnabschnitte (Tücher) eingestellt werden kann, ferner ein Drehknopf 104, mit welchem die Menge des abgegebenen Desinfektionsmittels eingestellt werden kann, wobei die eine Endstellung des Drehknopfes einer völligen Unterbrechung der Zufuhr des Desinfektionsmittels entspricht.
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Eine Anzeige 106 der Steuereinhei 100 erlaubt es, die vom Benutzer eingestellten Betriebsparameter darzustellen und beim Auftreten von Fehlern diese charakterisierende Fehlercodes auszugeben. Auch können durch eine nicht dargestellte steuerbare Schallquelle unterschiedliche akustische Alarme abgegeben werden.
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Die Steuereinheit 100 arbeitet auch mit einem Stromfühler 108 zusammen, der in die Zuführleitung zur Membranpumpe 62 geschaltet ist. Durch Überwachung des Pumpenstromes kann laufend festgestellt werden, ob die Membranpumpe 62 fördert oder leer läuft.
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Die Einstellung der Fördermenge der Membranpumpe 62 kann über die Frequenz und die Amplitude des Wechselstromes erfolgen, mit welchem die Membranpumpe 62 versorgt wird.
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Wie aus 2 ersichtlich, hat das Halteteil 22 eine nach oben offene Ausnehmung 110 mit einem kreisbogenförmigen Bodenabschnitt 112, dessen Radius dem Außenradius des Kernträgers 26 entspricht, sowie zwei parallele vertikale Wandabschnitte 114, 116, die geradlinig sind und sich in gegenüberliegende vertikale Schlitze 118, 120 hineinerstrecken, die an gegenüberliegenden Seiten des Kernträgers 26 vorgesehen sind.
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Auf diese Weise ist der Kernträger 26 verdrehsicher, jedoch in vertikaler Richtung entnehmbar im Halteteil 22 gelagert. Das Halteteil 24 ist spiegelbildlich zum Halteteil 22 ausgebildet, und das in 1 rechte Ende des Kernträgers 26 weist gleichermaßen Schlitze 118, 120 auf, wie das in 1 links gelegene Ende des Kernträgers 26. Diese Schlitze fluchten in axialer Richtung gesehen miteinander.
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Die Halteteile 22 und 24 sind fest an der Rückwand 12 des Gehäuses 10 angebracht, und man kann den Kernträger 26 zusammen mit der in ihm befindlichen Vorratsflasche 36 nach oben aus den Halteteilen 22, 24 herausnehmen, da die Leitung 66 zwischen Vorratsflasche 36 und Membranpumpe 62 entsprechend lang ist.
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Man kann dann die Vorratsrolle 30 (falls benötigt) und/oder die Vorratsflasche (falls benötigt) vom Kernträger 26 abnehmen und durch eine neue Vorratsrolle 30 bzw. eine neue Vorratsflasche 36 ersetzen. Dann wird der Kernträger 26 zusammen mit Vorratsrolle und Vorratsflasche wieder von oben in die Halteteile 22, 24 eingesetzt.
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Um laufend eine Information darüber zu haben, wie viel Materialbahn sich noch im Wickel 32 befindet, ist im Inneren des Vorsprunges 46 eine Reflexionslichtschranke 124 vorgesehen, die mit der Steuerung 100 verbunden ist. Die Reflexionslichtschranke 124 arbeitet mit einem Strichmuster 126 zusammen, welches auf der Innenfläche des Kernes 28 vorgesehene ist und zwar etwa bei dessen Mitte. Man kann das Strichmuster 126 dadurch erzeugen, dass man als innerste Lage des aus verleimten Papier gerollten Wickelkernes ein entsprechendes Strichmuster 126 aufdruckt. Ein Ausschnitt dieses Strichmusters ist in 3 gezeigt.
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Anstelle eines Strichmusters kann man auch einen Satz von Marken anderer Geometrie verwenden. Die Marken können auch von einem selbstklebenden Streifen getragen sein und auf eine axiales Ende der Innenfläche des Kernes 28 aufbracht sein. Die Marken können auch Rillen oder Vertiefungen sein, die in die Innenseite des Kernes 28 eingeprägt sind. Auch Lochmuster, die in den Kern 28 eingestanzt sind, können als Marken dienen.
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Beim Abziehen der Materialbahn 34 dreht sich die Vorratsrolle 30 und damit auch das Strichmuster 126 entsprechend. Solange die Vorratsrolle 30 noch voll ist, ist die Winkelgeschwindigkeit der Drehung beim Abziehen einer vorgegeben Länge der Materialbahn gering, entsprechend wenig Striche des Strichmusters 126 passieren die Reflexionslichtschranke 124. Je keiner der Durchmesser des Restwickels ist, umso mehr Striche passieren die Reflexionslichtschranke 124 beim Abziehen eines Tuches.
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Die Steuereinheit 100 umfasst einen Festwertspeicher in welchem für alle zeitlichen Abstände von Strichimpulsen, die beim Abwickeln der Vorratsrolle 30 durchlaufen werden, der verbleibende Rest der Materialbahn auf dem Wickel 30 in Prozent des ursprünglichen Vorrates angegeben ist.
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Diese Tabelle kann einmal experimentell ermittelt werden.
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Man kann aber in der Steuereinheit 100 auch einen Rechenkreis vorsehen, der aus der bekannten Abziehgeschwindigkeit der Materialbahn und dem gemessenen Abstand aufeinanderfolgender Strichimpulse den Radius des Restwickels berechnen. Er kann diesen Radius dann umrechnen in die Restlänge der auf dem Wickel befindlichen Materialbahn, wobei sich unter Berücksichtigung der Durchmesseränderung bei einem vollen Umlauf der Vorratsrolle auch die Dicke der Materialbahn bestimmen lässt und für die Berechnung verwenden lässt. Bei Verwendung eines solchen Rechenkreises sind somit keine vorbestimmten Tabellen notwendig.
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Bei dem abgewandelten Tuchspender in 4 ist nur derjenige Teil des Spenders gezeigt, welcher die Anordnung von Vorratsrolle und Vorratsflasche zeigt. Die anderen Teile des Tuchspenders sind entsprechend gemäß 1 hinzuzudenken.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 sind Komponenten, welche obenstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 schon erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn sie sich in geometrischen Details unterscheiden.
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Bei dem Tuchspender nach 4 hat die Vorratsflasche 36 zylindrische Grundgestalt und ist vertikal angeordnet. Ein in 4 unterer kegelförmiger Kegelabschnitt 128 wird durch einen Schraubdeckel 130 verschlossen, der einen Abgabestutzen 50 trägt. Dieser kann ähnlich ausgebildet sein wie der Entlüftungsstutzen 54 nach 1. Nach Auffschieben eines abgestuften Schlauchendes auf ihn kann ein Teil des Abgabestutzens an einer Sollbruchstelle abgebrochen werden.
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An der Übergangsstelle zwischen dem zylindrischen Grundkörper und dem kegelförmigen Endabschnitt 128 ist die Vorratsflasche 36 mit einem Halteflansch 132 versehen, der eine kreisförmige Grundform hat, wobei jedoch zwei gegenüberliegende Seiten mit Abplattungen 134, 136 versehen sind. Diese abgeplatteten Abschnitte des Halteflansches 132 sind in Nuten 138, 140 zweier Halteteile 22, 24 eingeschoben, die wieder mit der Rückwand 12 des Gehäuses 10 verbunden sind.
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Auf diese Weise lässt sich die Vorratsflasche leicht nach vorn aus dem Gehäuse 10 entnehmen und auch leicht von vorn wieder in das Gehäuse 10 einsetzen.
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Der zylindrische Grundkörper der Vorratsflasche 36 stellt nun zugleich die Lagerung für den Kern 28 der Vorratsrolle 30 dar.
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Diese ist entsprechend nun mit vertikaler Achse im Gehäuse 10 angeordnet.
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Über eine unter 45° angestellte Umlenkrolle 74 wird die abgezogene Materialbahn 34 in die vertikale Abwärtsrichtung umgelenkt. Sie läuft dann weiter zur Antriebseinheit 72, zum Düsenrohr 66 und zum Messerkörper 92, wie oben beschrieben. Das Antreiben und Besprühen der Materialbahn erfolgt im Einzelnen so, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben.
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Beim Ausführungsbeispiel nach 4 ist die Reflexionslichtschranke 124 von einem Vorsprung 46 getragen, der auf einem Deckel 142 des Gehäuses 10 vorgesehen ist. Das Strichmuster 126 ist nun beim oberen Ende des Kernes 28 vorgesehen und arbeitet mit dem bei 144 gezeigten Strahl der Reflexionslichtschranke 124 zusammen.
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Man erkennt, dass bei dem oben beschriebenen Tuchspender eine zuverlässige gleichmäßige Befeuchtung von aus einer Materialbahn vereinzelten Tüchern erhalten wird, die sich leicht in ihrer Intensität einstellen lässt.
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Man erkennt ferner, dass bei dem oben beschriebenen Tuchspender eine genaue Messung der auf dem Wickel der Vorratsrolle verbleibenden Restes Materialbahnes möglich ist, ohne dass mit der Außenseite der Vorratsrolle ein taktiler Sensor zusammenarbeiten müsste, der den aktuellen Außendurchmesser des Wickels misst. Ein solcher Sensor müsste beim Auswechseln der Vorratsrolle erst abgehoben und aus der Bahn gestellt werden, die die Vorratsrolle beim Entnehmen bzw. Einsetzen durchläuft. Auch ist bei der oben beschriebenen Art und Weise der Bestimmung der Restmenge der Materialbahn die Auflösung gerade im kritischen Bereich verbessert, bei welcher sich nur noch ein kleiner Rest der Materialbahn auf dem Kern befindet, da die Winkelgeschwindigkeit des Kernes gegen das Ende der Materialbahn hinzunimmt.
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Man erkennt ferner, dass sich der erfindungsgemäße Tuchspender durch einen sehr kompakten Aufbau auszeichnet.
