CH687519A5 - Storage roll and process for their preparation. - Google Patents

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CH687519A5
CH687519A5 CH02127/92A CH212792A CH687519A5 CH 687519 A5 CH687519 A5 CH 687519A5 CH 02127/92 A CH02127/92 A CH 02127/92A CH 212792 A CH212792 A CH 212792A CH 687519 A5 CH687519 A5 CH 687519A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
elongation
outer ring
storage roll
tension
paper
Prior art date
Application number
CH02127/92A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Werthmueller
Original Assignee
Tela Papierfabrik Ag
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/195Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H23/1955Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations and controlling web tension

Description

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CH 687 519 A5 CH 687 519 A5

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Beschreibung description

Technisches Gebiet Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicherrolle, insbesondere Papierrolle mit einer auf eine quetschbare rohrförmige Stützhülse zu einem Speichenwickel aufgewickelten, dünnen, flexiblen Materialbahn z.B. aus Krepp oder Tissue. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Speicherrolle. The invention relates to a storage roll, in particular a paper roll with a thin, flexible material web wound onto a squeezable tubular support sleeve to form a spoke coil, e.g. from crepe or tissue. The invention further relates to a method for producing such a storage roll.

Stand der Technik State of the art

WC-Rollen bestehen typischerweise aus einer zylindrischen Kartonhülse und einer darauf aufgewik-kelten Papierbahn. Verschiedentlich wurde schon festgestellt, dass das Verpacken und Transportieren derartiger Rollen platzsparender durchgeführt werden könnte, wenn sie gequetscht würden. Toilet rolls typically consist of a cylindrical cardboard tube and a paper web wound onto it. It has been found on various occasions that packing and transporting such rolls could take up less space if they were squeezed.

Verpackungen mit gequetschten Rollen sowie Verfahren zu deren Herstellung sind z.B. aus der EP 0 392 581-A1, der DE 3 418 951-C2, der deutschen Teilanmeldung P 3 448 300.4, der GB 2 228 463-A oder der GB 2 143 197-A bekannt. Die aufgrund dieser Methoden erreichte Platzeinsparung muss durch unterschiedliche Nachteile erkauft werden. Gemäss der EP 0 392 581 muss die gepresste Papierrolle mit einem zusätzlichen inelastischen Band eingefasst werden, damit sie sich nicht wieder ausdehnen kann. Bei dem aus der GB 2 228 463-A bekannten Verfahren wird die Rolle so stark zusammengepresst, dass sie in ihrer gepres-sten Form verbleibt. Als Folge davon muss jedoch der Anwender spezielles Werkzeug zum Öffnen der Rolle einsetzen, da dies von Hand nicht mehr möglich ist. Packaging with crushed rolls and processes for their production are e.g. known from EP 0 392 581-A1, DE 3 418 951-C2, German divisional application P 3 448 300.4, GB 2 228 463-A or GB 2 143 197-A. The space savings achieved through these methods have to be bought for various disadvantages. According to EP 0 392 581, the pressed paper roll must be edged with an additional inelastic band so that it cannot expand again. In the process known from GB 2 228 463-A, the roll is pressed together so strongly that it remains in its pressed form. As a result, however, the user must use special tools to open the roll, since this is no longer possible by hand.

Befriedigende Lösungen zur Erzielung von Volumeneinsparungen sind bis anhin nicht bekannt. Es ist dabei zu beachten, dass für den Verbraucher nicht nur die technischen, sondern auch die ästhetischen Aspekte von Bedeutung sind. Es ist daher wünschenswert, dass auch platzsparende Erzeugnisse eine mehr oder weniger ansprechende Erscheinungsform beibehalten. Satisfactory solutions for achieving volume savings are not yet known. It should be noted that not only the technical, but also the aesthetic aspects are important for the consumer. It is therefore desirable that space-saving products also retain a more or less appealing appearance.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Speicherrolle der eingangs genannten Art anzugeben, die sich platzsparend verpacken und transportieren lässt und die die beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile weitgehend vermeidet. The object of the invention is therefore to provide a storage roll of the type mentioned at the outset which can be packed and transported in a space-saving manner and which largely avoids the disadvantages existing in the prior art.

Erfindungsgemäss besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, dass der Speicherwickel einen inneren und einen diesen umschliessenden äusseren Ringbereich aufweist, wobei die Materialbahn im äusseren Ringbereich unter einer gegenüber dem inneren Ringbereich erhöhten Spannung aufgewik-kelt ist. According to the invention, this object is achieved in that the storage roll has an inner and an outer ring area surrounding it, the material web being wound up in the outer ring area under a higher tension than the inner ring area.

Der Kern der Erfindung besteht also darin, dass die Materialbahn aussen satter gewickelt ist als innen. Dies hat zu äusserst überraschenden Ergebnissen geführt: Beim Quetschen einer erfindungsge-mässen zylindrischen Rolle entsteht eine charakteristische, platzsparende Form, die sich deutlich von der aus dem Stand der Technik bekannten unterscheidet. Die Rolle verhält sich zudem wie ein plastisch deformierbarer Körper, d.h. sie behält die Form bei, in die sie gepresst worden ist. Im Gegensatz dazu verhalten sich die nach bekannter Manier gewickelten Rollen eher wie elastische Körper, d.h. sie gehen zumindest teilweise in die Form zurück, die sie vor dem Quetschen besessen hatten. The essence of the invention is therefore that the material web is wound more smoothly on the outside than on the inside. This has led to extremely surprising results: When a cylindrical roller according to the invention is squeezed, a characteristic, space-saving shape is created which differs significantly from that known from the prior art. The role also behaves like a plastically deformable body, i.e. it maintains the shape into which it has been pressed. In contrast, the rolls wound in the usual manner behave more like elastic bodies, i.e. they at least partially go back to the shape they had before being squeezed.

Erfindungsgemässe Rollen müssen daher weder vor dem Verpacken in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen gepresst, noch durch spezielle Hüllen oder Bänder nach dem Quetschen unter Druck gehalten werden. Aus der Quetschung können sie auch leicht wieder in die ursprünglich runde Form übergeführt werden. Rolls according to the invention therefore do not have to be pressed in two directions perpendicular to one another before packaging, nor must they be held under pressure by special casings or tapes after the squeezing. From the squeeze, they can also be easily converted back to the original round shape.

Vorzugsweise beträgt der durch die erhöhte Spannung bewirkte Dehnungsunterschied der Materialbahn zwischen innerem und äusserem Ringbereich mindestens 10% der Bruchdehnung (der Materialbahn). Ist die aufgewickelte Materialbahn, wie es z.B. bei WC- oder Haushaltpapierrollen üblich ist, mit Perforationen versehen, so bezieht sich die Bruchdehnung vorzugsweise auf diejenige der perforierten Bahn. The difference in elongation of the material web between the inner and outer ring area caused by the increased tension is preferably at least 10% of the elongation at break (of the material web). Is the wound material web as it is e.g. is common in toilet or household paper rolls, provided with perforations, the elongation at break preferably relates to that of the perforated web.

Da der erfindungsgemässe Effekt durch die Art des verwendeten Materials oder Papiers (Oberflächenbeschaffenheit, Prägung, Dehnbarkeit etc.) mit-beeinflusst wird, ist die genannte untere Grenze nicht als absolute zu verstehen. Es ist also auch möglich, dass Dehnungsunterschiede von weniger als 10% zum Erfolg führen. Since the effect according to the invention is also influenced by the type of material or paper used (surface quality, embossing, stretchability, etc.), the lower limit mentioned is not to be understood as an absolute limit. So it is also possible that differences in elongation of less than 10% lead to success.

Soll die Bruchgefahr während der Herstellung der erfindungsgemässen Rolle weitgehend ausgeschlossen werden, so empfiehlt es sich, die durch die erhöhte Spannung bewirkte Dehnung auf max. 70% der Bruchdehnung zu beschränken. Ein besonders bevorzugter Bereich für den Dehnungsunterschied dürfte zwischen 25 und 40% liegen. Der äussere Ringbereich bildet dann gleichsam einen stabilen Spannring, der die bei der Quetschung auftretenden Kräfte des inneren Ringbereichs aufnehmen und verteilen kann. If the risk of breakage during the production of the roll according to the invention is to be largely excluded, it is advisable to reduce the elongation caused by the increased tension to max. Limit 70% of the elongation at break. A particularly preferred range for the difference in elongation is between 25 and 40%. The outer ring area then forms, as it were, a stable clamping ring which can absorb and distribute the forces of the inner ring area which occur during the crushing.

Der äussere Ringbereich braucht nicht besonders dick zu sein. In der Regel genügt bei Papierrollen eine Dicke von 15 mm oder weniger. Je dünner der äussere Ringbereich gegenüber dem inneren ist, desto besser lässt sich die Rolle deformieren. Bei zu geringer Dicke hat er jedoch nicht mehr die erforderliche Spannkraft. Gute Ergebnisse lassen sich mit Dicken zwischen 4 und 10 mm erreichen. Dies gilt insbesondere für Krepp (> 25 g/m2) und für Tissue (< 25 g/m2). Das Papier kann dabei wahlweise ein- oder mehrlagig sein. The outer ring area need not be particularly thick. As a rule, a thickness of 15 mm or less is sufficient for paper rolls. The thinner the outer ring area compared to the inner one, the better the roll can be deformed. If the thickness is too small, however, it no longer has the required clamping force. Good results can be achieved with thicknesses between 4 and 10 mm. This applies in particular to crepe (> 25 g / m2) and tissue (<25 g / m2). The paper can optionally be single or multiple layers.

Der äussere Ringbereich ist durch zwei Übergangszonen berandet. In der inneren Übergangszone nimmt die Dehnung zu und in der äusseren ab. In einer dritten, dazwischenliegenden Ringzone, ist die Dehnung vorzugsweise mehr oder weniger konstant. Die genannte dritte Ringzone kann auch weggelassen werden. The outer ring area is bordered by two transition zones. The stretch increases in the inner transition zone and decreases in the outer one. In a third, intermediate ring zone, the stretch is preferably more or less constant. The third ring zone mentioned can also be omitted.

Bei der Verwendung niedriger Dehnungen kann die äussere Übergangszone u.U. weggelassen werden. Relevant ist sie vor allem bei Ringbereichen, die unter beträchtlichen Spannungen gewickelt sind. When using low strains, the outer transition zone may be omitted. It is particularly relevant for ring areas that are wound under considerable tension.

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Die innere und die äussere Übergangszone machen typischerweise je etwa einen Drittel der Dicke des äusseren Ringbereiches aus. Dies ist allerdings nicht zwingend. Insbesondere brauchen die beiden genannten Ringzonen nicht gleich dick zu sein. Die äussere Ringzone kann in der Regel etwas dünner sein. The inner and outer transition zones typically each make up about a third of the thickness of the outer ring area. However, this is not mandatory. In particular, the two ring zones mentioned need not be of the same thickness. The outer ring zone can usually be a little thinner.

Ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsge-mässen Speicherrolle ist dadurch gekennzeichnet, dass auf die quetschbare, rohrförmige Stützhülse zunächst ein innerer Ringbereich mit im wesentlichen konstanter Spannung der aufzuwickelnden Materialbahn gewickelt wird und dann die Spannung in der Bahn sukzessive bis auf einen vorgegebenen Dehnungsunterschied erhöht wird. A method for producing a storage roll according to the invention is characterized in that first an inner ring region is wound onto the squeezable, tubular support sleeve with an essentially constant tension of the material web to be wound up, and then the tension in the web is successively increased to a predetermined difference in elongation.

Der innere Ringbereich wird also nach bekannter Technik gewickelt. Bevor die Speicherrolle den vollen Durchmesser erreicht hat, wird die Dehnung sukzessive erhöht, so dass der erfindungsgemässe, satt gewickelte äussere Ringbereich entsteht. The inner ring area is thus wound using known technology. Before the storage roll has reached its full diameter, the elongation is increased successively, so that the outer ring region, which is wound according to the invention, is formed.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform werden nach dem sukzessiven Erhöhen der Spannung eine Ringzone, in welcher der Dehnungsunterschied gegenüber dem inneren Ringbereich mindestens dem vorgegebenen Dehnungsunterschied entspricht, und eine äussere Ringzone, in welcher der Dehnungsunterschied sukzessive abgebaut wird, gewickelt. According to a preferred embodiment, after the gradual increase in tension, a ring zone in which the difference in elongation compared to the inner ring area corresponds at least to the predetermined difference in elongation and an outer ring zone in which the elongation difference is gradually reduced are wound.

Ein besonders einfaches Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannung in der Material-resp. Papierbahn durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Speicherwickels gegenüber der Einzugsgeschwindigkeit der Materialbahn in die Wickelmaschine erzeugt wird. Die Umfangsgeschwindigkeit wird hierbei über die Drehzahl der Rolle eingestellt. Dieses Verfahren basiert auf dem per se bekannten Prinzip des Zentrumswicklers. Etwas schwieriger zu realisieren ist das erfindungsgemässe Verfahren mit einem an sich bekannten sog. Umfangswickler. Dort muss nämlich die Dehnung am Eingang der Wickelmaschine in die Papierbahn eingebracht werden. A particularly simple method is characterized in that the tension in the material resp. Paper web is generated by increasing the peripheral speed of the storage roll compared to the speed of the material web into the winding machine. The peripheral speed is set via the speed of the roller. This process is based on the principle of the center winder known per se. The method according to the invention is somewhat more difficult to implement with a so-called peripheral winder known per se. This is because the stretch must be introduced into the paper web at the entrance of the winding machine.

Vorzugsweise wird die Umfangsgeschwindigkeit um einen Wert von mindestens 0,5%, insbesondere zwischen 0,5 und 10%, vorzugsweise um einen Wert von etwa 1,5-5%, insbesondere um einen Wert von etwa 2-3% erhöht. Bezugswert dieser Prozent-Angaben ist die Umfangsgeschwindigkeit, die zur Wicklung des inneren Ringbereiches gewählt wird. Die obere Grenze ist von der (absoluten) Dehnbarkeit des Materials abhängig. Bei stark dehnbaren Materialien kann die Umfangsgeschwindigkeit auch um mehr als 10% erhöht werden. Bei Papier sind kleine Bruchdehnungen jedoch oft bevorzugt. The peripheral speed is preferably increased by a value of at least 0.5%, in particular between 0.5 and 10%, preferably by a value of approximately 1.5-5%, in particular by a value of approximately 2-3%. The reference value of these percentages is the circumferential speed that is selected for winding the inner ring area. The upper limit depends on the (absolute) stretchability of the material. With highly stretchable materials, the peripheral speed can also be increased by more than 10%. However, small elongations at break are often preferred for paper.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst eine Wickelstange zum Rotieren einer darauf aufgeschobenen Stützhülse und eine Antriebseinheit zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit. Kennzeichnend ist eine programmierte Wickelkurve mit einer Überhöhung im Endbereich, nach welcher die Rotationsgeschwindigkeit gesteuert ist. A device according to the invention for carrying out the method comprises a winding rod for rotating a support sleeve pushed thereon and a drive unit for controlling the speed of rotation. It is characterized by a programmed winding curve with an elevation in the end area, according to which the rotation speed is controlled.

Ein Vorteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass sie allein durch Änderung der Wickelkurve, ohne dass das Auswechseln bestimmter Maschinenteile erforderlich wäre, zur Realisierung des erfindungsge-mässen Verfahrens und zur Herstellung erfindungs-gemässer Speicherrollen geeignet eingesetzt werden kann. Die Wickelkurve kann auf einer Kurvenscheibe abgespeichert sein. Bei vollelektronischen Wickelmaschinen kann sie auch als Wertereihe in einem elektronischen Speicher (z.B. EPROM) enthalten sein. An advantage of this device is that it can be used in a suitable manner to implement the method according to the invention and to produce storage rolls according to the invention simply by changing the winding curve, without the need to replace certain machine parts. The winding curve can be stored on a cam disk. In the case of fully electronic winding machines, it can also be contained as a series of values in an electronic memory (e.g. EPROM).

Zur Herstellung von Packungen mit z.B. mehreren erfindungsgemässen Papierrollen werden zunächst gemäss dem oben beschriebenen Verfahren breite Papierrollen gewickelt, diese danach in mehrere kurze Einzelrollen zerschnitten, die Einzelrollen zusammengequetscht und die zusammengequetschten Einzelrollen in eine Hülle geschoben. Zu guter Letzt wird die Hülle verschweisst. For the production of packs with e.g. A plurality of paper rolls according to the invention are first wound into wide paper rolls according to the method described above, these are then cut into several short individual rolls, the individual rolls are squeezed together and the squeezed single rolls are pushed into a casing. Finally, the cover is welded.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Papierrollen. Anstelle von Papier können auch papierähnliche, fasrige, zumindest leicht dehnbare Vliesstoffe mit nicht allzu glatter Oberfläche verwendet werden. The invention is not limited to paper rolls. Instead of paper, paper-like, fibrous, at least slightly stretchable nonwovens with a not too smooth surface can also be used.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche. Further advantageous embodiments and combinations of features result from the following description and the entirety of the claims.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and in connection with the drawings. Show it:

Fig. 1 Eine Darstellung einer erfindungsgemässen Papierrolle im ungequetschten Zustand; 1 shows a paper roll according to the invention in the uncrushed state;

Fig. 2 eine Darstellung einer erfindungsgemässen Papierrolle im gequetschten Zustand; 2 shows an illustration of a paper roll according to the invention in the squeezed state;

Fig. 3 eine idealisierte Darstellung des Verlaufs der Dehnung in Abhängigkeit vom Radius des Wik-kels; 3 shows an idealized representation of the course of the expansion as a function of the radius of the wedge;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Kurve zur Steuerung eines Zentrumswicklers; Fig. 4 is a schematic representation of a curve for controlling a center winder;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Prinzip des Zentrumswicklers. Fig. 5 is a schematic representation of an apparatus for performing the method according to the principle of the center winder.

Grundsätzlich sind in den Zeichnungen einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, corresponding parts are provided with the same reference numerals in the drawings.

Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of Carrying Out the Invention

Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemässen Papierrolle unmittelbar nach Beendigung des Wickelprozesses, d.h. also im ungequetschten Zustand. Auf eine Stützhülse 1, die typischerweise aus einem dünnen Karton besteht, ist eine z.B. 20-30 m lange Papierbahn aufgewickelt. Diese bildet damit einen Papierwickel 2, der im Fall einer WC-Rolle typischerweise 9-14 cm breit ist. Die Stützhülse 1 hat z.B. einen Durchmesser zwischen 4 und 5 cm und der Papierwickel einen solchen von z.B. 11-12 cm. Der Papierwickel 2 hat somit typischerweise eine Dicke von 5-8 cm. Fig. 1 shows an illustration of a paper roll according to the invention immediately after the winding process has ended, i.e. so in the uncrushed state. On a support sleeve 1, which typically consists of a thin cardboard, a e.g. 20-30 m long paper web wound up. This thus forms a paper roll 2, which is typically 9-14 cm wide in the case of a toilet roll. The support sleeve 1 has e.g. a diameter between 4 and 5 cm and the paper wrap one of e.g. 11-12 cm. The paper roll 2 thus typically has a thickness of 5-8 cm.

Gemäss der Erfindung weist der Papierwickel 2 Ringbereiche mit unterschiedlich starken Dehnun5 According to the invention, the paper roll has 2 ring areas with different degrees of stretch

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gen der Papierbahn auf. Insbesondere ist ein innerer, verhältnismässig breiter Ringbereich 3 vorgesehen, der mit einer konstanten in der Regel ziemlich niedrigen Spannung gewickelt ist. Er ist von einem äusseren Ringbereich 4 umgeben, in welchem die Papierbahn mit erhöhter Spannung resp. Dehnung gewickelt ist. towards the paper web. In particular, an inner, relatively wide ring area 3 is provided, which is wound with a constant, generally quite low tension. It is surrounded by an outer ring area 4, in which the paper web resp. Stretch is wrapped.

Der äussere Ringbereich 4 teilt sich gemäss einer bevorzugten Ausführungsform in mindestens drei Ringzonen 5, 6, 7 auf. Innerhalb der Ringzone 5 nimmt die Spannung der Papierbahn stetig zu, bis sie einen vorgegebenen Wert erreicht. In der anschliessenden mittleren Ringzone 6 bleibt die Spannung mehr oder weniger auf dem vorgegebenen Niveau. In der äusseren Ringzone 7 wird die Spannung dann wieder sukzessive abgebaut. According to a preferred embodiment, the outer ring area 4 is divided into at least three ring zones 5, 6, 7. Within the ring zone 5, the tension of the paper web increases steadily until it reaches a predetermined value. In the adjoining central ring zone 6, the tension remains more or less at the predetermined level. The tension in the outer ring zone 7 is then gradually reduced again.

Fig. 3 veranschaulicht diesen Sachverhalt. Auf der Abszisse ist der Radius und auf der Ordinate die Dehnung aufgetragen. Ro bezeichnet den Aus-senradius der Stützhülse 1. An dieser wird die Papierbahn festgeklebt und dann unter einer minimalen, aber mehr oder weniger konstanten Dehnung Eo aufgewickelt. Ri bezeichnet den Aussenradius des inneren Ringbereichs 3. Fig. 3 illustrates this fact. The radius is plotted on the abscissa and the elongation is plotted on the ordinate. Ro denotes the outer radius of the support sleeve 1. The paper web is glued to this and then wound up with a minimal but more or less constant stretch Eo. Ri denotes the outer radius of the inner ring region 3.

Die Dehnung der Papierbahn wird nun sukzessive erhöht. Es muss sich dabei nicht um eine lineare Zunahme handeln, wie sie in der Fig. 3 im Sinne einer Prinzipdarstellung gezeichnet ist. In der Praxis wird es sich eher um eine S-förmige Rampe handeln. Bei einem bestimmten Radius R2 ist der gewünschte Dehnungswert Ei erreicht. Eine innere Ringzone 5 ist damit beendet und es beginnt eine mittlere Ringzone 6, in welcher die Dehnung auf dem vorgegebenen Wert Ei gehalten wird. Ist eine bestimmte Dicke erreicht (R3), dann beginnt die äussere Ringzone 7, in welcher die Dehnung sukzessive abgebaut wird. Der äusserste Bereich ist wieder ein kurzes Stück mit minimaler Dehnung. R5 bezeichnet den Radius des ganzen Papierwickels 2. In Fig. 3 ist eine Ringzone 7 gezeigt, die einen äussersten Teil - zwischen den Radien R4 und R5 - hat, in welchem die Dehnung wieder einen konstant niedrigen Wert annimmt. Dieser Wert braucht nicht identisch mit der Dehnung Eo des inneren Ringbereiches 3 zu sein. The stretch of the paper web is now gradually increased. It does not have to be a linear increase, as shown in FIG. 3 in the sense of a basic illustration. In practice, it will be an S-shaped ramp. With a certain radius R2 the desired elongation value Ei is reached. An inner ring zone 5 is thus ended and a middle ring zone 6 begins, in which the elongation is kept at the predetermined value Ei. When a certain thickness is reached (R3), the outer ring zone 7 begins, in which the expansion is gradually reduced. The outermost area is again a short piece with minimal stretch. R5 denotes the radius of the entire paper roll 2. In FIG. 3 an annular zone 7 is shown which has an outermost part - between the radii R4 and R5 - in which the elongation again assumes a constantly low value. This value need not be identical to the elongation Eo of the inner ring area 3.

In Fig. 3 ist die Bruchdehnung Eb angedeutet. Es handelt sich dabei um die Dehnung (Längenänderung pro Einheitslänge), die erreicht werden kann, wenn die Papierbahn bis zum Zerreissen gespannt wird. Die Dehnung Ei im äusseren Ringbereich 4 ist beträchtlich kleiner als die Bruchdehnung Eb- Vorzugsweise beträgt sie jedoch mindestens 10% der Bruchdehnung Eb. Wird die Dehnung im äusseren Ringbereich 4 zu hoch angesetzt, so besteht die Gefahr, dass während des Wickeins (z.B. wegen einer lokalen Schwachstelle) die Papierbahn reisst. Ein solcher Unterbruch des Produktionsprozesses ist natürlich äusserst unerwünscht. Sollen derartige Probleme von vornherein ausgeschlossen werden können, so empfiehlt es sich, die Dehnung im Ringbereich 4 nicht über 70% der Bruchdehnung anwachsen zu lassen. Ein guter Arbeitsbereich dürfte zwischen 25 und 40% relative Dehnung liegen. Besonders bevorzugt ist dabei eine relative Dehnung von etwa einem Drittel der Bruchdehnung Eb- The elongation at break Eb is indicated in FIG. 3. This is the elongation (change in length per unit length) that can be achieved if the paper web is stretched to the point of tearing. The elongation Ei in the outer ring area 4 is considerably smaller than the elongation at break Eb. However, it is preferably at least 10% of the elongation at break Eb. If the stretch in the outer ring area 4 is set too high, there is a risk that the paper web will tear during wrapping (e.g. due to a local weak point). Such an interruption in the production process is of course extremely undesirable. If problems of this type can be ruled out from the outset, it is advisable not to allow the strain in the ring area 4 to increase beyond 70% of the elongation at break. A good working range should be between 25 and 40% relative elongation. A relative elongation of about one third of the elongation at break Eb is particularly preferred.

Die Bruchdehnung Eb selbst ändert sich natürlich von Papierart zu Papierart. Sie hängt auch von der Stärke der Perforation ab. Perforationen mit kleinen Schlitzen und grossen Stegen reduzieren die Bruchdehnung Eb weniger als solche mit grossen Schlitzen und kleinen Stegen. Die Stärke der Perforation ist weitgehend durch die angestrebte Eigenschaft des Endproduktes bestimmt. Beachtenswert ist, dass die Erfindung im Zusammenhang mit den unterschiedlichsten Perforationen anwendbar ist. Der (absolute Wert) der Bruchdehnung beschränkt nämlich nur in Extremfällen den Anwendungsbereich der Erfindung (z.B. wenn er sehr klein ist). The elongation at break Eb itself naturally changes from paper type to paper type. It also depends on the strength of the perforation. Perforations with small slots and large webs reduce the elongation at break Eb less than those with large slots and small webs. The strength of the perforation is largely determined by the desired properties of the end product. It is noteworthy that the invention can be used in connection with a wide variety of perforations. The (absolute value) of the elongation at break only limits the scope of the invention in extreme cases (e.g. if it is very small).

Beträgt die (absolute) Bruchdehnung Eb z.B. 6,5% (d.h. 1 m - ggf. perforierte - Papierbahn zer-reisst bei Verlängerung um 6,5 cm), dann sollte gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der minimale Unterschied der Dehnung zwischen innerem und äusserem Ringbereich (3 resp. 4) mindestens 0,65% (d.h. 1/10 von 6,5%) betragen. Der bevorzugte obere Grenzwert beträgt dann 4,6% (= 70% relative Dehnung). Wird durch Wahl einer stärkeren Perforation die Bruchdehnung z.B. auf 5% herabgesetzt, dann liegt die erwähnte 10%- resp. 70%-Grenze bei 0,5% resp. 3,5% (absolut). Is the (absolute) elongation at break Eb e.g. 6.5% (ie 1 m - possibly perforated - paper web tears when extended by 6.5 cm), then according to a preferred embodiment the minimum difference in elongation between the inner and outer ring area (3 or 4) should be at least 0 , 65% (ie 1/10 of 6.5%). The preferred upper limit is then 4.6% (= 70% relative elongation). If the elongation at break is selected by choosing a stronger perforation e.g. reduced to 5%, then the mentioned 10% resp. 70% limit at 0.5% resp. 3.5% (absolute).

Die obengenannten Prozentzahlen beziehen sich wohlgemerkt auf den Unterschied in der Dehnung zwischen innerem und äusserem Ringbereich 3 resp. 4. Beträgt also die relative Dehnung Eo im inneren Ringbereich 3 bereits 5% (relativ), dann soll der Unterschied zwischen Ei und Eo gemäss einer bevorzugten Ausführungsform mindestens 10% betragen. Die relative Dehnung Ei sollte dann mindestens 15% der Bruchdehnung Eb betragen. Es ist zu betonen, dass sich die vorteilhafte 60%-Grenze nicht auf die Differenz der Dehnungen bezieht, sondern allein auf die Bruchdehnung Eb- The above-mentioned percentages refer to the difference in the stretch between the inner and outer ring area 3 or. 4. If the relative elongation Eo in the inner ring region 3 is already 5% (relative), then the difference between Ei and Eo should be at least 10% according to a preferred embodiment. The relative elongation Ei should then be at least 15% of the elongation at break Eb. It should be emphasized that the advantageous 60% limit does not refer to the difference in elongation, but only to the elongation at break Eb-

Der innere Ringbereich 3 ist um einiges breiter als der äussere 4. In der Regel ist der innere Ringbereich 3 zwei- bis zehnmal so dick wie der äussere. Je dicker der äussere Ringbereich 4 ist, desto mehr Kraft resp. Widerstand kann er aufnehmen resp. entwickeln. Andererseits lässt er sich um so besser deformieren, je dünner er ist. The inner ring area 3 is somewhat wider than the outer 4. As a rule, the inner ring area 3 is two to ten times as thick as the outer one. The thicker the outer ring area 4, the more force resp. He can take up resistance. develop. On the other hand, the thinner it is, the better it can be deformed.

Auch bei der Verwendung von verhältnismässig starkem Papier führen Dicken des äusseren Ringbereiches 4 von weniger als 1,5 cm meist zum Erfolg. Bevorzugt sind Dicken von weniger als 1 cm. Die untere Grenze für den äusseren Ringbereich 4 dürfte bei etwa 4 mm liegen. Bei sehr dünnem Tis-sue kann dieser Wert unter Umständen auch unterschritten werden. Ein guter Arbeitsbereich liegt in jedem Fall zwischen 6 und 8 mm. Even when using relatively strong paper, thicknesses of the outer ring area 4 of less than 1.5 cm usually lead to success. Thicknesses of less than 1 cm are preferred. The lower limit for the outer ring area 4 should be about 4 mm. If the Tis-sue is very thin, this value may also be fallen below. A good working area is in any case between 6 and 8 mm.

Die Ringzonen 5 und 7 im äusseren Ringbereich 4 sind z.B. 1-3 mm breit. Die mittlere Ringzone 6 ist z.B. 2-4 mm breit. Es ist zu bemerken, dass die geeignete Breite der Übergangszonen (5, 7) nicht unwesentlich von den maschinellen Gegebenheiten, d.h. von den Fähigkeiten der Wickelmaschine abhängt. Die Umfangsgeschwindigkeit kann nämlich nicht beliebig schnell erhöht werden. Ein allzu abruptes Erhöhen könnte zudem zu einem Bruch der Papierbahn führen. The ring zones 5 and 7 in the outer ring area 4 are e.g. 1-3 mm wide. The middle ring zone 6 is e.g. 2-4 mm wide. It should be noted that the suitable width of the transition zones (5, 7) is not insignificant from the machine conditions, i.e. depends on the capabilities of the winding machine. The peripheral speed cannot be increased as quickly as desired. An excessively abrupt increase could also lead to a break in the paper web.

Eine Papierrolle der obengenannten Struktur hat Has a paper roll of the above structure

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

4 4th

7 7

CH 687 519 A5 CH 687 519 A5

8 8th

ganz besondere und unerwartete Eigenschaften. Diese sollen im folgenden erläutert werden. very special and unexpected properties. These will be explained in the following.

Fig. 2 zeigt, was geschieht, wenn die Papierrolle unter einer Quetschkraft 8 (vgl. Pfeile) in einer Richtung deformiert wird. Die zylindrische Stützhülse 1 knickt an zwei Ecken 9a, 9b aus. Da die Quetschkraft 8 in y-Richtung wirkt, liegen die Ecken 9a, 9b auf der x-Achse. Mit zunehmender Quetschkraft 8 verformt sich der Innenquerschnitt der Stützhülse 1 zu einem länglichen Schlitz. Gleichzeitig ändert sich auch die Aussenform der Papierrolle. Interessanterweise entsteht aber nicht eine elipti-sche Hüllkurve 11, wie sie bei den nach dem Stand der Technik hergestellten Papierrollen zu erwarten wäre. Vielmehr bilden sich Kurzseiten 10a, 10b aus, so dass im Querschnitt eine näherungsweise rechteckige Form entsteht. Diese wohlgemerkt ohne Anwendung einer zusätzlichen Quetschkraft in x-Richtung. Fig. 2 shows what happens when the paper roll is deformed in one direction under a squeezing force 8 (see arrows). The cylindrical support sleeve 1 buckles at two corners 9a, 9b. Since the squeezing force 8 acts in the y direction, the corners 9a, 9b lie on the x axis. With increasing squeezing force 8, the inner cross section of the support sleeve 1 deforms into an elongated slot. At the same time, the outer shape of the paper roll also changes. Interestingly, however, an elliptical envelope 11 does not arise, as would be expected with the paper rolls produced according to the prior art. Rather, short sides 10a, 10b form, so that an approximately rectangular shape arises in cross section. This, mind you, without using an additional squeezing force in the x direction.

Entlang der x-Achse erfährt der Wickel 2 eine stärkere Kompression als entlang der y-Achse. Es wird vermutet, dass dieser Effekt durch den «integrierten Spannring» bedingt ist, der durch den erfindungsgemässen äusseren Ringbereich gebildet wird. Im äusseren Ringbereich sind nämlich die einzelnen Papierlagen nicht nur stärker gedehnt, sondern werden auch stärker aufeinander gepresst. Die Haftreibung verhindert, dass sich die Lagen frei zueinander verschieben können. Es wird also in der Tat ein steifer, bis zu einem gewissen Grad elastischer Ring gebildet. Along the x-axis, the winding 2 experiences a greater compression than along the y-axis. It is assumed that this effect is due to the “integrated clamping ring” which is formed by the outer ring area according to the invention. In the outer ring area, the individual layers of paper are not only stretched more, but are also pressed against each other more strongly. The static friction prevents the layers from moving freely to one another. Indeed, a rigid, to some extent elastic ring is formed.

Im inneren Ringbereich 3 sind die Verhältnisse anders. Die Lagen können sich in einem gewissen Mass relativ zueinander verschieben, da sie, wenn überhaupt, nur mit sehr geringer Spannung gewik-kelt sind. Dies ist auch ein Grund dafür, dass der innere Ringbereich 3 insgesamt stärker komprimierbar ist als der äussere Ringbereich 4. In the inner ring area 3, the conditions are different. The layers can shift relative to each other to a certain extent, since they are wound, if at all, with very little tension. This is also a reason why the inner ring area 3 is more compressible overall than the outer ring area 4.

Es hat sich gezeigt, dass bei einer Verpackung mit mehreren erfindungsgemässen, nebeneinander angeordneten, gequetschten Papierrollen eine Platzeinsparung erzielt werden kann, die gegenüber den nach bekannten Verfahren gewickelten Rollen in der Grössenordnung von 40% liegt. Dieses auf den ersten Blick überraschende Resultat kann dadurch erklärt werden, dass beim Pressen einer Papierrolle auf eine vorgegebene Breite B (Fig. 2) die bekannten Papierrollen eine Hüllkurve 11 haben, deren Länge grösser ist als diejenige der erfindungsgemässen Rollen (Länge L). It has been shown that, in the case of packaging with a plurality of squeezed paper rolls according to the invention arranged next to one another, a space saving can be achieved which is of the order of magnitude of 40% compared to the rolls wound according to known methods. This result, which is surprising at first glance, can be explained by the fact that when a paper roll is pressed to a predetermined width B (FIG. 2), the known paper rolls have an envelope curve 11, the length of which is greater than that of the rolls according to the invention (length L).

Ein weiterer, neuartiger Effekt besteht darin, dass die Papierrolle in jeder Form, in die sie gepresst resp. gequetscht worden ist, verharrt und sich nicht von allein zurückverformt. Dies hat z.B. den Vorteil, dass die Verpackung selbst keine Druckkräfte auf die in ihr enthaltenen, gequetschten Papierrollen ausüben muss. Bei der Herstellung der Verpackungen können die Rollen zudem in einer separaten Einheit zunächst gequetscht und dann ohne Einsatz von Presskräften in die vorgesehene Packungshülle geschoben werden. Die gequetschten Rollen können verbraucherseitig auch wieder einfach, d.h. von Hand in die gewünschte runde Form gedrückt werden. Another new effect is that the paper roll in any shape in which it is pressed or. has been squeezed, persists and does not deform back on its own. This has e.g. the advantage that the packaging itself does not have to exert any compressive forces on the squeezed paper rolls it contains. When the packaging is manufactured, the rolls can also first be squeezed in a separate unit and then pushed into the provided packaging sleeve without the use of pressing forces. On the consumer side, the crushed rollers can also be simply, i.e. be pressed into the desired round shape by hand.

Es wird vermutet, dass die soeben beschriebene It is believed that the one just described

«plastische Verformbarkeit» der Papierrolle daher kommt, dass die Papierlagen sich unter dem äusseren Druck geringfügig verschieben und aufgrund der Rauhigkeit der Oberfläche resp. der Faserigkeit des Materials in der neuen Position verhaften. Nicht unbedeutend scheint in diesem Zusammenhang zu sein, dass der innere Ringbereich 3 einen Druck nach aussen auf den äusseren Ringbereich 4 ausübt. "Plastic deformability" of the paper roll comes from the fact that the paper layers shift slightly under the external pressure and, due to the roughness of the surface or arrest the fibrousness of the material in the new position. It does not seem to be insignificant in this context that the inner ring area 3 exerts an outward pressure on the outer ring area 4.

Im folgenden soll eine bevorzugte Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemässen Papierrolle beschrieben werden. Eine solche Vorrichtung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Wickelmaschine nach dem Prinzip des Zentrumswicklers. A preferred device for producing a paper roll according to the invention will be described below. Such a device is shown schematically in FIG. 5. It is a winding machine based on the principle of the center winder.

Eine Papierbahn 12, die z.B. etwa 2,4 m breit ist, läuft über eine Rolle 13 zu Zugrollen 14. Danach wird sie über eine Perforationswalze 16 geführt, wobei ein Perforationskopf 15 in regelmässigen Abständen (z.B. von 10 cm) die bei WC-Rollen oder Haushaltpapier bekannte Perforation anbringt. Danach folgt eine Hauptwalze 17, die mit einer Chop-perwalze 18 zum Schneiden der Papierbahn nach Beendigung des Wickelvorganges zusammenarbeitet. A paper web 12, e.g. about 2.4 m wide, runs over a roller 13 to pull rollers 14. Then it is passed over a perforation roller 16, a perforation head 15 at regular intervals (e.g. 10 cm) attaching the perforation known in toilet rolls or household paper. This is followed by a main roller 17 which cooperates with a chopper roller 18 for cutting the paper web after the winding process has ended.

Sechs Wickelstangen 22.1, .... 22.6, die Teil einer Revolveranordnung 19 sind, übernehmen das Wickeln der Stützhülsen. Die Revolveranordnung 19 resp. deren Wickelstangen 22.1, .... 22.6 werden be- und entladen von einem Hülsenlader 20 resp. einem Rollenentlader 21. Six winding rods 22.1, .... 22.6, which are part of a turret arrangement 19, take over the winding of the support sleeves. The turret assembly 19, respectively. whose winding rods 22.1, .... 22.6 are loaded and unloaded by a tube loader 20, respectively. a roller unloader 21.

Die Maschine arbeitet im wesentlichen wie folgt. Der Hülsenlader 20 schiebt eine leere Stützhülse auf die in der Position P1 befindliche Hülsenstange 22.1. Dann wird die Revolveranordnung 19 um 60° gedreht. In der Position P2 wird auf die Aussensei-te der Stützhülse Leim aufgetragen zum Ankleben der Papierbahn. In der Position P3 wird die Wickelstange auf eine vorgegebene maximale Drehzahl gebracht. Die Umfangsgeschwindigkeit der Stützhülse ist dann mindestens so gross, vorzugsweise geringfügig höher als die Laufgeschwindigkeit der Papierbahn 12. The machine works essentially as follows. The sleeve loader 20 pushes an empty support sleeve onto the sleeve rod 22.1 located in the position P1. Then the turret assembly 19 is rotated by 60 °. In position P2 glue is applied to the outside of the support sleeve to glue the paper web. In position P3 the winding bar is brought to a predetermined maximum speed. The peripheral speed of the support sleeve is then at least as large, preferably slightly higher than the running speed of the paper web 12.

Dann erfolgt die Übergabe. Die Papierbahn wird abgeschnitten, die beschleunigte Wickelstange wird auf die Übergabegeschwindigkeit reguliert und in die Position P4 gedreht, gleichzeitig wird das freie Ende der Papierbahn auf die mit Leim versehene Stützhülse gebracht, und der Wickelprozess beginnt. Mit zunehmendem Radius des Papierwickels wird die Drehzahl reduziert, und zwar so, dass die Umfangsgeschwindigkeit aussen am Papierwickel im wesentlichen konstant bleibt. Then the handover takes place. The paper web is cut off, the accelerated winding rod is regulated to the transfer speed and rotated into position P4, at the same time the free end of the paper web is brought onto the glued support sleeve, and the winding process begins. As the radius of the paper roll increases, the speed is reduced in such a way that the peripheral speed on the outside of the paper roll remains essentially constant.

Nach Abschluss des Wickelvorgangs wird die Papierbahn erneut abgeschnitten und die Wickelstange aus der Position P4 in die Position P5 gebracht. Sie wird abgebremst und nachher in der Position P6 entladen. After the winding process has been completed, the paper web is cut off again and the winding rod is moved from position P4 to position P5. It is braked and then unloaded in position P6.

Die bis anhin beschriebenen Teile der Maschine sind, ebenso wie die kurz erläuterte Arbeitsweise, Stand der Technik. Neu ist die Kurve, nach welcher die Drehzahl beim Wickeln (Position P4) festgelegt ist. The parts of the machine described so far, as well as the briefly explained mode of operation, are state of the art. New is the curve according to which the speed during winding (position P4) is determined.

Eine solche sogenannte Wickelkurve ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Auf der Abszisse ist der Such a so-called winding curve is shown by way of example in FIG. 4. On the abscissa is the

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

9 9

CH 687 519 A5 CH 687 519 A5

10 10th

Prozesswinkel phi und auf der Ordinate die Winkelgeschwindigkeit w der Wickelstange aufgetragen. Der Prozesswinkel phi läuft von 0-360° und zwar beginnend bei der Ubergabe (Start des Wickelvorganges) und endend wiederum bei der Übergabe (Abschneiden der Papierbahn und erneute Übergabe an nächste Wickelstange). Er wächst linear mit der Zeit. Werden beispielsweise 20 Rollen pro Minute gewickelt, dann läuft der Prozesswinkel phi innerhalb von drei Sekunden von 0 bis 360°. (Es ist zu beachten, dass der Prozesswinkel phi nicht proportional zum Radius des Papierwickels ist.) Process angle phi and the ordinate the angular velocity w of the winding bar. The process angle phi runs from 0-360 °, starting with the transfer (start of the winding process) and ending again with the transfer (cutting off the paper web and transferring it again to the next winding rod). It grows linearly with time. For example, if 20 rolls are wound per minute, the process angle phi runs from 0 to 360 ° within three seconds. (It should be noted that the process angle phi is not proportional to the radius of the paper roll.)

Die Geschwindigkeit der Papierbahn wird konstant gehalten. Mit zunehmendem Radius der Papierrolle ist daher die Drehzahl resp. Wickelgeschwindigkeit der Wickelstange zu reduzieren. Die Reduktion ist nicht linear abhängig von der Zeit resp. vom Prozesswinkel phi. Der Verlauf der Kurve ist auch nicht analytisch berechenbar, da Papier ein sehr komplexes Verhalten an den Tag legt. Nicht zuletzt haben Oberflächenrauhigkeit und Prägung Einflüsse, die nur aufgrund von Experimenten und Erfahrung ermittelt werden können. Die heute zur Verfügung stehenden Kurven sind jedenfalls empirischer Natur und ausschliesslich auf eine konstante Umfangsgeschwindigkeit der Papierrolle ausgelegt. The speed of the paper web is kept constant. With increasing radius of the paper roll, the speed or Reduce the winding speed of the winding bar. The reduction is not linearly dependent on the time or from the process angle phi. The course of the curve cannot be calculated analytically either, since paper shows a very complex behavior. Last but not least, surface roughness and embossing have influences that can only be determined on the basis of experiments and experience. In any case, the curves available today are empirical in nature and designed exclusively for a constant peripheral speed of the paper roll.

Zur Herstellung einer erfindungsgemässen Papierrolle, insbesondere zur Realisierung eines Dehnungsverlaufes gemäss Fig. 3 ist im Endbereich der Kurve eine Überhöhung, die z.B. zu einer um 2% erhöhten Drehzahl führt. For the production of a paper roll according to the invention, in particular for the realization of an elongation curve according to FIG. 3, there is an elevation in the end region of the curve, e.g. leads to a speed increase of 2%.

Der äussere Ringbereich 4 (Fig. 1 und 3) beginnt im vorliegenden Beispiel bei phi = 220°. Bis zu einem Phasenwinkel von phi = 260° wird die Winkelgeschwindigkeit sukzessive erhöht resp. weniger stark abgesenkt, so dass sich die Umfangsgeschwindigkeit aussen am Wickel sukzessive auf einen vorgegebenen Wert erhöht. Dieser liegt beim vorliegenden Beispiel etwa 2% über der Papiereinzugsgeschwindigkeit der Wickelmaschine. Dadurch wird die innere Ringzone 5 (vgl. Fig. 1 und 3) geschaffen. The outer ring region 4 (FIGS. 1 and 3) begins in the present example at phi = 220 °. Up to a phase angle of phi = 260 °, the angular velocity is successively increased or. lowered less so that the peripheral speed on the outside of the winding gradually increases to a predetermined value. In the present example, this is about 2% above the paper feed speed of the winding machine. This creates the inner ring zone 5 (see FIGS. 1 and 3).

Zwischen phi = 260° und phi = 300° wird die Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten konstant gehalten. Die erfindungsgemässe Wickelkurve verläuft in diesem Abschnitt in konstantem Abstand zur Wickelkurve gemäss dem Stand der Technik. Durch den Geschwindigkeitsunterschied wird die Ringzone 6 gebildet, in welcher die Papierbahn eine erhöhte (konstante) Dehnung aufweist. The difference in circumferential speeds is kept constant between phi = 260 ° and phi = 300 °. In this section, the winding curve according to the invention runs at a constant distance from the winding curve according to the prior art. The ring zone 6 is formed by the difference in speed, in which the paper web has an increased (constant) elongation.

Bei einem Prozesswinkel phi = 300° beginnt die äussere Ringzone 7. Der Geschwindigkeitsunterschied wird sukzessive abgebaut, so dass - gemäss dem vorlegenden Ausführungsbeispiel - bei einem Prozesswinkel von phi = 330° die Überhöhung beendet ist. Die Wickelstange rotiert danach mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie bei einer Wickelkurve gemäss dem Stand der Technik. Kurz bevor der Prozesswinkel 360° erreicht, wird die Papierbahn abgeschnitten, die nächste (leere) Stützhülse wird in Position P4 gefahren und der Wickel-prozess beginnt von neuem bei phi = 0°. The outer ring zone 7 begins at a process angle phi = 300 °. The difference in speed is gradually reduced, so that - according to the exemplary embodiment presented - the increase is ended at a process angle of phi = 330 °. The winding rod then rotates at the same angular speed as in a winding curve according to the prior art. Shortly before the process angle reaches 360 °, the paper web is cut off, the next (empty) support sleeve is moved into position P4 and the winding process starts again at phi = 0 °.

Wird die äussere Ringzone 7 weggelassen, d.h. wird der Dehnungsunterschied nicht abgebaut, so findet beim Abschneiden der Papierbahn zwangsweise eine Entspannung statt. Diese wirkt sich in der Regel nur auf die letzten zwei/drei Wicklungen aus, ist aber in einem gewissen Sinn unkontrolliert. Ist der Dehnungsunterschied verhältnismässig klein, so ist diese Tatsache nicht weiter störend. Bei grösseren Dehnungsunterschieden sollte auf die genannte Ringzone 7 besser nicht verzichtet werden. If the outer ring zone 7 is omitted, i.e. if the difference in elongation is not reduced, relaxation takes place when the paper web is cut off. This usually only affects the last two / three windings, but is in a certain sense uncontrolled. If the difference in elongation is relatively small, this fact is of no further concern. In the case of larger differences in elongation, it is better not to do without the ring zone 7 mentioned.

Die beispielhafte Überhöhung der Drehzahl um 2% entspricht bei einer Bruchdehnung von 6,5% einem relativen Dehnungsunterschied von etwa 30%. Da die erzeugte Dehnung direkt abhängig ist von der Differenz zwischen der Einzugsgeschwindigkeit und der Umfangsgeschwindigkeit des Papierwik-kels, ist es ohne weiteres möglich, aus den im Zusammenhang mit der Fig. 3 gemachten Angaben betreffend bevorzugte Dehnungsbereiche entsprechende Bereiche für die Überhöhung der Winkelgeschwindigkeit abzuleiten. The exemplary increase in speed by 2% corresponds to a relative elongation difference of approximately 30% at an elongation at break of 6.5%. Since the generated stretch is directly dependent on the difference between the drawing-in speed and the peripheral speed of the paper reel, it is readily possible to derive corresponding ranges for the increase in the angular speed from the information given in connection with FIG. 3 regarding preferred stretching ranges.

Wie die in Fig. 4 gezeigte Wickelkurve implementiert wird, hängt von der Art der Maschine ab. Bei einer rein mechanischen Ausführung der Steuerung, bei welcher die Drehzahl der Wickelstange von einer Kurvenscheibe vorgegeben ist, die ein mechanisches Getriebe regelt, genügt es, eine Kurvenscheibe mit einer erfindungsgemässen Überhöhung einzusetzen. Dasselbe gilt für eine halbmechanisch/ halbelektrische Ansteuerung, bei welcher die Wik-kelkurve an einer Kurvenscheibe abgegriffen und eine Motorendrehzahl (z.B. mittels eines mechanisch geregelten Potentiometers) entsprechend eingestellt wird. Bei rein elektronischer Ansteuerung wird die Kurve in Form von Digitalwerten in einen programmierbaren Speicher (PROM, EPROM, EEPROM etc.) abgespeichert. Eine erfindungsgemässe Wickelmaschine zeichnet sich somit in jedem Fall durch die steuerungsmässig implementierte Wickelkurve aus. How the winding curve shown in Fig. 4 is implemented depends on the type of machine. In the case of a purely mechanical design of the control, in which the speed of the winding rod is predetermined by a cam disk which controls a mechanical transmission, it is sufficient to use a cam disk with a cant according to the invention. The same applies to a semi-mechanical / semi-electrical control, in which the winding curve is tapped from a cam disc and an engine speed is set accordingly (e.g. by means of a mechanically controlled potentiometer). With purely electronic control, the curve is stored in the form of digital values in a programmable memory (PROM, EPROM, EEPROM etc.). A winding machine according to the invention is thus characterized in any case by the winding curve implemented in terms of control.

Eine Produktionslinie zur Herstellung von platzsparend abgepackten Papierrollen umfasst zunächst eine Wickelmaschine zur Herstellung von (z.B. 2,4 m breiten) Papierrollen mit den erfindungsgemässen Merkmalen. Als nächstes folgt eine Vorrichtung zum Zerschneiden der breiten Papierrollen in schmale Einzelrollen von z.B. 10 cm. Danach werden die Einzelrollen gequetscht. Dies kann mit an sich bekannten Vorrichtungen erreicht werden. Danach werden die Einzelrollen in die zum Verpak-ken gewünschte Ordnung gebracht. Für eine Sechserpackung werden z.B. zwei Dreierreihen nebeneinander gestellt. In dieser Anordnung werden sie dann in einen Plastiksack geschoben, welcher danach möglichst eng anliegend verschweisst wird. A production line for the production of paper rolls packed in a space-saving manner initially comprises a winding machine for the production of (e.g. 2.4 m wide) paper rolls with the features according to the invention. Next is a device for cutting the wide rolls of paper into narrow single rolls of e.g. 10 centimeters. Then the single rolls are squeezed. This can be achieved with devices known per se. The individual rolls are then brought into the order required for packaging. For a six-pack, e.g. two rows of three placed side by side. In this arrangement, they are then pushed into a plastic bag, which is then welded as tightly as possible.

Selbstverständlich können platzsparenden Papierrollenpackungen auch anders hergestellt werden. Anstelle eines Zentrumswicklers kann auch ein Umfangwickler eingesetzt werden. Die Spannung der Papierbahn kann z.B. mittels der eingangsseitig angeordneten Tänzenwalze eingestellt werden. Of course, space-saving paper roll packs can also be made differently. Instead of a center winder, a circumferential winder can also be used. The tension of the paper web can e.g. can be adjusted by means of the dancing roller arranged on the input side.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass durch die Erfindung Papierrollen mit neuartigen und vorteilhaften Eigenschaften gewickelt werden können. Die Papierrollen können im Verband nicht nur platzsparend transportiert werden, sondern sind auch benutzerseitig leicht zu handhaben. In summary, it can be stated that paper rolls with novel and advantageous properties can be wound by the invention. The paper rolls can not only be transported in a space-saving manner, but are also easy to use for the user.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

6 6

11 11

CH 687 519 A5 CH 687 519 A5

12 12th

Bezugszeichenliste Reference list

1 1

Stützhülse Support sleeve

2 2nd

Papierwickel Paper wrap

3, 4 3, 4

Ringbereich Ring area

5, 6, 7 5, 6, 7

Ringzone Ring zone

8 8th

Quetschkraft Crushing force

9a, b 9a, b

Ecken Corners

10a, d 10a, d

Kurzseite Short side

11 11

Hüllkurve Envelope

12 12th

Papierbahn Paper web

13 13

Rolle role

14 14

Zugrollen Pull rollers

15 15

Perforationskopf Perforation head

16 16

Perforationswalze Perforation roller

17 17th

Hauptwalze Main roller

18 18th

Chopperwalze Chopper roller

19 19th

Revolveranordnung Turret assembly

20 20th

Hülsenlader Sleeve loader

21 21

Rollenentlader Roller unloader

22.1 22.6 22.1 22.6

Wickelstange Winding rod

Claims (11)

PatentansprücheClaims 1. Speicherrolle mit einer auf eine quetschbare rohrförmige Stützhülse (1) zu einem Speicherwickel (2) aufgewickelten, dünnen, flexiblen Materialbahn, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherwickel (2) einen inneren (3) und einen diesen umschlies-senden äusseren Ringbereich (4) aufweist, wobei die Materialbahn im äusseren Ringbereich (4) unter einer gegenüber dem inneren Ringbereich (3) erhöhten Spannung aufgewickelt ist.1. Storage roll with a thin, flexible material web wound onto a squeezable tubular support sleeve (1) to form a storage roll (2), characterized in that the storage roll (2) has an inner ring area (3) and an outer ring area (4) enclosing it ), the material web being wound in the outer ring area (4) under a higher tension than the inner ring area (3). 2. Speicherrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die erhöhte Spannung bewirkte Dehnungsunterschied zwischen innerem und äusserem Ringbereich (3 resp. 4) mindestens 10% der Bruchdehnung (Eb) der Materialbahn beträgt.2. Storage roll according to claim 1, characterized in that the elongation difference caused by the increased tension between the inner and outer ring area (3 and 4 respectively) is at least 10% of the elongation at break (Eb) of the material web. 3. Speicherrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung im äusseren Ringbereich (4) 70% der Bruchdehnung (Eb) nicht überschreitet und dass der Dehnungsunterschied 25-40% der Bruchdehnung (Eb) beträgt.3. Storage roll according to claim 2, characterized in that the elongation in the outer ring area (4) does not exceed 70% of the elongation at break (Eb) and that the elongation difference is 25-40% of the elongation at break (Eb). 4. Speicherrolle nach einem der Ansprüche 1 bis4. Storage role according to one of claims 1 to 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Ringbereich (4) eine Dicke von weniger als 1,5 cm, insbesondere weniger als etwa 1 cm und insbesondere von mindestens 4 mm hat.3, characterized in that the outer ring area (4) has a thickness of less than 1.5 cm, in particular less than about 1 cm and in particular of at least 4 mm. 5. Speicherrolle nach einem der Ansprüche 1 bis5. Storage role according to one of claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Ringbereich (4) durch zwei Ringzonen (5, 7) berandet ist, wobei in der inneren Ringzone (5) die Dehnung zu- und in der äusseren (7) abnimmt.4, characterized in that the outer ring area (4) is bordered by two ring zones (5, 7), the elongation increasing in the inner ring zone (5) and decreasing in the outer ring (7). 6. Speicherrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und die äussere Ringzone (5, 7) je etwa einen Drittel der Dicke des äusseren Ringbereichs (4) ausmachen.6. Storage roll according to claim 5, characterized in that the inner and the outer ring zone (5, 7) each make up about a third of the thickness of the outer ring region (4). 7. Verfahren zum Herstellen einer Speicherrolle nach Anspruch 1, bei welchem auf die rohrförmige Stützhülse (1) ein Ringbereich (3) mit im wesentlichen konstanter Spannung der aufzuwickelnden Materialbahn gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem, den genannten Ringbereich umgebenden äusseren Ringbereich (4) die Spannung der aufzuwickelnden Materialbahn zur Erzielung eines vorgegebenen Dehnungsunterschiedes gegenüber dem erstgenannten Ringbereich erhöht wird.7. A method for producing a storage roll according to claim 1, in which an annular region (3) is wound onto the tubular support sleeve (1) with an essentially constant tension of the material web to be wound, characterized in that in an outer annular region surrounding said annular region ( 4) the tension of the material web to be wound is increased in order to achieve a predetermined difference in elongation compared to the first-mentioned ring region. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des äusseren Ringbereichs zunächst die Spannung sukzessive erhöht wird, wobei eine erste Ringzone (5) gebildet wird, dann zur Bildung einer zweiten Ringzone (6) der Dehnungsunterschied gegenüber dem inneren Ringbereich (3) mindestens auf einem vorgegebenen Dehnungsunterschied gehalten wird und schliesslich der Dehnungsunterschied sukzessive abgebaut wird, wobei eine dritte Ringzone (7) gebildet wird.8. The method according to claim 7, characterized in that to produce the outer ring region, the tension is first increased successively, a first ring zone (5) being formed, then to form a second ring zone (6) the difference in elongation compared to the inner ring region (3 ) is kept at least at a predetermined difference in elongation and finally the difference in elongation is gradually reduced, a third ring zone (7) being formed. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Speicherwickels während des Wickeins gegenüber der Einzugsgeschwindigkeit der Materialbahn erzeugt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the tension is generated by increasing the peripheral speed of the storage roll during winding compared to the retraction speed of the web. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit um mindestens 0,5%, vorzugsweise um weniger als 10%, noch bevorzugter um 1,5-5%, insbesondere um 2-3% erhöht wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the peripheral speed is increased by at least 0.5%, preferably by less than 10%, more preferably by 1.5-5%, in particular by 2-3%. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, umfassend eine Wickelstange (22.1, ..., 22.6) zum Rotieren einer darauf aufgeschobenen Stützhülse (1) und eine Antriebseinheit zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit der Wik-11. The device for carrying out the method according to claim 7, comprising a winding rod (22.1, ..., 22.6) for rotating a support sleeve (1) pushed thereon and a drive unit for controlling the rotational speed of the Wik- kelstange (22.1 22.6), gekennzeichnet durchkelstange (22.1 22.6), characterized by Mittel, die eine programmierte Wickelkurve mit einer Drehzahlenhöhung im Endbereich enthalten.Means that contain a programmed winding curve with a speed increase in the end area. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 77
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