DE10148763A1

DE10148763A1 - Wickelhülse

Info

Publication number: DE10148763A1
Application number: DE10148763A
Authority: DE
Inventors: Dieter Quick
Original assignee: KUNSTSTOFF SPRITZGUSWERK ING K
Current assignee: KUNSTSTOFF SPRITZGUSWERK ING K
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-04-17
Also published as: TW561129B; CA2405663A1; TWI278420B; JP2003176067A; DE10294560D2; ATE319644T1; MXPA02009734A; RU2301190C9; CN1426949A; CN1275840C; BR0213095A; RU2301190C2; DE50206036D1; HU225730B1; BR0213095B1; ES2258653T3; ZA200403205B; IL161226A0; US20040056141A1; KR20030028719A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelhülse zum Aufnehmen eines bahnförmigen Guts, mit einem zylinderförmig langgestreckten, hohlen Hülsenkörper und mindestens einem ebenfalls zylinderförmigen, hohlen Adapter, der endseitig verdrehfest an dem Hülsenkörper angebracht ist, dessen Außendurchmesser den des Hülsenkörpers nicht überschreitet und der auf einem axialen Abschnitt des Hülsenkörpers im Wesentlichen auf dem gesamten Umfang mit einer Mantelfläche des Hülsenkörpers in Kontakt steht. DOLLAR A Um Wiederverwendbarkeit, Variabilität der Anwendung und eine preiswerte Herstellung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, den Adapter von dem Hülsenkörper zerstörungsfrei demontierbar zu gestalten.

Description

Einleitung

Die Erfindung betrifft eine Wickelhülse zum Aufnehmen eines bahnförmigen Guts, mit einem zylinderförmig langgestreckten, hohlen Hülsenkörper und mindestens einem ebenfalls zylinderförmigen, hohlen Adapter, der endseitig verdrehfest an dem Hülsenkörper angebracht ist, dessen Aussendurchmesser den des Hülsenkörpers nicht überschreitet und der auf einem axialen Abschnitt des Hülsenkörpers im Wesentlichen auf dem gesamten Umfang mit einer Mantelfläche des Hülsenkörpers in Kontakt steht.
Derartige Wickelhülsen werden beispielsweise in der Papierindustrie, insbesondere auch in der Druckindustrie zu Aufnehmen von Papierbahnen eingesetzt. Wickelhülsen bestehen im Wesentlichen aus einem zylinderförmig langgestreckten, hohlen Hülsenkörper aus Papier oder Pappe. In jüngerer Zeit kommen vereinzelt auch aus thermoplastischen Kunststoffen extrudierte Hülsenkörper zum Einsatz.
Zum Auf- oder Abwickeln des bahnförmigen Gutes wird die Wickelhülse in einer Wickelmaschine auf Spannfutter montiert, die von innen in die Enden des Hülsenkörpers eingreifen und durch Klemmen oder über Formschlusselemente die Einleitung eines Drehmomentes erlauben.

Stand der Technik

Für Papier-Wickelhülsen ist es bekannt, den Hülsenkörper endseitig mit Adaptern auszustatten, die ein zerstörungsfreies Einspannen der relativ weichen Hülse erlauben. Häufig werden zu diesem Zweck U-förmige Stirnkappen aus Metall auf die offenen Enden des Hülsenkörpers aufgesetzt.
Die DE 44 13 810 der Sonoco Products Co. beschreibt einen ringförmigen Adapter, der mit einer kegelstumpfförmigen Aussenfläche in eine entsprechend kegelig ausgebildete Innenfläche in den offenen Enden eines Hülsenkörpers aus Papier eingeklebt wird. Der Adapter verstärkt zum Einen die Enden der Wickelhülse, die damit den Spannkräften in der Wickelmaschine besser widerstehen, zum Andern erlaubt er die Verwendung eines Hülsenkörpers, dessen Innendurchmesser größer ist als das Spannfutter der Wickelmaschine.
Auch bei den relativ preiswert herzustellenden Wickelhülsen aus Papier und Pappe stellt sich heutzutage zunehmend die Aufgabe, zur Vermeidung von Abfall diese Wickelhülsen mehrfach verwendbar zu gestalten. Bei dem in der DE 44 13 810 vorgeschlagenen Adapter werden jedoch einerseits durch die Verwendung eines Kegelsitzes die Kosten bei der Herstellung sowohl des Hülsenkörpers als auch des Adapters erhöht. Andererseits verhindert das vorgeschlagene Einkleben des Adapters in den Hülsenkörper die Weiterverwendung eines Adapters aus einem beschädigten Hülsenkörper.
Kunststoff-Wickelhülsen werden dagegen in der Regel aus Kostengründen aus einfachen Materialien gefertigt, die allerdings regelmäßig den hohen Belastungen durch die Spannfutter nicht gewachsen sind. Die Herstellung von Wickelhülsen unter Verwendung hochwertiger, verschleissarmer Kunststoffe für die mehrfache Verwendung ist jedoch aufgrund des hohen Materialaufwandes nicht wirtschaftlich.

Aufgabe

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wickelhülse vorzuschlagen, die mehrfach wiederverwendbar, dabei preiswert herzustellen und variabel in der Anwendung ist.

Lösung

Ausgehend von einer Wickelhülse der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Adapter von dem Hülsenkörper zerstörungsfrei demontierbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Demontierbarkeit des Adapters sind die zwei Funktionen der Wickelhülse - die Halterung des bahnförmigen Gutes und die Übertragung eines Drehmomentes aus der Wickelmaschine - auf einfache Weise getrennt. Sowohl für den Hülsenkörper als auch für den Adapter können je nach Anwendungsfall geeignete verschiedene Materialien gewählt werden. Bei Versagen eines Bauteils muss nicht mehr zwangsläufig die gesamte Wickelhülse ersetzt werden. Darüber hinaus wird sogar die Verwendung von Spannfuttern mit unterschiedlichen Maßen oder unterschiedlichen Formschlusselementen beim Auf- und Abwickeln - also bei Herstellung und Verwendung - derselben Rolle eines bahnförmigen Gutes möglich.
Gerade bei der Verwendung von Kunststoff kann der Adapter auf besonders einfache Weise formschlüssig mit dem Hülsenkörper verbunden werden - nämlich indem beide in der Kontaktfläche mit ineinander greifenden Nuten und Zähnen ausgestattet werden. Aber auch bei Hülsenkörpern aus Papier können an einem aus Kunststoff gefertigten Adapter angeordnete axiale Zähne sich in das relativ weiche Material des Hülsenkörpers eindrücken und so die formschlüssige Drehmomentübertragung sicherstellen. Als besonders vorteilhaft erweist sich die formschlüssige Verbindung von Adapter und Hülsenkörper auch in Bezug auf die Demontierbarkeit.
Die kraftschlüssige Verbindung von Adapter und Hülsenkörper hingegen ist dann besonders vorteilhaft einzusetzen, wenn der Fertigungsaufwand reduziert werden soll. Dies ist in einfacher Weise dadurch zu erzielen, dass die Kontaktfläche als reine Zylinderfläche ausgebildet wird. Durch Einsetzen eines abgekühlten Adapters in einen bedarfsweise erwärmten Hülsenkörper kann im Bereich der Kontaktfläche mit dem Hülsenkörper eine verdrehfeste Schrumpfpressung erzielt werden.
Insbesondere bei geringen Anforderungen an die zu übertragenden Drehmomente kann bereits durch aufgeraute Oberflächen - im Sinne eines Mikro-Formschlusses - die Verdrehfestigkeit sichergestellt werden.
Bei speziellen Anforderungen an die Wickelhülse können die vorgestellten Möglichkeiten zur form- und kraftschlüssigen Verbindung vielfältig untereinander kombiniert und durch die Verwendung aufgerauter Oberflächen verstärkt werden.
Besonders bevorzugt wird die Kontaktfläche von Adapter und Hülsenkörper zylindrisch gestaltet. Durch die Verwendung eines axialen Abschnitts der vorhandenen inneren Mantelfläche des Hülsenkörpers kann wiederum der Herstellaufwand wesentlich gesenkt werden.
Zusätzlich zur Klemmwirkung in der Kontaktfläche von Adapter und Hülsenkörper ist der Einsatz von Mitteln vorgesehen, die die axiale Verschiebung der Bauteile gegeneinander verhindern. Auf diese Weise können über den Adapter auch axiale Kräfte - beispielsweise zur Positionierung des Wickels in einer Maschine - aufgebracht werden. Besonders bevorzugt ist zu diesem Zweck ein radial vorstehender Bund an dem Adapter vorzusehen.
Wird der Aussendurchmesser des Bundes an den Aussendurchmesser des Hülsenkörpers angeglichen, so kann die äußere Mantelfläche dieses Bundes ebenfalls als Wickelfläche genutzt werden. Beim Transport eines derart gestalteten Wickels trägt das aufgewickelte bahnförmige Gut zusätzlich zur axialen Fixierung des Adapters an dem Hülsenkörper bei. Zur Beeinflussung der Abkühleigenschaften des Bundes können in diesen stirnseitige Aussparungen eingebracht werden.
Bevorzugt ist weiterhin, auf der inneren Mantelfläche des Adapters Formschlusselemente anzubringen, die die Kombination mit unterschiedlichen Spannfuttern ermöglichen.
Bei Verwendung von zwei erfindungsgemäßen Adaptern ist die Einleitung eines Drehmomentes an beiden Enden einer Wickelhülse möglich. Dies bietet sich insbesondere bei sehr langen Wickelhülsen an, wie sie beispielsweise in der Druckindustrie zum Einsatz kommen.
Bevorzugt wird der Adapter aus einem widerstandsfähigeren Material gefertigt als der Hülsenkörper. Die Verwendung hochwertiger - und damit teurer - Rohstoffe, zum Beispiel hochverschleissfester Kunststoffe wie faserverstärktes Polyamid kann so auf relativ kleine Bauteile beschränkt werden.
Der Adapter kann günstig im Spritzgussverfahren gefertigt werden. Insbesondere ist so die Ausformung von mehreren komplexen Merkmalen wie Nuten und Zähnen in der Kontaktfläche, von einem Bund mit stirnseitigen Aussparungen und von Formschlusselementen auf der inneren Mantelfläche in einem Arbeitsgang möglich.
Bei einer möglichen Ausführungsform des Hülsenkörpers wird dieser aus Papier oder Pappe gefertigt, da so einerseits die Produktionskosten gering gehalten, andererseits Recyclingmaterialien einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden können.
Die Verwendung höherwertiger Hülsenkörper aus thermoplastisch formbaren Kunststoffen, beispielsweise aus Styrolbutadien bietet sich an, wenn die Kontaktfläche von Adapter und Hülsenkörper Nuten und Zähne aufweisen soll. Bei Herstellung dieser Hülsenkörper durch Extrusion können diese Formschlusselementen unmittelbar angeformt werden und verlaufen über die ganze Länge des Hülsenkörpers.
Bei Herstellung des Hülsenkörpers durch Extrusion kann dieser darüber hinaus in beliebigen Längen je nach dem konkreten Bedarf hergestellt werden.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in drei Ansichten dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht auf die Stirnseite eines erfindungsgemäßen Adapters,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein Ende einer erfindungsgemäßen Wickelhülse mit montiertem Adapter und
Fig. 3 einem Schnitt senkrecht zur Achse durch eine erfindungsgemäße Wickelhülse mit montiertem Adapter. Bezugzeichenliste In den Figuren sind
1 die Wickelhülse,
2 der Hülsenkörper,
3 der Aussendurchmesser der Wickelhülse,
4 der Adapter,
5 der Innendurchmesser des Adapters,
6 die Innenverzahnung des Hülsenkörpers,
7 der äußere Durchmesser der Innenverzahnung,
8 der innere Durchmesser der Innenverzahnung,
9 der Zahngrund der Innenverzahnung,
10 die Zahnkrone der Innenverzahnung,
11 die Zahnbreite der Innenverzahnung,
12 die Neigung der Zahnflanken,
13 die Aussenverzahnung des Adapters,
14 ein Nocken,
15 die Breite des Nocken,
16 der innere Durchmesser des Nocken,
17 der Bund am Adapter,
18 die Länge des Bundes,
19 die Stirnseite des Adapters,
20 eine Aussparung,
21 die Breite der Aussparung,
22 die Tiefe der Aussparung,
23 die Montageschräge am Hülsenkörper,
24 die Montageschräge am Adapter zur Montage am Hülsenkörper und
25 die Montageschräge am Adapter zur Montage am Spannfutter.
Die Wickelhülse 1, deren eines Ende beispielhaft in den Figuren dargestellt ist, nimmt in einer nicht dargestellten Rotationsdruckmaschine eine ebenfalls nicht dargestellte, etwa 3 m breite Bahn Zeitungsdruckpapier auf. Der aus Polystyrol mit einer Dichte von 1,05 kg/dm³ extrudierte Hülsenkörper 2 mit einem Aussendurchmesser 3 von 182 mm ist an beiden Enden mit zwei gleichen, im Spritzgussverfahren aus glasfaserverstärktem Polyamid mit einer Dichte von 1,4 kg/dm³ gefertigten Adaptern 3 mit einem Innendurchmesser 5 von 154 mm versehen.
Der Hülsenkörper 2 weist über seiner gesamten Länge und über seinem gesamten Umfang eine in axialer Richtung verlaufende trapezförmige Innenverzahnung 6 mit einem äußeren Durchmesser 3 von 170 mm und einem inneren Durchmesser 5 von 165 mm auf Zahngrund 9 und Zahnkrone 10 der Innenverzahnung 6 weisen in Umfangsrichtung eine Breite 11 von 5 mm, die Zahnflanken eine Neigung 12 von 39,1° auf.
Die Innenverzahnung 6 des Hülsenkörpers 2 greift passgenau mit einem radialen Spiel von 0,2 bis 0,4 mm in die entsprechend spiegelbildliche Aussenverzahnung 13 des Adapters 3 ein. Der Adapter 3 ist mit drei auf seiner Innenseite am Umfang jeweils um 120° gegeneinander versetzten, in axialer Richtung verlaufenden, trapezförmigen Nocken 14 mit einer Breite 15 von 46,5 mm und einem inneren Durchmesser 16 von 150 mm an ein nicht dargestelltes, maschinenspezifisch genormtes Spannfutter angepasst.
Der Adapter 3 ist zusätzlich mit einem umlaufenden Bund 17 mit einer Länge 18 von 20 mm in axialer Richtung ausgestattet, an dem das Ende des Hülsenkörpers 2 unmittelbar anliegt. Der Aussendurchmesser des Bundes 17 ist an den Aussendurchmesser 3 der Wickelhülse 1 angepasst. Die Stirnseite 19 des Adapters 3 weist 26 gleichmäßig über den Umfang verteilte Aussparungen 20 mit einer radialen Breite 21 von 4 mm und einer axialen Tiefe 22 von 12 mm auf.
Zur Erleichterung der Montage sowohl des Adapters 3 in den Hülsenkörper 2, als auch der Wickelhülse 1 auf das nicht dargestellte Spannfutter sind der Hülsenkörper 2 und der Adapter 3 an den jeweiligen Einlaufenden mit kegelförmigen Montageschrägen 19, 24 und 25 versehen.

Claims

1. Wickelhülse (1) zum Aufnehmen eines bahnförmigen Guts, mit einem zylinderförmig langgestreckten, hohlen Hülsenkörper (2) und mindestens einem ebenfalls zylinderförmigen, hohlen Adapter (4),
der endseitig verdrehfest an dem Hülsenkörper (2) angebracht ist,
dessen Aussendurchmesser (3) den des Hülsenkörpers (2) nicht überschreitet und
der auf einem axialen Abschnitt des Hülsenkörpers (2) im Wesentlichen auf dem gesamten Umfang mit einer Mantelfläche (6) des Hülsenkörpers (2) in Kontakt steht,
dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) von dem Hülsenkörper (2) zerstörungsfrei demontierbar ist.

2. Wickelhülse (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) mit dem Hülsenkörper (2) formschlüssig verbunden ist.

3. Wickelhülse (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Adapter (4) und Hülsenkörper (2) in der Kontaktfläche in Axialrichtung verlaufende Nuten oder Zähne (6, 13) aufweisen.

4. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) mit dem Hülsenkörper (2) kraftschlüssig verbunden ist.

5. Wickelhülse (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) mit dem Hülsenkörper (2) im Bereich der Kontaktfläche durch eine Schrumpfpressung verbunden ist.

6. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Adapter (4) oder Hülsenkörper (2) in der Kontaktfläche eine aufgeraute Oberfläche aufweisen.

7. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche im Wesentlichen zylindrisch ist.

8. Wickelhülse (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche ein axialer Abschnitt der inneren Mantelfläche des Hülsenkörpers (2) ist.

9. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (17) aufweist, die die axiale Verschiebung von Adapter (4) und Hülsenkörper (2) gegeneinander im montierten Zustand verhindern.

10. Wickelhülse (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) einen radial vorstehenden Bund (17) aufweist.

11. Wickelhülse (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Bundes (17) dem Aussendurchmesser (3) des Hülsenkörpers (2) im Wesentlichen entspricht.

12. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (17) stirnseitige Aussparungen (20) aufweist.

13. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) auf seiner inneren Mantelfläche Formschlusselemente (14) aufweist.

14. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie an beiden Enden Adapter (4) aufweist.

15. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) aus einem widerstandsfähigeren Material gefertigt ist als der Hülsenkörper (2).

16. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) aus einem hochverschleissfesten Kunststoff gefertigt ist.

17. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere auf Basis von Polyamid gefertigt ist.

18. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (4) im Spritzgussverfahren gefertigt ist.

19. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenkörper (2) im Wickelverfahren aus Papier oder Pappe gefertigt ist.

20. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Hülsenkörper (2) aus einem thermoplastisch formbaren Kunststoff, insbesondere aus Styrolbutadien gefertigt ist.

21. Wickelhülse (1) nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenkörper (2) durch Extrusion hergestellt ist.