DE1436868A1

DE1436868A1 - Tube support made of helically wound paper layers

Info

Publication number: DE1436868A1
Application number: DE19651436868
Authority: DE
Inventors: Jun William Biggs; Dunlap Jun Charles K
Original assignee: Sonoco Products Co
Current assignee: Sonoco Products Co
Priority date: 1965-07-06
Filing date: 1965-07-09
Publication date: 1969-07-10
Also published as: LU49060A1; GB1037600A; CH436952A; NL6508917A; FR1449927A

Description

DlPL.-ING. WILFRID RAECK 143686DlPL.-ING. WILFRID RAECK 143686 PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0717 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 TELEPHONE (071

oonoco Products Co.
Hartsville, liouth Carolina, USAoonoco Products Co.
Hartsville, Liouth Carolina, USA

Ilohrträger aus wendelförmig gewickelten PapierlagenIlohrträger made of helically wound paper layers

Die Γ. rfindung bezieht sich auf Papprollen bzw. Papierrohre, insbesondere auf ein wendelförmig gewickeltes Papierrohr zum Aufspulen oder Aufrollen von Bandmaterial, beispielsweise von Textilien u.dgl. .The Γ. rfindung relates to cardboard rolls or paper tubes, in particular onto a helically wound paper tube for winding or rolling up strip material, for example textiles and the like.

Die Verwendung von aus mehreren übereinander gewickelten Papierlagen bestehenden Ivohren als Träger bzw. Spulenkern für Bandmaterial wie Papier, Tuch-, Teppichmaterial ist bekannt. Werden solche Rohre zum Aufwickeln von schwerem Material benutzt, z.B. von Teppich- oder Auslegematerial, ist eine große Steifigkeit gegenüber Einbeulen oder Ausknicken im Hinblick auf die dabei auftretenden Kräfte erforderlich. Teppich-Meterware wird normalerweise in größeren Längen auf eine rohrförmige Trägerwelle aufgewickelt und bildet damit ein erhebliches Gewicht. Obwohl das erfindungsgemäße wendelförmig gewickelte Rohr zum Aufwickeln von jedem beliebigen Material geeignet ist, wo eine widerstandsfähige Trägerwelle erforderlich ist, ergibt sich ein besonders nützliches Anwendungsgebiet beim Aufwickeln von schwerer Teppich-Kieterware.The use of several layers of paper wound one on top of the other existing Ivohren as a carrier or coil core for strip material such as paper, Cloth and carpet material is known. If such pipes are used to wind up heavy material, e.g. carpet or floor covering, a high degree of rigidity against buckling or buckling is required in view of the forces that occur. Carpet by the meter is normally wound on a tubular support shaft in greater lengths and thus forms a considerable weight. Though that helically wound tube according to the invention for winding each one Any material is suitable where a robust carrier wave is required, results in a particularly useful field of application when winding up heavy carpet goods.

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Die derzeit für größere Längen von aufgewickeltem Teppichmaterial üblichen Trägerrohre oder -rollen müssen eine große Festigkeit sowohl gegenüber radialem Einknicken bzw, Druck als auch gegenüber einer L'mgsdurchbiegung aufweisen, die bekanntermaßen in der Widerstandsfähigkeit des Rohres gegenüber einer in der Mitte angeordneten Last gemessen wird, wenn das Rohr nur im. Bereich seiner Enden aufliegt. Die bekannten Wickelrohre werdem im allgemeinen in der Weise hergestellt, daß man ein entsprechend breites P .pierband ohne seitliche Richtungsänderung seiner Längsachse zu einem Rohr aufwickelt; ein derartig gewickeltes Rohr besitzt von vornherein eine erheblich größere Biegefestigkeit als ein wendelförmig gewickeltes Rohr sowie ausreichende Festigkeitseigenschaften gegenüber Eindrücken oder Brechen. Bei einem einer Biegelast unterworfenen, normal gewickelten Rohr tritt eine Krümmung oder Faltenbildung seiner Wände auf, während bei einem wendelförmig gewickelten Rohr die wendelförmig verlaufenden Ränder oder Nähte der Papierlagen aufreißen bzw. aufspringen. Dieses Aufspringen ist in hohem Maße nachteilig, weil dadurch das auf das Rohr aufgewickelte Material gequetscht oder geklemmt und demzufolge beschädigt wird.The ones currently used for longer lengths of wound carpet Carrier tubes or rollers must be very strong against radial buckling or pressure as well as against deflection which is known to be measured in the resistance of the pipe to a centrally located load when the Pipe only in. Area of its ends rests. The well-known winding tubes will generally produced in such a way that a correspondingly wide P .pierband without a lateral change in direction of its longitudinal axis to coils a tube; a tube wound in this way has a considerably greater flexural strength from the outset than a helically wound tube Pipe as well as sufficient strength properties against indentation or breakage. In the case of a normally wound one subjected to a bending load In the pipe there is a curvature or wrinkling of its walls, while in the case of a helically wound pipe, the helically extending ones Tear or pop open the edges or seams of the paper layers. This Jumping is highly detrimental because it hits the pipe wound material is squeezed or clamped and consequently damaged.

Um die Herstellungskosten zu verringern, besteht bei der Fachwelt seit langem eine ständige Suche nach einem wendelförmig gewickelten Rohr für die oben angegebenen Anwendungsgebiete, das die Biegefestigkeit sowie die Druckfestigkeit eines normal gerollten Rohres aufweist. Obwohl wendelförmig gewickelte Rohre seit alters her bekannt sind, war für die angegebenen Zwecke ein geeignetes wendeiförmiges Rohr bisher nicht verfügbar,In order to reduce the manufacturing costs, there has been in the art For a long time there has been a constant search for a helically wound tube for the areas of application specified above, the flexural strength and the Has compressive strength of a normally rolled pipe. Although helically wound pipes have been known since ancient times, it was for the specified Purposes a suitable helical tube not yet available,

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Zusätzlich zu der höheren Druck- bzw. Knickfestigkeit in Radialrichtung der wendelförmig gewickelten Rohre im Vergleich zu normal gerollten Rohren haben die gleichförmigere Konzentrizität sowie die Abmessungsetabilität in radialer Richtung in Verbindung mit den geringen Herstellungskosten die Suche nach einem geeigneten wendeiförmigen Rohr erstrebenswert gemacht. Ein gewisser Fortschritt hinsichtlich der Erhöhung der Biegefestigkeit wendelförmig gewickelter Rohre ergibt sich dann, wenn man die Wandsfirke des Rohres erhöht und stärkeres Wickelpapier verwendet. Die dabei entstehenden Rohre besitzen jedoch immer noch eine unzulängliche Festigkeit. Der erzielten geringen Festigkeitserhöhung stehen die hohen Kosten sowie das erhöhte Gewiclit und die vergrößerten Abmessungen der Rohre gegenüber,In addition to the higher compressive strength or buckling strength in the radial direction of the helically wound pipes compared to the normal rolled pipes have the more uniform concentricity as well as the dimensional stability in the radial direction in connection with the low production costs, the search for a suitable helical tube is desirable made. A certain amount of progress in terms of increasing the flexural strength of helically wound tubes results when one the wall varnish of the pipe is increased and stronger wrapping paper is used. However, the resulting pipes still have insufficient strength. The achieved small increase in strength are the high cost as well as the increased weight and size opposite the pipes,

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines aus wendelförmig gewickelten Papierlagen gebildeten Rohres, bestehend aus einer Vielzahl von Fasermaterial enthaltenden Papierstreifen, die wendelförmig in überlappender Beziehung unter Zwischenfügung von Klebstoff zu einem "Wendelrohr¹¹ aufgewickelt sind, wobei der Faserstoff in jedem Papierstreifen etwa in Richtung der Längsachse der Streifen orientiert ist und wobei die Streifen mit einem Wickelwinkel zwischen 15 bis 27 aufgewickelt sind, so daß ein hinsichtlich seiner Abmessungen stabiles Rohr mit großer Biegefestigkeit sowie mit großer Druck- bzw. Knickfestigkeit entsteht.The object of the invention is to create a tube formed from helically wound paper layers, consisting of a plurality of paper strips containing fiber material, which are wound helically in an overlapping relationship with the interposition of adhesive to form a helical tube ¹¹ , the fiber material in each paper strip approximately in the direction of The longitudinal axis of the strips is oriented and the strips are wound with a winding angle between 15 to 27, so that a tube which is stable in terms of its dimensions and has great flexural strength and great compressive strength or buckling strength is produced.

Das neuartige Wickelrohr gemäß der Erfindung entspricht hinsichtlich seiner hohen Biegefestigkeit und hohen Druck- bzw. Knickfestigkeit im wesentlichen den orten eines axic, ^:pnier in "',rf-Mhrun^srichtung gerollten Rohres, beiThe new winding tube according to the invention corresponds in terms of its high bending strength and high compressive or buckling strength essentially to locate a ^axic: pnier in "', rf-Mhrun ^ srichtung rolled tube, wherein

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' BAD ' BATH

welchem eher ein Stauchen als ein Aufplatzen oder Aufreißen der überlappenden RSnder oder Nähte auftritt, so daß bei Verwendung als Trägerwelle für schweres Bandmaterial, wie Teppich-Meterware u.dgl* eine Beschädigung des auf das Rohr aufgewickelten Materials vermieden wird.which is more of a upsetting than a bursting or tearing open of the overlapping RSnder or seams occurs, so when used as a carrier wave for heavy tape material, such as carpet by the meter and the like * damage of the material wound on the tube is avoided.

Ein derart wendelförmig gewickeltes Rohr besitzt eine große Abmessungsstabilität, bei der die Länge auch unter Berücksichtigung größerer Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes erhalten bleibt. Die Erfindung ermöglicht. somit das Herstellen/vendelförmig gewickelten Papierrohres mit einem Wickelwinkel, den man bisher als nicht praktizierbar angesehen hat, wobei die derzeit üblichen und vorhandenen Wickelvorrichtungen weiterverwendet werden können und die Fertigkung mit überall zur Verfügung stehendem billigem Material bei relativ niedrigen Herstellungskosten möglich ist.Such a helically wound tube has great dimensional stability, in which the length is retained even taking into account major changes in the moisture content. The invention enables. thus making helically wound paper tube with a Winding angle that has hitherto not been considered practicable, with the currently customary and existing winding devices being used and the production with whatever is available everywhere cheap material at relatively low manufacturing costs is possible.

Die Lösung vorgenannter Aufgabe mit den beabsichtigten Vorteilen erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß eine Vielzahl von Papierstreifen wendelförmig überlappend unter Zwischenfügung von Klebstoff zu einem wendeiförmigen Rohr gewickelt ist. Bei den Papierstreifen, welche das üblicherweise in Papier enthaltene Faeermaterial besitzen, sind die Fasern in Richtung der Längsachse der Papierstreifen bzw. in Richtung des Laufes der Papiermaschine für die Herstellung der Papierstreifen orientiert. Der Wickelwinkel für die Papierstreifen liegt im Bereich zwischen 15° - 27°, vorzugsweise bei einem Winkel von ca, 17 , so daß die Längsachse der Streifen und demzu-The above-mentioned object with the intended advantages is achieved according to the invention in that a plurality of paper strips are wound in a helically overlapping manner with the interposition of adhesive to form a helical tube. In the paper strips, which have the fiber material usually contained in paper, the fibers are oriented in the direction of the longitudinal axis of the paper strips or in the direction of the running of the paper machine for the production of the paper strips. The winding angle for the paper strips is in the range between 15 ° - 27 °, preferably at an angle of approx. 17, so that the longitudinal axis of the strips and therefore

folge auch der Faserstoff innerhalb der Streifen annähernd parallel zur Achsealso follow the fiber material within the strips approximately parallel to the axis

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des herzustellenden Rohres verlaufen, wodurch ein Rohr mit hoher Biegefestigkeit und hoher Knick- bzw, Druckfestigkeit in Verbindung mit einer großen A bmeseungs Stabilität entsteht.of the tube to extend, thereby forming a tube with a high bending strength and high buckling respectively, compressive strength bmeseungs arises in connection with a large A stability.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten AusftthrungSbeiBpiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawings Execution example explained in more detail.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Wickelvorrichtung für ein wendelförmig gewickeltes Rohr gemäß der Erfindung.Fig. 1 is a plan view of a winding device for a helical coiled tube according to the invention.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Rohres gemäß der Erfindung.Fig. 2 is a side view of a tube according to the invention.

Fig. 3 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehungen von Biegefestigkeit und Druckfestigkeit zum Wickelwinkel.Fig. 3 is a diagram for explaining the relationships of flexural strength and compressive strength to the winding angle.

Fig. 4 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehungen zwischen dem Verhältnis von Biege- zu Druckfestigkeit des Rohres bezüglich des V/ickelwinkels,Fig. 4 is a diagram for explaining the relationships between the ratio from bending strength to compressive strength of the pipe in relation to the angle of the angle,

Fig. 5 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehung von prozentualer Längenänderung des Rohres bei verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen im Hinblick auf den Wickelwinkel,Fig. 5 is a diagram for explaining the relationship of percent Change in length of the pipe under different humidity conditions with regard to the winding angle,

In Fig. 2 ist ein wendelförmig gewickeltes Rohr T gemäß der Erfindung gezeigt. Das Rohr T wird auf einem geringfügig abgeändei-ten Wickelgerät für wendelförmig zu wickelnde Rohre hergestellt, von dem Teile in Fig. 1 dargestellt sind. Das Gerat nach Fig. 1 umfaßt einen Rahmen 11 zur Aufnahme bzw. Lagerung eines Wickeldornes 12, der in an sich bekannter V/eise von einem endlosen Riemen umschlungen ist, um das hergestellteIn Fig. 2 a helically wound tube T according to the invention is shown. The tube T is placed on a slightly modified winding device manufactured for helically wound tubes, parts of which are shown in FIG. The device according to FIG. 1 comprises a frame 11 for receiving or storage of a winding mandrel 12, which is wrapped in a known manner by an endless belt, around the produced

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Rohr T in Richtung des Pfeiles P weiterzubewegen. Der Riemen 13 lauft auf Walzen oder Rollen 14,16,von denen wenigstens eine angetrieben ist. Die Rollen 14,16 sitzen verschiebbar auf einem Rahmen 17, der hinsichtlich seiner Winkelstellung verstellbar auf einer Halterung 18 angeordnet ist. Der Abstand zwischen den Rollen 14,16 kann über Gewinde spindeln 19, 20 verstellt werden, die von Hand über Handräder 21, 22 zur Veränderung der Riemenspannung drehbar sind.Move pipe T in the direction of arrow P. The belt 13 runs on rollers or rollers 14, 16, of which at least one is driven. The rollers 14, 16 are slidably seated on a frame 17 which is arranged on a bracket 18 so as to be adjustable in terms of its angular position. The distance between the rollers 14, 16 can be adjusted via thread spindles 19, 20, which can be rotated by hand via handwheels 21, 22 to change the belt tension.

Das erfindungsgemäße Rohr T wird aus einer Vielzahl von Papierlagen oder -streifen mit von vornherein enthaltenen Fasern gewickelt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um sieben Streifen, und zwar um einen inneren Streifen 23, um dazwischen liegende Streifen 24,25,26, 27,28 und einen äußeren Streifen 29. Die Papierstreifen 23 - 29 stammen aus einer üblichen Papierherstellungsmaschinej sie sind sämtlich nach einem an sich bekannten Verfahren hergestellt, bei der die Fasern innerhalb der Streifen im wesentlichen parallel zur Längsachse des Streifens oder in Richtung der Pfeile I verlaufen. Mit anderen Worten, die Papierstreifen 23 - 29 liegen mit ihrer Längsachse parallel zur Laufrichtung der Papierher stellungsmaschine. Die Streifen 23 - 29 erhält man dadurch, daß das Papierband parallel zur Bewegungsrichtung des Maschensiebes während der Herstellung auf der Papiermaschine geschnitten wird.The tube T according to the invention is made from a plurality of paper layers or strips wound with fibers contained in advance. When shown Embodiment there are seven strips, namely an inner strip 23, with strips 24,25,26 in between, 27, 28 and an outer strip 29. The paper strips 23-29 come from a conventional papermaking machine, they are all one on one known method produced in which the fibers within the strip substantially parallel to the longitudinal axis of the strip or in The direction of the arrows I run. In other words, the strips of paper 23-29 have their longitudinal axis parallel to the direction of travel of the papermaking machine. The strips 23 - 29 are obtained by the Paper tape is cut parallel to the direction of movement of the mesh screen during manufacture on the paper machine.

Bei der zur Zeit üblichen Herstellung von wendelförmig gewickelten Uohren liegt der Wickelwinkel, der in Figuren 1,2 mit X bezeichnet ist, etwa im Bereich zwischen 50 und 80 , Wie schon oben erläutert, besitzen RohreWith the currently usual production of helically wound clocks the winding angle, which is denoted by X in FIGS. 1, 2, is approximately in Range between 50 and 80, as already explained above, have pipes

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mit einem Wickelwinkel innerhalb dieses Bereiches nicht die erforderliche Biegefestigkeit. Erfindungsgemäß liegt der Wickelwinkel X , mit dem die Streifen 23 - 29 auf den Dorn 12 aufgewickelt werden, im Bereich zwischen 15 - 27°j vorzugsweise im Bereich zwischen 17 - 22 , Bei dem hier erläuterten Aueführungsbeiepiel beträgt der Wickelwinkel X annähernd 17°, und es hat sich herausgestellt, daß dieser Winkelwert zu den für das Rohr T erwünschten hohen Festigkeitseigenschaften führt. Die hohe Festigkeit läßt eich auadrücken in dem Verhältnis von Biegefestigkeit zu Druckfestigkeit entsprechend dem weiter unten erläuterten Schaubild in Fig. 4.with a winding angle within this range does not have the required flexural strength. According to the invention is the winding angle X, with the the strips 23-29 are wound onto the mandrel 12, in the range between 15-27 °, preferably in the range between 17-22. In the embodiment explained here, the winding angle X is approximately 17 °, and it has been found that this angle value leads to the high strength properties desired for the tube T. The high strength leaves Calibrate pressure in the ratio of flexural strength to compressive strength corresponding to the diagram in FIG. 4 explained below.

Nach Fig, 1 ist der die innere Lage des Rohres bildende Papierstreifen auf den Dorn 12 aufgewickelt, und wird dazu von einer Seite des Wickelgerätes her eingeführt unter vorherigem Aufbringen eines geeigneten Schmiermittels aus einer Schmiereinrichtung 31. Die Papierstreifen 24 bis 27, die vorzugsweise von der entgegengesetzten Seite bezüglich des inneren Streifens 23 auf den Dorn aufgewickelt werden, durchlaufen ein Leimbad innerhalb eines Leimbehälters 32, der mit Abstreifern 33 ausgestattet ist, um überschüssigen Leim von den Streif en zu entfernen. Auf dem Zwischenstreifen 28 befindet sich kein Leim; dieser Streifen wird trocken über einen Führungs rollensatz 34 geleitet.According to Fig. 1, the paper strip forming the inner layer of the tube is wound onto the mandrel 12, and for this purpose is introduced from one side of the winding device with prior application of a suitable lubricant from a lubricating device 31. The paper strips 24 to 27, the are preferably wound onto the mandrel from the opposite side with respect to the inner strip 23, pass through a glue bath within a glue container 32 equipped with scrapers 33 Remove excess glue from the strips. There is no glue on the intermediate strip 28; this strip will dry over one Guide roller set 34 directed.

Der oberste bzw, äußere Papierstreifen 29 wird dem Dorn von der gleichen Seite zugeführt wie die Zwischenstreifen und über ein Leimauftragegerät 3£ weiter vorgeschoben. Der Streifen 29 wird dann zusammen mitThe uppermost or outer paper strip 29 is fed to the mandrel from the same side as the intermediate strips and advanced further via a glue applicator. The strip 29 is then together with

den anderen Streifen unter dem Riemen 13 auf den Dorn 12 aufgewickelt.the other strip is wound onto the mandrel 12 under the belt 13.

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Auf dem Wickelgerät sind geeignete Stützrollen 37 angeordnet; sie dienen nicht nur zur Unterstützung des Zusammenpress ens der übereinander gewickelten Papierstreifen, um dort eine verbesserte Haftung zu erzielen, sondern verhindern außerdem, daß sich der Dorn 12 unter der Einwirkung der über den Riemen 13 aufgebrachten WickelkrSfte aus seiner zentrierten Lage herausbewegt.Suitable support rollers 37 are arranged on the winding device; they serve not only to support the compression of the wrapped one on top of the other Paper strips in order to achieve improved adhesion there, but also prevent the mandrel 12 from being under the action of the winding forces applied via the belt 13 from its centered Position moved out.

Die Papierstreifen 23 bis 29 bilden somit das Rohr T, dessen Wand 38 aus mehrfachen Lagen besteht, und das auf seinen Außenflächen eine wendelförmige Naht 39 aufweist, deren Verlauf durch den gewählten Wickelwinkel X von annähernd 17 bezüglich der Längsachse des Rohres entsprechend Fig. 2 entsteht.The paper strips 23 to 29 thus form the tube T, the wall 38 of which consists of multiple layers, and a helical one on its outer surfaces Has seam 39, the course of which corresponding to the selected winding angle X of approximately 17 with respect to the longitudinal axis of the tube Fig. 2 arises.

Die mit dem wendelförmig gewickelten Rohr gemäß der Erfindung erzielten überraschenden Ergebnisse sind in den Diagrammen nach Fig. 3 bis 5 undThose achieved with the helically wound tube according to the invention surprising results are in the diagrams according to FIGS. 3 to 5 and

in der nachfolgenden Tabelle veranschaulicht: t illustrated in the table below: t

Tabel

Papieretreifen-
breite (cm)Paper strip
width (cm) Wickelwinkel
(°)Winding angle
(°) Druckfestig
keit (kg) krit.
DrucklaetCompressive
speed (kg) crit.
Pressure Biegefestig
keit (kg) kril
BiegelastFlexural strength
ability (kg) kril
Bending load Verhältnis von
:. Biegefestigkeit/
Knickfestigkeitratio of
:. Flexural strength /
Kink resistance 19.0019.00 37 1/437 1/4 35.8035.80 127.45127.45 3.553.55 20.3220.32 3232 35.8035.80 141.00141.00 3.933.93 20.9620.96 2929 33.1033.10 147. 00147.00 4.454.45 21.6021.60 25 1/225 1/2 29.0029.00 158. 55158. 55 5.455.45 22.2222.22 21 3/421 3/4 31.3031.30 172. 90172. 90 5.545.54 • 22.86• 22.86 17 1/417 1/4 31. 8031st 80 181. 00181.00 5.705.70 6AD ORiSSHAL6AD ORiSSHAL 90989098 28/038528/0385

Die in der Tabelle dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf Rohre, die durch wendeiförmiges Wickeln mehrerer Papierlagen entstehen. , und zwar mit einem Rohr-Innendurchmesser von 7, 62 cm, einer "Wandstärke von 0, 381 cm bei Wickelwinkeln von 37 1/4 bis 17 1/4 . Die Papierstreifenbreiten verändem sich naturgemäß mit den Wickelwinkeln. Die konstruktiven Begrenzungen des Rohrwickelgerätes lassen eine Verringerung des Wickelwinkels unter ca. 15 nicht zu, da bei diesem Wert die Lftnge des Wickelriemens 13 und der Abstand der Riemenrollen 14,16 undurchführbar groß würden. Zusätzlich zu der vorbeschriebenen Untersuchung für die Biegefestigkeit wurde eine Untersuclmn« fr die Druck- bzw, Knickfestigkeit an Proben gemäß den üblichen Inrluetriebedingungen durchgeführt. Wie bekannt, wird die Untersuchung der Druckfestigkeit durch Belastung einer Ttandar-l-Rohrlänge von 7,62 cm (3 Zoll) zv/ischen zwei flachen Platten bis zum Bruch durchgeführt.The results shown in the table relate to pipes that created by winding several layers of paper in a helical manner. , with an inner tube diameter of 7.62 cm, a "wall thickness of 0.381 cm with winding angles from 37 1/4 to 17 1/4. Change the width of the paper strips naturally with the winding angles. The constructional limitations of the pipe winding device mean that the winding angle can be reduced to less than approx. 15 not because at this value the length of the winding belt 13 and the Distance between the belt rollers 14,16 would be impracticable. Additionally For the above-described investigation for the flexural strength, an investigation " for the compressive or buckling strength on specimens according to the usual Operating conditions carried out. As is known, the investigation will the compressive strength by loading a Ttandar-1 pipe length of 7.62 cm (3 in.) Across two flat plates to break.

Die Untersuchungsergebnisse für die Biege- und Druckfestigkeit sind in der Tabelle angegeben und schaubildlich in Fig. 3 dargestellt. Man erkennt, daß über den gesamten Variationsbereich des Wickelwinkels zwischen*37 und 17 ein Anstieg der Biegefestigkeit um 43 ^- bei einer Verringerung der Druckfestigkeit um nur 12 % vorliegt.The test results for the flexural strength and compressive strength are given in the table and shown graphically in FIG. 3. It can be seen that over the entire range of variation of the winding angle between * 37 and 17 there is an increase in flexural strength of 43 ^ - with a reduction in compressive strength of only 12 % .

Das -Verhältnis von Biegefestigkeit zur Druckfestigkeit wurde als kennzeichnende GröCe für zv/ei wesentliche Festigkeitsfaktoren bei einem erfindungsgemäßen Hohr verwendet. Fig. 4 zeigt die verschiedenen Verhältnisse schaubilrllich aufgetragen. Wie oben erwähnt, ergab sich der letzte Wert für das ■Verhältnis von 'lie^efesti^keit :'.ti Oruckfesti^keit bei einem Winkel von 17The ratio of flexural strength to compressive strength was used as a characteristic value for zv / ei essential strength factors in a hoop according to the invention. 4 shows the various ratios plotted graphically. As mentioned above, the last value for the ratio of 'elasticity:' to pressure resistance was obtained at an angle of 17

BADBATH

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aufgrund der körperlichen Begrenzung des Wickelger&tes; geringere Wickelwinkel konnten deshalb nicht untersucht werden.due to the physical limitation of the curler &tes; lower winding angle could therefore not be examined.

Die gemäß Fig. 4 für einen Wickelwinkel gleich Null eingetragenen Punkte A und B gelten für zwei aus Papierlagen normal gerollte Rohre mit gleichem Durchmesser und gleicher Wandstärke, bei denen die gleichen Untersuchungen durchgeführt wurden. Die dabei gewonnenen Featigkeitsverhältnisse können als jene betrachtet werden, die bei einem wendelförmig gewickelten Rohr mit einem Wickelwinkel von 0 auftreten.The points A entered according to FIG. 4 for a winding angle equal to zero and B apply to two tubes normally rolled from paper layers with the same diameter and the same wall thickness, for which the same investigations were carried out. The skill ratios gained in this way can can be regarded as those occurring in a helically wound tube with a winding angle of 0.

Man erkennt, daß in dem Bereich für Wickelwinkel von ca, 17 bis 27 das Verhältnis von Biegefestigkeit zu Druckfestigkeit im. wesentlichen gleich bleibt und etwa die Werte erreicht, die bei einem ohne Richtungsänderung des zugeführten Papiers gerollten Rohr gemäß Probe A und B auftreten. Das Verhältnis von Biegefestigkeit zu Druckfestigkeit fällt stark ab oberhalb von Wickelwinkeln von 27 , Weiter oben ist erläutert» daß ein Wickelwinkel unterhalb annähernd 17 nicht für sämtliche praktischen Zwecke gemessen werden konnte. Das Verhältnis von Biegefestigkeit zu Druckfestigkeit der Rohre erreicht einen Maximalwert bei einem Wickelwinkel zwischen 17 und 22 .It can be seen that in the range for winding angles from approx. 17 to 27 the Ratio of flexural strength to compressive strength in. essentially the same remains and reaches about the values that would be achieved if there was no change of direction of the fed paper rolled tube according to samples A and B occur. The ratio of flexural strength to compressive strength drops sharply above Winding angles of 27, above is explained »that one winding angle below approximately 17 could not be measured for all practical purposes. The ratio of flexural strength to compressive strength of the Pipes reach a maximum value at a winding angle between 17 and 22.

Zusätzlich zu den mit geringen Wickelwinkeln fflr die erfindungagemäßen Rohre erreichten günstigen Eigenschaften hoher Festigkeit tritt kein Aufplatzen oder Aufreißen an den Nähten wie bei den bekannten wendelförmig gewickelten Rohren auf, sondern eher verwirft eich das Rohr wie im FallIn addition to those with small winding angles for those according to the invention Pipes achieved favorable properties of high strength, there is no cracking or tearing at the seams as with the known helical wound pipes, but rather discards the pipe as in the case

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eines normal gerollten Rohres. Somit scheidet jede Möglichkeit einer Beschädigung des auf das Rohr aufgewickelten Materials aus. Diese Merkmale bilden ein vollständig neues und unerwartetes Ergebnis und fördern die kommerziel Ie Verwendung derartiger Rohre.of a normally rolled pipe. Thus, any possibility of damage is eliminated of the material wound on the tube. These features form a completely new and unexpected result and promote the commercial goal Ie use of such pipes.

Diese vorteilhaften und neuen Merkmale der Erfindung dürften darauf zurückzuführen sein, daß die in den Papierstreifen enthaltenen Fasern beim Yfickeln des Rohres T annähernd parallel zur Längsachse des Rohres T zu liegen kommen. Als Folge dieser Lagebeziehung der Fasern in den das Rohr bildenden Streifen gewinnt das Rohr einen großen Widerstand gegen Zusammenbrechen bei einer Biegebelastung, ähnlich wie die Biegefestigkeit eines normal gerollten bzw. gewickelten Rohres, bei dem die Fasern quer zu dem "quergewickelten" Papier, oder in anderen Worten, parallel zur Längsachse des gerollten Rohres orientiert sind. Man kann daher sagen, daß das Rohr T gemäß der Erfindung Feetigkeitseigenschaften besitzt, die denen eines "normal" gewickelten Rohres sehr nahe kommen.These advantageous and novel features of the invention are likely to be due to the fact that the fibers contained in the paper strip ickeln Yf when the tube T come to lie approximately parallel to the longitudinal axis of the tube T. As a result of this positional relationship of the fibers in the strips forming the tube, the tube gains a great resistance to collapse under a bending load, similar to the flexural strength of a normally rolled or wound tube, in which the fibers transversely to the "transversely wound" paper, or in In other words, they are oriented parallel to the longitudinal axis of the rolled tube. It can therefore be said that the tube T according to the invention has strength properties which come very close to those of a "normally" wound tube.

Weitere neue und unerwartete Ergebnisse treten auf, wenn wendelförmig gewickelte Papier rohre mit niedrigen Wickelwinkeln gemäß der Erfindung Untersuchungen hinsichtlich der AbmessungsStabilität unterworfen werden« Bei einer auf diese Merkmale gerichteten Prüfung an den Rohren gemäß der Erfindung wurden sechs Rohre mit einem Innendurchmesser von 7,62 cm, einer Wandstärke von O, 381 cm und einer Länge von 76, 2 cm bei Wickelwinkeln von 36° 16', 31° 55«, 28° 54', 25° 36», 21° 49« und 17° 16« jeweils mit sieben P pierlagen gewickelt. Beim Versuch wurde der FeuchtigkeitsgehaltMore new and unexpected results occur when helically coiled Paper tubes with low winding angles according to the invention are subjected to dimensional stability studies a test directed to these features on the pipes according to the invention, six pipes with an inner diameter of 7.62 cm, one Wall thickness of 0.381 cm and a length of 76.2 cm at winding angles of 36 ° 16 ', 31 ° 55 ", 28 ° 54', 25 ° 36", 21 ° 49 "and 17 ° 16" each with seven Wrapped paper layers. When tested, the moisture content

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dieser Rohre zwischen 6% bis 25°- verändert; die Veränderung der Rphrlänge bei Veränderung des Feuchtigkeitsgehaltes wurde gemessen.these pipes between 6% to 25 ° - changed; the change in the pipe length with a change in the moisture content was measured.

Die aufgetretenen prozentualen Längenveränderungen der Rohre sind im Schaubild gemäß Fig. 5 wiedergegeben. Dieser Darstellung ist zu entnehmen, daß die prozentuale Veränderung der Rohrlänge von einem Wert bei 0, 82 für einen größeren Wickelwinkel von 37 16¹ bis zu einem prozentualen Längenänderungswert von 0,47 bei einem niedrigen Wickelwinkel von 17 16' variiert. Hier, wie bei dem Verhältnis von Biegefestigkeit zu Druckfestigkeit, -ergibt sich eine Verringerung der prozentualen Längenänderung der Rohrlänge in abnehmendem Maße, wenn der Wickelwinkel innerhalb des Bereiches von 15 bis 27 liegt, so daß eine gemäß Fig. 5 durch die aufgetragenen Meßpunkte gezogene Kurve das langsame Abnehmen der Kurvensteigung bei diesen geringeren Wickelwinkeln zeigt.The percentage changes in length of the pipes that have occurred are shown in the diagram according to FIG. 5. This illustration shows that the percentage change in the pipe length varies from a value at 0.82 for a larger winding angle of 37 16 ¹ to a percentage change in length of 0.47 for a low winding angle of 17 16 ′. Here, as with the ratio of flexural strength to compressive strength, there is a decrease in the percentage change in length of the pipe length to a decreasing extent when the winding angle is within the range from 15 to 27, so that a curve drawn through the measuring points plotted according to FIG shows the slow decrease in the curve slope at these lower winding angles.

Punkt C auf dem Schaubild nach Fig. 5 zeigt bei "der gleichen Feuchtigkeitsgehaltsveränderung wie oben die prozentuale Längenänderung eines wendelförmig gewickelten Rohres mit einem Innendurchmesser von 7, 94 cm, einen Außendurchmesser von 10, 16 cm und einer Länge von 76,2 cm, jedoch mit einem Wickelwinkel von 59 . Man erkennt, daß die Längenänderung bei Veränderung des Feuchtigkeitsgehaltes für den höheren Wickelwinkel weit die Werte übersteigt, die bei dem Bereich für Wickelwinkel gemäß der Erfindung auftreten. Fig. 5 macht deutlich, daß die AbmessungsStabilität bei geringen Wickelwinkeln zunimmt und eine maximale Abmessungsstabilität erreicht wird für den erfindungsgemäß angegebenen Winkelbereich.Point C on the graph of Fig. 5 shows "the same change in moisture content." As above, the percentage change in length of a helically wound pipe with an inner diameter of 7.94 cm, one Outside diameter of 10, 16 cm and a length of 76.2 cm, but with a wrap angle of 59. It can be seen that the change in length when the moisture content changes for the higher winding angle by far Exceeds values occurring in the range for winding angles according to the invention. Fig. 5 shows that the dimensional stability at low Winding angles increases and maximum dimensional stability is achieved for the angular range specified according to the invention.

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Mit der neuartigen Wickelrohrkonstruktion gemäß der Erfindung, bestehend aus einem wendelförmig gewickelten Mehrlagen-Papierrohr, und zwar mit Wickelwinkeln gewickelt, die bislang als überhaupt nicht durchführbar angesehen oder gar nicht denkbar waren, treten völlig neue und unerwartete Ergebnisse hinsichtlich der Festigkeitseigenschaf ten auf, die mit bekannten wendelförmig gewickelten Rohren nicht erzielbar waren, sondern nur bei ohne Richtungsänderung der Papierlagen aufgerollten Rohren. Die Festigkeitssteigerung des erfindungsgemäßen Rohres macht weder eine größere Papiermenge noch ein steiferes oder festeres Papier notwendig, sondern ist in erster Linie auf den ungewöhnlich geringen Rohrwickelwinkel in Verbindung mit der Verwendung von Papierstreifen zurückzuführen, deren Fasern so orientiert liegen, daß sie annähernd parallel zur Längsachse des Rohres verlaufen. Der e rf indungs gemäß vorgeschlagene Wickelwinkelbereich fiihrt zu einer maximalen Erhöhung der Festigkeit für wendelförmig gewickelte Rohre und kommt andererseits praktischen Erwägungen für eine billigere und einfachere Herstellung derartiger Rohre entgegen.With the novel winding tube construction according to the invention, consisting from a helically wound multilayer paper tube, namely with Winding angles that were previously not considered feasible at all or were not even conceivable, appear completely new and unexpected Results with regard to the strength properties on those with known Helically wound tubes were not achievable, but only with tubes rolled up without changing the direction of the paper layers. the Strength increase of the pipe according to the invention makes neither one Larger amount of paper still requires a stiffer or firmer paper, but is primarily due to the unusually small tube winding angle attributed in connection with the use of paper strips, the fibers of which are oriented so that they are approximately parallel to the longitudinal axis of the Pipe run. The winding angle range proposed according to the invention leads to a maximum increase in strength for helically wound pipes and on the other hand comes practical considerations for a cheaper and easier production of such tubes opposed.

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Claims

1, helically wound paper tube, consisting of a variety paper strips contained by fibrous material, characterized in that the strips (23-29) are wound helically, overlapping one another, with the interposition of I glue to form a helical tube (T) and the fibers within each paper strip are oriented approximately in the direction of the longitudinal axis of the strips, while the strips are at a winding angle (X) between 15 - 27 ° are wound in such a way that d * ß a with regard to its dimensions stable tube of high flexural strength and compressive strength is created «

2 «paper tube according to claim 1, characterized in that the winding angle is between 17 and 22.

3, paper tube according to claims 1 and 2, characterized in that the winding angle is approximately 17.

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