DE2424413B2 - Verfahren zur herstellung einer polygonalen wickelhuelse sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer polygonalen Wickelhülse, insbesondere einer spiralgewickelten Wickelhülse, bei dem auf einem feststehenden Dorn eine runde Hülse aus beleimten und übereinander gewickelten Papierlagen hergestellt und anschließend von innen her zu einem polygonalen Querschnitt verformt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit festem Wickeldorn, auf dem das Wickelmaterial aufwickelbar ist und an den sich in seiner Verlängerung ein die Hülse aufnehmender koaxial drehbarer Dorn anschließt, der durch allmähliche Quersehnittserweiterung die Hülse kontinuierlich in die polygonale Form drückt.

Bekannt ist bereits das Verfahren ziii· Herstellung von spiralgewickehen Rundhülscn (Rohren) aus einer Vielzahl von Streifen, die aus vorgeleimtem Wickclmaterial bestehen. Die Streifen werden schraubenförmig um einen feststehenden Dorn gewickelt, wobei jeder Streifen gegenüber dem vorhergehenden Streifen in Längsrichtung der Hülse seitlich verset/t ist. Zur Herstellung dieser mehrstufigen Hülse benutzt man eine soeenannte Soiralhülsenwickelmaschine. bei der die einzelnen Streifen von Rollen abgezogen werden. Vordem Auflaufen auf den Wickeldorn werden die Wickel· streifen beleimt, und zwar werden sie entweder düppel seilig, im Tauchverfahren durch eine Leimwanne gezogen, oder einseitig, im Einzelbeleimungsverfah.en über eine Leimauftragswalze geführt. Die Wandstärke so hergestellter Spiralhülsen ergibt sich aus der Anzahl der übereinander aufgewickelten Streifen und aus dem Volumen des Streifenmaterials.

Die Fertigung der Hülse geschieht durch einen endlosen Wickelriemen, der durch zwei Drehiürme angetrieben wird. Der Wickelriemen bildet um die auf den Dorn aufgeführten beleimten Streifen eine Schlinge und bewirkt durch seinen Rundlauf das Heranziehen des Wickelmaterials von den Vorratsrollen auf den Dorn, das Anpressen des beleimten Wickelmaterials zur Verklebung und das horizontale Wegschieben der so gebildeten endlosen Rundhülse. Das Abtrennen der Hülse — in der gewünschten Länge — erfolgt dadurch, daß die Hülse gegen einen Anscnlag (Teller) läuft, der mittel? einer Stange an einer Kreissäge angeschlossen ist. Zunächst läuft die Hülse an der in Ruhestellung stehenden Säge vorbei. Erst beim Auflaufen der Hülse auf den Anschlag wird die Säge horizontal vorgeschoben und über eine Steuerkurve in die Wandung der Hülse geführt. Der Schneidvorgang ist beendet, sobald sich die Hülse einmal um ihre Achse gedreht hat.

Nach einem anderen Verfahren der Rundhülsenherstellung — der Quer- oder Parallel-Wicklung — wird von einer Papierrolle die Papierbahn maschinell abgezogen. Beide Papierkanten können zur späteren besseren Innen- und Außenverklebung in Schleifvorrichtungen abgeschliffen werden. Anschließend wird die Papierbahn in ständigem Abzug einseitig beleimt und mittels eines querschneidenden Messers abgetrennt. Die jetzi lose Papierbahn — die gleichzeitig in ihrer Länge die zu wickelnde Hülsenlänge ist — wird an einer Seite in einen geschlitzten Dorn geführt, der sich nach dem Einführen der Papierbahn dreht und so das Papier quer zur Papierbahn — aber in Faserrichtung des Papiers — aufwickelt. Die Breite der Papierbahn und die Dicke des Papiers bestimmten bei diesem Parallel-Wickel-Verfahren die Stärke der Hülsenwnndung. Nach dem Wickelvorgang wird die so gebildete Parallelhülse mit einem Abschieber von dem Dorn geschoben, der in Ruhestellung die nächste Papierbahn aufnimmt.

Hs ist weiterhin bereits eine Vorrichtung zum Herstellen spiralförmig gewickelter Hülsen mit polygonalem Querschnitt bekannt. An der Spiralhülsenwickelmaschine verwendet man anstatt des feststehenden runden Wickeldorns einen drehbaren polygonalen Dorn auf den — genau wie bei der Herstellung von Rundhülsen — das vorgeleimte Wickelmaterial aufgeführt wird und mit dem endlosen Wickelriemen — wie bereits beschrieben — hergestellt werden. Damit die Hülse über den polygonalen Dorn gleiten kann, sind an den Ecken des Domes langgestreckte horizontale (ileitsehienen angebracht, die die Berührungsfläche vermindern. Allerdings müssen die Gleitflächen der Schienen stark gefettet werden, damit die horizontale Fortbewegung der Hülse möglich wird.

Eine rationelle Fertigung mit hoher Laufgeschwindigkeit ist auf einem drehbaren polygonalen Dorn nicht möglich, weil die Gleitflächen den Vorschul) der Hülsen stark mindern und deshalb ein ständiger Rückstau der Hülsenwandung zum Wickelkernen eintritt. Außerdem bewegt sich der Wickelriemen bei dem drehbaren polygonalen Dorn ständig zur Säge hin und wieder zurück.

Dieser Vorgang — auch Pumpen genannt — hat zur Folge, daß die Hülsen nur mit geringer Laufgeschwindigkeit gefertigt werden können und lediglich eine polygonale Form bilden, aber nicht faiioar sind.

Da die vorgenannte Fertigung von polygonalen Hillsen nachteilig ist. beschreibt die DT-OS 19 43 097 ein anderes Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von spiralgewickelten Hülsen mit polygonalem Querschnitt. Diese Fertigungsart besteht darin, daß auf einem festen Dorn mit kreisförmigem Querschnitt zunächst eine runde Hülse nach dem bekannten, bereits beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Die so produzierte zylindrische Hülse mündet nach 50 bis 100 cm Länge in einen ersten Drehkopf. In diesem Drehkopf wird die Hülse zwischen Kaliberwalzen hindurchgeführt und durch Eindrücken auf einen drehbaren Dorn mit polygonalem Querschnitt verformt. Später werden weitere Streifen auf die polygonale Hülse gewickelt. um der Hülse eine gewünschte Wandstärke zu geben. Anschließend wird die durch weitere beleimte Streifen in der Wandung verstärkte Hülse zwischen Druckwalzen eines zweiten Drehkopfes geführt, bis endlich die fertige Hülse an die Trennvorrichtung herangeführt werden kann. Die so gefertigte Hülse benötigt eine aufwendige Zusatzvorrichtung mit einem eigenen Antrieb. der synchron mit dem Antrieb der Hülsenwickelmaschine laufen muß. Da bei diesem Herstellungsverfahren die Hülse ständig über einen langen, polygonalen Dorn und durch zwei Drehköpfe mit Anpreßdruck geschoben werden muß, wobei noch zusätzliche Streifen aufgeführt werden müssen, tritt eine dauernde Reibung auf dem Dorn mit polygonalem Querschnitt ein, die gleichfalls eine rationelle Fertigung verhindert.

Nach einem in der FR-PS 11 19 280 beschriebenen Herstellungsverfahren sind Wickelhülsen bekannt, die in einem Zuge auf polygonalen Querschnitt gebracht werden. Ihre Herstellung hat jedoch verschiedene erhebliche Nachteile. Die beim Übergang auf den polygonalen Dorn entstehenden Reibungskräfte sind so erheblich, daß mit diesem Verfahren nur eine geringe Erzeugungsleistung zu verwirklichen ist und im übrigen auch nur Wickelhülsen mit auf geringe Dicken begrenzter Wandstärke herstellbar sind. LJ. 11 die Reibung auf dem polygonalen Dorn so gering wie möglich zu halten, müssen die Dornkanten vergleichsweise scharfkantig gehalten werden. Hinzu kommt, daß bei diesem bekannten Verfahren das gewickelte Rohr durch this Aufschieben auf den polygonalen Dorn ersichtlichciweise auch ganz erheblich gestaucht wird, wob;i zu berücksichtigen ist, daß die Wickelhülse durch den Leim eine verformbar erweichte Beschaffenheit hat.

Durch diese Einflüsse sind die auf die bekannte Art hergestellten Hülsen auch in der Größe der Abrundung ihrer Kanten vergleichsweise begrenzt.

Selbst wenn, wie in der entgegengehaltenen US-PS 27 09 400 beschrieben, die Verformung zu einem polygonalen Querschnitt durch von außen an cmc rundgewickelte Hülse angedrückte Walzen erfolgt, ergeben sich vergleichsweise scharfkantige Htilscnqucrschniiie. Insbesondere ist dieses Verfahren auch maschinell aufwendig, und zwar vor allem, weil die gesamte außen um die Wickelhülse angeordnete Wal/enverformungsanlage sich mit der hohen Wickelgeschwindigkeit drehen muß. so daß eine erhebliche Beschränkung der Wickelleitung vorliegt. ⁶S

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung polygonaler Wickelhülsen zu schaffen, die nicht nur konstruktiv weniger aufv.ondig ist, sondern vor allen Dingen eine hohe Erzeu gungsleistung gewährleistet, welche die normale Wiki.elgeschwindigkeit nicht einschränkt und welche zudem die Herstellung verbesserter polygonaler Wickelhülsen erlaubt.

Demgemäß besteht die Erfindung in einem Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die runde Wickelhülse im Bereich der Kanten des polygonalen Querschnitts einer radial auswärts gerichteten und in Längsrichtung der Hülse verlaufenden Rollverformung unterzogen wird.

Durch die Verwendung einer Rollverformung längs der Kanten des poygonalen Querschnitts wird nicht nur lediglich Gebrauch von der rollenden Reibung gemacht, sondern die Verformungskräfte auch ausschließlich auf die Kantenbereiche konzentriert. Da wegen der weitgehend ausgeschalteten Reibung jegliches Rückwärisstauchen des Wickelrohrstranges vor der Verformungsstation vermieden wird, erfolgt durch die Kanten-Rollverformung ein Recken der Flachseiten des Polygonalquerschnitts, so daß diese Flachseilen allein durch die Verformung vom Inneren der Wickelhülse her glatt gehalten werden können.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten polygonalen Wickelhülsen können nicht nur erheblich dicker in ihrer Wandung, sondern auch mit — entsprechend einem beliebigen Rollen-Krümmungsradius — unbegrenzt abgerundeten Kanten hergestellt werden, und zwar ohne daß die Herstellung durch zu große Reibungsflächen unmöglich wird. So sehr der polygonale Querschnitt aus Gründen der Raumersparnis gewünscht ist, so erweisen sich doch mit einem größeren Krümmungsradius abgerundete Kanten als optimal kantenstabil, insbesondere bei schwerem Inhalt (z. B. einer Stahlwelle), für den die gewickelten Hülsen auf Grund ihrer hohen Festigkeit an sich besonders geeignet sind.

Die Herstellung von Wickelhülsen mit größerem Kanten,-Krümmungsradius ist aber vor allem deshalb vorteilhaft, weil die Hülsen dann auch mit um die Stirnkante der Hülse maschinell herumgebördelten Blechdcckeln bzw. Verschlüssen verschen werden kann. Bei den bekannten scharfeckigen polygonalen Hülsen ist eine Verschlußmöglichkeit nicht gegeben, weil die Bördelmaschinen das Vorhandensein eines Mindcst-Krümmungsradius verlangen.

Schließlich ist auch die Innen-Kantenfläche der cifindungsgemäßen Hülsen besonders glatt, weil bei der Rollverformung ein Zurückschieben und Knittern der oberen Papierschichten praktisch ausgeschaltet ist.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Rollverformung in mehreren, stufenweise hintereinander erfolgenden Rollverformungsstufen erfolgt, wobei die anfänglichen Rollverformungsstufen jeweils mit aufeinanderfolgend radial vergrößerten Innendiagonalen des polygonalen Querschnitts erfolgen.

In dieser Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Erleichterung der Rollverformung im Hinblick auf eine verstärkte Reduzierung der bei der Rollverformung auftretenden Reibung. Insbesondere wird durch die stufenweise Verformung auch gewährleistet, daß die einzelnen Papierlagen, selbst bei größerer Wandstärke und größeren Verformungskräften, nicht beschädigt oder gegeneinander verschoben werden.

Erfindungsgemäß ist ferner die eingangs definierte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch

gekennzeichnet, daß der drehbare Dorn mit wenigstens zwei gegenüberliegenden Reihen von Rollen besetzt ist, deren verlängerte Mittelebcnen die Dornachse schneiden und die Rollen in den Reihen vom Anfang des drehbaren Domes auf einem ersten Teilstück nach außen divergieren.

Insbesondere für größere Wandstärken kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich Rollen aulweisen, welche auf einem zweiten Tcilstück des Domes parallel verlaufen.

Die Erfindung ist nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 (bestehend aus den Hälften F i g. la und Ib) die erfindungsgemäßc Vorrichtung zur Herstellung polygonaler Hülsen in Gesamtansicht und

F i g. 2 bis 4 Querschnitte durch den erfindungsgemäßen drehbaren Dorn mit unterschiedlicher Art der Rollwerkzeuge und in unterschiedlicher Radialstellung der Rollwerkzeuge, wobei die Darstellung gemäß Fig.4 eine fertiggeformte polygonale Hülse etwa auf dem Stand der Rollverformung nach der Linie C-C in F i g. 1 wiedergibt.

Die Erfindung ist nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1, bestehend aus den Hälften der F i g. la und Ib, einen teilweisen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung polygonaler Wickelhülsen.

F i g. 2 und 3 schematische Querschnitte durch den drehbaren Dorn nach F i g. 1 mit unterschiedlichen RoU-Werkzeugen im Querschnitt C-C aus F i g. 1 im Übergangsbereich aus der runden in die polygonale Form der Wickelhülse und

F i g. 4 einen Querschnitt durch den drehbaren Dorn mit Rollrädern von größerem Kanten-Krümmungsradius gemäß etwa dem Querschnitt C-C in F i g. 1. wobei die radial auswärts divergierende Steigung der Rollräder-Reihen bereits der Diagonalen der fertigen polygonalen Hülseriform entspricht, so daß eine polygonale, nicht faltbare Hülse mit abgerundeten Längskanten erzeugt wird.

Gemäß F i g. 1, Teil la. wird eine auf einen runden, feststehenden Wickeldorn 1 gewickelte Rundhülse 3 gemäß Richtungspfeil 2' auf einen im Ende des feststehenden Wickeldorns 1 mittels eines Drehlagers 5 drehbar befestigten Dorn 4 zu bewegt. Dabei erfolgt die Vorwärtsbewegung der Rundhülse 3 zwangläufig beim Wickeln der beleimten Lagen 2 aus Papier, Gewebe. Kundsstoff od. dgl., aus denen die Hülsenwandung der Rundfhülse 3 aufgebaut ist.

Der drehbare Dorn 4 ist entsprechend der gewünschten Verformung der Rundhülse 3 mit Rollen 6 versehen, welche entweder einzeln oder — wie dargestellt — in Längsreihen hintereinander auf Halterungen 8 am Dorn 4 drehbar befestigt sind. Dabei sind die Rollen 6, bzw. ihre jeweilige Reihenanordnung beim vorliegenden Beispiel einer quadratisch bzw. rechteckig zu verformenden Wickelhülse 31 im Winkelabstand von jeweils 90° um die Längsachse des Doms 4 angeordnet. Die mit ihren Naben 7 in den Halterungen 8 drehbar am Dorn 4 gehaltenen Rollen 6 sind beim gegebenen Beispiel einer Wickelhülse 31 mit quadratischem Querschnitt jeweils paarweise beidscits der Längsachse des Doms 4 im gleichen Abstand zur Längsachse angeordnet. Der Abstand zwischen der Längsachse des Dorns 4 und dem jeweils radial äußersten Urnfangspunkt der Rollen 6 entspricht bei den, dem festen Wickeldorn 1 nächst gelegenen Rollen etwa dem Innenumfang der Rundhülse 3 und vergrößert sich stufenweise über mchrcre nachgeschaltctc Rollen 6 bis auf einen Wert, der mindestens der Länge einer Diagonalen der fertig geformten Wickelhülse 3 entspricht.

Die aus einzelnen Lagen 2 von Papier. Gewebe. Kunststoff od. dgl. gewickelte Rundhülse 3 wird im

ίο noch leimfeuchten Zustand bei ihrer Vorwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 2' auf die Rollen 6 des drehbaren Dorns 4 geschoben und erhält dabei unter Formung von Längskanten 32 die gewünschte quadratische Form der Wickelhülse 31. Die Rollverformung erolgt also in mehreren stufenweise hintereinander folgenden Schritten, so daß nur eine allmähliche Beanspruchung der Hülsenwandung gegeben ist.

Im Anschluß an diejenigen Rollen 6, deren Radialabstand bereits dem Innendurchmesser der polygonalen Wickelhülse 31 entspricht, können zusätzliche Rollen 6 auf einem zweiten Teilstück 4' des drehbaren Dorns 4 angeordnet sein, um die polygonale Verformung zu verstärken oder auch die Prägung einer zusätzlichen Rille 34 entlang der Längskanten 33 der Wickelhülse 31 zu vollziehen.

Bei der in F i g. 2 gegebenen Qucrschnittsdarstellung ist etwa im Querschnitt C-Cbereits die Verformung der Wickelhülse 31 zum quadratischen Innenquerschnitt abgeschlossen, wobei von den Rollen 6 nicht nur ein erheblicher Druck auf die innenliegenden Ecken der Längskanten 32 ausgeübt wird, sondern auch die Seitenflächen zur Aufhebung bzw. Verminderung ihrer noch verbleibenden leicht konkaven Form gerecht werden.

Während in F i g. 2 nur von jeweils einer Rolle 6 die abgerundete Längskante 32 der Wickelhülse 31 geformt wird, ist in F i g. 3 eine Ausführungsform der Rollen 6 mit einem Paar dünner Scheiben wiedergegeben. Als weitere Ausführungsform sind in Fig.4 jeweils einzelne Rollen 6 mit relativ sehr großen Krümmungsradius ihrer Umfangsränder beschrieben. In F i g. 4 sind zudem die Seitenflächen der Wickelhülse 31 bereits /11 praktisch ebenen Flächen gestreckt.

An den in Bewegungsrichtung 2' letzten Rollen, d. h.

im Querschnitt B-B, kann die polygonale Wickelhülse 31 an ihren Längskanten 32 noch von außen bearbeitet werden, und zwar mittels Außenrädern 10. welche ir einer Lagerung 9, 11, IZ 13, 14 sowie 15 derart gehaltert sind, daß sie der Drehung des Dorns 4 folgen.

Ein zusätzliches Glätten der beiden Flächen der po lygonal verformten Wickelhülse 31 kann ferner nach geschaltet noch mittels Rollen 20 in einer Andrucksta tion 18 vorgenommen werden, welche über eine Vor richtung 19 bis 25 ebenfalls mitdrehbar mit der Drehbe wegung des Dorns 4 konstruiert sind. Die Rollen 21 dienen zusätzlich zur Unterstützung des Verklebungs Vorgangs, was jedoch nur bei dickerwandigen Hülse notwendig werden kann.

Nach Fertigstellung der polygonalen Wickelhülse 3 können in ihre offenen Stirnflächen bzw. über ihr Stirnflächcn Eindruck- oder Stülpdeckel angebrach werden, wodurch sich die Formstabilität der polygon«' lcn Wickelhülse noch erheblich verbessert.

Das Abtrennen einzelner Tcillängen von einem enc los hergestellten polygonalen Hülsenstrang erfoigi m bekannten Trennsägen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer polygonalen Wickelhülse, insbesondere einer spiralgewickelten Wickelhülse, bei dem auf einem feststehenden Dorn eine runde Hülse aus beleimten und übereinander gewickelten Papierlagen hergestellt und anschließend von innen her zu einem polygonalen Querschnitt verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die runde Wickelhülse im Bereich der Kanten des polygonalen Querschnitts einer radial auswärts gerichteten und in Längsrichtung der Hülse verlaufenden Rollverformui.g unterzogen wird.

?.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverformung in mehreren stufenweise hintereinander folgenden Rollverformungsstufen erfolgt, wobei die anfänglichen RoIlverformungsstufen jeweils mit aufeinanderfolgend radial vergrößerten Innendiagonalen des polygonalen Querschnitts erfolgen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit festem Wickeldorn, auf dem das Wickelmaterial aufwickelbar ist und an den sich in seiner Verlängerung ein die Hülse aufnehmender koaxial drehbarer Dorn anschließt, der durch allmähliche Querschnittserweiterung die Hülse kontinuierlich in die polygonale Form drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Dorn (4) mit wenigstens zwei gegenüberliegenden Reihen von Rollen (6) besetzt ist, deren verlängerte Mittelebenen die Dornachse schneiden und die Rollen (6) in den Reihen vom Anfang des drehbaren Domes (4) auf einem ersten Teilstück nach außen divergieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (6) auf einem zweiten Teilstück des Domes (4') parallel verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (6) als Rollwerkzeuge ausgebildet sind.