DE2462023C3 - Verfahren zum Herstellen einer Wickelhülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Wickelhülse, bei dem auf einem Dorn eine runde Hülse aus mehreren beleimten, übereinandergewickelten dünnen Lagen aus Papier, Gewebe, Kunststoff od. dgL gebildet und anschließend in leimfeuchtem Zustand zu einem polygonalen Querschnitt verformt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bekannt sind (DE-Gbm 18 02 033) polygonale Formrohre, welche durch ein spiralenförmig um ihren

Umfang eingerilltes Nutprofil über ihre Längsachse

biegsam sind, doch sind diese gerade wegen ihrer mangelnden Längsachsenstabilität nicht als Verpakkungshülsen geeignet und vorgesehen.

Im übrigr.n sind Verfahren bekannt, mit denen

Wickelhülsen entweder durch Aufschieben auf entsprechende Vollprofildorne und zusätzliches Nachwickeln (DE-AS 1943097) und durch an den Profildorn von «lOen angelegte Außenrollen (US-PS 1054 961) oder auch durch Spreizbacken von innen (DE-OS 1942976) zu einem polygonalen Profil umgeformt werden. Aus diesen Verfahren ist es jedoch bekannt, die Verformung zu einem polygonalen Prom im vom Wickeln der Hülse noch leimfeuchten Zustand der Wickelhülse vorzunehmea

Diese Verfahren sind jedoch z. B. wegen der hohen Reibung auf dem Profildorn und der notwendigen Drehung der Außenrollen mit Wickelgeschwindigkeit einerseits apparativ zu aufwendig und andererseits zu langsam, um eine rationelle Massenfertigung zu gewährleisten. Es ist zwar auch schon bekannt (DE-PS 2 26 831, US-PS 3519 520, FR-PS 1393 628), die Profildorne mit Rollen zu versehen, welche jedoch nur als Führungsrollen, nicht aber zur eigentlichen Verformung dienen.

es Bekannt ist schließlich auch eine spiralgewickelte Hülse (US-PS 9 52 258), in deren Wandungen längsgerichtete Schwächungslinien in Form von Kerben eingebracht sind. Diese unabhängig vom Leimdurch-

feuchtungszustand des Hülsenmaterials eingeformten Kerben erzeugen einen in der Wanddicke reduzierten und zusammengequetschten Biegebereich, um den die Rundhülse in eine Rechteckform gebogen werden kann. Dabei sind die Kerben von außen in die Hülsenwandung s eingeformt

Die Anbringung derartiger, auch als Falze bekannter Kerben, welche insbesondere auch von ihrer Anwendung bei nicht aus (Wickel-)Schichtlagen aufgebautem Karton bekannt sind, fuhrt zu Schwachstellen in der Kartonwandungsdicke, so daß die wegen der Wanddikke im inneren lind außen an der Knickstelle unterschiedlich großen Biegeradien weniger leicht zu einem Bruch der Papierfasern im Knick führen.

Diese bekannten Kerben oder Falze sind aber einerseits in ihrer wiederholten Knickbarkeit begrenzt, schon auch deshalb, weil der zusammengequetschte Kerbbereich spröder bzw. steifer ist Andererseits erlauben diese Kerben, insbesondere bei größerer Wandstärke, auch nur einen begrenzten Biegungsbogen, so daß oft zwei derartige Kerben dicht nebeneinander anzuordnen sind Trotzdem ist die Bruchgefahr bei Faltungen um 180° groß.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren zum Herstellen einer polygonalen Wickelhalse auf konstruktiv einfache und betrieblich wirtschaftliche Weise zugleich die Möglichkeit der Einformung eines Faltscharniers zu schaffen, welches insbesondere eine verbesserte Haltbarkeit und Biegungsmöglichkeit gewährleistet und zugleich ein leichtes Wiederaufrichten der flachgelegten Hülse erlaubt In diesem Aufgabenbereich der Erfindung liegt auch die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelhülse zugleich mit der Verformung zum polygonalen Querschnitt mit faltbaren Längskanten unter Aufbrechen des Lagengefüges im Bereich der Längskanten mittels allmählicher Dehnung versehen wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt durch das allmähliche Dehnen im noch leimfeuchten Zustand im Verformungsbereich der Längskanten eine zumindest teilweise Aufhebung der Verklebung zwischen den einzelnen Wickellagen, so daß diese gegeneinander beweglich werden und ein aus einer Mehrzahl miteinander nicht fest verbundener Schicht-Lagen bestehendes Faltscharnier bilden, dessen vorzügliche Falteigenschaften den bekannten Kerben überlegen sind. Durch die Dehnung werden die einzelnen Schicht-Lagen der esfindungsgemäß hergestellten FaIt- so scharniere von innen nach außen aufgewölbt, d. h. das Gefüge des Wickelmaterials so aufgebrochen, daß das Material nach der Verformung seine ursprüngliche Form nicht mehr annimmt und im flachgelegten Zustand unter einer gewissen, ein leichtes Wiederaufrichten bewirkenden elastischen Spannung steht

Da die erfindungsgemäß hergestellten Faltscharniere keiner Bruch- oder Anbruchgefahr unterliegen, sind sie insgesamt reißfester und sicherer. Damit wird die Möglichkeit des Einsatzes der festigkeitsmäßig vorteilhaften Wickelhülsen für große Abmessungen und schwere Verpackungsinhalte auch hinsichtlich der Längskanten bei faltbaren polygonalen Formen maßgeblich erweitert, wobei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl spiralgewickelte als auch parallelge- μ wickelte Hülsen hergestellt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt zudem eine billige Herstellung mit großer Produktionsgeschwindigkeit und geringerem Produktionsmittelaufwand.

Bei Γ-brauch wird die Hülse einfach aus dem flachticganden Zustand in den z.B. rechteckigen Zustand aufgestellt, wobei ihr auf einfachste Weise durch in die Stirnöffnungen eingesetzte bzw. darin versenkte Deckel die nötige Formsteifigkeit verliehen wird. Außerdem können an der erfindungsgemäßen Hülse in zusammengefaltetem Zustand auf einfache Weise Stanzvorgänge, wie z. B. das Einstanzen von Löchern in die Seitenwandungen oder das Ausstanzen von Schließlaschen an den Enden vorgenommen werden.

In einer Ausführungsform kann die Einformung der faltbaren Längskanten mittels jeweils einer Rillverformung erfolgen, und zwar vorzugsweise mittels mindestens einer in die Hülsenwandung beispielsweise durch Einrollen bzw. Einwalken eingeformten Rille.

Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß einer einzelnen an der innenliegenden Ecke einer Längskante angebrachten Längsrille an der außenliegenden Ecke dieser Längskante gegenüberliegend zwei beidseits der Längsrute in engem peripherem Abstand voneinander verlaufende Rillen eingepreßt werden. Entsprechend können die Doppelrillen auch innen und die Einzelrille von außen angebracht werden.

Die allmähliche Dehnung, insbesondere für dickwandige Wickelhülsen, wird erleichtert wenn die an den innenliegenden Ecken der Längskanten angebrachten Rillen vom Inneren der Hülse her durch radial auswärts gerichtete und in mehreren hintereinander folgenden Riliverformungsstufen in die Hülsenwandung eingeprägt werden, wobei die anfänglichen Riliverformungsstufen jeweils mit aufeinanderfolgend radial vergrößerten Innendiagonalen des sich bildenden polygonalen .Hülsenquerschnitts erfolgen. Dabei können auch die außenliegenden Rillen nur jeweils an der oder einer der letzten Riliverformungsstufen in die Hülsenwandung eingeprägt werden, oder — bei besonders dickwandigen Wickelhülsen — am Ende des Rillverformungsvorgangs mehrere Riliverformungsstufen mit jeweils gleich großen Innendiagonalen des polygonalen Hülsenquerschnitts hintereinander erfolgen.

Eine reibungsaufwandmäßig optimale sowie konstruktiv einfache und betriebsmäßig wirtschaftliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit festem Wickeldorn, auf den das Wickelmaterial aufwickelbar ist und an den ein die Hülse koaxial aufnehmender Dorn anschließt, der die Hülse durch Querschnittserweiterung kontinuierlich in die polygonale Form drückt, wenn dadurch gekennzeichnet sein, daß der die Hülse polygonal verformende Dorn mit wenigstens zwei sich diametral gegenüberliegenden Reihen von Rill-Rollen besetzt ist, deren verlängerte Mittelebenen die Dornachse schneiden und die Rill-Rollen einen sich in die Hülsenwand einprägenden Rand aufweisen, sowie in ihren Reihen vom Anfang des polygonal verformenden Doms auf einem ersten Teilstück bis zum Erreichen etwa des den Innendiagonalen des polygonalen Querschnits entsprechenden Radialabstands nach außen divergieren.

Für dickere Wandungsgrößen ist es vorteilhaft, wenn im Anschluß an das erste Teilstück Rill-Rollen vorgesehen sind, welche in ihrem Radialabstand parallel zueinander angeordnet sind.

Insbesondere arbeiten dabei die einzelnen Rill-Rollen innerhalb des polygonalen Querschnitts der Hülse und eventuelle Gegenrollenpaare außerhalb der Hülse.

Die Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der

folgenden Beschreibung, die nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1, bestehend aus den Hälften der Fi g. 1 a und 1 b, die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Her- » stellung polygonaler Hülsen nach der Erfindung einschließlich der bereits bekannten Andruckstation,

F i g. 2 und 3 Querschnitte der Rill- und Nutstation in der Linie B-B von Fig. Ib und die verschiedenen Möglichkeiten der Rillnutungen in polygonaler und runder Form.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet bei der Bildung der Wickel-Hülsen 3 — auf die Zeichnung bezogen — von rechts nach links. Bei Fig. la ist der feststehende runde Wickeldorn 1 einer herkömmlichen Hülsenwickelmaschine dargestellt, auf den in an sich bekannter Art Wickelmaterialstreifen in mehreren Lagen gestaffelt und parallel zueinander schräg zur Dornachse aufgeführt sind. Durch die Umschlingung des — nicht dargestellten — Wickelriemens werden bei der Hülsenfertigung gleichzeitig die vorbeleimten Materialstreifen von den Vorratsrollen abgezogen, unter der Schlinge des Riemens angepreßt und unter ständigem Drehen vorwärts, d. h. nach der Zeichnung nach links, geschoben. Dabei entsteht eine theoretisch endlose runde Hülse 3. Der Verklebungsvorgang des Wickelmaterials, der durch die Streifenspannung und durch das Anpressen des Materials durch die Umschlingung des Wickelriemens eingeleitet wird, vollzieht sich unter ständigem Drehen der Rundhülse bis zur nicht dargestellten Trennvorrichtung bereits so weit, daß ein Abtrennen der Hülse möglich ist

Am Ende des festen Doms 1 ist ein drehbarer Dorn 4 eingelagert, der diesen koaxial verlängert Das Lager ist bei 5 veranschaulicht Dieser Dorn 4 trägt mehrere (zwei oder vorzugsweise vier, aber auch drei oder eine beliebige andere Anzahl) Reihen drehbar gelagerter Rill-Rollen 6, die derart radial zur Dornachse angeordnet sind, daß die gemeinsame Tangente der Rill-Rollen jeder Reihe, an der vom Dorn 4 abgewandten Seite angelegt, die Kanten einer regelmäßigen Pyramide bilden, deren Mittellinie mit der Achse des Doms 4 zusammenfällt (Sind nur zwei Reihen von Rill-Rollen 6 vorgesehen, so liegen diese in einer die Achse des Doms 4 schneidenden Ebene und sind symmetrisch zueinander und zu dieser von rechts nach links divergierend.) Der Winkel, den die Reihen von Rill-Rollen 6 mit der Achse des Doms 4 bilden, beträgt nur so viele Grad, wie zur Verformung der runden Hülse bis zur polygonalen Form notwendig sind.

Der drehbare Dom 4 braucht nicht ein Vollkegel oder -zylinder zu sein, sondern kann lediglich aus einer Welle mit Halterungen 8 für die Rill-Rollen 6 bestehen. Die Rill-Rollen 6 sind in den Halterungen 8 konisch hintereinander steigend gelagert

Gelangt nun eine auf dem feststehenden Dom 1 gewickelte runde Hülse 3 unter stetigem Vorschub auf den beweglichen Dom 4, so wird sie auf den Rill-Rollen 6 mit ihrer Innenwandung aufliegend weiterbewegt Da die Rill-Rollen 6 frei drehbar gelagert sind, bedarf es hierfür keines besonderen Kraftaufwandes. Wegen der divergierenden Anordnung der Rill-Rollenreihen wird die Hülse 3 mit der Vorschubkraft des Wickelriemens allmählich von innen her aufgeweitet und aus der ursprünglich zylindrischen Form in eine Gestalt fibergeführt, die der des drehenden Doms 4 bzw. dem Verlauf der äußeren Tangenten der Rill-Rollenreihen 6 entspricht.

Da die ersten Rill-Rollen nicht nur Transportorgane, sondern zunehmend auch als Vorrillwerkzeuge wirken bilden sie nach und nach durch Druck auf die Innenwandung der Hülse unter allmählicher Dehnung eine ihrem Profil entsprechende Kante aus, ohne daß eine Schlitzung der Hülseninnenwand eintritt. Dabei wird das Gefüge des Wickelmaterials zusätzlich so gebrochen, daß das Material seine ursprüngliche Lage

ίο nicht mehr einzunehmen vermag.

Wegen der nur geringen Divergenz der Reihen von Rill-Rollen 6 kann das Material der Hülse 3, das infolge des eingedrungenen Leims schmiegsam wird, noch innerhalb gewisser Grenzen verformt bzw. in die ihr aufgezwungene Gestalt gebracht werden, auch z.B. in ein Rechteck.

Sind nur drei oder mehr als vier Reihen von Rill-Rollen 6 vorgesehen, so gelangt man entsprechend zu einem dreieckigen, fünfeckigen usw. Hülsenquerschnitt Bei nur zwei Rollenreihen entsteht ein Zweieck, wobei die Krümmung der beiden gebogenen Seiten von der radialen Ausdehnung des drehbaren Dorns 4 normal zur Ebene abhängt, in der die Rill-Rollen 6 angeordnet sind. Auch bei Hülsen mit drei oder mehr Kanten ist es durch geeignete Formgebung des drehbaren Doms 4 möglich, die Krümmung der zwischen den Kanten liegenden Räche der Hülse mehr oder weniger zu bewahren, also beispielsweise eine praktisch zylindrische Hülse mit vier Kanten zu erzeugen.

Sobald die Hülse ihre höchste zulässige Dehnung bzw. polygonale Verformung durch die Rill-Rollen 6 des drehbaren Doms 4 erfahren hat, geht der drehbare Dom 4 in ein Teilstück 4' über, in welchem die Reihen von Rill-Rollen 6 parallel verlaufen. Hier in der Linie C-Cvon Fig. Ib ist die Endstufe der Verformung von polygonalen Hülsen mit abgerundeten Ecken durch Rill-Rollen 6 bereits erreicht

Am Ende dieses Teilstücks 4', das zugleich das Ende des drehbaren Doms 4 ist kann eine Rillstation (B-B in Fig. Ib sowie Fig.2 und 3) eingesetzt werden. Mit dieser Rillstation (Fig. Ib B-B)können je nach Art der eingesetzten Unter- und Oberwerkzeuge zwei Arten von Rillungen gebildet werden, die — wie bereits erwähnt — zugleich die Seitenflächen der Hülse straffen, deren Kanten verstärken und gleichzeitig die Längskanten der Hülse mit Faltscharnieren versehen.

Wird mit den inneren doppelten Rill-Rollen 6 auf der Nabe 7 nach Fig.2 eine doppelte Rillung vollzogen, dann kann mit einer schmäleren äußeren Rill-Rolle 10

so als Oberwerkzeug eine innenliegende Rille gebildet werden (Fig.2). Ist jedoch für die polygonale Verformung eine schmale innere Rill-Rolle 10 wie bei Fig.3 eingesetzt dann wird mit der doppelten Rill-Rolle 10 als Oberwerkzeug eine hochstehende Rille erzeugt

Die für die zusätzlichen AuBenrillungen erforderlichen justierbaren Rillrollen 6 bzw. 10, die die Rille erzeugen, sind in einem ringförmigen Support 9 in U-förmigen Halterungen 11 frei oder drehbar gelagert Dieser Support 9 besteht aus einem zur Dom- bzw. HOlienachse koaxialen Ring, der in einer ebenfalls koaxialen ringförmigen Fuhrung 12 auf Rollen 13 und 14 drehbar gelagert ist und somit der Rotation der Hülse folgen kann. Der Ring 12 ist bei 15 auf der Stuhlung der

.65 Maschine (nicht dargestellt) befestigt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1 Patentansprache:

1. Verfahren zum Herstellen einer Wickelhülse, bei dem auf einem Dorn eine runde Hülse aus mehreren beleimten, übereinandergewickelten dünnen Lagen aus Papier, Gewebe, Kunststoff od. dgL gebildet und anschließend in leimfeuchtem Zustand zu einem polygonalen Querschnitt verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelhülse zugleich mit der Verformung zum polygonalen Querschnitt mit faltbaren Längskanten unter Aufbrechen des Lagengefflges im Bereich der Längskanten mittels allmählicher Dehnung versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die faltbaren Längskanten jeweils mittels einer Rillverformung vorzugsweise mittels mindestens einer in die Hülsenwandung beispielsweise durch Einrollen bzw. Einwalken eingeformten Rille hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer einzelnen an der innenliegenden Ecke einer Längskante angebrachten Längsrille an der außenliegenden Ecke dieser Längskante gegenüberliegend zwei beidseits der Längsrille in engem peripherem Abstand voneinander verlaufende Rillen eingepreßt werdea

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in engem Abstand voneinander beidseits der innenliegenden Ecke einer Längskante einer polygonalen Hülse eingeprägten Rillen in der äußeren Ecke gegenüberliegend eine einzelne Längsrille angebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den innenliegenden Ecken der Längskanten angebrachten Rillen vom Inneren der Hülse her durch radial auswärts gerichtete und in mehreren hintereinander folgenden Rillverformungsstufen in die Hülsenwandung eingeprägt werden, wobei die anfänglichen Rillverformungsstufen jeweils mit aufeinanderfolgend radial vergrößerten Innendiagonalen des sich bildenden polygonalen Hülsenquerschnitts erfolgen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Rillen nmr jeweils an der oder einer der letzten Rillverformungsstufen in die Hülsenwandung eingeprägt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Rillverformungsvorgangi mehrere Rillverformungsstufen mit jeweils gleich großen Innendiagonalen des polygonalen Hülsenquerschnitts hintereinander erfolgen.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 mit festem Wickeldorn, auf den das Wickelmaterial aufwickelbar ist und an den ein die Hülse koaxial aufnehmender Dorn anschließt, der die Hülse durch Querschnittserweiterung kontinuierlich in die polygonale Form drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hülse (3) polygonal verformende Dorn (4) mit wenigstens zwei sich diametral gegenüberliegenden Reihen von Rill-Roiien (6) besetzt ist, deren verlängerte Mittelebenen die Dornachse seihneiden und die Rill-Rollen einen sich in die Hülnenwand einprägenden Rand aufweisen, sowie in ihren Reihen vom Anfang des polygonal verformenden Doms auf einem ersten Teilstück bis zum Erreichen etwa des den Innendiagonalen des polygonalen Querschnitts entsprechenden Radialabstands nach außen divergieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an das erste Teilstück Rill-Rollen (6) vorgesehen sind, welche in ihrem

Radialabstand parallel zueinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens einigen den am Dorn (4) angebrachten einzelnen Rill-Rollen (6) auf der Außenseite der

ίο Hülsenwandung gegenüberliegend zwei auf engem axialem Abstand zueinander angeordnete Rill-Rollen (10) vorgesehen sind, wobei die Rill-Rollen (10) in peripherem Abstand zu beiden Seiten einer RiII-RoI-Ie (6) stehen

is

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, daß zusätzlich zu mindestens einigen Rill-Rollen (6) auf dem Dorn (4) diesen an der Außenseite der Hülsenwandung gegenüberliegend angeordnete Rill-Rollen (10) vorgesehen sind, wobei jeweils am Dorn (4) befindlichen, auf engem axialem Abstand zueinander liegenden Rill-Rollenpaaren (6) an der Außenseite der Hülsenwandung eine einzelne, zwischen die am Dorn befindlichen Rill-Rollen eingreifende Rill-Rolle (10) angebracht ist