DE3241920C2

DE3241920C2 -

Info

Publication number: DE3241920C2
Application number: DE3241920A
Authority: DE
Inventors: Masashi Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-19
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1992-02-27
Also published as: AU565446B2; ES280315Y; DK497783D0; GB2120206B; CA1223567A; DK497783A; ES527066A0; SU1369670A3; IT8368228A0; NL191117C; DE3241920A1; AU2131883A; GB2120206A; FR2554799A1; FR2554799B1; SE455367B; SE8306035D0; DK167648B1; NL8204499A; BR8207205A

Description

Die Erfindung betrifft eine Toilettenpapierrolle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Toilettenpapierrolle.

Aus der DE-PS 8 17 192 ist eine kernlose Toilettenpapierrolle bekannt, die eine Zentralöffnung zum Einsetzen des Stiftes eines Toilettenpapierhalters aufweist. Dabei ist vorgesehen, daß bei der Herstellung der Rolle deren erste mehr oder weniger vielen Umwicklungen mittels eines Klebstoffes oder eines Hartmachers irgendwelcher Art derartig miteinander verbunden und versteift werden, daß eine an sich feststehende, hülsenartige Öffnung entsteht, um auf eine besondere Innenhülse aus Pappe oder Papier verzichten zu können. Durch das Verkleben oder Verhärten werden allerdings die inneren Lagen des Toilettenpapiers unbrauchbar, da dadurch doch wieder ein Kern direkt aus Toilettenpapier gebildet wird.

Aus der US-PS 28 97 108 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Papierrollen bekannt. Hierbei wird ein saugfähiges Einweghandtuch beim Aufwickeln auf einer Welle aus mehreren Schichten gebildet und diese Schichten werden beim Aufwickeln so geschnitten, daß eine Anzahl von Einzelrollen bestimmter Breite entstehen.

In der US-PS 11 70 590 ist eine Papierrolle beschreiben, die nach dem Aufwickeln perforiert wird, um einzelne Blätter nacheinander abwickeln und abreißen zu können. Um sicherzustellen, daß bei der Perforierung durch alle aufgewickelten Schichten gleichzeitig gleichgroße Blätter entstehen, wird das Papier auf einen Kern aufgewickelt, der eine zu seiner Achse hin gerichtete und zu dieser parallel verlaufende spitzwinklige Ecke aufweist, so daß auch die Lagen des aufgewickelten Papiers eine entsprechende Querschnittsform quer zur Achse annehmen, wodurch ein Ausgleich der Umfangslängen aufeinanderfolgender Schichten erreicht wird.

Aus der JP-OS 42-6 007 und dem JP-Gbm 54-43 963 sind kernlose Toilettenpapierrollen und Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt. Dabei wird bei der Herstellung so begonnen, daß eine Toilettenpapierschicht auf eine kreisförmige Wickelwelle mit kleinem Durchmesser in einer Toilettenpapierrollen- Fertigungsmaschine locker aufgewickelt wird, und dann stramm aufgewickelt wird, bis die gewünschte Rollengröße erreicht ist, die Wickelwelle abgezogen wird, so daß eine Toilettenpapierrolle erhalten wird, und diese wird in die erwünschte Größe mit vorbestimmter Breite geschnitten. Da das Toilettenpapier zunächst locker aufgewickelt wurde, kann die Wickelwelle leicht ausgezogen werden. In der Mitte der so hergestellten Toilettenpapierrolle wird durch Ausziehen der Wickelwelle eine Durchgangsöffnung gebildet, und in diese wird ein Stift mit kleinem Durchmesser eingesetzt, so daß die Rolle drehbar an dem Halter abgestützt werden kann. Da jedoch das Toilettenpapier anfangs, wie beschrieben, locker aufgewickelt wird, fällt die Zentrumsöffnung zusammen und verschwindet fast unter Einwirkung des auf die Rolle ausgeübten Druckes, wenn die zunächst lange Toilettenpapierrolle in kurze Rollen zerschnitten wird. Es wird damit schwierig, einen Stift oder eine Welle in die Durchgangsöffnung einzusetzen, um die Rolle an einem Halter abzustützen. Darüber hinaus läßt die fast verschwundene Mittelöffnung eine solche Toilettenpapierrolle anders aussehen, als man sich allgemein eine Toilettenpapierrolle vorstellt, so daß der Handelswert verringert wird.

Damit hat die vorliegende Erfindung das Ziel, eine kernlose Toilettenpapierrolle zu schaffen, die eine deutlich ausgeprägte Mittelöffnung zur Aufnahme des Rollenabstützstiftes eines Toilettenpapierhalters besitzt, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Toilettenpapierrolle zu schaffen.

Zur Erreichung dieses Zieles sind erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Zur Herstellung dieser Toilettenpapierrolle wird das Toilettenpapier auf eine Wickelwelle gewickelt, deren Querschnittsform ein Polygon oder zahnradähnlich gestaltet ist, um eine Toilettenpapierrolle an der Wickelwelle zu bilden, worauf die Wickelwelle aus dem Toilettenpapierwickel herausgezogen wird und dabei die Zentrumsöffnung mit einer zur Wickelwelle gleichartigen Form gebildet wird. Die Abschnitte zwischen benachbarten Winkelteilen, welche den Ecken der Außenfläche der Wickelwelle entsprechen, sind nach innen ausgebeult, so daß sich eckige und abgerundete Fortsätze zwischen den benachbarten Winkelabschnitten ergeben.

Bei der Toilettenpapierrolle werden, wenn das Toilettenpapier unter Druck stramm auf die mit Zähnen oder Kanten an ihrer Außenfläche versehene Wickelwelle aufgewickelt wird und die Wickelwelle nach Beendigung des Wickelvorganges herausgezogen wird, die geradlinigen, zwischen den den Kanten oder Zähnen der Wickelwelle gebildeten Abschnitte durch die zur Mitte gerichtete Druckkraft aus der strammen Wicklung des Papiers auf die Wickelwelle ergibt. Die benachbarten einbeulenden Abschnitte drücken sich seitlich aneinander an und halten eine sternförmige Zentralöffnung aufrecht, die nicht zusammenfällt. Die so geformte Zentralöffnung läßt die Rolle fester auf dem Haltestift sitzen als es bei der durch loses Wickeln gebildeten kreisförmigen Zentralöffnung möglich ist.

Da kein Papprohr als Kern der Toilettenpapierrolle benutzt wird, kann die Rolle mit geringeren Kosten hergestellt werden und es ist möglich, die verschiedenen Unbequemlichkeiten, wie beispielsweise das Abfallproblem, zu vermeiden, welche die nach Aufbrauchen des Toilettenpapiers zurückbleibende Kernhülse ergibt.

Da die Wickelwelle, auf die das Toilettenpapier bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Toilettenpapierrolle aufgewickelt wird, von polygonaler oder zahnradartiger Form ist, tritt, wenn die Wickelwelle mit einer anliegenden Druckwalze gedreht wird, ein Vibrieren und Lärm beim Wickelbeginn auf. Um dieses zu vermeiden, werden die Ecken oder Zähne an der Wickelwelle in Axialrichtung wendelförmig angeordnet, so daß das Toilettenpapier ruhig auf die Welle aufgewickelt werden kann.

Zusätzlich wird, um eine Verformung der Innenfläche der Zentralbohrung der Toilettenpapierrolle vollständig zu vermeiden, Wasser oder eine einen Kleber enthaltende Lösung bei Wicklungsbeginn auf das Toilettenpapier gegeben, so daß die Zentralöffnung vollständig sicher erhalten bleibt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Toilettenpapierrolle und der Vorrichtung zu ihrer Herstellung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer üblichen kernlosen Toilettenpapierrolle,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schneideeinrichtung für die Toilettenpapierrolle,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schneideeinrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der Toilettenpapierrolle,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Wickelvorgangs von Toilettenpapier,

Fig. 6 einen späteren Zustand der auf eine Wickelwelle nach Fig. 5 aufgewickelten Toilettenpapierrolle,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Toilettenpapierrolle entsprechend einer weiteren Ausführung,

Fig. 8 ein Erläuterungsschema der bei der Rolle nach Fig. 7 benutzten Wickelwelle,

Fig. 9 ein Erläuterungsschema einer bei einer anderen Ausführung benutzten Wickelwelle,

Fig. 10 und 11 Darstellungen von weiteren Ausführungen von Wickelwellen

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Antriebes einer Wickelvorrichtung,

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines anderen Antriebes,

Fig. 14(A) und 14(B) jeweils eine Seitenansicht bzw. Draufsicht auf eine Wickelwelle,

Fig. 15(A) und 15(B) Ansichten ähnlich Fig. 14 einer weiteren Wickelwelle,

Fig. 16(A) und 16(B) schematische Darstellungen des Beginns und der Beendigung des Wickelvorgangs mit einem Anfeuchtegerät,

Fig. 17 eine schematische Darstellung einer unter Anfeuchten des Toilettenpapiers bei Wickelbeginn erhaltenen Rolle,

Fig. 18 eine schematische Darstellung einer weiteren Wickelvorrichtung mit Befeuchtungseinrichtung,

Fig. 19 eine Draufsicht auf ein Toilettenpapierband mit dem Befeuchtungsmuster, wie es durch die Befeuchtungseinrichtung aus Fig. 18 erhalten wird, und

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung der Wickelvorrichtung mit Befeuchtungseinrichtung.

Anhand der Figuren wird eine kernlose Toilettenpapierrolle mit einer festen Zentralöffnung beschrieben, in die ein Haltestift eingesetzt werden kann, um die Rolle daran abzustützen, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung dieser Rolle.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer bekannten kernlosen Toilettenpapierrolle. Ein Toilettenpapierband wird mit feststehender Länge auf eine Wickelwelle mit kreisförmigem Querschnitt und geringem Durchmesser aufgewickelt. Nachdem das Toilettenpapier vollständig aufgewickelt wurde, wird die Welle abgezogen, so daß sich die Rolle 1 mit der Zentralöffnung 1′ ergibt. Die Rolle 1 wird in eine Schneidvorrichtung eingesetzt, in der sie dadurch in Einzelrollen zerschnitten wird, daß Schneidscheiben 3, die mit regelmäßigen Abständen an einer Drehwelle 2 angebracht sind, wie Fig. 2 und 3 zeigen, ausgeschwenkt werden. Die durch Herausziehen der Wickelwelle entstandene Zentralöffnung 1′ fällt dabei unter Einfluß des durch die Schneidscheiben 3 auf die Rolle 1 ausgeübten Druckkraft zusammen und verschwindet fast. Die Drehwelle 2 ist an beiden Enden durch Arme 4 abgestützt und wird über einen Kettenantrieb 5 angetrieben, der zwischen einem Schwenklager 4′ und einem Ende der Dreh- oder Antriebswelle 2 aufgespannt ist. Der Arm 4 ist an dem Schwenkstift 4′ unter Beeinflussung durch einen Druckluftzylinder 6 schwenkbar. Die Rolle 1 wird auf Stützen 7 aufgelegt, die so ausgerichtet sind, daß sie mit den Schneidscheiben 3 ausgerichtete Zwischenräume besitzen.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Toilettenpapierrolle 1 dargestellt. Die Rolle 1 besitzt eine Zentralöffnung 9 mit angenäherter Sternform und einer Größe, die zur Aufnahme des Stiftes eines Toilettenpapierhalters ausreicht. Das Herstellungsprinzip für eine solche Papierrolle 1 wird nachfolgend anhand der Fig. 5 erläutert. Ein Band P aus Toilettenpapier wird auf eine von der Kreisform abweichende Wickelwelle 8 aufgewickelt, welche in einer Rollen-Fertigungsvorrichtung angebracht ist und gedreht wird, wobei eine Andrückwalze 10 gegen die Welle 8 hin vorgespannt wird, um so eine Toilettenpapierrolle mit der erforderlichen Windungszahl zu bilden, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Danach wird die Wickelwelle 8 aus der Toilettenpapierrolle herausgezogen, und diese dann in einer Schneidvorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, in kurze Rollen 1 zerschnitten.

Der während des Wickelvorganges auf den Papierstreifen ausgeübte Wickelzug ist vom Anfang bis zum Ende des Wickelvorganges konstant, wie es bei dem üblichen Wickelverfahren bei einer Toilettenpapierrolle mit Kern, d. h. mit Papprohr, der Fall ist. Der Wickelzug kann selbstverständlich allmählich oder stufenweise reduziert werden, während der Durchmesser der Rolle ansteigt.

Wenn die mit einem regelmäßigen Sechseck als Querschnittsform versehene Wickelwelle 8 nach vollständigem Aufwickeln aus der Toilettenpapierrolle entfernt wird, wird die verbleibende Zentrumsöffnung durch die Zugkraft, die das Papier in der Rolle bei dem strammen Aufwickeln erhalten hat, sofort verengt und stabilisiert. Diese Kraft wirkt so, daß die Abschnitte 9a der Rolle zu ihrer Mitte hin (Zentripetalkraft) so ausgebeult werden, daß die Innenfläche der Zentralöffnung bis auf die Ecken 9b, die durch die Ecken der Außenfläche der Wickelwelle 8 gebildet sind, zusammenfallen, d. h. die geradlinigen Abschnitte 9a, die den Seiten 8a der Welle 8 entsprechen, werden leicht bogenförmig nach innen gebeult. Nach diesem Vorgang bleibt eine Öffnung 9 zwangsweise erhalten.

Bei einer solchen Toilettenpapierrolle mit kreisförmigem Querschnitt ist der Radialabstand R₁, von der Spitze jedes Winkelabschnitts 8b der Wickelwelle zu ihrem Außenumfang gemessen, kleiner als die Radiallänge R₂ von jeder Seite 8a der Wickelwelle bis zu ihrem Außenumfang gemessen. Da im Abstand R₁ und R₂ jeweils gleiche Anzahlen von Papierschichten enthalten sind, ist die Papierdichte bei R₁ größer als bei R₂. So ist der Innenumfangsabschnitt des auf die Wickelwelle aufgewickelten Toilettenpapiers an jeder Ecke 8b der Wickelwelle 8 "eingekerbt", so daß Ecken 9b gebildet sind. Die Ecken 9b halten ihre Lage auch dann, wenn die Wickelwelle 8 aus der Rolle herausgezogen wird, und jeder Seitenabschnitt 9a, der durch eine Seite 8a der Wickelwelle gebildet ist und eine geringere Wickeldichte enthält, wird durch die Zentripetalkräfte der Rolle nach innen gebeult. Demzufolge verformt sich dieZentralöffnung 9 der Rolle 1 zu einem sternförmigen Querschnitt.

Wenn beispielsweise eine eiserne Wickelwelle 8 mit Querschnittsform eines regelmäßigen Sechsecks, die einen Abstand von 20 mm zwischen entgegengesetzten Ecken und 17 mm zwischen entgegengesetzt liegenden Seiten aufweist, bei der Herstellung einer Rolle 1 verwendet wird, beträgt der Abstand zwischen den Ecken 9b der Zentralöffnung 9 der Rolle 1 ca. 15 mm, also 25% weniger als die Diagonallänge der Wickelwelle von 20 mm, während der Abstand zwischen den Ecken 9b etwa 8 bis 9 mm beträgt, d. h. ca. 50% geringer ist, als der Abstand von 17 mm zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Wickelwelle.

Beim Zerschneiden der Toilettenpapierrolle mit der Schneidvorrichtung in schmälere Rollen wird die Öffnung 9 nicht zusammenfallen, wie es bei der herkömmlichen Papierrolle der Fall ist, während die Schneidkante der Scheiben durch den hochdichten Abschnitt der Ecken 9b hindurchtritt. Die entstehende Verformung beim Schneiden ist so gering, daß ein kreisförmiger Stift mit bis zu ca. 10 mm Durchmesser leicht durch die Zentralöffnung 9 eingesetzt werden kann, um so die Rolle drehbar an einem Halter abzustützen. Es ist dabei zu sehen, daß bei Verwendung eines Stiftes mit kreisförmigem Querschnitt, bei dem ein Ende oder beide Enden mit etwas kleinerem Durchmesser versehen sind, zum leichten Einsetzen, ein Stift mit sogar etwa 14 mm Durchmesser durch die Öffnung 9 eingesetzt werden kann, da sich die Öffnung 9 etwas dehnen läßt.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung der Toilettenpapierrolle. In diesem Fall sind, wie Fig. 8 zeigt, acht Nuten mit Kreisquerschnitt von 5,5 mm Breite und 2 mm Tiefe am Außenumfang einer runden Eisenwelle ausgebildet, deren Durchmesser 20 mm beträgt. Die Nuten besitzen einen gleichmäßigen Abstand von ca. 2 mm voneinander, so daß sich eine Wickelwelle 12 mit einer Querschnittsform ergibt, die einem Zahnrad ähnelt, auf der das Toilettenpapier aufgewickelt wird. Die Wickelwelle wird nach dem Wickeln herausgezogen und die entstandene Rolle in kurze Rollen durch ein Schneidgerät nach Fig. 2 zerschnitten. Die Wickelspannung kann vom Anfang des Wickelvorganges bis zur Beendigung in üblicher Weise konstant gehalten werden, oder sie kann bei ansteigendem Durchmesser allmählich oder stufenweise reduziert werden, wie es bei der vorigen Ausführung beschrieben wurde.

Auch in diesem Falle ist der Radialabstand R₁ von der Spitze 12b zwischen den Nuten 12a bis zum Außenumfang der Toilettenpapierrolle ein wenig geringer als der Radialabstand R₂ von der tiefsten Stelle der Nut 12a bis zum Außenumfang der Rolle, und die Papierdichte ist bei der Spitze 12b entsprechend höher. Der innere Umfangsabschnitt der Toilettenpapierrolle wird auf die Spitzen 12b des Außenumfangs der Wickelwelle aufgepreßt und darum gewickelt und die die Spitzen 12b berührenden Abschnitte 13b werden in Radialrichtung zusammengepreßt, so daß, entsprechend der Wickelrolle 12, ein Zahnprofil entsteht. Wenn dementsprechend die Wickelwelle 12 entfernt wird, schrumpft die verbleibende Öffnung 13 durch den zentripetalen Druck. Dieser wirkt hauptsächlich auf die Abschnitte 13a ein, die mit den Nuten der Wickelwelle in Berührung waren, und diese Abschnitte werden eingebeult. Nach Abziehen der Wickelwelle beträgt der Diagonalabstand zwischen den Abschnitten 13b nach der Ausbeulung zu einem radialen Zahnprofil ca. 16 mm, d. h. 20% weniger als der Durchmesser der Wickelwelle, während der Abstand zwischen den eingebeulten Stellen der Abschnitte 13a ca. 12 mm beträgt, d. h. um 40% abgenommen hat. Auch wenn die Papierrolle in die kurzen Rollen durch das Schneidgerät zerschnitten wird, fällt die Öffnung 13 unter der Kraft der Schneidkante nicht zusammen, da der Abschnitt 13b eine hohe Dichte besitzt. Da die Verformung nur gering ist, kann eine Welle mit kreisförmigem Querschnitt von bis zu ca. 12 mm zur drehbaren Aufnahme in dem Halter leicht durch die Öffnung hindurchgeschoben werden.

Fig. 9 bis 11 zeigen abgewandelte Formen der Wickelwelle 12. In Fig. 9 ist ein etwa quadratischer Querschnitt mit leicht eingebogenen Seiten vorhanden, Fig. 10 zeigt eine Wickelwelle mit einem etwa fünfeckförmigen Querschnitt und Fig. 11 mit einem etwa sechseckförmigen Querschnitt, wobei in jeder Ausführungsform die Polygonseiten leicht zum Mittelpunkt eingebogen sind.

Durch Herstellung einer derartigen Toilettenpapierrolle ohne Verwendung einer Papphülse oder eines Papprohrs als Kern ist es möglich, einen Formverlust der Zentralöffnung unter Einwirkung von auf die Rolle einwirkenden Außenkräften oder der eigenen Zentripetalkräfte zu verhindern, und es ist möglich, eine Toilettenpapierrolle der gleichen Qualität zu erhalten, wie sonst üblich, mit einer Zentralöffnung von im Durchschnitt 5 bis 10 mm Durchmesser.

Fig. 12 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen einer Toilettenpapierrolle, mit einem sogenannten "Oberflächenantriebssystem". Ein solches Oberflächenantriebssystem enthält eine Wickewelle 8, die, wie in Fig. 12 dargestellt, zwischen einer Andrückwalze 10 und zwei Walzen 14 angeordnet ist. Bei einem anderen solchen System wird nach Fig. 13 die Wickelwelle 8 zwischen einer Andrückwalze 10 und zwei endlosen Riemen 15 angebracht, die V- oder X-förmig angeordnet sind.

Mit der Andrückwalze 10 wird das Toilettenpapier an die Wickelwelle angedrückt, so daß es mit vorbestimmter Wickeldichte gewickelt werden kann. Der durch die Walze 10 ausgeübte Andruck kann einfach durch das Eigengewicht der Walze, durch ein zusätzliches Andrückgewicht oder durch die Kraft eines Kolbens ausgeübt werden. Die Andrückwalze steht zu Beginn des Wickelvorganges in direkter Berührung mit der Wickelwelle. Sobald Toilettenpapier um die Welle gewickelt ist, besteht nur noch eine indirekte Berührung über das bereits aufgewickelte Toilettenpapier, und die Andrückwalze wird mit zunehmendem Wickelvolumen des Toilettenpapiers allmählich angehoben.

Wenn nun die Wickelwelle entweder eine polygonale oder eine Zahnradform, wie vorher besprochen, besitzt und die Eck- oder Zahnabschnitte parallel zur Achse der Wickelwelle liegen, schlägt die Andrückwalze infolge der nicht-zylindrischen Form der Wickelwelle an dieser auf, bis genügend Toilettenpapier auf die Welle aufgewickelt ist, so daß sich eine fast zylindrische Außenform ergibt. Bei Verwendung eines Oberflächenantriebssystems schlägt nicht nur die Andrückwalze, sondern auch die Walzen 14 bzw. die Riemen 15 an der Wickelwelle auf. Dadurch besteht die Gefahr, daß die erforderliche Wickeldichte des Toilettenpapiers nicht erreicht wird, oder daß die Wickelwelle etwas aus der Mitte versetzt wird, so daß die Zentralöffnung, die beim Abziehen der Wickelwelle entsteht, exzentrisch wird. Dazu kann ein Querriß im Toilettenpapier während des Wickelvorganges auftreten, so daß sich Verluste ergeben.

Um diese Probleme zu überwinden, ist eine Anorndung vorgesehen, bei der die Ecken oder Zähne der Wickelwelle mit polygonalem bzw. zahnradförmigem Querschnitt in Axialrichtung wendelförmig ausgebildet werden, um das Aufschlagen der Andrückwalze oder der Antriebswalzen bzw. -riemen möglichst gering zu halten. Diese Anordnung wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 14(A) und 14(B) zeigen eine Ausführungsform einer Wickelwelle, die in diesem Fall einen polygonalen Querschnitt besitzt. Der Wickelabschnitt 16, auf den Toilettenpapier mit der gewünschten Länge aufgewickelt wird, besitzt eine etwas größere Axiallänge als die Breite des aufzuwickelnden Toilettenpapiers beträgt; normalerweise ist die Axiallänge 2 m. An ihren beiden Enden weist die Wickelwelle Lagerzapfen 17 auf, die abnehmbar in Lager der Wickelmaschine eingesetzt sind.

Die Querschnittsform des verwendeten Wickelabschnittes 16 ist die eines regulären Sechsecks und die Lage jedes Ecks 18 ist an einem Ende 16a gegenüber dem anderen Ende 16b des Wickelabschnittes 16 um 90° versetzt. Damit wird jede Ecke 18 wendelförmig so ausgbildet, daß eine Viertelumdrehung erfolgt. Diese Größe der Wendel ist jedoch nicht auf eine Vierteldrehung auf die volle Länge des Wicklungsabschnittes beschränkt, sondern bevorzugt soll die Verdrillung 360°/n oder ein Vielfaches davon beträgt, wenn n die Eckenzahl des Vieleckes ist, so daß die Andrückwalze jedenfalls immer auf mehr als einer Ecke anliegt, und daß bei einer Oberflächenantriebswickelmaschine die Wickelwelle ebenfalls mit der Antriebswalze 14 oder dem Antriebsriemen 15 mit mindestens mehr als einer Ecke bzw. mehr als einem Zahn in Berührung tritt. Wenn beispielsweise der Wicklungsabschnitt einen Querschnitt mit der Form eines regelmäßigen Sechseckes besitzt, wird die Verdrillung 60°, d. h. ein Sechstel Umdrehung betragen. Bei einem regelmäßigen Achteck ist eine Verdrillung um 45° oder 1/8 Umdrehung ausreichend, da das Springen oder Aufschlagen bereits beträchtlich reduziert wird im Vergleich mit einem Betrieb einer Wickelwelle, deren Ecken bzw. Zähne parallel zur Achse liegen.

Das gleiche trifft auch bei der Wickelwelle nach Fig. 15(A) und 15(B) zu, bei dem der Wickelabschnitt einen zahnradförmigen Querschnitt besitzt. Bei der gezeigten Ausführung sind mit gleichmäßigen Abständen zwölf Nuten 19 in Umfangsrichtung ausgebildet, und in diesem Fall beträgt die Verdrillung der wendelförmigen Nuten 1/6 Umdrehung, d. h. 2× 360°/12 = 60°. Bei solchen mit sehr vielen Zähnen versehenen Zahnradquerschnitten wird also eine Verdrillung verwendet, die das 2- bis 3fache von 360°/n beträgt, damit die Andrückwalze stets mit einer Vielzahl von Zähnen in Berührung ist, und eine Wicklung in ähnlicher Weise wie bei einer Wickelwelle mit zylindrischer Außenfläche erfolgt, so daß das Springen und Aufschlagen der Andrückwalze (und bei einem Flächenantriebssystem, das Springen und Aufschlagen der Antriebswalzen bzw. -riemen) nicht auftritt.

Wie bereits beschrieben, können mit dieser Ausbildung die erwähnten Nachteile vermieden werden, d. h. das Springen und Aufschlagen der Andrückwalze gegenüber der Wickelwelle bzw. der Wickelwelle selbst gegenüber den (feststehenden) Antriebswalzen kann insbesondere am Anfang des Wickelvorganges weitestgehend vermieden werden, oder es kann ein Wickeln des Toilettenpapiers ganz ohne Springen erreicht werden. Darüber hinaus wird der Innenfläche des aufgewickelten Toilettenpapiers die Form der gewendelten Ecken oder Zähne verliehen, so daß beim Entfernen der Wickelwelle die Abschnitte zwischen den durch die Ecken oder Zähne eingedrückten Stellen sich nach innen beulen und die Gestalt der Innenumfangsfläche erhalten.

Beim Entfernen der Wickelwelle ist es notwendig, sie unter Drehen entsprechend den Wendeln abzuziehen, die durch die Ecken oder Zähne gebildet werden. Zu diesem Zweck wird die Verdrillung der Wendel bestimmt, um die erforderliche Drehung beim Abziehen festzulegen.

Wie bereits erwähnt, können Toilettenpapierrollen so hergestellt werden, daß eine breite Bahn aufgewickelt und nach dem Aufwickeln die sich so ergebende lange Rolle in kurze Rollen vorbestimmter Länge zerschnitten wird, oder es kann ein anderes Verfahren angewendet werden, bei dem die breite Bahn auf eine Reihe von Wickelwellen aufgewickelt wird, wobei gleichzeitig die Bahn in die vorgesehene Endprodukt- Breite geschnitten wird. Das beschriebene Verfahren ist auf beide Verfahrensweisen anwendbar.

Wie bereits beschrieben, wird das Toilettenpapier um eine Wickelwelle mit vieleckförmigem oder zahnradförmigem Querschnitt aufgewickelt und nach dem Wickeln die Wickelwelle entfernt, so daß eine Toilettenpapierrolle mit einer sternförmigen Zentralöffnung gebildet ist. Dazu kann, um zwangsweise einen Formverlust der Zentralöffnung der Rolle zu vermeiden, Wasser oder eine wäßrige Lösung mit einem geringen Anteil eines Klebers oder Leims, Natrium- Celluloseglykolat (gemeinhin als CMC bezeichnet) und anderen derartigen Stoffen am Anfang des Wickelvorgangs zum Anfeuchten des Toilettenpapiers aufgebracht werden. Wenn das Wasser (oder der Wassergehalt der Lösung) durch die benachbart aufgewickelten Papierschichten während des Wickelvorgangs absobiert wird, entstehen Ecken, die den Ecken der Wickelwelle ähnlich sind, an dem Innenumfang der Toilettenpapierrolle. Dieser Vorgang wird anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 16(A) und 16(B) zeigen eine Ausführung einer Wickelvorrichtung, die mit einem Mechanismus zum Anfeuchten der inneren Papierlage versehen ist, während die sonstige Vorrichtung der in Fig. 12 gezeigten gleicht.

Eine Wickelwelle 8 liegt auf Antriebswalzen 14 auf und wird durch diese durch Reibkraft in Umdrehung gesetzt, wobei die Achse der Wickelwelle 14 in einer länglichen Führung geführt ist, die eine Bewegung senkrecht zur Verbindungslinie der Achsen der beiden Antriebswalzen 14 erlaubt. Eine Andrückwalze 10 wird von oben gegen die aus einem zugeführten Toilettenpapier P gebildete Schicht gedrückt, und zwar entweder durch den schematisch dargestellten Kolben oder eine Zusatzbelastung durch ein Gewicht. Wenn der Wickelvorgang fortschreitet, nimmt der Außendurchmesser der gewickelten Rolle aus Toilettenpapier zu, und die Wickelwelle 8 wird von den Antriebswalzen 14 weg angehoben und hebt gleichzeitig die Andrückwalze 10 an. Nachdem die erforderliche Länge Toilettenpapier aufgewickelt wurde, wird die Wickelwelle angehalten, die Andrückwalze 10 wird zur Seite gefahren, und die gesamte Wickelwelle aus der Wickelmaschine entfernt (es kann auch nur eine Seite der Wickelwelle angehoben werden), die Wickelwelle wird aus der Toilettenpapierrolle entfernt, und diese in schmalere Rollen mit vorbestimmter Breite zerschnitten.

Direkt unter dem Zwischenraum zwischen den beiden Antriebswalzen 14 ist eine nach oben gerichtete Düse 21 angebracht, mit der Wasser oder die bereits erwähnte wäßrige Lösung zu dem Toilettenpapier P hin gesprüht werden kann, wenn die innersten Wicklungen gefertigt werden. Durch dieses Sprühen wird der Wassergehalt der angesprühten Papierabschnitte um etwa 5 bis 7% auf etwa 25 bis 35% angehoben.

Es reicht aus, die erste Wicklung oder die ersten Wicklungen des Toilettenpapiers einzusprühen, oder zunächst einige Windungen trocken aufzuwickeln, und dann eine oder einige wenige Wicklungen anzusprühen. Der Sprühvorgang kann gesteuert werden durch Einstellen der Düse 21, durch Verwendung eines Zeitgebers oder durch den Wicklungsstartschalter selbst. Das bedeutet, daß Wasser oder eine wäßrige Lösung mittels der Düse während einiger Sekunden mehr oder weniger unmittelbar nach dem Anschalten der Einrichtung gesprüht wird.

Normalerweise werden etwa 15 bis 20 s benötigt, um etwa 65 m Toilettenpapier aufzuwickeln, und während dieser Zeit wird ein Teil des am Wicklungsanfang aufgesprühten Wassers durch die naheliegenden trockenen Papierschichten absorbiert, so daß der innere Umfangsbereich 20′ des Papierwickels 20 leicht angefeuchtet ist (bei Beendigung des Wickelvorgangs beträgt der Wassergehalt 15 bis 20%), und der innere Umfangsbereich 20′ wird durch die folgenden Wicklungen des weiter außenliegenden Toilettenpapiers 4 eng um den Außenumfang der Wickelwelle angelegt. An dem Innenumfang tritt deshalb entsprechend der Kante 8b eine Wickelkante auf, die mit dieser Kante 8b der Wickelwelle in Berührung ist.

Wenn demnach die Wickelwelle nach vollständiger Bewicklung entfernt wird, bleibt eine Kante 20b in dem Innenumfangbereich der gewickelten Papierschicht zurück, und es wird eine Toilettenpapierrolle gebildet, wie sie in Fig. 17 gezeigt ist, bei der die Bereiche 20a zwischen den Kanten 20b und diesen benachbart ähnlich wie in der vorher beschriebenen ersten Ausführung nach innen vorgebeult sind.

Es ist zu bemerken, daß in Fig. 17 die Querschnittsform der Wickelwelle gestrichelt eingezeichnet ist, um die Änderungen im inneren Umfangsbereich aufzuzeigen, die nach dem Entfernen der Wickelwelle auftreten.

Auch wenn das Toilettenpapier bei Wickelbeginn nicht befeuchtet wird, wie es bei der erstbeschriebenen Ausführung der Fall ist, wird die Kontur des inneren Umfangsbereichs nach dem Entfernen der Wickelwelle nicht sehr geändert. Da in diesem Fall jedoch der innere Umfangsbereich der Toilettenpapierrolle trocken bleibt, behalten die das Toilettenpapier bildenden Fasern ihre Elastizität, so daß die Kante weniger ausgeprägt ist als dann, wenn eine Befeuchtung stattgefunden hat. Wenn andererseits der innere Umfangsbereich entsprechend der eben beschriebenen Ausführung leicht befeuchtet wird, verlieren die Fasern ihre Elastizität und nehmen die erwartete Gestalt an, so daß eine ausgeprägte Kante auftritt. Nach dem Entfernen der Wickelwelle fließt Luft durch die entstehende Öffnung zu dem Papier und nimmt die Restfeuchtigkeit im wesentlichen auf, so daß die Kante weiter ausgeprägt bleibt.

So bleiben bei dem nachfolgenden Schneiden der entstandenen Toilettenpapierrolle in die schmalen endgültigen Rollen in der Schneidemaschine die Kanten im Innenumfangsbereich in ihrer Gestalt erhalten, und sie widerstehen deshalb der vom Einschneiden der Schneidblätter hervorgerufenen Druckkraft, und es tritt nicht das Zusammenberechen der Innenöffnungen im Innenumfangsbereich ein. Die Öffnungen werden auch dann aufrechterhalten, wenn Stöße auftreten, während beispielsweise die Erzeugnisse aufeinanderstehend in Wellpappekisten eingefüllt werden. Der Wassergehalt des inneren Umfangsbereiches beträgt etwa 15 bis 20% bei Fertigstellen des Wickelvorgangs, wie beschrieben, und er beträgt etwa 10 bis 12%, wenn die Rolle 10 bis 15 min nach dem Entfernen der Wickelwelle in schmälere Rollen zerschnitten wird.

Wenn anstelle von Wasser eine wäßrige Lösung mit geringer Konzentration eines Klebers od. ä. aufgesprüht wird, verfestigt sich der innere Umfangsbereich beim Trocknen und damit ist der Versteifungseffekt wirksamer.

Fig. 18 zeigt eine Anordnung, bei der eine andersartige Befeuchtungseinrichtung mit der in Fig. 13 gezeigten Ausführung einer Oberflächenantriebs-Toilettenpapierwickelmaschine benutzt wird. In dieser Anordnung sind, wie bekannt, zwei schmale endlose Riemen 15 in überkreuzter Form angeordnet, eine Wickelwelle 8 liegt in dem über den gekreuzten Riemen entstehenden Bereich 22 auf und eine Andrückwalze 10 drückt von oben her auf die Wickelwelle. Die Wickelwelle wird, wie bereits beschrieben, durch die beiden Riemen für den Wickelvorgang angetrieben.

In der Nähe der Stirnrolle des einen Riemens ist eine Beschichtungswalze 23 zum Auftragen von Wasser oder dgl. in Form von Längsstreifen auf das Toilettenpapier angebracht, welches sich in den Zwischenraum hinunterbewegt. Ein Vorratsgefäß für die Flüssigkeit ist vorgesehen, aus welchem der Beschichtungsfläche der Beschichtungswalze Flüssigkeit mittels einer Flüssigkeitszuführwalze 24 zugeführt wird, die zur Hälfte in einer mit der Beschichtungsflüssigkeit gefüllten Wanne eingetaucht ist. Dieses Gerät wird durch einen Zylinder 25 während eines vorbestimmten kurzen Zeitraumes bei Wickelbeginn angehoben, die Beschichtungsflüssigkeit wird durch die Beschichtungswalze 23 in Form von Wasserstreifen 26 (Fig. 19) auf dem Toilettenpapier aufgetragen, und nach Verstreichen der bestimmten Anfangszeit wird der Zylinder wieder nach unten bewegt und trennt das Gerät von dem Toilettenpapier.

Die Menge des bei der Ausbildung der Wasserstreifen benutzten Wassers, die Breite der Streifen und der Abstand zwischen ihnen werden so bestimmt, daß der gesamte Abschnitt in Breitenrichtung befeuchtet ist, sobald sich die Streifen bis zu der Wickelwelle 8 bewegt haben und um diese gewickelt sind, und es sollte Sorge getroffen werden, daß das Toilettenpapier nicht in Breitenrichtung reißt, bevor die Streifen um die Wickelwelle gewickelt sind.

Während des Wickelns wird das Wasser oder die Beschichtungsflüssigkeit, die beim Anfang des Wickelns aufgetragen ist, in dem aufgewickelten Papier in einer gewissen Umgebung verteilt, um den Innenumfangsabschnitt leicht zu befeuchten. Deswegen wird eine ausgeprägte Kante längs der Kante des Außenumfangs der Wickelwelle im Innenumfangsbereich der Rolle erscheinen und auch zurückbleiben, wenn die Wickelwelle entfernt ist, so daß der Innenumfangsabschnitt nicht zusammenfällt.

In dieser Ausführung ist der Wickelabschnitt der Wickelwelle in Form eines Zahnradquerschnittes mit Nuten 8′ eingezeichnet, jedoch kann genau so gut eine Wickelwelle mit Vieleckquerschnitt, wie bereits beschrieben, eingesetzt werden.

Bei der in Fig. 20 dargestellten Ausführung wird ein Befeuchtungsgerät benutzt, das eine Beschichtungswalze 23, eine Flüssigkeitszuführwalze 24 usw. wie bei der Ausführung in Fig. 18 besitzt, statt der Düse 21 in der Anordnung nach Fig. 16, obwohl hier die gleichen Antriebswalzen 14 verwendet werden. Die Beschichtungswalze 23 ist so angeordnet, daß sie mit einer Antriebswalze 14 in Anlage kommen kann, und der Zylinder 25 wird während einer kurzen Zeit beaufschlagt, so daß die Beschichtungswalze 23 mit der Antriebswalze 14 in Berührung kommt und eine ausreichende Wassermenge auf das Toilettenpapier P überträgt. Es werden so die gleichen Auswirkungen erreicht, wie bei den in Fig. 16 und 18 gezeigten Ausführungen.

Bei den Ausführungen, bei denen diese Befeuchtungsgeräte eingesetzt werden, können die Eckenzahl bei vieleckiger Wickelwelle bzw. die Zähnezahl bei Wickelwellen mit Zahnradquerschnitt in Abhängigkeit vom Außendurchmesser der Wickelwelle bestimmt werden. Beispielsweise wird zur Ausbildung eines Innenumfangsabschnittes mit durchschnittlichem Innendurchmesser von mehr als 25 mm ein Vieleck mit mehr als 10 Ecken, vorzugsweise 12 bis 16 Ecken oder ein Zahnradquerschnitt mit entsprechender Zähnezahl eingesetzt.

Wie oben beschrieben, wird das Toilettenpapier beim Wickeln leicht angefeuchtet, die Kanten werden durch die Kanten des Außenumfangs der Wickelwelle ausgeprägt in der Zentralöffnung der Rolle erhalten, so daß die Gestalt des Innenumfangsquerschnittes so bleibt, und deswegen kann auch eine Zentralöffnung mit einem größeren Innendurchmesser von mehr als 25 mm erzeugt werden.

Wie es sich aus der bisherigen Beschreibung ergibt, kann mit diesen beschriebenen Herstellverfahren für Toilettenpapierrollen zwangsweise eine Öffnung beim Entfernen der Wickelwelle nach dem Wickeln erzeugt werden, und deswegen kann der Haltestift für den Halter leicht durchgestreckt werden. Dazu gleicht die erzeugte Toilettenpapierrolle der allgemeinen Vorstellung von der Form einer solchen Rolle mit einer Zentralöffnung. Die Form dieser Zentralöffnung ist nicht nur ein einfacher Kreis, sondern kann entsprechend der Querschnittsform der Wickelwelle in unterschiedlicher Weise ausgestaltet werden. Damit kann die Öffnung selbst ornamentale Zwecke erfüllen.

Da keine Pappröhre verwendet wird, fallen die Hestellkosten um den Preis dieser Pappröhre. Nach dem Aufbrauchen der Toilettenpapierrolle bleibt nichts zurück, so daß keine Gefahr besteht, Verstopfungen der Toilettenschüssel durch die Papprolle zu erzeugen. Falls eine Wickelwelle mit kleinem Durchmesser Verwendung findet, kann ein längerer Toilettenpapierstreifen mit fast zweifacher Länge im Vergleich zu der üblichen Toilettenpapierrolle mit Papprohr bei gleichem Außendurchmesser aufgewickelt werden.

Dazu können auch vorhandene Toilettenpapier-Wickelmaschinen auf das erfindungsgemäße Verfahren umgerüstet werden, indem entweder einfach die Wickelwelle ausgetauscht oder, entsprechend den weiteren Ausführungen, ein zusätzliches Befeuchtungsgerät angebracht wird.

Claims

1. Kernlose Toilettenpapierrolle mit einer Zentralöffnung zum Einsetzen des Stiftes eines Toilettenpapierhalters, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralöffnung (9; 13) eine vieleckige Querschnittsform besitzt, mit radial nach außen gerichteten Ecken (9b; 13b) und bogenförmig nach innen ausgebeulten Abschnitten (9a; 13a), die jeweils zwischen den benachbarten Ecken (9b; 13b) ausgebildet sind.

2. Toilettenpapierrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ecken (9b) der Zentralöffnung (9) spitzwinklig ausgebildet sind, und
daß die benachbarten eingebeulten Abschnitte (9a) einander berühren.

3. Toilettenpapierrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ecken (13b) der Zentralöffnung (13) abgerundet sind, und
daß die benachbarten eingebeulten Abschnitte (13a) durch die abgerundeten Ecken (13b) voneinander getrennt sind.

4. Vorrichtung zum Herstellen einer kernlosen Toilettenpapierrolle mit einer Zentralöffnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durch Aufwickeln einer Schicht aus Toilettenpapier auf einer Wickelwelle in einer Wickelmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelwelle (8; 12; 16, 17) einen vieleckigen oder zahnradförmigen Querschnitt hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andrückwalze vorgesehen ist, zur Übertragung einer festen Andrückkraft oder einer mit zunehmender Stärke der Papierrolle abnehmender Andrückkraft auf die bereits gewickelte Toilettenpapierrolle.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (18) des Vielecks oder die Zähne (19) der Zahnradform parallel zur Wellenachse verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (18) des Vielecks oder die Zähne (19) der Zahnradform gegenüber der Wellenachse gewendet sind.

8. Verfahren zum Herstellen einer kernlosen Toilettenpapierrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufwickeln des Toilettenpapieres der Wickelanfang mit Wasser oder mit einer einen Kleber oder einen Steifmacher enthaltenden wäßrigen Lösung angefeuchtet wird.