DE4209224C2 - Vorrichtung zum Aufweiten und Stabilisieren von an ihren Enden deformierten hohlzylindrischen Wickelkernen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufweiten und Stabilisieren von an ihren Enden deformierten hohlzylindrischen Wickelkernen aus Pappe oder vergleichbaren Materialien für auf den Kernen aufgewickelte Materialbahnen.

Bei den auf den Wickelkern aufgerollten Materialien kann es sich um Textilbahnen, Kunststoffolien oder Papier handeln. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zum Reparieren von an der Wickelhülse beschädigten Papierrollen ist besonders bevorzugt.

Bei der Herstellung oder Weiterverarbeitung von flexiblen Materialbahnen in Rollen­ form werden diese üblicherweise unter Verwendung von hohlzylindrischen Wickel­ kernen oder sog. Wickelhülsen aufgerollt. Bei Lagerung, Transport der Rollen kann es zu Beschädigungen kommen, wobei häufig die Enden der hülsenförmigen Wickelkerne zusammengedrückt oder eingedrückt werden. Derartig beschädigte Rollen lassen sich auf den üblichen Einrichtungen zum Abrollen der Bahnmaterialien nicht verarbeiten, weil ein Eingriff der Haltewerkzeuge der Abrolleinrichtung am Wickelkern erschwert oder unmöglich ist.

Aus der US-PS 2,737,836 ist ein Werkzeug zum Reparieren von Wickelkernen aus Papier bekannt, mit einem an einem Handgriff befestigten kegelförmigen Aufweit­ element. Das Aufweitelement wird mittels des stabförmigen Handgriffes in das deformierte Ende des Wickelkernes eingepreßt. Durch Verwenden von mehreren Werkzeugen mit Aufweitungselementen zunehmenden maximalen Außendurchmessers wird das deformierte Ende in mehreren Schritten aufgeweitet.

In der US-PS 1,922,716 ist das Reparieren von deformierten Wickelkernen beschrieben, bei dem ein zweiteiliges Aufweitelement mit ovalem Querschnitt durch Eintreiben eines Keiles zur Kreisform aufgeweitet wird.

In beiden Fällen wird das Aufweitelement von Hand durch Hammerschläge in Achs­ richtung in den Wickelkern eingetrieben, wo es sich festsetzen kann. Das Zurückziehen des Aufweitelements aus dem Wickelkern ist bei diesen Vorrichtungen problematisch.

In der US-PS 3,060,994 ist ein Werkzeug mit einer Gewindestange zum Reparieren von beschädigten Wickelkernen beschrieben. Auf der Gewindestange ist eine Antriebsmutter aufgeschraubt. Daran anschließend sitzt ein längsgeteiltes Aufweitelement, das innere Keilflächen aufweist. Die Antriebsmutter und das Aufweitelement sind axial gegeneinander, aber relativ drehbar abgestützt. Das Ende der Gewindestange ist als Keil ausgebildet und greift an den Keilflächen des Aufweitelementes an. Beim Verdrehen der Antriebsmutter wird die Gewindestange mit ihrem Keilende in das Innere des Aufweitelementes gezogen, wodurch der ursprünglich ovale Querschnitt des Paares der Aufweitelementhälften Kreisform annimmt. Diese Vorrichtung ist aufwendig. Außerdem können sich die Hälften des längsgeteilten Aufweitelements verkanten.

Alle diese Vorrichtungen sind nur bei geringfügigen Beschädigungen des Wickelkerns erfolgreich. Stark zusammengedrückte Wickelkerne sind jedoch durch Faltlinien so geschwächt, daß die Aufweitung durch den permanenten Druck des aufgerollten Materials auf den Wickelkern nach Entfernen der Keile wieder verloren geht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und wirksame Vorrichtung zum Wieder­ herrichten von auf hohlzylindrischen Wickelkernen aufgerollten Materialbahnen nach Beschädigung der Rolle durch Eindrücken eines oder beider Enden des Wickelkernes zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung ermöglicht die folgende Arbeitsweise beim Aufweiten von an ihren Enden deformierten hohlzylindrischen Wickelkernen, auf denen Materialbahnen aufgewickelt sind.

• (a) Einbringen einer Gewindestange durch den deformierten Wickelkern, so daß deren Enden auf jeder Rollenseite seitlich herausragen.
• (b) Aufschieben eines kegelförmigen Aufweitelementes mit einer axial durch­ gehenden Bohrung auf das über das beschädigte Wickelkernende hinausragende Ende der Gewindestange derart, daß das Konusende mit kleinem Außendurch­ messer in Richtung des Wickelkernendes weist und einer Platte als festes Gegen­ lager auf das andere Ende der Gewindestange.
• (c) Einpressen des konischen kegelförmigen Aufweitelementes in das deformierte Ende des Wickelkernes durch Verschieben auf der Gewindestange mittels mechanischer Einrichtungen und Aufweiten des Wickelkernes bis der ursprüngliche Innendurchmesser wieder erreicht ist.

Wenn beide Enden des Wickelkernes beschädigt sind, wird das Aufweiten anschließend auf der anderen Seite der Materialrolle wiederholt, oder es können in Schritt (b) der Arbeitsweise anstelle der Platte als festem Gegenlager ein zweites konisches Aufweit­ element auf das über die Materialrolle hinausragende Ende der Gewindestange aufge­ schoben und die Schritte des Einpressens des Aufweitelementes gleichzeitig an beiden Enden der Materialrolle ausgeführt werden.

Als mechanische Einrichtungen zum Verschieben des oder der Aufweitelemente auf der Gewindestange sind in der einfachsten Form Gewindemuttern mit einem dem Außen­ gewinde der Gewindestange korrespondierenden Innengewinde geeignet. Durch Drehen und Bewegen der Gewindemutter in Richtung auf das Ende des deformierten hohlzylindrischen Wickelkernes oder der Wickelhülse wird das konische Aufweitelement in das deformierte Ende der Wickelhülse eingedrückt und diese dadurch aufgeweitet. Der größere Außendurchmesser des konischen Aufweitelementes an den dem eingepreßten Ende gegenüberliegenden Ende wird so gewählt, daß er dem gewünschten Innendurchmesser der Wickelhülse nach dem Aufweiten entspricht.

Zur Erleichterung des Einpressens des Aufweitelementes kann auch eine sog. handels­ übliche Hohlkolbenpresse verwendet werden. In diesem Falle wird der Hohlkolben nach dem Aufweitelement auf die Gewindestange aufgeschoben und die Gewinde­ mutter als Gegenlager für den Hohlkolben auf die Gewindestange aufgeschraubt. Der hydraulisch angetriebene Hohlkolben einer Hohlkolbenpresse drückt dann das Aufweit­ element in die Wickelhülse.

Reicht der Hub des Hohlkolbens nicht aus, um das Aufweitelement ausreichend tief in die Wickelhülse einzudrücken, wird der Kolben eingezogen und die als Gegenlager für den Hohlkolben dienende Gewindemutter auf der Gewindestange so lange weiter­ gedreht, bis der Kopf des Hohlkolbens in kraftschlüssigem Kontakt mit dem hinteren Ende des Aufweitelementes steht. Anschließend kann der Kolben erneut zum weiteren Einpressen des Aufweitelementes betätigt werden. Periodisches Nachführen der Gewindemutter nach Rückholen des Kolbens erfolgt solange, bis der Hub der Hohl­ kolbenpresse ausreichend ist, um das Aufweitelement so tief in die Wickelhülse einzutreiben, daß die gewünschte Aufweitung auf den ursprünglichen Innendurchmesser erreicht ist. Es ist erwünscht, daß das Ende des Aufweitelementes nach dem Eindrücken in die Wickelhülse noch geringfügig über das Ende der Wickelhülse hinausragt. Um dies zu erleichtern, ist es bevorzugt, das konische kegelförmige Aufweitelement an dem Ende mit größerem Außendurchmesser mit einem hohlzylindrischen Abschnitt zu versehen, dessen Außendurchmesser geringfügig größer ist als der gewünschte Innen­ durchmesser der Wickelhülse im aufgeweiteten Zustand. Die Länge dieses Abschnittes kann relativ gering sein, in der Regel sind 5 bis 10 mm ausreichend.

Die als Gegenlager beim Eintreiben des konischen Elementes in die Wickelhülse auf der anderen Rollenseite auf die Gewindestange aufgeschobene Platte wird mit einer auf die Gewindestange aufgeschobenen Mutter fixiert.

Nach dem Einpressen des konischen Aufweitelementes werden die mechanischen Ein­ richtungen, die in kraftschlüssigem Kontakt mit der Endfläche des Aufweitelementes stehen, gelöst und ein Ring mit mehreren seitlich vorragenden Dornen stirnseitig axial auf die Wickelrolle gepreßt.

Das DE-GM 77 22 567 beschreibt zwar schon eine Verstärkungsbuchse für Hartpapier­ hülsen, die ebenfalls einen gegen je eine der Stirnseiten der Hartpapierhülse anlie­ genden Bund mit vorstehenden Dornen und einen in die Hartpapierhülse eingreifenden radialen Vorsprung zur Aufnahme einer Mitnehmervorrichtung aufweist. Die Verstär­ kungsbuchsen werden in die Hartpapierhülsen eingeklebt und die Dorne sollen die Mit­ nahme des Wickelkerns beim Drehantrieb unterstützen.

Beim Gegenstand der Erfindung dienen die Dorne jedoch zur Stabilisierung des aufge­ weiteten Zustands des Wickelkerns. Hierzu wird der Ring auf das aus der Wickelhülse ragende Ende des Aufweitelementes aufgeschoben. Die Dicke des Ringes ist vorzugsweise größer als die Länge des aus der Wickelhülse hinausragenden Endes des Aufweitelementes. Anschließend wird auf dieser Rollenseite eine Platte auf die Gewindestange aufgeschoben, deren Außendurchmesser etwa so groß ist wie der Außendurchmesser des Ringes.

Nach Herstellen kraftschlüssigen Kontaktes der mechanischen Einrichtung mit der An­ drückplatte wird diese mittels der Einrichtungen gegen den Ring gedrückt bis dieser an der Seitenfläche der Materialrolle anliegt und die Dorne in das Material in der Nähe der Wickelhülse eingedrungen sind. Der Innen- und Außendurchmesser des Ringes ist so auf die seitliche Endfläche der Wickelhülse abgestimmt, daß die seitlich von der Ringfläche abstehenden Dorne in die Seitenfläche der Materialrolle eindringen, wobei das Eindringen in die Seitenfläche der Wickelhülse oder in Materialbahnlagen in der Nähe des Wickelkernes erfolgt.

Vorzugsweise sind die symmetrisch über die Seitenfläche des Ringes verteilten Dorne radial so angeordnet, daß sie in das aufgewickelte Material in der Nähe der Wickelhülse eindringen. Der Dornenring stabilisiert die Aufweitwirkung des Aufweitelementes, so daß ein erneutes Zusammenfallen des Wickelkernes nach Entfernen des Aufweit­ elementes verhindert ist.

Dieses Element zum Stabilisieren von nach Deformierung wieder aufgeweiteten hohlzylindrischen Wickelkernen in Form eines Ringes mit mehreren von einer Seiten­ fläche abstehenden Dornen, die symmetrisch verteilt angeordnet sind, hat sich als über­ raschend vorteilhaft erwiesen. Der Ring weist vorzugsweise mindestens fünf Dorne auf. Es können aber auch mehrere Dorne, bis beispielsweise 20 vorhanden sein, um eine noch bessere Haftung des Ringes in der Rolle zu erzielen.

Durch das Eindringen der Dorne in die dem Wickelkern nahekommenden Lagen der aufgerollten Materialbahn kann dieses Material zwar beschädigt werden, so daß es für die weitere Verwendung nicht mehr geeignet ist. Häufig werden diese Lagen des Materials jedoch beim unerwünschten Deformieren oder Eindrücken des Wickelkernes so mitbeschädigt, daß eine Weiterverwendung ohnehin ausgeschlossen ist. Das Eindrin­ gen der Dorne in die Seitenfläche der Materialrolle führt somit nicht zu zusätzlichen weiteren Materialverlusten.

Nach Befestigen des Ringes an der Seitenfläche der Rolle werden die mechanischen Anpreßeinrichtungen von der Gewindestange entfernt und diese mit dem Aufweit­ element aus dem aufgeweiteten hohlzylindrischen Wickelkern herausgezogen. Um das Einbringen der Gewindestange in den deformierten Wickelkern und das Herausziehen nach dem Aufweiten zu erleichtern, kann die Gewindestange zweiteilig mit einer Kupplung zum Verbinden der beiden Teile der Gewindestange ausgebildet sein.

Nach dem Aufweiten des Wickelkernes und Stabilisieren des aufgeweiteten Zustandes durch den mit Dornen versehenen Ring kann die Materialrolle ohne Schwierigkeiten von den Haltewerkzeugen der Abrolleinrichtung ergriffen werden, insbesondere auf achslosen Abrolleinrichtungen weiterverarbeitet werden. Dabei wird das Material vom Wickelkern abgerollt, so lange die Materialbahn noch weiterverarbeitbar ist. Der nicht weiter zu verarbeitende Rest und die beschädigte Wickelhülse werden verworfen. Die zum Stabilisieren verwendeten Ringe mit Dornen können wiederverwendet werden. Die Ringe können aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt: Einen Längsschnitt durch die Materialrolle nach dem Aufweiten und vor dem Entfernen der mechanischen Einrichtungen von der Gewindestange.

Das Material ist in Lagen 1 auf einen Wickelkern oder Wickelhülse 2 aufgerollt. In die deformierte Wickelhülse 2 wurden auf beiden Seiten auf einer Gewindestange 3 ange­ ordnete konische kegelförmige Aufweitelemente 4 soweit eingepreßt, daß der ursprüng­ liche Innendurchmesser des Wickelkernes 2 durch Aufweiten wieder erreicht ist.

Auf die hohlzylindrischen Endabschnitte 4a der Aufweitelemente 4 aufgeschobene Ringe 5 mit seitlich abstehenden Dornen 6 wurden mittels einer Andruckplatte 7 und einer hydraulischen Hohlkolbenpresse 8 und einer Gewindemutter 9 als Gegenlager an die Seitenfläche der Rolle angedrückt, so daß die Dorne 6 in die Seitenfläche der Rollen eingedrungen sind. Nach Entfernen der mechanischen Einrichtungen zum Andrücken (Gewindemutter 9, Kopf der Hohlkolbenpresse 8 und Andruckplatte 7) wird eines der Aufweitelemente 4 von der Gewindestange 3 entfernt und die Gewindestange 3 mit dem anderen Aufweitelement aus der Wickelhülse 2 herausgezogen. Bei Verwendung einer zweiteiligen Gewindestange 3 werden die Teile an einer nicht gezeigten Kupplung im Inneren der Gewindehülse 2 voneinander gelöst und beide Teile der Gewindestange mit dem jeweiligen Aufweitelement aus der reparierten Materialrolle herausgezogen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Aufweitelemente weisen am verjüngten Ende einen Konusdurchinesser von 30 bis 80 mm, vorzugsweise 50 mm auf. Der Außen­ durchmesser des Aufweitelementes am anderen Ende richtet sich nach dem gewünschten Aufweitungseffekt, d. h. dem Innendurchmesser der nicht beschädigten hohlzylindrischen Wickelhülse. Die Innendurchmesser üblicher hohlzylindrischer Wickelkerne liegen zwischen 70 mm und 300 mm.

Dementsprechend weisen die mit Dornen versehenen Ringe zum Stabilisieren der reparierten Rollen Innendurchmesser von 72 mm bis 315 mm und Außendurchmesser von 87 mm bis 330 mm auf. Vorzugsweise sind die Ringe von 5 bis 15 mm dick.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu reparierenden Materialrollen haben Wickelkerne vorzugsweise aus Pappe. Die Wickelkerne können jedoch auch aus Kunststoff sein.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Aufweiten und Stabilisieren von an ihren Enden deformierten hohlzylindrischen Wickelkernen von Wickelrollen aus Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit

• (a) einem konischen Aufweitelement (4a), dadurch gekennzeichnet, daß
• (b) eine Gewindestange (3) mit einem darauf feststellbaren Gegenlager vorgesehen ist,
• (c) das Aufweitelement (4a) zum Eingriff der Gewindestange (3) eine axiale Durchgangsbohrung aufweist, wobei das Konusende mit kleinerem Außen­ durchmesser zum Gegenlager weist,
• (d) mechanische Mittel (8, 9) zum Verschieben des Aufweitelementes (4a) auf der Gewindestange (3) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager eine Platte ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager ein dem ersten Aufweitelement (4a) entgegengerichtetes zweites Aufweitelement ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (8) zum Verschieben eine hydraulische Hohlkolbenpresse sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stabilisieren der aufgeweiteten Enden ein Ring (5) mit von einer Stirnfläche abstehenden gleichmäßig verteilten Dornen (6) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) drei Dorne (6) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) fünf bis zwanzig Dorne (6) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus Metall oder Kunststoff besteht.