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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kernwickler, d. h. eine Vorrichtung,
die genutzt wird, um rohrförmige
Gegenstände
aus Streifen von Bahnmaterial herzustellen, das spiralförmig um
eine Spindel herum gewickelt und verleimt wird, um das Endprodukt
zu bilden.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Gegenständen der
vorstehend genannten Art.
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Stand der Technik
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Beim
Erzeugen von Rollen aus Bahnmaterialien, beispielsweise Rollen von
Toilettenpapier, Küchentüchern, Vliesmaterial,
Klebestreifen, Kunststofffolien, metallisierten Folien oder dergleichen, werden üblicherweise
Rohre aus Karton oder anderen Materialien als Wickelkerne genutzt,
welche erhalten werden, indem zumindest zwei miteinander verleimte
Streifen aus Bahnmaterial einander überlappend und versetzt zueinander
aufgewickelt werden. Das Wickeln erfolgt in Maschinen, die als Kernwickler
bezeichnet werden und die eine Formungsspindel aufweisen (fixiert
oder freilaufend um ihre Achse herum gelagert), um welche herum
Streifen aus Bahnmaterial gewickelt werden, auf denen zuvor eine
Klebstoffschicht aufgebracht wird. Üblicherweise erfolgt das Wickeln
mithilfe eines Wickelelements, typischerweise eines Endlosriemens,
der eine spiralförmige
Wicklung um die Spindel herum ausbildet und das Ziehen und Wickeln
der Streifen aus Bahnmaterial bewirkt. Das Wickelelement liefert
den Vorschub für
die spiralförmig gewickelten
Streifen, um den rohrförmigen
Gegenstand zu bilden und entlang der Wickelspindel zuzuführen.
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Beispiele
für Maschinen
dieser Art sind in den
US-Patenten 2,489,503 ;
3,150,575 ;
3,220,320 ;
3,636,827 ;
3,942,418 ;
5,468,207 ;
5,873,806 beschrieben. Weitere Beispiele
für Kernwickler
sind in der
JP-A-59-9044 ;
AU-A-30,210/67 beschrieben.
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Die
Streifen aus Bahnmaterial werden kontinuierlich gewickelt und bilden
eine kontinuierliche Röhre,
die dann, mithilfe von Schneidelementen, die entlang der Röhre, die
ausgebildet wird, positioniert sind, in Abschnitte mit der erforderlichen
Länge zerschnitten
wird.
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Die
Breite des Endlosriemens, der zum Erzielen der Wicklung aus Windungen
von Bahnmaterial genutzt wird, ist geringer als die Breite der Streifen aus
dem Material. Der Zweck davon besteht darin, zu verhindern, dass
Klebstoff, der entlang der Ränder der
Windungen aufgrund des durch den Riemen ausgeübten Drucks heraussickert,
den Riemen verschmutzt. Das bedeutet, dass gerade in dem Bereich,
in dem eine stärkere
Notwendigkeit besteht, der ausgeübte
Druck nicht ausreicht, um eine gegenseitige Anhaftung der überlappenden
Windungen zweier oder mehrerer Streifen, welche die Röhre bilden,
zu erreichen.
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Eines
der Probleme, die bei der Herstellung und der nachfolgenden Nutzung
dieser Röhren
auftreten, besteht in der Tatsache, dass die Qualität der Verleimung
zwischen spiralförmigen
Streifen aus Bahnmaterial nicht immer ausreicht, um die Integrität der Röhre aufrechtzuerhalten.
Tatsächlich
kann der röhrenförmige Gegenstand
reißen,
während
er entlang der Formungsspindel läuft,
wenn die Verleimung nicht ausreicht, um die Windungen, die auf dieser
gebildet werden, zu stabilisieren. Ein weiterer kritischer Punkt
während
der Ausbildung der röhrenförmigen Gegenstände tritt
in dem Bereich auf, in welchem der durchgängige röhrenförmige Artikel in Abschnitte zerschnitten
wird. Probleme, die mit dem Haftvermögen des Klebstoffs im Zusammenhang
stehen, können
auch in diesem Bereich auftreten, was zu einer lokalen Auflösung oder
zum Reißen
des Produkts führt.
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Selbst
wenn das Produkt als ein Teil von dem Kernwickler ausgeliefert wird,
kann eine mangelhafte Verleimung der Streifen, aus welchen dieses
ausgebildet ist, zu weiteren Nachteilen während der Nutzung der Röhren als
Wickelkerne für
Rollen führen.
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Tatsächlich müssen bei
vielen Anwendungen, beispielsweise der Herstellung von Toilettenpapierrollen
oder Küchenpapierrollen,
die auf die röhrenförmigen Kerne
gewickelten Rollen danach quer zu ihrer Achse in kleine Rollen mit
einer axialen Länge,
die der axialen Abmessung des Endprodukts entspricht, geschnitten
werden. Nachteile treten häufig in
den Schneidmaschinen auf, die für
diesen Zweck genutzt werden, und zwar aufgrund der Tatsache, dass
das Messer, welches den Schnitt ausführt, beim Zusammenkommen mit
den Streifen aus Bahnmaterial, die den röhrenförmigen Wickelkern bilden, ein teilweises
Reißen
derselben bewirkt. Das Reißen
tritt in Höhe
der Schnittebene auf, wo das Messer die Kante des innersten Streifens
aus Bahnmaterial schneidet. Die durch das Messer ausgeübte Belastung
bewirkt aufgrund von Reibung eine partielle Ablösung des Streifens aus Bahnmaterial
von der röhrenförmigen Innenwand
des Wickelkerns. Dieses Reißen
ist für
viele Hersteller von Rollen inakzeptabel, da es einen negativen
Einfluss auf die ästhetischen
Eigenschaften des Endprodukts hat. In gewissem Maße kann
es außerdem
ein funktionelles Problem bei dem Endprodukt bewirken, da es das
Einfügen
in die Ausgabevorrichtung behindert.
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Weitere
Probleme, die bei der Herstellung von Röhren auftreten können, werden
durch die Tatsache erkennbar, dass die schlechte Qualität der Haftung
zwischen einander überlappenden
Streifen es notwendig macht, den Kernwickler mit einer geringeren
Geschwindigkeit laufen zu lassen als der höchsten Geschwindigkeit, für die er
ausgelegt ist, was zu einer geringeren Produktivität führt; die
Röhren
können
den hohen Geschwindigkeiten nicht standhalten, welche mit den Aufwickelmaschinen, auf
welchen sie genutzt werden, erreicht werden können, und die Röhren können während der
Lagerung, d. h. wenn sie zwischen dem Kernwickler und der Aufwickelmaschine,
in welcher sie genutzt werden, gelagert werden, beschädigt werden.
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Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kernwickler
aufzuzeigen, bei dem die vorstehend erwähnten Nachteile vollständig oder teilweise überwunden
sind und der es ermöglicht,
einen röhrenförmigen Gegenstand
zu erzielen, der eine höhere
Festigkeit und insbesondere eine bessere gegenseitige Haftung der
spiralförmigen
Streifen, aus welchen er ausgebildet ist, aufweist, wodurch es möglich wird,
hohe Produktionsgeschwindigkeiten und einen effizienteren Produktionszyklus
zu erreichen.
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Entsprechend
einem weiteren Aspekt besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, ein Verfahren aufzuzeigen, welches unter Nutzung eines Kernwicklers
ermöglicht,
ein röhrenförmiges Produkt
mit größerer Festigkeit
zu erhalten, das insbesondere durch eine bessere gegenseitige Haftung der
spiralförmigen
Streifen aus Bahnmaterial, die das röhrenförmige Produkt bilden, gekennzeichnet
ist.
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Diese
und weitere Aufgaben und Vorteile, die für Fachleute auf dem Gebiet
beim Lesen des nachstehenden Textes klar sein werden, werden grundsätzlich mit
einem Kernwickler, gelöst
bzw. erzielt, d. h. einer Maschine zur Herstellung eines röhrenförmigen Gegenstandes
durch spiralförmiges
Wickeln von Streifen aus Bahnmaterial, die sich überlappen und versetzt zueinander
sind, wobei der Kernwickler eine Spindel und ein Wickelelement zum
spiralförmigen Wickeln
von Streifen aus Bahnmaterial um die Spindel herum umfasst und mit
einem Ultraschallgenerator ausgerüstet ist, der derart positioniert
ist, dass er auf die um die Spindel herum gewickelten Streifen einwirkt
und einen Druck auf die gewickelten Streifen ausübt. Die Ultraschallwellen,
die von dem Generator erzeugt werden, der neben der Röhre angeordnet
ist, die ausgebildet wird, oder der gegen die Außenseite dieser gedrückt wird,
erzeugt eine lokale Kompressionswirkung in den Streifen. Diese Wirkung
kann allein genutzt werden, um die Streifen zusammenzufügen, sogar
ohne Klebstoff. Wenn die Streifen aus Papiermaterial bestehen, beispielsweise
Karton oder Pappe mit einem geeigneten Flächengewicht, bewirkt ein starker
lokaler Druck tatsächlich
das Reißen der
Fasern und eine lokale Verbindung durch gegenseitige Durchdringung
der Fasern des einen Streifens mit denen des anderen. Wenn die Streifen
ein wärmeschmelzendes
Material enthalten, beispielsweise ein thermoplastisches Harz, können die
Stoßwellen
ein lokales Aufschmelzen des thermoplastischen Materials an der
Grenzfläche
zwischen den beiden überlappenden
Streifen bewirken.
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Der
Kernwickler kann jedoch auch mit einem Klebstoffspender ausgerüstet sein,
der Klebstoff auf eine oder mehrere Flächen der Streifen, welche die Röhre bilden,
aufträgt,
um eine gegenseitige Haftung auf herkömmliche Weise zu bewirken.
In diesem Fall üben
die durch Ultraschall erzeugten Stoßwellen einen lokalen Druck
zusätzlich
zu dem normalerweise durch den Riemen der Wickeleinheit oder des
Wickelelements ausgeübten
Druck aus. Der Druck der Ultraschallwellen verfestigt und verbessert
die Haftung und kann gegebenenfalls die Wirkung des Klebstoffs ergänzen.
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Die
Nutzung von Ultraschallwellen zum Schneiden und Verbinden von Bahnmaterialien
ist bekannt, beispielsweise aus
EP-B-0790888 ;
EP-A-1466721 ;
US-A-2003/116291 ;
US-A-5985065 ;
US-A-5989370 ;
WO-A-99/25547 ;
WO-A-03/054301 . Jedoch
ist dieses Verfahren bisher nicht für die Herstellung von Röhren aus
Karton oder dergleichen durch versetztes spiralförmiges Wickeln zweier oder mehr
Streifen um eine Formungsspindel herum angewendet worden, um die
Haftung der Streifen aneinander zu verbessern.
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Die
GB-A-1447999 beschreibt
eine Vorgehensweise zur Herstellung eines röhrenförmigen Membranfilters. Der
Filter wird durch derartiges spiralförmiges Wickeln eines einzigen
Streifens aus Vliesmaterial erhalten, dass die Ränder aneinandergrenzender Wicklungen
sich teilweise überlappen. Eine
Sonotrode führt
eine Versiegelung an den überlappenden
Rändern
der Wicklungen des einzigen Streifens aus Vliesmaterial aus, welcher
zu diesem Zweck aus thermoplastischen Fasern gebildet ist. Eine
Flüssigkeit
wird zwischen der Formungsspindel und der so gebildeten Röhre zugeführt, um
eine innere Membran auszubilden, die den Filter vervollständigt.
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Auch
in diesem Fall werden daher Ultraschallwellen genutzt, um dünne Faserlagen
miteinander zu verbinden, um ein röhrenförmiges Produkt mit geringer
mechanischer Festigkeit zu erhalten, das für eine andere Nutzung als die
aus Karton gewickelten Röhren
für Papierrollen
oder dergleichen hergestellt wird.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann der Ultraschallgenerator derart positioniert werden, dass er
vorwiegend auf einen Bereich angrenzend an die Kanten des einen
oder anderen der die Röhre
bildenden Streifen und vorzugsweise entlang der Kante oder Kanten
des äußersten Streifens
wirkt. Auf diese Weise wird eine lokale Konzentration der Wirkung
der Ultraschallstoßwellen
in dem Bereich erzielt, in welchem eine bessere oder effizientere
gegenseitige Haftung der Streifen erforderlich ist, sowohl für den Fall,
dass Klebstoff aufgebracht wird, als auch für den Fall, bei welchem das Verbinden
allein dem durch die Ultraschallwellen aufgebrachten Druck überlassen
wird.
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Vorzugsweise
kann, um die Stoßwellen
in begrenzten Bereichen zu konzentrieren und daher die Wirkung des
Drucks zu erhöhen,
die Spindel, um welche herum die Röhre ausgebildet wird, erhöhte Bereiche
aufweisen. Diese erhöhten
Bereiche können
sich spiralförmig
erstrecken, mit der gleichen Neigung wie der Neigung der Streifen
aus Bahnmaterial, die gewickelt werden, um die Röhre zu bilden. Durch diesen
Aufbau wird verhindert, dass die erhöhten Bereiche den Nachschub
der Röhre,
die ausgebildet wird, entlang der Spindel behindern.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Maschine
sind in den anhängenden,
abhängigen
Ansprüchen
angegeben und werden mit Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Entsprechend
einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung außerdem auf
ein Verfahren zur Herstellung eines röhrenförmigen Artikels, bei welchem
zumindest ein erster Streifen und ein zweiter Streifen aus Bahnmaterial,
die zueinander versetzt sind, durch ein Wickelelement spiralförmig um eine
Wickelspindel herum gewickelt werden, wobei es dadurch gekennzeichnet
ist, dass Ultraschallwellen an den Streifen zur Anwendung gebracht
werden, um die Haftung dieser aneinander zu bewirken oder zu verstärken.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
in den anhängenden
Ansprüchen
angegeben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
besseres Verständnis
der Erfindung wird nun anhand der nachstehenden Beschreibung und der
beigefügten
Zeichnungen zu gewinnen sein, die eine nicht einschränkende,
praktische Ausführungsform
der Erfindung zeigen. In den Zeichnungen, in denen die gleichen
oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind, zeigt
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Maschine entsprechend der Erfindung
in einer ersten Ausführungsform;
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2 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Maschine entsprechend der
Erfindung in einer zweiten Ausführungsform;
die
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3 und 4 zeigen
schematisch unterschiedliche Ausbildungsformen des Ultraschallwandlers
oder der Sonotrode; und
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5 zeigt
eine Seitenansicht und eine partielle Schnittansicht einer verbesserten
Ausführungsform
der Spindel der Maschine entsprechend der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
der Erfindung
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1 zeigt
schematisch (und begrenzt auf die Elemente, die für die Beschreibung
der vorliegenden Erfindung wesentlich sind) einen Kernwickler, an welchem
die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt. Die hier lediglich
schematisch gezeigte Maschine könnte
zum Beispiel einen Aufbau aufweisen, der im Wesentlichen dem in
US-Patent 5,873,806 beschriebenen
entspricht, welches im Hinblick auf eine detaillierte Beschreibung
der Bestandteile der Maschine, die nicht in der Beschreibung der
vorliegenden Erfindung enthalten sind, herangezogen werden sollte.
Insbesondere sind die Schneidelemente für die durchgängige Röhre nicht
gezeigt, und diese können
wie in dem vorstehend erwähnten
US-Patent oder auf beliebige andere geeignete Weise ausgebildet
sein.
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Es
muss jedoch verstanden werden, dass die Erfindung auch auf Maschinen
mit anderem Aufbau angewendet werden kann, sofern diese mit einer Ausbildungsspindel
zur Ausbildung der Röhren
ausgestattet sind, die entweder fixiert sein kann oder sich um ihre
Achse drehen kann, beispielsweise freilaufend gelagert sein kann.
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Kurz
gesagt, und auf die im Hinblick auf die vorliegende Erfindung interessierenden
Bestandteile begrenzt, umfasst die Maschine aus 1,
die insgesamt mit 1 bezeichnet ist, eine lasttragende Struktur 3,
von welcher eine Spindel 4 vorragend gehalten wird, deren
erstes Ende mit der lasttragenden Struktur 3 verbunden
ist. Das entgegengesetzte Ende der Spindel 4 endet in der
Nähe des
Schneidbereichs oder an einer (nicht gezeigten) Fördereinrichtung,
auf welcher die einzelnen röhrenförmigen Artikel
abgeladen werden, die durch das Schneiden einer Röhre T erhalten
werden, welche, wie nachstehend beschrieben, kontinuierlich um die
Spindel 4 herum ausgebildet wird. Das Schneidsystem, welches
die Röhre
T in Abschnitte teilt, ist nicht gezeigt und ist bekannt.
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Um
die Röhre
T auszubilden, werden zwei Streifen aus Karton oder einem anderen
kontinuierlichen Bahnmaterial, die mit S1 und S2 bezeichnet sind,
dem Kernwickler zugeführt.
Diese werden spiralförmig
um die Spindel 4 herum gewickelt, und zwar mithilfe eines
Endlosriemens 7, der zwei Zweige 7A und 7B aufweist,
die um zwei Riemenscheiben 9 und 17 herum angetrieben
werden, deren jeweilige Rotationsachsen mit 9A und 17A bezeichnet
sind. Der Zweig 7A bildet eine spiralförmige Wicklung um die Spindel 4 und
um die Streifen aus Bahnmaterial S1 und S2 in der Wickelphase. Eine
der beiden Riemenscheiben 9, 17 wird durch einen
nicht gezeigten Motor angetrieben.
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Die
Neigung der Anordnung, die aus den Riemenscheiben 9, 17,
dem Riemen 7 und dem Motor gebildet wird, ist in bekannter
Weise verstellbar, so dass eine Anpassung der Neigung der spiralförmigen Windungen,
die durch die beiden Streifen S1, S2 um die Achse der Spindel 4 herum
ausgebildet werden, möglich
ist.
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Die
beiden Streifen S1 und S2 werden einander überlappend und versetzt zueinander
derart gewickelt, dass aus den Wicklungen des äußeren Streifens S1 eine Spirale
gebildet wird, die eine aus den Wicklungen des inneren Streifens
S2 gebildete Spirale überlappt.
Die beiden Wicklungen sind derart zueinander versetzt, dass die
Verbindungslinien zwischen benachbarten Wicklungen der inneren Spirale durch
die Wicklungen des äußeren Streifens abgedeckt
werden. Zum Beispiel können
die beiden Streifen um die Hälfte
eines Schritts versetzt sein.
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Bei
dem gezeigten Beispiel wird in bekannter Weise Klebstoff auf die
innere Oberfläche
des äußeren Streifens
S1 und/oder auf die äußere Oberfläche des
inneren Streifen S2 aufgebracht, so dass die beiden Wicklungen aneinander
haften. Eine Klebstoffausgabeeinheit ist schematisch mit 8 bezeichnet,
wobei diese in dem in der Figur schematisch dargestellten Fall Klebstoff
auf die Innenseite des Streifens S1 aufbringt.
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Wie
bereits erwähnt
ist die Breite des Riemens 7 vorzugsweise geringer als
die Breite der Streifen S1, S2, um zu verhindern, dass dieser mit Klebstoff
verschmutzt wird.
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Die
Streifen S1, S2 können
aus Karton mit einem Flächengewicht
im Bereich von zum Beispiel 50 bis 300 g/m2 bestehen.
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Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel ist entlang der Ausdehnung
der Spindel 4 vorgelagert dem Wickelelement für die Streifen
S1, S2, das durch den Riemen 7 gebildet wird, ein Druckelement
angeordnet, das insgesamt mit 31 bezeichnet ist, welches
einen Ultraschallgenerator umfasst, der auch als Sonotrode 33 bezeichnet
wird. Das Ende der Sonotrode, von welcher die Ultraschallwellen
erzeugt werden, befindet sich angrenzend an den äußeren Streifen S1 der Röhre T, die
ausgebildet wird, und wird vorzugsweise mit einem gewissen Maß an Kraft
gegen die Außenseite
derselben gedrückt.
Der Abstand zwischen der Oberfläche
der Sonotrode 33 und der Oberfläche der Formungsspindel 4 kann
angemessen eingestellt werden, und während des Betriebs schwingt
die Sonotrode um eine mittlere Stellung, die durch diesen Abstand
definiert wird.
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Die
Sonotrode und deren Funktionsweise sind bekannt. Es kann zum Beispiel
ein Ultraschallgenerator der in
EP-B-790888 beschriebenen Art genutzt werden.
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Die
Sonotrode 33 erzeugt Druckwellen, welche sich in Richtung
auf die Spindel 4 ausbreiten. Im Hinblick auf eine größere Effizienz
kann diese (zumindest in dem Bereich, in welchem die Sonotrode wirkt)
eine Oberfläche
aufweisen, in welche erhöhte Vorsprünge eingearbeitet
sind, wie schematisch in 5 gezeigt ist, in welcher die
Vorsprünge
mit 4P bezeichnet sind. Die erhöhten Bereiche können sich spiralförmig erstrecken,
und zwar mit einer Neigung, die im Wesentlichen gleich der Neigung
der die Röhre
bildenden Streifen ist, um den Nachschub der Röhre, die ausgebildet wird,
zu erleichtern. Die aktive Oberfläche der Sonotrode kann glatt
und optional gebogen sein, so dass sie der Gestalt der Außenfläche der
Röhre,
die ausgebildet wird, folgt.
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Bei
einer modifizierten Ausführungsform kann
die Sonotrode eine aktive Oberfläche
aufweisen, auf der Vorsprünge
vorgesehen sind, während die
Spindel glatt ist. Die Vorsprünge
an der Sonotrode erzeugen Bereiche mit konzentrierter Wirkung in derselben
Weise, wie sie mit den Vorsprüngen 4P an der
Spindel erreicht wird.
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Die
Sonotrode 33 kann mit einer Frequenz im Bereich von 15
bis 50 kHz schwingen.
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Die
Druckwellen drücken
das Material zusammen, aus welchem die Streifen S1 und S2 bestehen,
um die Wirkung des Klebstoffs zu verstärken und, falls notwendig,
die durch den Klebstoff erzielte Haftung durch einen die Lagen verbindenden
Effekt zu ergänzen,
der durch die Wirkung des Drucks auf die Faserstruktur der Streifen
S1, S2 bestimmt wird, wenn diese (wie es typischerweise der Fall
ist) aus einem Papiermaterial bestehen.
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In 2,
in welcher in gleichen Bezugszeichen identische oder äquivalente
Teile mit zu denen in 1 bezeichneten, ist die Sonotrode
oder der Ultraschallgenerator 33 nachgelagert dem Riemen 7 angeordnet
und befindet sich aus Gründen,
welche die Gesamtabmessungen betreffen, oberhalb der Achse der Spindel 4 anstatt
unterhalb dieser. In dieser Figur ist der Klebstoffverteiler 8 weggelassen,
da er nicht vorgesehen zu werden braucht, wenn in Bezug auf die
gegenseitige Haftung der Streifen S1, S2 allein der Wirkung der
Ultraschallwellen vertraut wird. Dennoch könnte der Klebstoffverteiler
auch bei dieser Konfiguration vorhanden sein.
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Die 3 und 4 zeigen
zwei mögliche Konfigurationen
der Sonotrode 33. In diesen Figuren ist die Sonotrode oberhalb
der Formungsspindel angeordnet gezeigt, wie in 2,
es muss jedoch verstanden werden, dass sie auch unterhalb der Spindel positioniert
sein kann, wie in dem Schema aus 1 gezeigt,
oder an einer anderen geeigneten Stelle, beispielsweise in einer
horizontalen Ebene, in welcher die Achse der Spindel liegt, welche
mit den Gesamtabmessungen und dem verfügbaren Raum zu vereinbaren
ist. Es wäre
auch möglich,
mehrere Sonotroden mit unterschiedlichen Ausrichtungen um die Achse
der Spindel 4 herum anzuordnen, falls notwendig auch an
unterschiedlichen Stellen entlang der axialen Ausdehnung der Spindel.
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In 3 weist
die Sonotrode 33 eine Abstrahlungsfläche mit der gleichen Breite
wie der äußerste Streifen
S1 auf und übt
einen Druck auf die gesamte Breite der Spirale aus.
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In 4 weist
die Sonotrode 33 eine kleinere Abstrahlungsfläche auf
und ist derart angeordnet, dass sie auf Höhe eines Wirkungsbandes angrenzend
an eine der Kanten des Streifens S1 wirkt, der spiralförmig um
die Spindel 4 herum gewickelt wird. Eine Strichlinie zeigt
eine zweite Sonotrode 33X identisch der ersten Sonotrode 33 und
derart angeordnet, dass deren Wirkung auf die andere Kante desselben Streifens
S1 konzentriert wird.
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Mit
der vorstehend beschriebenen Anordnung funktioniert der Kernwickler
folgendermaßen: die
Streifen S1, S2 werden kontinuierlich zugeführt und um die Spindel 4 herum
gewickelt, wobei diese eine fixierte Spindel sein kann oder freilaufend
gelagert sein kann, so dass sie sich um ihre Achse dreht. Alternativ,
und in bekannter Weise, kann die Spindel teilweise fixiert und teilweise
freilaufend sein. Die versetzten Wicklungen, die durch die beiden
Streifen S1, S2 gebildet werden, werden durch den Riemen 7 gegeneinander
gedrückt,
um die Verleimung der Streifen aneinander zu stabilisieren, die
als Spirale gewickelt werden und die kontinuierliche Röhre T bilden. Diese
wird entsprechend dem Pfeil fT, um sich selbst rotierend, den Schneidmitteln
zugeführt,
die entlang des Pfades der Röhre
angeordnet und nicht gezeigt sind, um in Abschnitte mit der geforderten
Länge geschnitten
zu werden. Wenn die Röhre
T durch das Druckelement 31 durchläuft, erzeugen die Druckwellen
der Sonotrode 33 eine gegenseitige Kompression der Streifen
mit der Auswirkung der Verbesserung der gegenseitigen Haftung (oder,
bei Nichtvorhandensein des Klebstoffspenders 8, erzeugen
diese die alleinige Wirkung der Verbindung der Streifen miteinander),
um eine verbesserte Stabilität
und Festigkeit des röhrenförmigen Gegenstands
zu erzielen.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann der eine oder der andere oder können beide Streifen S1, S2
vor dem Wickeln gedämpft werden,
beispielsweise mit Wasser. Die Feuchtigkeit unterstützt die
Wirkung der Ultraschallwellen. Ein oder beide Streifen können zum
Beispiel auch durch den Klebstoff angefeuchtet werden, der vorteilhafterweise
wasserbasiert sein kann. Wenn der Kernwickler keinen Klebstoffaufträger aufweist,
kann er mit einem Dämpfungssystem,
beispielsweise einer Düse, einer
Rolle oder dergleichen, ausgerüstet
sein.
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Die
Nutzung von Ultraschallwellen in Kombination mit Klebstoff kann
den weiteren Vorteil haben, dass Klebstoffe auf Wasserbasis anstatt
auf synthetischer Basis genutzt werden. Klebstoffe auf synthetischer
Basis werden momentan genutzt, da Klebstoffe auf Wasserbasis keine
ausreichende Klebekraft haben. Synthetische Klebstoffe sind jedoch
teurer, weniger umweltverträglich
und schwierig zu entsorgen. In Kombination mit Ultraschallwellen
könnten
Klebstoffe auf Wasserbasis ausreichen.
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Es
versteht sich, dass die Zeichnungen lediglich eine praktische Ausführungsform
der Erfindung zeigen, die in ihren Ausbildungsformen und Anordnungen
variieren kann, ohne dass jedoch vom Schutzumfang des der Erfindung
zugrunde liegenden Konzepts abgewichen wird. Der alleinige Zweck des
Vorhandenseins von Bezugszeichen in den anhängenden Ansprüchen besteht
darin, das Lesen dieser anhand der vorstehenden Beschreibung und der
beigefügten
Zeichnungen zu erleichtern, und diese schränken den Schutzumfang in keinerlei
Weise ein.