NL8202149A - Kernstop. - Google Patents

Description

* Λ * Ν.Ο. 51-102

Kernstop.

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde kernstop voor het beschermen van de uiteinden van een holle papieren kern, waarop papier, kunststof, weefsel en andere materialen worden gewikkeld voor opslag, verzending en gebruik. Meer in het bijzonder heeft de 5 uitvinding betrekking op een kernstop gevormd nit hont, kunststof, of een samengesteld houtmateriaal, die een grotere sterkte heeft dan bestaande kernstoppen”als gevolg van de ontwikkeling van een nieuw middel voor het verwijderen van de kernstoppen uit de kernen na gebruik·» 10 In papierfabrieken, textielfabrieken en dergelijke worden rol- len van papier en/of weefsel in het algemeen gewikkeld op buisvormi-ge kernen, die gewoonlijk zijn vervaardigd uit papiermateriaal, zo-als bordpapier of karton. Deze kernen zijn betrekkelijk sterk, be-v halve dat zij aan hun uiteinden kwetsbaar zijn, waar zij gemakke- 15 lijk kunnen worden beschadigd. Tijdens verzending en behandeling worden de rollen uit papier en andere materialen herhaaldelijk op-genomen en bewogen en indien de kernuiteinden op een of andere wijze worden vervormd, wordt de gehele rol uit papier of een ander materi- j aal onbruikbaar, omdat deze niet op juiste wijze kan worden inge-20 sponnen. Ten einde zulke kernen te beschermen, worden dus gewoonlijk kernstoppen in de uiteinden van de kern gestoken.

Kernstoppen zijn tegenwoordig in een aantal afmetingen beschik-baar om te passen in kernen met verschillende afmetingen. Zulke kernstoppen worden gevormd uit een varieteit van verschillende 25 materiaaltypen en omvatten diverse onderscheidende kenmerken om hun sterkte en bruikbaarheid te vergroten. In het algemeen worden eohter zulke kernstoppen hoofdzakelijk gevormd uit hout of geperst houtmateriaal. Kernstoppen uit geperst hout zijn verkrijgbaar bij 'Mold-wood Corporation”, Drawer 430» York, Alabama 36925· Kernstoppen die 30 door "Moldwood Corporation" worden aangeboden en in hun verkooplite-ratuur worden beschreven, hebben een bekend ontwerp met een centraal geplaatst gat voor het verwijderen van de kernstoppen uit de kernen.

De meeste kernstoppen moeten worden verwijderd alvorens de rollen van papier, weefsel of dergelijke kunnen worden gebruikt. De kern-35 stoppen kunnen worden verwijderd door het insteken van een metalen staaf of stang in het in de stop aangebrachte gat, waarbij de stop-pen worden uitgeschoven of uitgetrokken. In het algemeen wordt echter de metalen stang of staaf in het gat in edn kernstop inge- 8202149 - 2 - stoken en stoot tegen de binnenzijde van de tegenoverliggende kern-stop, zodat deze kan worden uitgedreven. Aangezien kernstoppen ver-sehillende afmetingen kunnen hebben, kunnen de daarin aangebrachte gaten ook verschillende afmetingen hebben. In het algemeen zijn de 5 staven of stangen die voor het verwijderen van de kernstoppen worden gebruikt, uit metaal en hebben een diameter van ongeveer 1,27 tot 1,90 cm. De gaten in de kernstoppen moeten dus ten minste even groot zijn als de stangen of staven die worden gebruikt om deze te verwijderen.

10 Andere ontwerpen van kernstoppen zijn besohreven in de Ameri- kaanse octrooischriften 4-015·711> 3.627.220, 3.547.367» 2.196.378 en 1.919.769. De in de hierboven genoemde octrooischriften beschre-ven kernstoppen hebben de vorm van schalen die uit kunststof of metaal zijn vervaardigd en met uitzondering van de in het Amerikaan-15 se octrooischrift 2.196.378 beschreven kernstop,omvatten alle een centraal aangebracht gat voor het verwijderen van de kernstoppen uit een kern. Yolgens het Amerikaanse octrooischrift 2.196.378 omvat de kernstop een paar elkaar snijdende ribben die het vlak van de kern-stop in vier quadranten verdelen. Ten einde de door de elkaar snij-20 dende ribben vergrote sterkte niet te beperken, wordt aldus het gat voor het verwijderen van de kernstop buiten het midden in 44n van de quadranten aangebracht.

Niettegenstaande de kenmerken en voordelen beschreven voor de thans gebruikte kernstoppen biedtde kernstop volgens de uitvinding 25 een vergrote sterkte en duurzaamheid ten opzichte van de bestaande kernstoppen.

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde kernstop, vervaardigd uit hout, kunststof of een samengesteld houtmateriaal.

De kernstop volgens de uitvinding omvat een massief lichaamdeel met 30 een 44n geheel daarmee vormend tapse voorste deel met een hoofdzake-lijk cilindrische vorm. Het buitenvlak van het lichaamdeel heeft een diameter die hoofdzakelijk gelijk is aan de binnendiameter van de kern waarvoor de kernstop bedoeld is. Ondertussen heeft het binnen-vlak van het voorste deel van de kernstop een enigszins kleinere 35 diameter dan het buitenvlak om het inbrengen van de kernstop in het einde van een kern te vergemakkelijken. In deze vorm heeft de kernstop volgens de uitvinding een aanzienlijke sterkte, aangezien deze niet het gebruikelijke centrale gat heeft, dat wordt gebruikt voor het verwijderen van een bekende kernstop uit een kern, wanneer het 40 gewenst is om de kern in te spannen voor de montage op een afwikkel- 8202149

<*· -+ I

- 3.- inrichting, opwikkelinrichting of dergelijke. In afwijking van de stand van de teohnlek is de hierin beschreven kernstop voorzien van een opening of sleuf op afstand van het midden van de stop en nabij het verste buitenvlak, die zich over de gehele lengte daarvan uit-5 strekt. Hierdoor kunnen de kernstoppen volgens de uitvinding gemak-kelijk en eenvoudig worden verwijderd op de normale wijze, waarbij een standaard orgaan voor het verwijderen van een kernstop wordt gebruikt, zoals hierboven is beschreven. Omdat de kernstoppen volgens de uitvinding niet het gebruikelijke centrale gat hebben, zijn 10 zij echter veel sterker dan bekende kernstoppen volgens de stand van de techniek, die uit hetzelfde materiaal zijn vervaardigd.

Derhalve heeft de uitvinding ten doel te voorzien in een ver-beterde kernstop voor het besehermen van de einden van een holle kartonnen kern met vlafcke of versterkte uiteinden, waarop papier, 15 kunststof, weefsel en andere materialen worden gewikkeld voor op-slag, verzenden en gebruik.

De uitvinding heeft voorts ten doel te voorzien in een kernstop met een vergrote sterkte, hetgeen het gevolg is van het weg-laten van het gebruikelijke centrale gat dat nodig is voor het ver-20 wijderen van de kernstop uit een kern.

De kernstop volgens de uitvinding is bij voorkeur vervaardigd uit hout, kunststof of een samengesteld houtmateriaal in een giet-vorm, of wordt indien gewenst machinaal bewerkt uit een steel. Een voorbeeld van een samengesteld houtmateriaal is geperst hout dat kan 25 worden gedefinieerd "als een samenstelling van houtspaanders, hout-krullen of zaagsel, harsen en/of lijm, die met elkaar worden gemengd en onder druk in een mal worden verwarmd om de gewenste vorm te ver-krijgen. Het belangrijke punt is dat de kernstoppen volgens de uitvinding wezenlijk massieve lichamen zijn, die een opening of sleuf 30 voor het verwijderen van de kernstop hebben, die op afstand van het midden ligt.

De' uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

In de tekening toonts 35 fig. 1 een aanzicht in perspectief van een bepaalde kern, waar- bij in elk uiteinde daarvan bekende kernstoppen zijn aangebracht; fig. 2 een aanzicht in perspectief met 66n uiteinde in door-snede, dat een buisvormige papieren kern toont, die aan beide uiteinden is versterkt en die is voorzien van kernstoppen volgens de 40 uitvinding; 8202149 « *' - 4 - fig. 3 een perspeetivisch aanzicht op vergrote schaal van een kernstop vervaardigd volgens de uitvinding; fig. 4 een eindaanzicht van een kernstop volgens de uitvinding, dat een bepaalde vorm van de opening of sleuf in de kernstop toont; 5 ‘ fig. 5 een op fig. 4 gelijkend aanzicht, dat een gewijzigde vorm van de opening of sleuf illustreert.

Zoals in fig. 1 is getoond, is een langwerpige papieren kern 10 voorzien van een paar bekende kerneindstoppen 11, 12 die in elk ein-de zijn ingebracht. De bekende kernstoppen omvatten elk een centraal 10 aangebracht gat 13, 14» waar doorheen een stang voor het verwijderen van de kern kan worden ingestoken om de kernstop te verwijderen.

Deze kernstoppen 11, 12 dienen voor het beschermen van de uiteinden van de kern 10 tijdens opslag en verzending door het absorberen van schokken tijdens behandeling en stootbelastingen tijdens verzending. 15 Daarentegen illustreert fig. 2 het nieuwe ontwerp van een kernstop volgens de uitvinding.

In fig. 2 is een bepaalde kartonnen kern 15 gelllustreerd, waarbij in elk uiteinde daarvan een kernstop 16, 17 is ingestoken. Deze kernstoppen 16, 17 zijn bij voorkeur vervaardigd uit 20 hout of een geperst houtmateriaal, maar kunnen uit andere materialen worden gefabriceerd, zoals kunststof, waarbij de kosten geen bezwaar zijn. Elke kernstop 16, 17 is voorzien van een opening of sleuf 18, 19 voor het verwijderen van de kernstop, die nabij het buitenvlak daarvan is aangebracht, hetgeen de kernstoppen 16, 17 een grotere 25 breuksterkte geeft dan de bekende kernstoppen 11, 12, die in fig. 1 zijn getoond. De vergrote sterkte is aangetoond door de resultaten van breuktesten uitgevoerd op monsters van kernstoppen.

Een reeks onderzoekingen op breuk van kernen werd uitgevoerd op vurenhouten kernstoppen en kernstoppen uit geperst hout om hun weer-30 stand tegen breken te meten. De testen werden uitgevoerd volgens standaard testprocedures vastgesteld door "Composite Can and Tube Institute" (CCTl). Elk van de kernstoppen had een nominale buiten-diameter van ongeveer 7»62 cm.

In elk geval werd een kern die een kernstop bevatte, in een 35 samendrukkingstestmachine geplaatst, die voorzien is van bovenste en onderste platen, die stijf evenwijdig aan elkaar worden gehouden en die tijdens de test slechts in een verticale richting kunnen bewegen. De snelheid van de bewegende platen is ingesteld op 1,27 cm per minuut. De kern die een kernstop bevatte werd in het midden tussen 40 de twee platen geplaatst en een brekende belasting werd uitgeoefend 8202149 - 5 - totdat de belasting constant wordt, of afneemt, hetgeen een indica-tie vormt van een kernstopfout, of de inrichting zijn belastings-grens bereikt. De gegevens werden geregistreerd op een registratie-strook en de aflezingen van de mitgeoefende belasting werden uit de 5 curve genomen met stappen van 0,254 cm.

Voorbeeld I

In dit voorbeeld werd een reeks breuktesten op kernen uitge-voerd met vurenhouten kernstoppen. De verkregen resultaten uit vier afzonderlijke'testen waarbij gebruik werd gemaakt van bekende kern-10 stoppen en kernstoppen volgens de uitvinding, werden gemiddeld om de in tabel A getoonde gegevens voort te brengen. De getoonde gegevens tonen aan dat voor vurenhouten stoppen de draadrichting een belangrijke rol speelt bij de totale breukweerstand. Bij de testen waarbij de draadrichting in lijn lag met de richting van de uitge-15 oefende kracht, waren de breuksterkten in het algemeen hoger dan die verkregen werden bij de draadrichting loodrecht op de uitgeoefende kracht. Wanneer de draadrichting loodrecht op de richting van de uitgeoefende kracht staat, wordt de breuksterkte primair belnvloed door de samendrukking van de houtdraad.

20 Tabel A,

Draadrichting evenwi.idiis: aan de uitgeoefende kracht Uitgeoefende belasting

Stappen Centraal gat Zijopening Bovenopening (mm)_(kg)_(kg)_(kg) 25 2,54 599,17 394,65 403,70 5.08 576,07 1 576,07 498,96 7.62 802,87 816,48 621,43 12.70 1451,52 1696,46 1147,61

Defect 9 0.51 30 (1605,74) 17.78 3769,42 2249,86

Defect 6 0.80 22.86 45J6* (3002,83)

Draadrichting loodrecht on de uitgeoefende kracht 35 2,54 367,42 412,78 ’ 362,88 5.08 503,50 5.35,25 439,99 7.62 680,40 694,01 508,03 12.70 1106,78 1084,10 825,55 17.78 1465,13 1383,48 1256,48 40 Defect (?0.84 (1637,50) Defect 6 1.02 22.86 (1737,29) 1737,29 8202149 ψ * - 6 - * Belastinggrens van de compressietestmaehine.

Bij de in tabel A getoonde gegevens heeft "centraal gat" be-trekking op een bekende vurenhouten stop met een gat voor het ver-wijderen van de kernstop in bet midden. Be aanduidingen "zijopening" 5 en "bovenopening" gelden voor kernstoppen vervaardigd volgens de uitvinding, waarbij de kernstop zodanig is gedraaid, dat de verwij-deringsopening zich hetzij aan de zijde of aan de bovenzijde van de kernstop bevindt. Be gegevens tonen aan dat de bekende kernstop in elk geval defect raakt voordat de stap van 22,86 mm van de samen-10 drukking en een belasting van ongeveer 1633 kg zijn bereikt. Wanneer de draad in lijn is met de uitgeoefende kracht raakte de kernstop met het centrale gat defect bij 1657» 50 kg· Baarentegen boden de kernstoppen volgens de uitvinding weerstand tegen defect raken tot-dat ten minste een grotere kracht werd uitgepefend. Wanneer de draad 15 evenwijdig aan de uitgeoefende kracht verliep en de kernstop zodanig was verdraaid dat de opening aan 44n zijde was, was er geen defect bij de maximaal uitgeoefende kracht van 4536 kg. Bij dezelfde draad-richting en de opening aan de bovenzijde (of benedenzijde) raakte de kernstop defect bij 3002,83 kg. Wanneer de draad loodrecht op de 20 uitgeoefende kracht stond en de opening zich aan 66n zijde bevond, raakte de kernstop defect bij 1737»29 kg. Baarentegen bij de opening aan de bovenzijde (of benedenzijde) weerstondde kernstop dezelfde belasting zonder defect te raken.

Voorbeeld IX

25 Bij dit voorbeeld werd een reeks testen op het breken van stop- pen uitgevoerd met stoppen uit geperst hout. Be verkregen resultaten uit verscheidene gescheiden testen waarbij beide soorten kernstoppen werden gebruikt, werden gemiddeld om de in tabel B getoonde gegevens voort te brengen. Slechts 44n stel gegevenspunten werd verzameld, 50. aangezien geperste kernstoppen niet dezelfde draadeffecten hebben die worden ondervonden bij massieve houten stoppen.

Tabel B

Stappen Centraal gat Zijopening Bovenopening (mm)_(kg)_(kg)_(kg) 35 2,54 444,53 526,18 467,21 5,08 771,12 771,12 621,43 7,62 1115,86 1102,25 807,41 12,70 2227,18 2372,33 1524,10

Befect β 0.50 40 (2258,93) 8202149 , \ - 7- - -*v.

*- ψ

Tabel B (vervolg)

Stappen . Centraal gat Zijopening Bovenopening —(ia)_Ckg) - - (kg)_(kg) 17,78 ' 4536* 2794,18 5 22,86 4556* s

Belastinggrens van compressietestmachine.

In de in de tabel B getoonde gegevens hebben de termen "centraal gat", "zijopening" en "bovenopening" dezelfde betekenis als voor voorbeeld I is beschreven. In deze test met geperste stoppen raakte 10 de bekende kernstop met het centrale gat defect bij een gemiddelde belasting van 2258,93 kg. Bij de kernstop die volgens de nitvinding was vervaardigd en waarvan de opening zich aan 44n zijde bevond, was er geen defect bij 4536 kg en een afbuiging van 17,78 mm.

Wanneer de kernstop werd verdraaid om de opening naar boven (of naar 15 beneden) te richten, was er geen defect bij 4536 kg bij een afbui-ging van 22,61 mm. Derhalve blijkt, dat zowel kernstoppen nit massief hont als geperste kernstoppen die volgens de nitvinding waren vervaardigd, ten.aanzien van de breuksterkte sterker waren dan de bekende kernstoppen met een centraal gat, die nit dezelfde materialen 20 waren vervaardigd.

Een voorbeeld van de kernstop volgens de nitvinding is in fig.

3 op vergrote schaal getoond. De kernstop 20 heeft een massief cilindrisch lichaamdeel 21 dat nanw past in het uiteinde van een kern, en een 44n geheel daarmee vormend taps voorste deel 22 voor 25 het vergemakkelijken van de invoer van de kernstop in de kern. Het bnitenvlak 23 van de kernstop en het cilindrische lichaamdeel 21 hebben een diameter die hoofdzakelijk gelijk is aan de binnendiame-ter van de kern'waarvoor de kernstop bedoeld is. Het binnenvlak 24 van de kernstop en het tapse voorste deel 22 heeft een enigszins 30 kleinere diameter dan het buitenvlak 23. De kernstop 20 omvat een opening of sleuf 25 voor het verwijderen van de kernstop, die op afstand ligt van het midden daarvan en aan het buitenste randvlak, terwijl deze sleuf zich uitstrekt over de gehele lengte van de kernstop. In het geval van kernstoppen uit massief hout kan de ope-35 ning of sleuf in de kernstop worden aangebraeht door frezen, uit-diepen of boren. Wanneer de kernstoppen worden geperst, kan de opening of sleuf op zijn plaats worden geperst.

Zoals fig. 4 en 5 tonen, is de vorm van de opening of sleuf 25 8202149 - 8 - niet van bijzonder belang. Voor de aanpassing aan een stang of staaf voor het verwijderen van de kernstop moet echter de geometrie van de opening of sleuf voldoen aan bepaalde minimale afmetingen.

Bijvoorbeeld moet de opening een minimum oppervlak hebben van onge-2 5 veer 1,29 cm en een maximum oppervlak dat niet groter is dan onge-veer 20 % van het totale oppervlak van het buitenvlak van de kernstop. Andere voorbeelden van afmetingen voor de opening 25 in een kernstop met een nominale diameter van 7,62 cm zijn een diepte "a" gemeten van een rand van de kernstop, die gelijk is aan of kleiner 10 dan ongeveer 2,54 cmj een breedte MbM gemeten langs de buitenrand van de kernstop die gelijk is aan of kleiner is dan ongeveer 2,54 cm; of een afstand ,,ο" uit de middellijn van het buiteneinde 23 van de kernstop tot de bodem van de opening 25, die gelijk is aan of kleiner is dan ongeveer eenderde van de diameter van het buiten-15 einde 23* In dit verband zal het duidelijk zijn, dat voor de papier-industrie kernstoppen worden gebruikt, die qua diameter variSren van ongeveer 5>08 om tot 35>56 cm. Bekende centrale gaten in deze stop-pen varigren qua diameter van ongeveer 2,54 cm tot 10,16 cm. Ten einde de sterkte voor een kernstop te vergroten, moet echter de 20 opening in de kernstop voor het verwijderen daarvan zo klein moge-lijk zijn. In zulk een geval moet de opening ten minste voldoende groot zijn dat de staaf of stang daarin past, die gewoonlijk wordt gebruikt voor het verwijderen van de kernstoppen uit de kernen.

Het blijkt dus dat de kernstop volgens de uitvinding afwijkt 25 van de bekende kernstoppen en vanwege dit onderscheid wordt een grotere sterkte bereikt dan bij bekende kernstoppen. Hoewel de uitvinding aan de hand van een aantal uitvoeringsvormen is beschreven, is het duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding diverse varianten mogelijk zijn.

8202149

Claims (8)

1. Kernstop voor de versterking van de uiteinden van buisvormi-ge kernen voor papier of dergelijke, welke kernstop bestaat nit een massief cilindrisoh lichaamdeel dat nauw past in het uiteinde van een kern, en een 4έn geheel daarmee vormend taps voorste deel aan de 5 kop van het lichaamdeel voor het vergemakkelijken van de invoer van de kernstop in het uiteinde van de kern, welke kernstop een buiten-vlak heeft met een enigszins grotere diameter dan zijn binnenvlak, met het kenmerk, dat de kernstop een opening heeft aan of nabij zijn buitenste randvlak, die zich over de gehele lengte 10 van de kernstop uitstrekt voor het vergemakkelijken van het verwij-deren van de kernstop uit een kern·

2, Kernstop volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de opening een minimaal oppervlak van ten minste ongeveer 1,29 2 cm heeft. 15

3· Kernstop volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de opening een oppervlak heeft dat niet groter is dan ongeveer 20 % van het totale oppervlak van het buitenvlak van de kernstop.

4. Kernstop volgens conclusie 3, gevormd uit hout, kunststof of een samengesteld houtmateriaal. 20

5· Kernstop volgens conclusie 4> met het kenmerk, dat de opening de vorm heeft van een sleuf met hoofdzakelijk gebogen zijden en een gebogen bodem.

6. Kernstop volgens conclusie 4» m e t h e t kenmerk, dat de opening de vorm heeft van een sleuf met hoofdzakelijk rechte 25 zijden en een hoofdzakelijk vlakke bodem,

7· Kernstop volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de opening een diepte en breedte heeft die niet groter zijn dan ongeveer Idnderde van de diameter van het buitenvlak van de kernstop.

8. Kernstop volgens conclusie 7> met het kenmerk, dat de rand van de opening die het dichtst bij het midden van de kernstop ligt, zich op een afstand van het midden van de kernstop bevindt, die gelijk is aan of kleiner is dan ongeveer ££nderde van de diameter van het buitenvlak van de kernstop. 8202149