DE2424413C3 - Verfahren zur Herstellung einer polygonalen Wickelhülse sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer polygonalen Wickelhülse, insbesondere einer spiralgewickelten Wickelhülse, bei dem auf einem feststehenden Dorn eine runde Hülse aus beleimten und übereinander gewickelten Papierlagen hergestellt und anschließend von innen her zu einem polygonalen Querschnitt verformt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit festem Wickeldorn, auf dem das Wickelmaterial aufwickelbar ist und an den sich in seiner Verlängerung ein die Hülse aufnehmender koaxial drehbarer Dorn anschließt, der durch allmähliche Querschnittserweiterung die Hülse kontinuierlich in die polygonale Form drückt.

Bekannt ist bereits das Verfahren zur Herstellung von spiralgewickelten Rundhülsen (Rohren) aus einer Vielzahl von Streifen, die aus vorgeleimtem Wickelmaterial bestehen. Die Streifen werden schraubenförmig um einen feststehenden Dorn gewickelt, wobei jeder Streifen gegenüber dem vorhergehenden Streifen in '5 Längsrichtung der Hülse seitlich versetzt ist. Zur Herstellung dieser mehrstufigen Hülse benutzt man eine sogenannte SDiralhülsenwickelmaschine, bei der die 413

einzelnen Streifen von Rollen abgezogen werden. V01 dem Auflaufen auf den Wickeldorn werden die Wickel streifen beleimt, und zwar werden sie entweder doppel seitig, im Tauchverfahren durch eine Leimwanne gezo gen, oder einseitig, im Einzelbeleimungsverfahren übei eine Leimauftragswalze geführt. Die Wandstärke se hergestellter Spiralhülsen ergibt sich aus der Anzah der übereinander aufgewickelten Streifen und aus den Volumen des Streifenmaterials.

Die Fertigung der Hülse geschieht durch einen end losen Wickelriemen, der durch zwei Drehtürme ange trieben wird. Der Wickelriemen bildet um die auf der Dorn aufgeführten beleimten Streifen eine Schling« und bewirkt durch seinen Rundlauf das Heranzieher des Wickelmaterials von den Vorratsrollen auf der Dorn, das Anpressen des beleimten Wickelmaterial! zur Verklebung und das horizontale Wegschieben dei so gebildeten endlosen Rundhülse. Das Abtrennen dei Hülse — in der gewünschten Länge — erfolgt dadurch daß die Hülse gegen einen Anschlag (Teller) läuft, dei mittels einer Stange an einer Kreissäge angeschlosser ist. Zunächst läuft die Hülse an der in Ruhestellung ste henden Säge vorbei. Erst beim Auflaufen der Hülse aul den Anschlag wird die Säge horizontal vorgeschober und über eine Steuerkurve in die Wandung der Hülse geführt. Der Schneidvorgang ist beendet, sobald sich die Hülse einmal um ihre Achse gedreht hat.

Nach einem anderen Verfahren der Rundhülsenher stellung — der Quer- oder Parallel-Wicklung — wire von einer Papierrolle die Papierbahn maschinell abge zogen. Beide Papierkanten können zur späteren besseren Innen- und Außen vet klebung in Schleifvorrichtun gen abgeschliffen werden. Anschließend wird die Pa pierbahn in ständigem Abzug einseitig beleimt und mit tels eines querschneidenden Messers abgetrennt. Die jetzt lose Papierbahn — die gleichzeitig in ihrer Länge die zu wickelnde Hülsenlänge ist — wird an einer Seite in einen geschlitzten Dorn geführt, der sich nach derr Einführen der Papierbahn dreht und so das Papier quei zur Papierbahn — aber in Faserrichtung des Papiers aufwickelt. Die Breite der Papierbahn und die Dicke des Papiers bestimmten bei diesem Parallel-Wickel Verfahren die Stärke der Hülsenwandung. Nach derr Wickelvorgang wird die so gebildete Parallelhülse mii einem Abschieber von dem Dorn geschoben, der in Ru hestellung die nächste Papierbahn aufnimmt.

Es ist weiterhin bereits eine Vorrichtung zum Her stellen spiralförmig gewickelter Hülsen mit polygona lern Querschnitt bekannt. An der Spiralhülsenwickel maschine verwendet man anstatt des feststehender runden Wickeldorns einen drehbaren polygonaler Dorn, auf den — genau wie bei der Herstellung vor Rundhülsen — das vorgeleimte Wickelmaterial aufge führt wird und mit dem endlosen Wickelriemen — wie bereits beschrieben — hergestellt werden. Damit die Hülse über den polygonalen Dorn gleiten kann, sind ar den Ecken des Domes langgestreckte horizontale Gleitsrhienen angebracht, die die Berührungsfläche vermindern. Allerdings müssen die Gleitflächen dei Schienen stark gefettet werden, damit die horizontale Fortbewegung der Hülse möglich wird.

Eine rationelle Fertigung mit hoher Laufgeschwin digkeit ist auf einem drehbaren polygonalen Dorn nich möglich, weil die Gleitflächen den Vorschub der Hülser stark mindern und deshalb ein ständiger Rückstau dei Hülsenwandung zum Wickelriemen eintritt. Außerden bewegt sich der Wickelriemen bei dem drehbaren poly gonalen Dorn ständig zur Säge hin und wieder zurück

Dieser Vorhang — auch Pumpen genannt — hat zur Folge, daß die Hülsen nur mit geringer Laufgeschwindigkeit gefertigt werden können und tedjgfich eine polygonale Form biMen, aber nicht faltbar sind.

Da die vorgenannte Fertigung von polygonalen Hülsen nachteilig ist, beschreibt die DT-OS 1943 097 ein anderes Verfahren air kontinuierlichen Herstellung von spiralgcwicKelten Hülsen mit polygoTaJem Quer~ schnitt* Diese Fertigungsart besteht darin, daß auf einem festen Dom mit kreisförmigem Quersehnhi zunäcnst eine runde Hülse nach dem bekannten, bereits beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Die so produzierte jyiindrisehc Hülse mündet nach 50 bis !00 cm Länge in einen ersten Drehkopf. In diesem Drehkopf wird die Hülse zwischen Kaliberwaben hmdurchgeführt und durch Eindrücken auf einen drehbaren Dom mit polygonalem Querschnitt verformt- Später werden weitere Streifen auf die polygonale Hülse gewickelt, um der Hülse eine gewünschte Wandstärke zu geben. Anschließend wird die duR-h weitere bdeimte Streifen in der Wandung verstärkte Hülse zwischen Druckwalzen eines /weiten Drehkopfes geführt, bis endlich die fertige Hülse an die Trennvorrichtung herangefühn werden kann. Die so gefertigte Hülse benötigt eine aufwendige Zusatzvorrichtung mit einem eigenen Antrieb. der syncha-m mit dem Antrieb der Hülsenwickelmaschine !aufen muß. Da bei diesem Herstellungsverfahren die Hülse ständig über einen langen, polygonalen Dorn und durch zwei Drehköpfe mit Anpreßdruck geschoben werden muß. wobei noch zusätzliche Streifen y> aufgeführt werden müssen, tritt eine dauernde Reibung auf dem Dorn mit polygonalem Querschnitt ein, die gleichfalls eine rationelle Fertigung verhindert.

Nach einem in der FR-PS 11 19 280 beschriebenen Herstellungsverfahren sind Wickelhülsen bekannt, die in einem Zuge auf polygonalen Querschnitt gebracht werden, ihre Herstellung hat jedoch verschiedene er hebliche Nachteile. Die beim Übergang auf den polygonalen Dom entstehenden Reibungskräfte sind so erheblich, daß mit diesem Verfahren nur eine geringe Er-Zeugungsleistung zu verwirklichen ist und im übrigen auch nur Wickelhülsen mit auf geringe Dicken begrenzter Wandstarke herstellbar sind Um die Reibung auf dem polygonalen Dorn so gering wie möglich zu halten, müssen die Dornkanten vergleichsweise scharfkantig gehalten werden. Hinzu kommt, daß bei diesem bekannten Verfahren das gewickelte Rohr durch das Aufschieben auf den polygonalen Dom ersichtlicherweise auch ganz erheblich gestaucht wird, wobei zu berücksichtigen ist. daß die Wickelhülse durch den Leim eine verformbar erweichte Beschaffenheit hai.

Durch diese Einflüsse sind die auf die bekannte Art hergestellten Hülsen auch in der Größe der Abrundung ihrer Kanten vergleichsweise begrenzt

Selbst wenn, wie in der entgegengehaltenen US-PS 27 09 400 beschrieben, die Verformung zu einem poK gonalen Querschnitt durch von außen an eine rundgewickelte Hülse angedrückte Walzen erfolgt ergeben sich vergleichsweise scharfkantige Hülsenquerschnitte. Insbesondere ist dieses Verfahren auch maschinell aufwendig, und zwar vor allem, weil die gesamte außen um die Wickelhülse angeordnete Walzenverformungsanlage sich mit der hohen Wickelgeschwindigkeit drehen muß. so daß eine erhebliche Beschränkung der Wickelleitung vorliegt. ' 6$

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung polygonaler Wickelhülsen zu schaffen, die nicht nur konstruktiv weniger aufwendig ist, sondern vor allen Dingen eine hohe Frze-ugungsteismng gewährleistet, weiche die normale Wikkelgeschwindigkei! nicht einschränkt und weiche zudem die Hersre&ntg verbesserter polygonaler Wjckeihülsen eriaubt.

DemgemäS besteht die Erfindung in einem Verfahren der eingangs genannten Art. weiches dadurch gekennzeichnet ist. daß die runoe Wickelhülse im Bereich der Kamen des polygonalen Querschnitts einer radial auswärts gerichteten und in Langsrichcung der Hülse verlaufenden RoUverfonnung unterzogen wird.

Durch die Verwendung einer Rollverformung längs der Kanten des poygonalen Querschnitts wird nicht nur lediglich Gebrauch von der rollenden Reibung gemacht sondern die Verformungskriifte auch ausschließlich auf die Kantenbereiche konzentriert Da wegen der weitgehend ausgeschalteten Reibung jegliches Röekwärtsstauchen des Wickelrohrstranges vor der Verformunssstation vermieden wird, erfoJsi durch die Kanten-Rollverfonnung ein Recken der Flacbseiten des PoKgonakjuerschnms. so daß diese Flachseilen allein durch die Verformung vom Inneren der Wickelhülse her glatt gehalten werden können.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten polygonalen Wickelhülsen können mehj nur erheblich dicker in ihrer Wandung, sondern auch mit — entsprechend einem beliebigen Rollen-Krümmungsradius — anbegrenzt abgerundeten Kanten hergestellt werden, und zwar ohne daß die Herstellung durch zu große Reibungsflächen unmöglich wird. So sehr der polygonale Querschnitt aus Gründen der Raumersparnis gewünscht ist so erweisen sich doch mit einem größeren Krümmungsradius abgerundete Kanten als optimal kantenstabiL insbesondere bei schwerem Inhalt (z. B. einer Stahlwelle), für den die gewickelten Hülsen auf Grund ihrer hohen Festigkeit an sich besonders geeignet sind.

Die Herstellung von Wickelhülsen mit größerem Kanten-Krümmungsradius ist aber %or allem deshalb vorteilhaft weil die Hülsen dann auch mit um die Stirnkante der Hülse maschinell herumgebördelten Blechdeckeln bzw. Verschlüssen versehen werden kann. Bei den bekannten scharfeckigen polygonalen Hülsen ist eine Verschlußmöglichkeit nicht gegeben, weil die Bördelmaschinen das Vorhandensein eines Mindesi-Krümmungsradius verlangen.

Schließlich ist auch die Innen-Kantenfläehe der erfindungsgemäßen Hülsen besonders glatt, weil bei der Rollverformung ein Zurückschieben und Knittern der oberen Papierschichten praktisch ausgeschaltet ist.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßer|j/erfahrens besteht darin, daß die Rollverformung in mehreren, stufenweise hintereinander erfolgenden Rollverformungsstufen erfolgt wobei die anfänglichen Rollverformungsstufen jeweils mit aufeinanderfolgend radial vergrößerten Innendiagonalen des polygonalen Querschnitts erfolgen.

In dieser Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Erleichterung der Rollverformung im Hinblick auf eine verstärkte Reduzierung der bei der Rollverformung auftretenden Reibung. Insbesondere wird durch die stufenweise Verformung auch gewährleistet, daß die einzelnen Papierlagen, selbst bei größerer Wandstärke und größeren Verformungskräften. nicht beschädigt oder gegeneinander verschoben werden.

Erfindungsgemäß ist ferner die eingangs definierte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch

gekennzeichnet, daß der drehbare Dorn mit wenigstens zwei gegenüberliegenden Reihen von Rollen besetzt ist, deren verlängerte Mittelebenen die Dornachse schneiden und die Rollen in den Reihen vom Anfang des drehbaren Domes auf einem ersten Teilstück nach außen divergieren.

Insbesondere für größere Wandstärken kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich Rollen aufweisen, welche auf einem zweiten Teilstück des Domes parallel verlaufen.

Die Erfindung ist nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 (bestehend aus den Hälften F i g. la und Ib)

die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung po- 15 erolgt also in mehreren stufenweise hintereinander fol-

• · · genden Schritten, so daß nur eine allmähliche Bean-

und dem jeweils radial äußersten Umfangspunkt der Rollen 6 entspricht bei den, dem festen Wickeldorn I nächst gelegenen Rollen etwa dem Innenumfang der Rundhülse 3 und vergrößert sich stufenweise über mehrere nachgeschaltete Rollen 6 bis auf einen Wert, der mindestens der Länge einer Diagonalen der fertig geformten Wickelhülse 3 entspricht.

Die aus einzelnen Lagen 2 von Papier, Gewebe, Kunststoff od. dgl. gewickelte Rundhülse 3 wird im noch leimfeuchten Zustand bei ihrer Vorwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 2' auf die Rollen 6 des drehbaren Dorns 4 geschoben und erhält dabei unter Formung von Längskanten 32 die gewünschte quadratische Form der Wickelhülse 31. Die Rollverformung

lygonaler Hülsen in Gesamtansicht und

F i g. 2 bis 4 Querschnitte durch den erfindungsgemäßen drehbaren Dorn mit unterschiedlicher Art der Rollwerkzeuge und in unterschiedlicher Radialstellung der Rollwerkzeuge, wobei die Darstellung gemäß F i g. 4 eine fertiggeformte polygonale Hülse etwa auf dem Stand der Rollverformung nach der Linie C-C in F i g. 1 wiedergibt.

Die Erfindung ist nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1, bestehend aus den Hälften der F i g. la und Ib, einen teilweisen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung polygonaler Wickelhülsen,

F i g. 2 und 3 schematische Querschnitte durch den drehbaren Dorn nach F i g. 1 mit unterschiedlichen Roll-Werkzeugen im Querschnitt C-C aus F i g. 1 im Übergangsbereich aus der runden in die polygonale Form der Wickelhülse und

F i g. 4 einen Querschnitt durch den drehbaren Dorn mit Rollrädern von größerem Kanten-Krümmungsradius gemäß etwa dem Querschnitt C-C in F i g. 1, wobei die radial auswärts divergierende Steigung der Rollräder-Reihen bereits der Diagonalen der fertigen polygonalen Hülsenform entspricht, so daß eine polygonale, nicht faltbare Hülse mit abgerundeten Längskanten erzeugt wird.

Gemäß Fi g. 1, Teil la, wird eine auf einen runden, feststehenden Wickeldorn 1 gewickelte Rundhülse 3 gemäß Richtungspfeil 2' auf einen im Ende des feststehenden Wickeldorns 1 mittels eines Drehlagers 5 drehbar befestigten Dorn 4 zu bewegt. Dabei erfolgt die Vorwärtsbewegung der Rundhülse 3 zwangläufig beim Wickeln der beleimten Lagen 2 aus Papier, Gewebe, Kundsstoff od. dgl., aus denen die Hülsenwandung der Rundfhülse 3 aufgebaut ist

Der drehbare Dorn 4 ist entsprechend der gespruchung der Hülsenwandung gegeben ist.

Im Anschluß an diejenigen Rollen 6, deren Radialabstand bereits dem Innendurchmesser der polygonalen Wickelhülse 31 entspricht, können zusätzliche Rollen 6 auf einem zweiten Teilstück 4' des drehbaren Dorns 4 angeordnet sein, um die polygonale Verformung zu verstärken oder auch die Prägung einer zusätzlichen Rille 34 entlang der Längskanten 33 der Wickelhülse 31 zu vollziehen.

Bei der in F i g. 2 gegebenen Querschnittsdarstellung ist etwa im Querschnitt C-Cbereits die Verformung der Wickelhülse 31 zum quadratischen Innenquerschnitt abgeschlossen, wobei von den Rollen 6 nicht nur ein erheblicher Druck auf die innenliegenden Ecken der Längskanten 32 ausgeübt wird, sondern auch die Seitenflächen zur Aufhebung bzw. Verminderung ihrer noch verbleibenden leicht konkaven Form gerecht werden.

Während in F i g. 2 nur von jeweils einer Rolle 6 die abgerundete Längskante 32 der Wickelhülse 31 geformt wird, ist in F i g. 3 eine Ausführungsform der Rollen 6 mit einem Paar dünner Scheiben wiedergegeben. Als weitere Ausführungsform sind in F i g. 4 jeweils einzelne Rollen 6 mit relativ sehr großen Krümmungsradius ihrer Umfangsränder beschrieben. In F i g. 4 sind zudem die Seitenflächen der Wickelhülse 31 bereits zu praktisch ebenen Flächen gestreckt.

An den in Bewegungsrichtung 2' letzten Rollen, d. h. im Querschnitt B-B, kann die polygonale Wickelhülse 31 an ihren Längskanten 32 noch von außen bearbeitet werden, und zwar mittels Außenrädern 10, weiche in einer Lagerung 9, 11, 12, 13, 14 sowie 15 derart gehaltert sind, daß sie der Drehung des Dorns 4 folgen.

Ein zusätzliches Glätten der beiden Flächen der polygonal verformten Wickelhülse 31 kann ferner nachgeschaltet noch mittels Rollen 20 in einer Andruckstation 18 vorgenommen werden, welche über eine Vorrichtung 19 bis 25 ebenfalls mitdrehbar mit der Drehbe-

wünschten Verformung der Rundhülse 3 mit Rollen 6
versehen, welche entweder einzeln oder — wie dargestellt — in Längsreihen hintereinander auf Halterungen 55 wegung des Dorns 4 konstruiert sind. Die Rollen 20 8 am Dorn 4 drehbar befestigt sind Dabei sind die RoI- dienen zusätzlich zur Unterstützung des Verklebtmgslen 6, bzw. ihre jeweilige Reihenanordnung beim vorlie- Vorgangs, was jedoch nur bei dickerwandigen Hülsen genden Beispiel einer quadratisch bzw. rechteckig zu notwendig werden kann.

yerformenden Wickelhülse 31 im Winkelabstand von Nach Fertigstellung der polygonalen Wickelhülse 31

'Jeweils 90° um die Längsachse des Dorns 4 angeordnet 60 können in ihre offenen Stirnflächen bzw. über ihre

Die mit ihren Naben 7 in den Halterungen 8 drehbar Stirnflächen Eindruck- oder Stülpdeckel angebracht

am Dorn 4 gehalterten Rollen 6 sind beim gegebenen werden, wodurch sich die Formstabilität der polygona-

Beispiel einer Wickelhülse 31 mit quadratischem Quer- len Wickelhülse noch erheblich verbessert

Schnitt jeweils paarweise beidseits der Längsachse des Das Abtrennen einzelner Tefllängen von einem end-

®öfns 4 im gleichen Abstand zur Längsachse angeord- 65 los hergestellten polygonalen Hülsenstrang 'erfolgt mit

W Der Abstand zwischen der Längsachse des Dorns 4 bekannten Trennsägen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 24

1. Verfahren zur Herstellung einer polygonalen Wickelhülse, insbesondere einer spiralgewickelten Wickelhülse, bei dem auf einem feststehenden Dorn eine runde Hülse aus beleimten und übereinander gewickelten Papierlagen hergestellt und anschließend von innen her zu einem polygonalen Querschnitt verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die runde Wickelhülse im Bereich der Kanten des polygonalen Querschnitts einer radial auswärts gerichteten und in Längsrichtung der Hülse verlaufenden Rollverformung unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollverformang in mehreren stufenweise hintereinander folgenden Rollverformungsstufen erfolgt, wobei die anfänglichen RoII-verformungsstufen jeweils mit aufeinanderfolgend radial vergrößerten Innendiagonalen des polygonalen Querschnitts erfolgen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit festem Wickeldorn, auf dem das Wickelmaterial aufwickelbar ist und an den sich in seiner Verlängerung ein die Hülse aufnehmender koaxial drehbarer Dorn anschließt, der durch allmähliche Querschnittserweiterung die Hülse kontinuierlich in die polygonale Form drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Dorn (4) mit wenigstens zwei gegenüberliegenden Reihen von Rollen (6) besetzt ist, deren verlängerte Mittelebenen die Dornachse schneiden und die Rollen (6) in den Reihen vom Anfang des drehbaren Domes (4) auf einem ersten Teilstück nach außen divergieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (6) auf einem zweiten Teilstück des Domes (4') parallel verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (6) als Rollwerkzeuge ausgebildet sind.