DE19507514C2 - Metallene Wickelhülse - Google Patents
Metallene WickelhülseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelhülse zum Aufwickeln von
Bändern, Folien oder Blechen aus Kunststoff, Papier, Metall
oder dergleichen und ein Verfahren zur Herstellung einer
solchen Wickelhülse.
Um lange Folien oder Bänder aus dünnem Kunststoff, Papier
oder Metallagern und transportieren zu können, werden diese
auf einen Wickelkern, meist eine Wickelhülse, gewickelt und
in diesem aufgewickelten Zustand als Coils oder Bandwickel
gehandhabt. Es sind Wickelkerne oder Wickelhülsen aus Pappe,
Kunststoff oder Metall, insbesondere Aluminium, bekannt.
Gerade die besonders häufig verwendeten Pappkerne, die meist
nur einmal, mitunter aber auch mehrmals verwendet werden
können, sind relativ schwer und machen bei der Entsorgung
Probleme. Da diese Hülsen ebenso wie die aus Kunststoff und
Metall bestehenden Hülsen bei radialer Belastung eine hohe
Wandfestigkeit und Biegefestigkeit aufweisen müssen, bestehen
sie üblicherweise aus vielen Lagen von quer und/oder
überlappend gewickelten und miteinander verleimten
Kraftpapierbahnen. Beim Recyceln lösen sich diese Hülsen
daher nur schwer auf, so daß der Recyclingprozeß unerwünscht
lange dauert und kostspielig ist. Aber auch bei der
Ablagerung auf Deponien bringen derartige, meist nur einmal
verwendete Hülsen Probleme, da sie nur sehr schwer verrotten
und wegen ihrer Wand- und Biegesteifigkeit kaum auf geringe
Abmessungen zusammendrückbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Wickelhülse zu schaffen, die relativ leichtgewichtig ist,
eine sehr hohe radiale Festigkeit und Biegesteifigkeit
aufweist und leicht recycelbar ist. Dies wird erfindungsgemäß
durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen erreicht.
Dabei ist es vorteilhaft, daß das Wellrohr derart gewickelt
ist, daß die Bandwindungen sich zumindest um die Hälfte ihrer
Bandbreite überlappen und damit eine mindestens zweilagige
Rohrwand bilden. Wenn eine besonders wand- und biegesteife
Wickelhülse gewünscht wird, sollten sich die Bandwindungen um
2/3, 3/4 oder mehr ihrer Bandbreite überlappen und damit eine
dreilagige, vierlagige oder noch mehrlagige Rohrwand bilden.
Hierbei wird unter längsgewellt bzw. längsgerippt verstanden,
daß die Längserstreckung der Wellenscheitel bzw. der Rippen
in Längsrichtung des Bandes verläuft.
Insbesondere bei dünnen Bändern oder Folien ist es
wünschenswert, daß die Wickelhülse eine möglichst glatte,
ununterbrochene Außenfläche hat. Zu diesem Zweck weisen die
Wellen oder Rippen der Wickelhülse an der Rohraußenseite
flache Wellenköpfe auf. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die
Wellen des Rohres im
Querschnitt trapezförmig sind und damit ebene oder nahezu
ebene, an der Rohraußenseite befindliche Köpfe haben.
Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die an der Rohraußenseite
befindlichen Wellenköpfe breiter sind als die an der
Innenseite befindlichen Wellenfüße. Die benachbarten Wellen
des Rohres stoßen mit ihren verbreiterten Wellenköpfen
aneinander oder sie stoßen nahezu aneinander. Durch diese
Ausbildung erhält die Hülse eine im wesentlichen
ununterbrochene glatte Außenfläche. Zur Erhöhung der
Biegesteifigkeit können die aneinanderstoßenden Wellenköpfe
miteinander verschweißt, verlötet oder verklebt sein.
Um eine glatte Außenfläche zu erhalten und/oder auch um eine
hohe Biegesteifigkeit durch Verbinden der Wellenköpfe zu
erreichen, kann auch auf der Rohraußen- oder -innenseite eine
Deckschicht aus einer Folie (gleichen Materials wie die
Hülse) aufgeklebt, gesiegelt oder sonstwie befestigt werden.
Die glatte Außenfläche hat sich beim Wickeln von sehr dünnen
Folien als vorteilhaft erwiesen, um Falten im Wickel zu
vermeiden. Eine Deckschicht an der Innenseite erhöht die
Stabilität der Wickelhülse.
Die Wickelhülse kann aus Folien oder Bändern aus Metall, wie
Aluminium, Stahl oder Kupfer hergestellt sein. Hierbei kann
es von Vorteil sein, wenn das Material der Wickelhülse das
gleiche ist wie das der aufzuwickelnden Folie oder des
aufzuwickelnden Bandes. In diesem Fall können die auf der
Wickelhülse gegebenenfalls verbleibenden Enden des auf der
Hülse aufgewickelten Bandes oder der aufgewickelten Folie
zusammen mit der Wickelhülse recycelt werden.
Die erfindungsgemäße Wickelhülse hat neben dem großen Vorteil
der einfachen Recycelmöglichkeit, eventuell sogar zusammen
mit auf ihr befindlichen Coil- oder Wickelresten, den
weiteren Vorteil eines relativ geringen Gewichts bei einer
den bisher üblichen Pappkernen entsprechenden
Biegesteifigkeit, wobei sie in der Herstellung einfach und
billig ist. Mit speziellen Vorrichtungen kann diese
Wickelhülse trotz ihrer hohen Biegesteifigkeit,
beispielsweise für den Transport zur Recycelanlage,
zusammengedrückt und platzsparend transportiert werden.
Die Herstellung einer solchen Wickelhülse kann durch die im
Anspruch 10 angegebenen Maßnahmen erfolgen. Die aneinander
anstoßenden Wellenköpfe können dann durch Schweißen, Löten,
Verkleben oder dergleichen miteinander fest verbunden werden.
Es sind zwar bereits durch wendelförmiges Wickeln von
längsgewellten Metallbändern hergestellte Wellrohre mit sich
an ihren Rändern überlappenden Bandwickeln, auch solche mit
abgeflachten, äußeren Wellenscheiteln, bekannt (AT 326 965)
Diese bekannten Wellrohre dienen jedoch als Leitungsrohre für
die Leitung von vornehmlich gasförmigen Medien, wie Rohre in
Lüftungs- und Klimatisierungsanlagen oder dergleichen, nicht
jedoch zur Herstellung von Wickelhülsen zum Aufwickeln von
Bändern,
Folien oder Blechen aus Kunststoff, Papier, Metall oder
dergleichen.
Ferner ist aus der DE 2 46 025 ein Garnträger mit einem in
Längsrichtung zusammendrückbaren Rahmenwerk bekannt, bei dem
mit Löchern versehene Bänder wendelförmig gewickelt sind.
Diese Bänder sind jedoch nicht mit in Bandlängsrichtung
verlaufenden Wellen oder Rippen versehen und weisen an der
Rohraußenseite keine flachen Köpfe von Wellen oder Rippen
auf.
Schließlich ist in der DE 6 61 567 eine Wickelspule gezeigt,
die aus Bändern mit einem etwa S-förmigen Querschnitt
besteht, die lose aufeinanderliegen und gegeneinander
verschiebbar gewickelt sind. Diese Ausbildung entspricht
nicht einem längsgewellten oder längsgerippten Band im Sinne
der vorliegenden Erfindung. Ferner überlappen sich zwar
benachbarte Bandwindungen an ihren Rändern, und die Wellen
des Rohres an der Rohraußenseite weisen flache Köpfe auf, die
bekannte Wickelhülse ist jedoch nicht radial fest und
biegesteif ausgebildet. Vielmehr ist eine radiale
Veränderlichkeit erwünscht, um den Umfang der Spule verändern
zu können. Auch die zuletzt genannte Spule dient dem
Aufwickeln von Kunstseide und ist nicht für das Aufwickeln
von Bändern, Folien oder Blechen-aus Kunststoff, Papier,
Metall oder dergleichen verwendbar.
Die Erfindung kann daher auch in der Anwendung von
Abschnitten dieser bekannten, gewickelten Wellrohre als
Wickelhülsen zum Aufwickeln von Bändern, Folien oder Blechen
aus Kunststoff, Papier, Metall oder dergleichen gesehen
werden. Diese Wellrohrabschnitte können dann mit abgeflachten
und/oder durch axiales Stauchen aneinander angenäherten
Wellenköpfen gemäß dem vorgeschilderten Verfahren versehen
werden.
Neben gewickelten Wellrohren sind als Leitungsrohre auch
solche Wellrohre bekannt, die nicht durch Wickeln eines
längsgewellten Bandes hergestellt sind, sondern durch
Extrusion, Blasformen oder Stauchrollen (z. B.
EP 0 474 449 A2). Durch ihre Wellung, d. h. durch den im
Rohrlängsschnitt unterschiedlich starken Wandaufbau können
diese Rohre eine sehr große Flexibilität bei gleichzeitig
hoher radialer Druckfestigkeit erhalten, so daß mit ihnen
Leitungskrümmungen erzeugt werden können, wie dies bei
druckfesteren Rohrleitungen häufig notwendig ist. Die Wellen
des beispielhaft vorgenannten, nicht durch Wickeln
hergestellten Wellrohres können dreieckförmigen Querschnitt
und flachgepreßte äußere und innere Wellenköpfe haben, wobei
sie mit den entsprechenden Köpfen der benachbarten Wellen
aneinanderstoßen können. Dadurch soll dem Rohr trotz seiner
großen Biegsamkeit eine möglichst glatte Innenfläche
verliehen werden, was für eine turbulenzfreie Strömung im
Rohr höchst wünschenswert ist.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Wickelhülse und des zu ihrer Herstellung dienenden Verfahrens
beschrieben, die sich aus der Zeichnung ergeben:
Fig. 1 zeigt eine Querschnittshälfte eines Abschnittes
einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Wickelhülse im Längsschnitt durch das Rohr;
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des
Längsschnitts durch die Rohrwand dieser
Ausführungsform;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittshälfte eines Abschnittes
eines zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Wickelhülse dienenden Wellrohres im Längsschnitt;
Fig. 4 zeigt eine Querschnittshälfte eines Abschnitts
eines anderen zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Wickelhülse verwendeten Rohres im Längsschnitt;
Fig. 5 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch die die
Wickelhülse bildenden Bandwindungen;
Fig. 6 bis 10 zeigen Teillängsschnitte durch ein Wellrohr zur
Herstellung der Wickelhülse vor dem Flachpressen
der Wellenköpfe und Stauchen in Rohrlängsachse in
zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen;
Fig. 11 zeigt im Schnitt in schematischer Darstellung eine
Vorrichtung zur Herstellung eines Wellrohres durch
wendelförmiges Wickeln eines längsgewellten Bandes;
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer anderen
Ausführung einer solchen Vorrichtung;
Fig. 13 zeigt das Flachpressen der Wellenköpfe und des
Wellengrundes durch Preßwalzen während der
Rohrwicklung.
Wie sich aus Fig. 1 und 2 ergibt, hat die Rohrwandung der
Wickelhülse eine wabenförmige bzw. parzellenartige Struktur,
wobei die dreieckigen Waben durch an ihren äußeren und
inneren Köpfen 1, 2 flachgepreßte Wellen oder Rippen eines in
Rohrachsrichtung gestauchten Wellrohres gebildet sind. Die
Flanken 3 der Wellen sind im Längsschnitt durch das Rohr im
wesentlichen geradlinig, so daß die Waben einen etwa
dreieckförmigen Querschnitt mit teils nach innen gerichteter,
teils nach außen gerichteter Spitze haben. Die die Waben
bildenden, flachgepreßten und gestauchten Wellen oder Rippen
stoßen mit ihren durch die Flachpressung verbreiterten
inneren und äußeren Köpfen 1, 2 aneinander an und können an
ihren aneinanderzustoßenden Rändern durch Schweißen, Löten
oder Kleben aneinander befestigt sein. An der Außenseite der
Wickelhülse ist eine Deckschicht 19 vorgesehen.
Zur Herstellung dieser Wickelhülse dient ein längsgewelltes
oder glattes, im Querschnitt etwa rechteckiges Band, welches
in einer Wickeleinrichtung wendelförmig zu einem Wellrohr
(Fig. 3) oder Rippenrohr (Fig. 4) gewickelt ist. Die
Wickelsteigung ist so, daß sich zwei aufeinanderfolgende
Bandwindungen 4 um etwa die Hälfte ihrer Bandbreite
überlappen (Fig. 5), so daß das Rohr über seine gesamte Länge
an seiner Wandung jeweils zwei übereinanderliegende Bandlagen
5, 6 hat.
Bei Verwendung eines Wellrohres werden die äußeren und
inneren Köpfe 1, 2 von dessen in Fig. 6 im Querschnitt
gezeigten Wellen durch Ausübung eines radialen Druckes
flachgedrückt und verbreitert, wodurch diese Wellen die in
Fig. 7 gezeigte Querschnittsform mit geneigten Flanken 3
erhalten. Anschließend wird das Wellrohr in Achsrichtung
gestaucht, bis die Wellen mit ihren verbreiterten äußeren und
inneren Köpfen 1, 2 aneinanderstoßen.
Bei Verwendung eines Rippenrohres haben dessen in Fig. 9 im
Querschnitt gezeigte Rippen bereits flache äußere und innere
Köpfe 1, 2, so daß dieses Rohr lediglich in Achsrichtung
gestaucht werden muß, um die in Fig. 10 gezeigte
Aneinanderlage der Rippenköpfe zu erhalten.
Zur Herstellung der Wickelhülse kann die in Fig. 11
schematisch dargestellte Vorrichtung dienen. In dieser
Vorrichtung wird das von einem Coil 7 abgezogene Metallband 8
durch Paare von Führungs- und Formwalzen 9 hindurchgeführt,
die dem Band seine gewünschte Längswellung gemäß Fig. 6 und 9
geben. Das so längsgewellte Band 10 läuft dann in eine
Wickelvorrichtung ein, die bei dem in Fig. 11 gezeigten
Beispiel von einem um seine Achse 11 drehbaren Wickeldorn 12
und am Umfang dieses Wickeldorns angeordneten Führungs- und
Wickelwalzen 13, 14 gebildet ist. Dorn 12 und Walzen 13, 14
können eine der Längswellung bzw. Längsrippung des Bandes
entsprechende Profilierung haben. In dieser Wickelvorrichtung
wird das Band wendelförmig um den Dorn 12 herumgewickelt,
wobei sich die Wellen oder Rippen der dabei gebildeten
benachbarten Bandwindungen im Bereich der Überlappung
ineinanderlegen.
Wird das dabei entstehende Wickelrohr von einem
längsgewellten Band gemäß Fig. 6 hergestellt, können die
ineinandergelegten Wellen zweier benachbarter Bandwickel in
dem Augenblick, wo sie zwischen dem Dorn 12 und der ersten
Führungsrolle 13 hindurchlaufen, von diesem Dorn und der
genannten Rolle die zum Flachdrücken und Verbreitern ihrer
Wellenköpfe dienende radiale Druckbeaufschlagung erfahren,
wodurch sie die in Fig. 7 dargestellte etwa
schwalbenschwanzförmige Querschnittsform erhalten. Die
flachgepreßten Wellenköpfe können dann durch Stauchen des
Rohres in Achsrichtung zum Aneinanderstoßen gebracht und
anschließend durch Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen
fest miteinander verbunden oder bis zum Aneinanderstoßen der
Wellenköpfe weiter durch radialen Druck verformt werden.
Fig. 12 zeigt eine Wickelvorrichtung, die zwei einander
gegenüberliegende Einlauf- und Verbindungswalzen 15, 16 hat,
zwischen denen das vorher längsgewellte oder längsgerippte
Band 10 hindurchläuft. Anschließend wird diesem Band durch
eine Biegerolle 17 eine Anbiegung verliehen, wodurch das Band
unter weiterer Führung durch Führungsrollen 18 zum Rohr
geformt wird. Das Flachpressen und Verbreitern der äußeren
und inneren Wellenköpfe 1, 2 erfolgt dabei durch Druckwalzen
15′, 16′, d. h. zwischen zwei Walzen, die an einer der
Einlaufstelle in die Wickelvorrichtung nachfolgenden Stelle
angeordnet sind. Außerdem führt sie zu einer fachwerkartigen
Versteifung der Rohrwand, wodurch das Rohr seine Flexibilität
verliert. Es wird ein leichtes biegesteifes Rohr mit durch
Querrippen versteifter Doppelwandung erhalten, von welchem
jeweils die Länge der gewünschten Wickelhülse abgetrennt
werden kann.
Claims (14)
1. Wickelhülse zum Aufwickeln von Bändern, Folien oder
Blechen aus Kunststoff, Papier, Metall oder dergleichen,
in Form eines Wellrohres aus einem wendelförmig
gewickelten und längsgewellten oder längsgerippten
Metallband (10) mit mehreren Wellenscheiteln, wobei sich
benachbarte Bandwindungen überlappen, und die Wellen
oder Rippen an der Rohraußenseite flache Wellenköpfe (1)
aufweisen und benachbarte Wellenköpfe (1)
aneinanderstoßen oder nahezu aneinanderstoßen.
2. Wickelhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bandwindungen sich zumindest um die Hälfte der
Bandbreite überlappen.
3. Wickelhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellen im Querschnitt trapezförmig sind.
4. Wickelhülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die an der Rohraußenseite befindlichen Wellenköpfe (1)
breiter sind als die Wellenfüße.
5. Wickelhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flanken (3) der Wellen oder Rippen an ihrem Fuß
aneinanderstoßen.
6. Wickelhülse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellen im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmig
sind.
7. Wickelhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die an der Rohraußenseite befindlichen Wellenköpfe (1)
eine im Rohrlängsschnitt im wesentlichen geradlinige
Fläche bilden.
8. Wickelhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Außen- und/oder Innenseite der Hülse eine
Deckschicht (19) aufgebracht ist, die vorzugsweise aus
dem gleichen Material wie die Hülse besteht.
9. Wickelhülse nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen oder
Rippen an ihren aneinanderstoßenden Bereichen
(Wellenköpfe 1, 2) z. B. durch Schweißen, Löten oder
Verkleben aneinander befestigt sind.
10. Verfahren zur Herstellung eines Wellrohres, wobei
zunächst durch wendelförmiges Wickeln eines im
Querschnitt gewellten oder gerippten, sich an seinen
Rändern überlappenden Metallbandes ein Rohr hergestellt
wird, und daß dann die an der Rohraußenseite
befindlichen äußeren Wellenköpfe (1) der Wellen oder
Rippen durch Ausübung eines radialen Druckes auf die
Wellenköpfe abgeflacht und verbreitert werden, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr oder ein Rohrabschnitt
derart in Achsrichtung ges taucht wird, daß die
Wellenköpfe an ihren Seiten mindestens nahezu
aneinanderstoßen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
auch die zum Rohrinneren hin gerichteten inneren Köpfe
an Wellen oder Rippen durch Ausübung eines radialen
Druckes auf diese inneren Wellenköpfe abgeflacht und
verbreitert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die aneinanderstoßenden Bereiche der
Wellen oder Rippen durch Schweißen, Löten, Kleben oder
dergleichen aneinander befestigt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Außen- und/oder Innenseite der Hülse eine
Deckschicht aufgebracht wird.
14. Verwendung eines Wellrohres nach einem oder mehreren der
Ansprüche 10 bis 13 zum Aufwickeln von Bändern, Folien
oder Blechen aus Kunststoff, Papier, Metall oder
dergleichen.
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