DE9308311U1 - Wickel und Wickelvorrichtung - Google Patents

Description

Wickel und Wickelvorrichtung

Die Erfindung betrifft einen Wickel aus einem im wesentlichen aus Glasfasern gebildeten Flächenmaterial
mit mehreren aneinander anliegenden Windungen des Flächenmaterials und eine Wickelvorrichtung für die Erzeugung derartiger Wickel mit einer Wickelwelle, die einen zwischen mindestens einem ersten und einem zweiten
Durchmesser veränderbaren Kern aufweist, und einem den Kern umgebenden Wickelrohr, das einen im wesentlichen
axial verlaufenden Längsschlitz aufweist.

Bekannte Wickel dieser Art haben einen relativ stabil
ausgebildeten Kern, auf dem ein Ende des Flächenmaterials festgelegt ist. Durch Rotation des Kernes wird das Flächenmaterial dann aufgewickelt, wobei die einzelnen Lagen des Flächenmaterials spiralförmig dicht an dicht aneinander anliegen. Derartige Kerne werden üblicherweise mit einem konstanten Drehmoment aufgewickelt, so daß mit größerwerdendem Durchmesser die Wickelspannung nachläßt. Derartige Wickel sind also außen weicher als

innen. Gerade die Außenseite des Wickels ist aber der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt. Dies um so mehr, als das auf derartigen Wickeln befindliche Flächenmaterial in vielen Fällen im Baustellenbereich eingesetzt wird, wo der Wickel nicht immer mit der notwendigen Sorgfalt gehandhabt werden kann. Beschädigungen des Wickels führen zu Beschädigungen der Materialbahn, so daß die Materialbahn nicht mehr oder nur nach aufwendigen Reparaturen für den gewünschten Zweck verwendet werden kann.

Versuche, den Wickel mit einem höheren Drehmoment zu wickeln, also eine höhere Wickelspannung zu erzeugen und damit den Wickel auch an seiner Außenseite härter und damit widerstandsfähiger zu machen, haben nur begrenzten Erfolg gezeigt. Dies liegt daran, daß bei einem höheren Drehmoment die Wickelspannung im Innern des Wickels sehr groß wird, so daß die Gefahr besteht, daß das Flächenmaterial hier reißt. Das Reißen des Flächenmaterials wäre an sich unproblematisch solange es sich auf das Aufwickeln beschränkt. Hier kann man Ausschuß erkennen und aussondern. Überraschenderweise stellt sich aber heraus, daß das Flächenmaterial, insbesondere wenn es mit Spannungen im Bereich seiner Belastungs-5 grenze gewickelt wird, auch im Wickel unter ungünstigen Bedingungen noch reißen kann, so daß der Schaden erst beim Verwenden des Wickels ersichtlich ist. Auch hier erfordert die Beseitigung des Fehlers einen gewissen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wickel mit einer verbesserten Stabilität anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wickel kernlos ausgebildet ist.

Überraschenderweise läßt sich durch das Weglassen des mechanisch an sich stabilen Kernes ein mechanisch stabilerer Wickel erzeugen. Dies liegt daran, daß der Wickel nun mit einem höheren Drehmoment bis hin zur Belastungsgrenze, d.h. knapp unter der Reißgrenze, gewickelt werden kann, so daß auch die äußeren Lagen des Wickels mit der erforderlichen Zugspannung aufgewickelt werden. Sollte die Materialbahn beim Aufwickeln durch die höhere Zugspannung reißen oder auf andere Art beschädigt werden, kann dies sofort erkannt werden. Der Wickel kann ausgesondert werden. Nach dem Wickeln ist jedoch im Innern des Wickels kein Kern mehr vorhanden, so daß sich die relativ hohen Spannungen der inneren Lagen des Flächenmaterials problemlos nach innen abbauen können. Es besteht also praktisch keine Gefahr mehr, daß durch zu hohe innere Spannungen das Flächenmaterial im Innern des Wickels beschädigt wird. Da das Flächenmaterial im Innern nicht mehr durch den Kern festgehalten wird, kann sich das Flächenmaterial hier entspan-0 nen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß nun

der Kern nicht mehr entsorgt werden muß. Vielmehr kann der Wickel nahezu vollständig verwendet werden. Wenn das Flächenmaterial vollständig verbraucht ist, bleiben praktisch keine störenden Teile mehr zurück. 25

Bevorzugterweise ist im Bereich der radialen Mitte des Wickels ein Hohlraum als Expansionsraum für das Flächenmaterial vorgesehen. Dieser Hohlraum befindet sich dort, wo bei herkömmlichen Wickeln der Kern angeordnet 0 war. Dadurch, daß in diesem Hohlraum unmittelbar nach dem Fertigstellen des Wickeins weder ein Kern noch anderes Flächenmaterial vorhanden ist, hat das Flächenmaterial hier die Möglichkeit, sich zu expandieren und dadurch die beim Wickeln erzeugten hohen Spannungen 5 abzubauen.

Bevorzugterweise weist der Hohlraum des Wickels unmittelbar nach seiner Herstellung einen Durchmesser im Bereich von 6 bis 12 cm auf. Dies ist ein relativ großer Hohlraum, der es aber zuläßt, daß die Spannungen im Flächenmaterial sehr schnell nach dem Wickeln abgebaut werden. Der freie Hohlraum, der unmittelbar nach der Herstellung noch in dieser Größe existiert, kann sich durch die Entspannung des Flächenmaterials verkleinern. Eine derartige Entspannung kann insbesondere dann auftreten, wenn der Wickel bewegt wird und Vibrationen ausgesetzt wird, beispielsweise beim Transport oder bei der Lagerung.

Mit Vorteil weist der Wickel einen Außendurchmesser im Bereich von 15 bis 25 cm auf. Ein derartiger Wickel ist von seinem Durchmesser und von seinem Gewicht her noch gut handhabbar. Die Dicke des Wickels, also die Differenz zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser ist dabei in einer Größenordnung, die ein problemloses Ent-0 spannen des Flächenmaterials im gewünschten Maße zuläßt.

Bevorzugterweise ist das Flächenmaterial durch ein Glasfaser-Vlies gebildet. Gerade bei einem Vlies ist die Gefahr der Beschädigung von außen bei einer zu geringen Wickelspannung einerseits und die Gefahr des Reißens bei einer zu großen Wickelspannung andererseits relativ groß. Der erfindungsgemäße Spannungsausgleich läßt sich daher besonders vorteilhaft bei einem Glasfaservlies anwenden.

Die Erfindung betrifft auch eine Wickelvorrichtung für die Erzeugung derartiger Wickel, wobei eine Wickelvorrichtung der eingangs genannten Art aus DE 32 39 661 Al bekannt geworden ist.

Um nun derartige stabile Wickel problemlos erzeugen zu können, steht das Wickelrohr bei auf dem zweiten Durchmesser vergrößertem Kern zumindest auf einer Seite des Längsschlitzes vom Kern oder einem Kernteil ab und begrenzt einen vom Längsschlitz her offenen Halteraum und liegt bei dem ersten Durchmesser des Kerns reibschlüssig am Kern oder an dem Kernteil an.

Mit einer derartigen Wickelvorrichtung läßt sich der Wickel nun sehr bequem herstellen. Der Kern wird auf seinen zweiten Durchmesser vergrößert, so daß ein Halteraum entsteht, in den das Ende des Flächenmaterials eingelegt werden kann. Der Kern wird nun wieder auf seinen ersten Durchmesser verkleinert und das Ende des Flächenmaterials ist zwischen Kern und Wickelrohr eingeklemmt. Hierdurch läßt sich die notwendige Zugspannung auf das Flächenmaterial übertragen. Der Wickel kann nun gewickelt werden, ohne daß weitere Haltemechanismen notwendig sind. Nach dem Ende des Wickeins wird der fertige Wickel von der Wickelwelle abgezogen, beispielsweise indem der Halteraum wieder geöffnet, d.h. das eingeklemmte Ende der Materialbahn freigegeben, wird. Der kernlose Wickel ist damit fertiggestellt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Kern auf einen dritten Durchmesser verkleinerbar ist, der kleiner als der erste Durchmesser ist und bei dem das Wickelrohr spannungsarm oder spannungsfrei am Wickelkern anliegt. Durch die Vergrößerung des Kern-0 durchmessers auf den zweiten Durchmesser wird zwar der Halteraum relativ weit geöffnet, so daß das Ende der Materialbahn sehr leicht eingeführt werden kann. Die Vergrößerung auf den zweiten Durchmesser würde jedoch beim Abziehen dazu führen, daß der Wickel zumindest 5 zeitweilig relativ großen Kräften vom Innern her ausgesetzt ist. Wenn nun der Kern auf einen dritten Durchmesser verkleinert wird, lassen sich diese Beanspru-

chungen des Wickels weitgehend vermeiden- Der Wickel wird gemeinsam mit dem Wickelrohr abgezogen. Dies ist problemlos möglich, weil die Reibungskräfte zwischen Wickelrohr und Kern durch die Verringerung des Kerndurchmessers stark herabgesetzt worden sind. Das Wikkelrohr kann dann aus dem fertigen Wickel herausgezogen und wieder auf den Kern aufgeschoben werden. Nachdem der Kern mindestens auf den ersten Durchmesser vergrößert worden ist, sitzt das Wickelrohr auf dem Kern wieder fest genug, um durch Reibung mitgenommen zu werden.

Mit Vorteil ist das Wickelrohr durch ein geschlitztes Kunststoffrohr gebildet. Ein derartiges Kunststoffrohr ist relativ preisgünstig. Wenn sein Innendurchmesser dem ersten Durchmesser des Kerns angepaßt ist, ergibt sich eine Abspreizung beim Vergrößern des Kernes über den ersten Durchmesser hinaus, beispielsweise beim zweiten oder dritten Durchmesser, automatisch, wenn der Kunststoff eine gewisse Eigensteifigkeit aufweist.

Vorteilhafterweise hat der Längsschlitz eine Breite, die größer als die Stärke des Flächenmaterials ist. In diesem Fall läßt sich das Wickelrohr leicht aus dem fertigen und von dem Kern abgenommenen Wickel herausziehen.

Bevorzugterweise wirkt zumindest die Außenfläche des Wickelrohres mit dem Flächenmaterial reibungsarm zusammen. Hierbei sollte die Reibung zwischen der Außenfläche des Wickelrohres und dem Flächenmaterial wesentlich geringer sein als die Reibung zwischen einzelnen Lagen des Flächenmaterials, so daß beim Abziehen des Wickels vom Wickelkern keine axiale Verschiebung der einzelnen Lagen des Wickels gegeneinander auftritt.

Mit Vorteil ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die nach dem Ende des Wickeins den Kern vom ersten auf den dritten Durchmesser verkleinert. Dies kann relativ schnell erfolgen. Nach dem Verkleinern des Kerns auf den dritten Durchmesser kann er problemlos von der Wickelwelle abgezogen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Glasfaservlies-Wickel unmittelbar nach dem Wickeln,

Fig. 2 einen Glasfaservlies-Wickel im entspannten Zustand,

Fig. 3 eine Wickelwelle im aufnahmebereiten Zustand und Fig. 4 eine Wickelwelle im Wickelzustand.

Ein Wickel 1 besteht aus einer Vielzahl von Lagen 2 eines Flächenmaterials 3. Das Flächenmaterial ist im vorliegenden Fall durch ein Glasfaservlies gebildet. 5 Aus Gründen der Übersicht sind hier nur einige Lagen dargestellt. In Wirklichkeit kann ein derartiger Wickel mehrere hundert Lagen haben.

Der Wickel 1 hat einen Außendurchmesser D im Bereich von 15 bis 25 cm. In seiner radialen Mitte ist ein Hohlraum 4 als Expansionsraum vorgesehen. Ein Kern ist nicht vorhanden. Der Wickel besteht also ausschließlich aus dem Flächenmaterial 3. Der Hohlraum 4 hat unmittelbar nach der Herstellung des Wickels einen Durchmesser d im Bereich von 6 bis 12 cm.

Der Wickel 1 hat im Grunde genommen nur unmittelbar nach seiner Herstellung die in Fig. 1 dargestellte Form. Beim Herstellen ist nämlich der Hohlraum 4 durch eine in den Fig. 3 und 4 dargestellte Wickelwelle 5 ausgefüllt. Sobald aber die Wickelwelle 5 aus dem Hohlraum 4 entfernt worden ist, beginnen die inneren Lagen des Wickels 1 sich zu entspannen. Hierbei kann es durchaus vorkommen, daß die inneren Lagen dann den Hohlraum 4 mehr oder weniger ganz ausfüllen. Die inneren Lagen bilden dann ein mehr oder weniger lockeres Gefüge. Es kann durchaus vorkommen, daß die Spannung und die Härte für die inneren Lagen wesentlich geringer ist als für die äußeren Lagen des Wickels 1. Hierdurch wird es möglich, den Wickel 1 mit einem relativ großen Moment aufzuwickeln, wobei man in Kauf nimmt, daß die inneren Lagen des Wickels beim Aufwickeln einer relativ großen Zugspannung ausgesetzt sind, die durchaus bis fast zur Belastungsgrenze des Flächenmaterials geht. Nach dem Aufwickeln hat der Wickel 1 jedoch die Mög-0 lichkeit, sich nach innen zu entspannen, so daß auf Dauer keine schädlichen Spannungen im Wickel verbleiben, die das Flächenmaterial unter ungünstigen Bedingungen beschädigen könnten.

Zum Erzeugen eines derartigen Wickels wird bevorzugterweise die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Wickelwelle 5 verwendet. Diese weist einen expandierbaren Kern 6 und ein ebenfalls expandierbares Wickelrohr 7 auf. Das Wickelrohr 7 ist durch ein Kunststoffrohr mit einem im 0 wesentlichen axialverlaufenden Längsschlitz 8 gebildet.

Die Breite des Schlitzes 8 ist größer als die Stärke des Flächenmaterials.

Der Kern ist von einem ersten, kleineren Durchmesser, 5 der in Fig. 4 dargestellt ist, auf einen zweiten, größeren Durchmesser vergrößerbar, der in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dem zweiten, größeren Durchmesser bil-

det das Wickelrohr zusammen mit dem Kern bzw. einem Kernteil 10 einen Halteraum 9, der zum Längsschlitz 8 hin offen ist. Die Materialbahn 4 kann also durch den Längsschlitz 8 in den Halteraum 9 eingefügt werden. Wenn nun der Durchmesser des Kernes 6 wieder verkleinert wird, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, klemmt das Wickelrohr 7 das Ende der Materialbahn zwischen sich und dem den Kern 6 aufnehmenden Kernteil 10 ein. Sobald der Kern 6 wieder vergrößert wird, öffnet sich auch der Halteraum 9 und die Materialbahn läßt sich entnehmen. Der Kern 6 läßt sich weiterhin auf einen dritten, nicht dargestellten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, verkleinern. Der dritte Durchmesser ist so bemessen, daß er höchstens genauso groß ist wie der Innendurchmesser des entspannten Wikkelrohres 7. Wenn der Kern 6 auf den dritten Durchmesser verkleinert ist, liegt das Wickelrohr also spannungsarm oder sogar spannungsfrei am Kern 6 an. Radial wirkende Kräfte sind dabei nur noch in geringem Maße vorhanden, so daß nur noch geringe Reibungskräfte zwischen Kern 6 und Wickelrohr 7 wirken. Man kann nun den Wickel entnehmen, indem der Wickel axial seitlich von der Wickelwelle abgezogen wird und das Wickelrohr 7 dann seitlich aus dem Wickel in axialer Richtung herausgezogen wird.

Das Wickelrohr 7 weist eine Außenfläche auf, die mit dem Material der Materialbahn reibungsarm zusammenwirkt, so daß beim Abziehen des Wickels 1 von der Wikkelwelle 5 keine axiale Verschiebung der einzelnen Lagen 2 zueinander erfolgt.

Um das Abziehen noch weiter zu verbessern, kann eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, die die Größe der 5 Durchmesser des Kerns 6 steuert, also den Kern 6 vor dem Einlegen des Flächenmaterials auf den zweiten Durchmesser vergrößert, vor dem Wickeln wieder auf den

ersten Durchmesser verkleinert und nach dem Ende des Wickeins den Kern 6 wieder auf den dritten Durchmesser verkleinert. Die dem Wickeln folgende Verkleinerung auf den dritten Durchmesser gestattet es jedoch, daß der Wickel sehr einfach und problemlos von der Wickelwelle 5 abgezogen werden kann.

Der Aufbau eines expandierbaren Kerns einer derartigen Wickelwelle an sich ist aus DE 32 39 661 Al bekannt, auf die wegen weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

Claims (11)

- 1 — SR 2 GM Schutzansprüche

1. Wickel aus einem im wesentlichen aus Glasfasern gebildeten Flächenmaterial mit mehreren aneinander anliegenden Windungen des Flächenmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickel (1) kernlos ausgebildet ist.

2. Wickel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der radialen Mitte des Wickels (1) ein Hohlraum (4) als Expansionsraum für das Flächenmaterial vorgesehen ist.

3. Wickel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4) des Wickels (1) unmittelbar nach seiner Herstellung einen Durchmesser (d) im Bereich von 6 bis 12 cm aufweist.

4. Wickel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickel einen Außendurchmesser (D) im Bereich von 15 bis 25 cm aufweist.

5. Wickel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenmaterial durch ein Glasfaser-Vlies gebildet ist.

6. Wickelvorrichtung für die Erzeugung kernloser Wickel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Wickelwelle, die einen zwischen mindestens einem ersten und einem zweiten Durchmesser veränderbaren Kern aufweist, und einem den Kern umgebenden Wikkelrohr, das einen im wesentlichen axial verlaufenden Längsschlitz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelrohr (7) bei auf dem zweiten Durchmesser vergrößertem Kern (6) zumindest auf einer Seite des Längsschlitzes (8) vom Kern (6) oder einem Kernteil (10) absteht und einen vom Längsschlitz (8) her offenen Halteraum (9) begrenzt und bei dem ersten Durchmesser des Kerns reibschlüssig am Kern (6) oder an dem Kernteil (10) anliegt.

0 7. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (6) auf einen dritten Durchmesser verkleinerbar ist, der kleiner als der erste Durchmesser ist und bei dem das Wickelrohr (7) spannungsarm oder spannungsfrei am Kern (6) anliegt.

8. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelrohr (7) durch ein geschlitztes Kunststoffrohr gebildet ist.

9. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (8) eine Breite aufweist, die größer als die Stärke des Flächenmaterials ist.

10. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Außenfläche des Wickelrohres (7) mit dem Flächenmaterial
(3) reibungsarm zusammenwirkt.

11. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die nach dem Ende des Wickeins den Kern (6) vom ersten auf den dritten Durchmesser verkleinert.