Um lange Folien oder Bänder aus dünnem Kunststoff, Papier oder Metall lagern 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.

Stand der Technik Aus der EP 0 729 911 AI ist eine verbesserte Wickelhülse bekannt. Sie besteht aus einem metallenen Wellrohr, das aus einem wendelförmig gewickelten, längs gewellten oder längs gerippten Band gebildet ist, wobei benachbarte Bandwickel sich zumindest an ihren Rändern überlappen, und zwar vorzugsweise zumindest um die Hälfte ihrer Bandbreite, so dass eine mindestens zweilagige Hülsenwand entsteht. Die bekannte Wickelhülse hat vorzugsweise eine glatte, ununterbrochene Außenwandfläche, die dadurch entsteht, dass die Wellen oder Rippen einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt haben, so dass die Wellen-bzw. Rippenköpfe an der Außen-und an der Innenwand der Hülse aneinander stoßen.

Dann sind die äußeren und die inneren Wellenköpfe der Hülse breiter als die Zwischenräume zwischen diesen Wellenköpfen, die in der genannten Patentschrift als"Wellenfüße" bezeichnet werden.

Zur Herstellung dieser bekannten Wickelhülse wird zunächst durch wendelförmiges Wickeln eines längs gewellten oder längs gerippten Metallbands ein Rohr mit sich an seinen Rändern überlappenden Bandwickeln hergestellt. Anschließend werden die Wellenköpfe durch Ausübung eines radialen Druckes auf das Rohr abgeflacht und dabei gleichzeitig verbreitert.

Anstelle oder nach dieser Abflachung kann das Rohr in Achsrichtung derart gestaucht werden, dass sich die Lücken zwischen den Köpfen weiter verringern oder schließen. Nach dem Stauchen stoßen sowohl die Wellenköpfe an der Rohraußenwand als auch die Wellenköpfe an der Rohrinnenwand zusammen, was der entstehenden Wickelhülse eine besondere Steifigkeit verleiht. Von dem entstandenen Rohr werden dann Wickelhülsen in der gewünschten Länge abgeschnitten.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Zwischenräume zwischen benachbarten Wellenköpfen allein durch Abflachen der Wellenköpfe nicht vollständig geschlossen werden können. Es entsteht daher keine glatte Rohraußenwand, sondern zwischen den benachbarten Wellenköpfen verbleiben Spalten, die das aufzuwickelnde Material beschädigen oder zumindest den Aufwickelprozeß erschweren. Das Stauchen der Wickelhülse in Achsrichtung ist daher unvermeidlich. Außerdem hat die bekannte Wickelhülse ein vergleichsweise hohes Gewicht im Verhältnis zur Scheiteldruckfestigkeit, d. h. zur radialen Verformbarkeit der Wickelhülse. Aus den beiden genannten Gründen gestaltet sich die Herstellung der Wickelhülse daher unverhältnismäßig aufwändig.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wickelhülse, deren Herstellung weniger aufwändig ist als die der bekannten Wickelhülse und die dennoch eine glatte Außenwand und hohe Festigkeit aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wickelhülse zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt zum einen durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Wickelhülse.

Demzufolge sind die nach dem Aufwickeln an der Hülsenaußenwand befindlichen äußeren Wellenköpfe des Metallbandes breiter als dessen nach dem Aufwickeln an der Hülseninnenwand befindlichen inneren Wellenköpfe.

Dies führt zu dem wesentlichen Vorteil, dass die erfindungsgemäße Wickelhülse eine glatte Außenwand aufweist und dass gleichzeitig das Material des verwendeten längs gerippten oder längs gewellten Metallbandes effizient ausgenutzt werden kann, so dass sich ein verbessertes Verhältnis zwischen dem Gewicht und der Scheiteldruckfestigkeit der Wickelhülse ergibt.

Da die inneren Kopfbereiche der benachbarten Wellen oder Rippen sich nicht zu berühren brauchen, kann für diese Bereiche verhältnismäßig wenig Material verwendet werden.

Benachbarte äußere Wellenköpfe berühren sich dagegen und bilden die geforderte lückenlose Außenwand. Hier ist es insbesondere vorteilhaft, dass schon das vorprofilierte Metallband so asymmetrisch ausgestaltet ist, dass die äußeren Wellenköpfe an der späteren Rohraußenseite breiter sind als die inneren Wellenköpfe an der späteren Rohrinnenseite, denn so sind die Lücken zwischen den äußeren Wellenköpfen bereits beim Ausgangsprofil im Vergleich zu den äußeren Wellenköpfen selbst relativ klein und können leicht durch Flachpressen der äußeren Wellenköpfe geschlossen werden. Außerdem steht mehr Material für die Profilstege, also für den Bereich zwischen den äußeren und den inneren Wellenköpfen zur Verfügung, was der radialen Verformfestigkeit und dem Widerstandsmoment des Gesamtprofils zugute kommt.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung stoßen jeweils benachbarte Wellen/Rippen des Profils der Wickelhülse in Abschnitten ihrer an der Hülsenaußenwand befindlichen äußeren Kopfbereiche aneinander oder nahezu aneinander, und die an der Hülseninnenwand befindlichen inneren Kopfbereiche der benachbarten Wellen/Rippen sind vollständig voneinander beabstandet.

Während es grundsätzlich denkbar ist, dass die an der Hülsenaußenwand befindlichen Wellenköpfe sich berühren und dennoch jeweils rund ausgestaltet sind, wird bevorzugt, dass die Wellenköpfe flach gestaltet sind. Die Außenwand der entstehenden Wickelhülse weist dann nicht nur keine Zwischenräume zwischen den einzelnen äußeren Wellenköpfen auf, sondern entspricht darüber hinaus im Längsschnitt einer im wesentlichen geraden Linie. Die so weitergebildete erfindungsgemäßen Wickelhülse eignet sich besonders gut zum Aufwickeln von flächigem Bandmaterial, z. B. von Aluminiumbahnen, die sich im Falle einer weniger glatten Hülsenaußenwand beim Aufwickeln verformen würden, so dass zumindest die innersten Lagen des aufgewickelten Materials nicht uneingeschränkt verwendbar wären.

Eine glatte Außenwand der Wickelhülse wird z. B. dadurch erhalten, dass die äußeren Wellenköpfe im Querschnitt trapezförmig ausgestaltet werden. Die inneren Wellenköpfe an der Hülseninnenwand können dagegen rund ausgestaltet sein, also insbesondere die Gestalt behalten, die ihnen beim Profilieren des Metallbands gegeben wurde.

Ferner kann das Metallband in vorteilhafter Weise derart gewickelt sein, dass die Bandwickel sich zumindest um die Hälfte ihrer Bandbreite überlappen. Die entstehende Rohrwand besteht dann aus mindestens zwei Bandlagen, was die Festigkeit der Wickelhülse weiter verbessert.

Um eine noch glattere Außenfläche und/oder eine noch besser Biegesteifigkeit der Wickelhülse zu erreichen, kann an der Hülsenaußenwand eine Deckschicht aus einer Folie aufgeklebt, gesiegelt oder sonstwie befestigt werden.

Die Lösung der oben genannten Aufgabe erfolgt zum anderen durch das im unabhängigen Anspruch 8 beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Wickelhülse.

Demzufolge wird zunächst ein flaches Metallband in ein längs gewelltes oder längs geripptes Vorprofilband umgeformt, dessen Wellen-bzw. Rippenflanken mit einer Senkrechten auf der Ebene des Metallbands einen Flankenwinkel ß bilden. Das längs gewellte oder längs gerippte Band wird dann so wendelförmig aufgewickelt, dass jeweils benachbarte Bandwickel sich zumindest teilweise überlappen, so dass ein Rohr entsteht. Das Metallband weist im Querschnitt ein gewelltes oder geripptes Profil auf, dessen nach dem Aufwickeln an der Hülsenaußenwand befindlichen äußeren Wellenköpfe breiter sind als dessen nach dem Aufwickeln an der Hülseninnenwand befindlichen inneren Wellenköpfe. Die an der Rohraußenseite befindlichen äußeren Köpfe der Wellen oder Rippen werden anschließend durch Ausübung eines radialen Druckes auf das Rohr abgeflacht und verbreitert.

Das entstehende Rohr wird anschließend in Wickelhülsen der gewünschten Länge zerschnitten.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass bereits mit geringem Aufwand eine sehr biegesteife und widerstandsfähige Wickelhülse bei geringem Gesamtgewicht hergestellt werden kann. Da bereits das Ausgangsprofil so asymmetrisch ausgestaltet ist, dass die äußeren Wellenköpfe an der späteren Rohraußenwand breiter sind als die inneren Wellenköpfe an der späteren Rohrinnenwand, sind die Lücken zwischen den äußeren Wellenköpfen des Ausgangsprofils im Verhältnis zu diesen äußeren Wellenköpfen bereits relativ klein. Für das Schließen dieser Lücken brauchen die äußeren Wellenköpfe daher nur in geringem Maße flach-bzw. breitgedrückt zu werden. Das bei dem bekannten Herstellungsverfahren notwendige, aufwendige nachträgliche Stauchen entfällt. Außerdem entfällt die Notwendigkeit, auch die inneren Wellenköpfe an der Rohrinnenwand zum Erzielen einer ausreichenden Biegesteifigkeit flachzudrücken : Das Profil ist so ausgestaltet, dass für die inneren Wellenköpfe relativ wenig Material verwendet werden kann, so dass um so mehr Material für die Stege zwischen den äußeren und den inneren Wellenköpfen zur Verfügung steht. Je mehr Material für diese Stege verwendet wird, desto höher ist die radiale Verformfestigkeit der Wickelhülse.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens bleiben nach dem Stauchen der äußeren Wellenköpfe die an der Rohrinnenseite befindlichen inneren Wellen-oder Rippenköpfe voneinander vollständig beabstandet.

Der Flankenwinkel ß des Vorprofilbands beträgt vorzugsweise etwa 5°, damit das Vorprofilband problemlos zu einem Rohr gewickelt werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat das Vorprofilband jedoch zunächst einen Flankenwinkel a, welcher zwischen 15° und 25° liegt. Dann ist das Vorprofilband stapelbar, das heißt, beim Wickeln von mehreren Bandwindungen übereinander legen sich die Flanken der Bandunterseite gleichmäßig auf die Flanken der Bandoberseite. Ein Verdrehen, Auseinandertreiben oder anderweitiges Verformen des Profils findet nicht statt.

Insbesondere kann das Vorprofil daher auf eine Vormaterialspule aufgewickelt werden, deren Durchmesser beim Aufwickeln des besonders ausgestalteten Vorprofils nur vergleichsweise langsam zunimmt. Das profilierte Band kann dabei durch eine in radialer Richtung gerade oder im Bogen bewegliche Profilrolle im Bereich des Auflaufpunkts des profilierten Bandes auf die Vormaterialrolle geführt werden.

Damit wird erreicht, dass die Bandlagenkanten genau aufeinander gelegt werden und das Profilband kantengerade gewickelt wird.

Um beim anschließenden Aufwickeln des Bands zu einer Wickelhülse mit relativ geringer radialer Druckkraft eine glatte Oberfläche zu erhalten, ist jedoch, wie oben beschrieben, der Flankenwinkel ß von etwa 5° zweckmäßig. Das Vorprofilband mit dem flacheren Flankenwinkel a wird daher, eventuell abrollend von der eben beschriebenen Vormaterialspule, noch weiter verformt, bis der Flankenwinkel von etwa 5° erreicht ist.

Daraus ergibt sich eine wesentliche Flexibilisierung des Fertigungsprozesses : das Vorprofilband kann an einer ersten Fertigungsstätte hergestellt, zu einer Vormaterialspule aufgewickelt, an eine zweite Fertigungsstätte transportiert und dort zu der erfindungsgemäßen Wickelhülse weiterverarbeitet werden. Letzteres geschieht vorzugsweise dort, wo die Wickelhülsen später auch zum Aufwickeln von Bändern, Folien, etc. benötigt werden. Dann entfällt die Notwendigkeit, leere Wickelhülsen zu transportieren, die viel Stauraum benötigen.

Es ist demnach nicht mehr notwendig, den gesamten Fertigungsprozess-d. h. insbesondere das Profilieren des Bandes und das Aufwickeln zu einer Wickelhülse- unterbrechungsfrei und an einer einzigen Fertigungsstätte durchzuführen. Diese Auftrennung des Fertigungsprozesses resultiert auch in einer Verringerung der Baugröße der Wickelvorrichtung, die nun nicht mehr die bis zu 20 Profilrollenpaare aufnehmen muss.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden schließlich die Abstände zwischen den Wellen oder Rippen des Metallbands vor oder während des anschließenden Wickelprozesses noch weiter verringert. Dazu werden die Wellen zusammengeschoben, was vorzugsweise mittels von beim Wickelprozess verwendeten Führungsrollen geschieht. Dadurch wird das Stauchen der äußeren Wellenköpfe erleichtert, da die Wellenköpfe bei geringen Abständen zwischen den Wellenköpfen nicht mehr so stark gestaucht zu werden brauchen. Es genügt eine vergleichsweise geringe Stauchung, um die Lücken zwischen den Wellenköpfen zu schließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer beispielhaft in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform näher erläutert.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch ein zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wickelhülse verwendbares Vorprofilband nach einem ersten Verformschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wickelhülse verwendbares Profilband nach einem weiteren Umformschritt, Fig. 3 einen Querschnitt durch zwei ineinandergreifende Lagen eines zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wickelhülse verwendbaren Profilbands, Fig. 4 einen Querschnitt durch zwei ineinandergreifende Lagen eines zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wickelhülse verwendbaren Profilbands, dessen Wellenköpfe weiter zusammen geschoben worden sind, Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Wand einer erfindungsgemäßen Wickelhülse, Fig. 6 eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Profilierungsvorrichtung, Fig. 7 eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Wickelvorrichtung, Fig. 7a eine vergrößerte Ansicht des linken Teils aus Fig.

7, Fig. 7b eine alternative Wickelvorrichtung, Fig. 8 eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbare Führungsrolle, und Fig. 9 eine Profilierungs-und Wickelvorrichtung aus dem Stand der Technik.

Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Fig. 1 zeigt ein Metallband, vorzugsweise ein Aluminiumband, das in ein längs gewelltes Vorprofilband umgeformt worden ist.

Es ist deutlich zu erkennen, dass die äußeren Wellenköpfe 1 des Profils breiter sind als die inneren Wellenköpfe 2 des Profils. Die äußeren Wellenköpfe 1 werden später an der Außenwand der entstehenden Wickelhülse angeordnet sein, die inneren Wellenköpfe 2 an der Innenwand. Eine Wellenflanke bildet mit einer Senkrechten auf der Bandebene einen Flankenwinkel a, der zwischen 15° und 25° liegt. Das in Fig.

1 dargestellte Profilband ist stapel-bzw. aufrollbar, kann also in dieser Form zunächst zwischengelagert oder transportiert werden.

Zur Profilierung dieses Aluminiumbands kann beispielsweise die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung verwendet werden. Das Metallband läuft von einer ersten Spule 3 ab, wird in einer Vorrichtung 4 befettet, von ersten Profilierrollen 5 profiliert und auf eine Vormaterialrolle 6 aufgerollt.

Das profilierte Band wird dabei durch eine in radialer Richtung gerade oder im Bogen bewegliche Profilrolle 13 im Bereich des Auflaufpunkts des profilierten Bandes auf die Vormaterialrolle 6 geführt. Damit wird erreicht, dass die Bandlagenkanten genau aufeinander gelegt werden und das Profilband kantengerade gewickelt wird.

Fig. 2 zeigt das Profilband nach einem weiteren Umformschritt. Der Flankenwinkel hat sich auf einen Winkel ß verringert und beträgt jetzt ungefähr 5°. Das Material ist demnach nicht mehr so gut stapelbar wie das Vorprofilband, der steilere Flankenwinkel ist jedoch günstig, um in dem nachfolgenden Wickelprozess eine glatte Oberfläche der Wickelhülse zu erzielen.

Die hierzu eingesetzte Vorrichtung zeigt Fig. 7 : das Vorprofilband läuft von der Vormaterialrolle 6 ab und wird von zweiten Profilierrollen 7 umgeformt, um den Flankenwinkel ß zu bilden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen das Metallband während des Wickelprozesses. Aus Fig. 3 wird deutlich, dass zwei Lagen des Metallbands ineinander greifen. Das Metallband hat dabei noch das in Fig. 2 dargestellte Profil. Während des Wickelprozesses werden die Wellen des Profils noch weiter zusammengeschoben, so dass das in Fig. 4 dargestellte Profil entsteht. Auch dieser Verfahrensschritt dient dazu, im nachfolgenden Wickelprozess mit geringem Aufwand eine glatte Oberfläche der Außenwand der Wickelhülse zu erreichen.

Fig. 5 zeigt das endgültige Profil einer erfindungsgemäßen Wickelhülse als Längsschnitt durch eine Wand einer solchen Hülse. Die breiten äußeren Wellenköpfe 1 des Profils sind flachgedrückt worden, so dass sich eine glatte, ununterbrochene Außenwand der Wickelhülse ergeben hat.

Aufgrund der vorangehenden Verfahrensschritte, d. h. aufgrund des steilen Flankenwinkels ß und aufgrund des Zusammenschiebens der Wellen, ist zum Flachdrücken der äußeren Wellenköpfe nur eine vergleichsweise geringe radiale Kraft notwendig gewesen. Die vergleichsweise kleinen inneren Wellenköpfe 2 sind nicht weiter verformt worden. Eine hohe Biegesteifigkeit der Wickelhülse ergibt sich dennoch aufgrund der unterbrechungsfreien Außenwand und dadurch, dass relativ viel Material für die Profilstege 12 zwischen den äußeren und den inneren Wellenköpfen 1 und 2 verwendet worden ist.

Zum Aufwickeln des Bands zu der erfindungsgemäßen Wickelhülse dient eine Wickelvorrichtung. Die Wickelhülsen aus profiliertem Band können dabei mit zwei unterschiedlichen Wickelvorrichtungen hergestellt werden, von denen die erste im linken Teil von Fig. 7 dargestellt ist und aus einem Wickeldorn 8 sowie profilierten Führungsrollen 9 besteht.

Fig. 7a ist eine vergrößerte Ansicht dieser Wickelvorrichtung mit Wickeldorn. In dieser Vorrichtung wird der Bahnstreifen um den Wickeldorn 8 gebogen. Führungsrollen 9, die um den Dorn 8 herum angeordnet sind, bewirken, dass der Bandstreifen wendelförmig um den Dorn läuft. Im Ausführungsbeispiel sind hierzu sechs Führungsrollen 9 vorgesehen, je nach Rohrdurchmesser können jedoch auch mehr oder weniger Führungsrollen 9 vorhanden sein.

In einer in Fig. 7b dargestellten alternativen Wickelvorrichtung gibt ein Dreiwalzen-Biegeapparat 10 dem Bandstreifen die gewünschte Krümmung. Die Führungsrollen 9 bewirken hier ebenfalls, dass der Bandstreifen wendelförmig läuft. In dem Bereich, in dem die Wellenköpfe flachgedrückt werden, ist hier eine Gegenrolle 14 angeordnet, da kein Wickeldorn vorhanden ist.

Die Führungsrollen 9 sind jeweils so profiliert, dass ihre Stege die Lücken zwischen zwei Wellenköpfen ausfüllen. Jede Führungsrolle 9 greift dabei über mehrere Bandwindungen hinweg in das Profil der Rohre ein. Um die Wellenabstände des Profils während des Prozesses zu verkleinern, können die Führungsrollen 9 darüber hinaus in Abschnitte aufgeteilt werden, die die Bandsteigungen überdecken.

Fig. 8 zeigt hierzu eine Führungsrolle 9, die in vier Abschnitte A bis D unterteilt ist, wobei sich die Abstände zwischen Stegen 15 der Führungsrolle 9 von Abschnitt zu Abschnitt verringern. In Abschnitt A wird das profilierte Band um den Dorn geführt, ohne die Abstände zwischen den Wellen zu verringern. In den Abschnitten B und C werden die Abstände zwischen den Wellen von Führungsrolle 9 zu Führungsrolle 9 verringert. Anschließend werden die äußeren Wellenköpfe in einem Schritt oder in mehreren Schritten, beispielsweise mittels des Abschnitts D einiger Führungsrollen 9, flachgedrückt.

Abschließend zeigt Fig. 9 eine Profilierungs-und Wickelvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.

Herkömmlicherweise wird ein Metallband 3 in einer Vorrichtung 4 gefettet, dann mit ersten Profilierrollen 5 vorprofiliert, mit zweiten Profilierrollen 7 weiter umgeformt und schließlich in einer Wickelvorrichtung 8,9 aufgewickelt. Die verwendete Vorrichtung ist vergleichsweise groß, und der gesamte Fertigungsprozess muss in einem einzigen Ablauf durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es dagegen, den Fertigungsprozess aufzuteilen und somit auch die Baugröße der verwendeten Vorrichtungen zu verringern.