CH657116A5 - Huelsenstopfen. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen verbesserten Hülsenstopfen zum Schutze der Enden von Hülsenkernen, auf welche Papier, Kunststoff, Gewebe und andere Materialien für die Lagerung, den Versand und den Gebrauch aufgewickelt sind.

In Papierfabriken, Webereien und dgl. werden Papier- und/ oder Geweberollen im allgemeinen auf Hülsenkerne gewickelt, die üblicherweise aus Papiermaterial wie Pappe oder Vollkarton hergestellt sind. Diese Hülsen sind vergleichsweise fest, jedoch sind sie an ihren Enden ungeschützt und können dort leicht beschädigt werden. Während des Versands und der Handhabung werden die Rollen aus Papier und anderen Materialien häufig aufgehoben und verlagert, und wenn die Hülsenenden in irgendeiner Weise beschädigt werden, wird die gesamte Rolle aus Papier oder einem anderen Material unbrauchbar, da sie nicht mehr richtig eingespannt werden kann. Um solche Hülsen zu schützen, werden in die Enden der Hülse üblicherweise Hülsenstopfen eingesetzt.

Hülsenstopfen sind derzeit in vielen Grössen erhältlich, damit sie in unterschiedlich bemessene Hülsen passen. Solche Hülsenstopfen werden aus einer Reihe verschiedener Materialien hergestellt und umfassen unterschiedliche Merkmale, um ihre Festigkeit und Einsatzfähigkeit zu erhöhen. In den US-PS Nr. 4196 378 und Nr. 1919 769 sind Stopfen in der Form von Blechhülsen mit zentralem bzw. exzentrisch liegendem Ausziehloch beschrieben. Hohlstopfen aus Kunststoff mit Flansch- oder Speichenverstärkungen gehen aus den US-PS 3 627 220 und 4 015 711 hervor. Schliesslich zeigt die US-PS 3 547 367 einen Vollkernstopfen mit von einer zentralen Bohrung ausgehenden Verstärkungsrippen.

Die meisten Hülsenstopfen müssen entfernt werden, bevor die auf den Hülsen aufgewickelten Rollen aus Papier, Gewebe od. dgl. verwendet werden können. Die Hülsenstopfen mit zentralem oder exzentrsich angeordnetem Ausziehloch lassen sich entfernen, indem eine Metallschiene oder -Stange in das im Stopfen vorhandene Loch eingeführt wird. Häufig wird die Metallstange oder -schiene jedoch in das Loch des einen der Hülsenstopfen eingeführt und gegen die Innenseite des gegenüberliegenden Hülsenstopfens angesetzt, so dass dieser herausgetrieben werden kann. Da die Hülsenstopfen eine unterschiedliche Grösse besitzen können, können auch die in ihnen vorgesehenen Löcher unterschiedlich bemessen sein. Im allgemeinen sind die Schienen oder Stangen, die zum Entfernen der Hülsenstopfen eingesetzt werden, ein Metall-Vollmaterialstab mit einem Durchmesser von etwa 12 bis 20 mm.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Hülsenstopfen zum Schutz der Enden hohler Papierkarton-Hülsen mit einfachen oder verstärkten Enden zu schaffen, aufweiche Papier, Kunststoff, Gewebe und andere Materialien zur Lagerung, zum Versand und zum Gebrauch aufgewickelt sind. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hülsenstopfen mit einer erhöhten Festigkeit durch Weglassen des üblicherweise zentrischen Lochs, das zum Entfernen des Hülsenstopfens von einer Hülse erforderlich ist, zu schaffen.

Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe geht aus dem Patentanspruch 1 hervor. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche 2 bis 8 definiert.

Der Hülsenstopfen nach der Erfindung hat dank dem Fehlen des üblichen Zentrallochs eine beachtliche Festigkeit zum Entfernen aus einer Hülse. Dieses Entfernen ist notwendig, wenn die Hülse für die Lagerung auf einem Abwickelwerk, einem Umrol-ler od. dgl. eingespannt werden soll.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachstehenden Detailbeschreibung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer typischen Hülse, mit konventionellen, nach dem Stand der Technik ausgebildeten Hülsenstopfen, die in jedem Hülsenende vorgesehen sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Papierhülse mit einem geschnittenen Ende, deren beiden Enden mit Hülsenstopfen nach der Erfindung versehen sind;

Fig. 3 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Hülsenstopfens nach den Merkmalen der Erfindung;

Fig. 4 eine Endansicht eines Hülsenstopfens nach der Erfindung zur Verdeutlichung einer typischen Form der Hülsen-stopfenöffnung oder -nut, und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 4 zur Verdeutlichung einer abgewandelten Form der Öffnung oder Nut.

In Fig. 1 ist eine längliche Papierhülse 10 dargestellt, mit einem Paar herkömmlicher Hülsenendstopfen 11,12, die in jedes Hülsenende eingesetzt sind. Die herkömmlichen Hülsenstopfen besitzen jeweils zentral vorgesehene Löcher 13,14, durch welche eine Hülsenstopfen-Entfernungsstange eingeführt werden kann, um die Hülsenstopfen zu entfernen. Diese Hülsenstopfen 11,12 dienen zum Schutz der Enden der Hülse 10 während des Lagerns und Versands, indem sie Stosseinwirkungen während der Handhabung und Druckbelastungen während des Versands absorbieren. Fig. 2 zeigt den neuen Hülsenstopfen, der nach den Merkmalen der Erfindung gestaltet ist.

In Fig. 2 ist eine typische Papierkarton-Hülse 15 dargestellt, in die an jedem Ende Hülsenstopfen 16,17 eingesetzt sind. Diese Hülsenstopfen 16,17 bestehen vorzugsweise aus Holz oder einem gepressten Holzmaterial, sie können aber auch aus anderen Materialien, wie Kunststoff, hergestellt werden, wenn es auf die Kosten nicht ankommt. Jeder Hülsenstopfen 16,17 ist mit einer Hülsenstopfen-Entfernungsöffnung oder -nut 18,19 versehen, die in der Nähe der äusseren Oberfläche des Hülsenstopfens vorgesehen ist, wodurch den Hülsenstopfen 16,17 eine vergrös-

2

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10

15

20

25

30

35

40*

45

50

55

60

65

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serte Druckfestigkeit bis zum Bersten verliehen wird, verglichen anzeigt, oder bis die Einrichtung ihre Belastungsgrenze erreicht,

mit herkömmlichen Hülsenstopfen 11,12, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Werte werden auf einem Registrierstreifen aufgezeichnet,

Die erhöhte Festigkeit wurde durch Ergebnisse von Druckversu- und die Anzeigen der aufgebrachten Last werden der Kurve in chen demonstriert, die an Prüf-Hülsenstopfen durchgeführt wur- Schritten von 2,54 mm (0,1 ine) entnommen.

den. Eine Versuchsreihe von Hülsendruckversuchen wurde mit 5

Kiefernholz-Hülsenstopfen und Pressholz-Hülsenstopfen durch- Beispiel I

geführt, um ihre Bruchfestigkeit zu messen. Die Versuche wur- Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe von Hülsenbruchversu-

den nach Standardtestverfahren durchgeführt, die vom Compo- chen mit Hülsenstopfen aus Kiefernholz durchgeführt. Die von site Can and Tube Institut (CCTI) festgelegt sind. Jeder Hülsen- vier separaten Tests erhaltenen Ergebnisse, durchgeführt an stopfen hatte einen Nennaussendurchmesser von etwa 7,6 cm 10 konventionellen Hülsenstopfen und an Hülsenstopfen, die nach

(3 inches). der Erfindung gefertigt wurden, wurden gemittelt, um die in der

In jedem Fall wird eine einen Hülsenstopfen enthaltende Tabelle I dargestellten Daten zu erhalten. Die Daten zeigen, dass

Hülse in eine Druckprüfmaschine eingelegt, welche obere und bei Kiefernholzstopfen die Faserrichtung eine bedeutende Rolle untere Platten besitzt, die während der den Test ausführenden bei der Gesamt-Bruchfestigkeit spielt. In den Tests, in denen die

Bewegung nur in einer vertikalen Richtung parallel starr geführt 15 Faserrichtung auf die Richtung der angelegten Kraft ausgerichtet sind. Die Geschwindigkeit der sich bewegenden Platten wird auf ist, sind die Bruchfestigkeiten im allgemeinen höher als bei Tests,

1,2 cm/min (l^inch/min) eingestellt. Die den Hülsenstopfen in denen die Faserrichtung senkrecht zur aufgebrachten Kraft enthaltende Hülse wird in die Mitte zwischen die beiden Platten ausgerichtet ist. Wenn die Faserrichtung senkrecht zur Richtung gelegt, und es wird eine Drucklast aufgebracht, bis die Belastung der aufgebrachten Kraft ist, wird die Bruchfestigkeit in erster konstant wird oder abfällt, was einen Hülsenstopfenbruch 20 Linie durch ein Zusammendrücken der Holzfasern beeinflusst.

Tabelle I

Faserrichtung parallel zur aufgebrachten Kraft Aufgebrachte Kraft

Schritte

Zentralloch

seitliche Öffnung

obenliegende Öffnung mm

(inches)

kg

(lbs.)

kg

(lbs.)

kg

(lbs.)

2,5

(•1)

399

( 880)

395

( 870)

404

( 890)

5,0

(.2)

576

(1270)

576

(1270)

499

(1100)

7,6

(.3)

793

(1770)

816

(1800)

622

(1370)

12,7

(.5)

1450

Bruch bei 12,9 mm (1600)

(3200)

(0,51 inch) (3540)

1695

(3740)

1148

(2530)

17,7

(•7)

3770

(8310)

2251

Bruch bei 20,3 mm (3005)

(4960)

(0,80 inch) (6620)

22,8

(•9)

4540*

(10000)*

2,5

(•1)

367

( 810)

413

( 910)

363

( 800)

5,0

(.2)

503

(1110)

536

(1180)

440

( 970)

7,6

(.3)

680

(1500)

694

(1530)

508

(1120)

12,7

(.5)

1105

(2440)

1085

(2390)

826

(1820)

17,7

(•7)

1466

Bruch bei 21,3 mm (1466)

(3230)

(0,84 inch) (3610)

1380

(3050)

1257

(2770)

22,8

(•9)

Bruch bei 25,9 mm (1738)

(1,02 inch) (3830)

1738

(3830)

* Lastgrenze der Druckversuchsmaschine

Bei den in Tabelle I dargestellten Daten bezieht sich die (3610 pounds). Die Hülsenstopfen nach der Erfindung wider-

Spalte «Zentralloch» auf einen herkömmlichen Kiefernholzstop- standen einem Brechen zumindest bis eine grössere Kraft aufge-

fen mit einem Hülsenstopfen-Entfernungsloch im Zentrum. Die bracht wurde. Bei parallel zur angelegten Kraft ausgerichtetem

Bezugsspalten «seitliche Öffnung» und «obenliegende Öffnung» Faserverlauf und einer Drehung des Hülsenstopfens, so, dass die beziehen sich auf Hülsenstopfen, die nach der Erfindung herge- 60 Öffnung sich auf einer Seite befand, ergab sich kein Bruch bei stellt sind, wobei der Hülsenstopfen so gedreht ist, dass die einer Maximalbelastung von 4540 kg (10 000 pounds). Bei dersel-

Entfernungsöffnung entweder seitlich oder oben am Hülsenstop- ben Faserausrichtung und der Lage der Öffnung oben (oder fen liegt. Die Daten zeigen, dass der herkömmliche Hülsenstop- unten) brach der Hülsenstopfen bei 3005 kg (6620 pounds). Bei fen in jedem Fall vor dem Erreichen des 22,8 mm (0,90 inch)- einem Faserverlauf senkrecht zur aufgebrachten Kraft und bei an

Schrittes der Kompression und bei einer Belastung von etwa 65 einer Seite befindlicher Öffnung brach der Hülsenstopfen bei

1630 kg (3600 pounds) zu Bruch ging. Bei mit der aufgebrachten 1730 kg (3830 pounds). Bei obenliegender Öffnung (oder unten-

Kraft fluchtenden Faserrichtung brach der Hülsenstopfen mit liegend) blieb der Hülsenstopfen bei derselben Belastung ohne dem Zentralloch bei einer Druckbelastung von 1466 kg Bruch erhalten.

657 116 4

Beispiel II Arten von Hülsenstopfen wurden ausgemittelt, um die in Tabelle

II wiedergegebenen Daten zu erhalten. Lediglich eine Daten-Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe von Hülsenbruchtests reihe wurde gesammelt, da die pressgeformten Hülsenstopfen mit pressgeformten Holzstopfen durchgeführt. Die erzielten nicht die gleichen Fasereffekte besitzen, wie sie bei festen

Ergebnisse von mehreren Einzeltests unter Verwendung beider 5 Holzstopfen auftreten.

Tabelle II Aufgebrachte Kraft

Schritte

Zentralloch

seitliche Öffnung

obenliegende Öffnung mm

(inches)

kg

(lbs.)

kg

(lbs.)

kg

(lbs.)

2,5

(-1)

445

( 980)

526

(1160)

467

(1030)

5,0

(.2)

771

(1700)

771

(1700)

622

(1370)

7,6

(.3)

1117

(2460)

1103

(2430)

808

(1780)

12,7

(.5)

2229

Bruch bei 12,7 mm (2260)

(4910)

(0,50 inch) (4980)

2374

(5230)

1525

(3360)

17,7

(-7)

4540*

(10000)*

2796

(6160)

22,8

(•9)

4540*

(10000)*

* Lastgrenze der Druckversuchsmaschine

Die in Tabelle II gezeigten Daten in den Spalten «Zentralloch», «seitliche Öffnung» und «obenliegende Öffnung» haben dieselbe Bedeutung wie vorstehend zu Beispiel I beschrieben. Bei diesem Test mit pressgeformten Stopfen brach der mit dem herkömmlichen Zentralloch versehene Hülsenstopfen bei einer Durchschnittsbelastung von 2260 kg (4980 pounds). Bei dem Hülsenstopfen, der nach der Erfindung hergestellt war, ergab sich bei an einer Seite vorgesehener Öffnung und einer Deformation von 17,7 mm (0,7 inch) kein Bruch bei 4540 kg (10 000 pounds). Als der Hülsenstopfen gedreht wurde, um die Öffnung nach oben auszurichten (oder zum Boden hin) ergab sich bei einer Deformation von 22,6 mm (.89 inch) kein Bruch bei 4540 kg (10 000 pounds). Hiermit ist ersichtlich, dass beide Hülsenstopfen, der Vollmaterial-Holzstopfen und der pressgeformte Hülsenstopfen nach der Erfindung bruchfester sind als herkömmliche mit zentralen Löchern versehene Hülsenstopfen, die aus denselben Werkstoffen gefertigt sind.

Ein Beispiel des Hülsenstopfens nach der Erfindung ist vergrössertinFig. 3 dargestellt. Der Hülsenstopfen 20 besitzt einen festen zylindrischen Rumpfabschnitt 21, der eng in das Ende einer Hülse hineinpasst und einen integralen abgeschrägten Vorderabschnitt 22 zur Erleichterung des Einsetzens des Hülsenstopfens in die Hülse aufweist. Die Aussenfläche 23 des Hülsenstopfens und der zylindrische Rumpfabschnitt 21 sind mit einem Durchmesser vorgesehen, der im wesentlichen gleich ist dem Innendurchmesser der Hülse für die der Hülsenstopfen vorgesehen ist. Die Innenfläche 24 des Hülsenstopfens und der abgeschrägte Vorderabschnitt 22 besitzen einen etwas geringeren Durchmesser als die Aussenfläche 23. Der Hülsenstopfen 20 umfasst eine Hülsenstopfen-Entfernungsöffnung oder -nut 25, die vom Zentrum des Stopfens versetzt an der äusseren Umfangs-fläche, welche sich über die gesamte Länge des Hülsenstopfens erstreckt, angeordnet ist. Für den Fall eines festen, aus Vollmate rial bestehenden hölzernen Hülsenstopfens kann die Öffnung oder Nut an dem Hülsenstopfen durch Fräsen oder Bohren angebracht werden. Wenn die Hülsenstopfen pressgeformt werden, kann die Öffnung oder Nut angeformt werden.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, ist die Form der Öffnung oder Nut 25 im einzelnen nicht von Bedeutung, obwohl die Abmessung der Öffnung oder Nut bestimmte Mindestmasse besitzen muss, um eine Hülsenstopfen-Entfernungsstange oder -schiene aufnehmen zu können. Beispielsweise sollte die Öffnung eine Mindestfläche von etwa 1,2 cm2 (0,2 square inch) besitzen und eine maximale Fläche, die nicht grösserist als etwa 20% der Gesamtfläche der Aussenfläche des Hülsenstopfens. Andere beispielhafte Abmessungen für die Öffnung 25 eines Hülsenstopfens mit einem Nenndurchmesser von etwa 7,62 cm (3 inches) sind eine Tiefe «a», gemessen von einem Rand des Hülsenstopfens, die gleich oder geringer ist als etwa 2,54 cm (1 inch) ; eine Breite «b», gemessen entlang des äusseren Randes des Hülsenstopfens, die gleich ist oder kleiner als etwa 2,54 cm (1 inch) ; oder ein Abstand «c» von der Mittellinie des äusseren Endes 23 des Hülsenstopfens zum Boden der Öffnung 25, der gleich oder kleiner ist als etwa des Durchmessers des äusseren Endes 23. In diesem Zusammenhang soll berücksichtigt werden, dass in der Papierindustrie Hülsenstopfen verwendet werden, die in ihrer Grösse von etwa 5 cm bis 35 cm (2 bis 14 inches) variieren. Die üblichen Zentrallöcher bei diesen Stopfen variieren in ihrer Grösse von etwa 2,54 cm (1 inch) bis hinauf zu einem Durchmesser von 10 cm (4inches). Um jedoch die Festigkeit eines Hülsenstopfens zu erhöhen, sollte seine das Entfernen erleich-50 ternde Öffnung so klein wie möglich sein. In solch einem Fall soll die Öffnung zumindest gross genug sein, um die Stange oder Schiene, die normalerweise zum Entfernen von Hülsenstopfen aus den Hülsen verwendet wird, aufnehmen zu können.

Es ist mithin ersichtlich, dass sich der Hülsenstopfen nach der 55 Erfindung von den Hülsenstopfen nach dem Stand der Technik abhebt und aufgrund dieser Unterschiedlichkeit eine Festigkeit erzielt, die grösser ist als bei herkömmlichen Hülsenstopfen. Obwohl die vorstehende Detailbeschreibung den neuen Hülsenstopfen in mindestens einer Ausführungsform vollständig wiedergibt, ist es offensichtlich, dass Modifikationen und Änderungen am Hülsenstopfen durch den einschlägigen Fachmann vorgenommen werden können, die innerhalb der Grenzen der Schutzansprüche liegen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Hülsenstopfen zum Schutze der Enden von Hülsenkernen für Papier od. dgl., umfassend einen massiven zylindrischen Rumpfabschnitt, der dazu bestimmt ist, eng passend in das Ende einer Hülse eingesetzt zu werden, und einen integralen abgeschrägten Vorderabschnitt vor dem Rumpfabschnitt zur Erleichterung des Einsetzens des Hülsenstopfens in das Ende einer Hülse, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenstopfen (20) an oder in der Nähe seiner Umfangsfläche eine Öffnung (25) besitzt, die sich über die gesamte Länge des Hülsenstopfens erstreckt, um das Entfernen des Hülsenstopfens aus einer Hülse (15) zu erleichtern.
2. 2. Hülsenstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (25) eine Mindestquerschnittsfläche von wenigstens 1,29 cm2 (0,2 square inch) besitzt.
3. 3. Hülsenstopfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (25) eine Querschnittsfläche besitzt, die nicht grösser ist als 20% der Gesamtfläche der Aussenfläche (23) des Hülsenstopfens.
4. 4. Hülsenstopfen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Holz, Kunststoff oder einem Holzverbundmaterial hergestellt ist.
5. 5. Hülsenstopfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (25) die Form einer Nut mit im wesentlichen gewölbten Seiten und einem gewölbten Boden besitzt.
6. 6. Hülsenstopfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (25) die Form einer Nut mit im wesentlichen geraden Seiten und einem ebenen Boden besitzt.
7. 7. Hülsenstopfen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (a) und Breite (b) der Öffnung (25) nicht grösser sind als etwa 'A des Durchmessers der Aussenfläche (23) des Hülsenstopfens.
8. 8. Hülsenstopfen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zentrum des Hülsenstopfens am nächsten liegende Kante der Öffnung (25) einen Abstand (c) von diesem Zentrum besitzt, der gleich ist oder kleiner als etwa A des Durchmessers der Aussenfläche (23) des Hülsenstopfens.