Technischer Leitfaden mit Quellen · ROLL Lab
Papphülsen richtig auswählen
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Von der Anwendung ausgehen, nicht vom Katalog
Eine Papphülse erfüllt immer eine von drei Aufgaben: Sie trägt eine Rolle, die auf sie drückt (Folie, Klebeband), sie trägt ein Gewicht, das sie staucht und biegt (Papier, Metall, schwere Textilien), oder sie umhüllt und schützt (Versand, Säulenschalung). Die erste Frage ist, welche der drei.
| Wenn die Hülse… | zählt vor allem | Prüfung, die man verlangt |
|---|---|---|
| eine Rolle elastischer Folie trägt | Radialdruckfestigkeit und Steifigkeit des Innen-Ø | Radial Crush in bar, CCTI T-158 oder T-159 |
| schwere, breite Rollen trägt | Scheitelstauchwiderstand, Biegung, kritische Drehzahl | Flat Crush ISO 11093-9, Biegung ISO 11093-6 |
| mit der Rolle geschnitten wird (Klebeband, Etiketten) | Schnittqualität, Staub | Flat Crush und Schnittprobe |
| zurückkommt und wiederverwendet wird | Umläufe, Feuchte, Sauberkeit | Vergleich mit Kunststoff, Kosten pro Einsatz |
Wie eine Papphülse aufgebaut ist
Eine Papphülse entsteht aus Kartonstreifen, die um eine Stahlstange gewickelt und Lage für Lage verleimt werden. Beim Spiralwickeln laufen die Streifen schräg zur Achse: Die Stöße verlaufen schraubenförmig und sind von Lage zu Lage versetzt. Die Hülse läuft endlos aus der Maschine und wird auf Länge geschnitten. Beim Parallelwickeln wird ein Bogen in konzentrischen Lagen aufgerollt, und die Länge ist durch die Bogenbreite begrenzt.
Der Hersteller steuert vier Stellgrößen: Zahl der Lagen, Kartonqualität, Wickelwinkel und Leimart, meist auf Wasserbasis. Genau diese Größen verschieben Festigkeit, Steifigkeit und Oberfläche. Deshalb können sich zwei Hülsen mit gleichem Maß unter derselben Rolle unterschiedlich verhalten.
Die 7 Angaben für den Lieferanten
- Innendurchmesser mit Toleranz: Nach ISO 13542 gibt es nur Plustoleranzen (+1,2 mm bei 76 mm). Siehe die Tabelle der Durchmesser und Toleranzen.
- Wandstärke oder Außendurchmesser (Da = Di + 2 × Wand).
- Länge mit Toleranz und Schneidverfahren (Säge, Messer, Drehbank).
- Mindestfestigkeit mit Prüfverfahren: Flat Crush nach ISO 11093-9 in kN/m oder N/100 mm; bei Folien auch Radial Crush in bar nach T-158 oder T-159 (wie man Flat Crush und Radial Crush liest).
- Maximale Feuchte bei Lieferung, meist 6–8 %, im Trockenschrank gemessen (warum die Feuchte so viel ausmacht).
- Ausführung: Kanten (Standard, gefast, eingekerbt), Innenfläche (glatt, gerillt), Außenpapier.
- Verpackung: Palette, Gestell, Stück pro Packstück. Den Platz bestimmt der Außendurchmesser: wie man Hülsen verpackt und verlädt.
Die Regel vom Prof
Fehler, die eine Rolle kosten
- Bei einer Folienhülse nur den Flat Crush vorgeben. Der Flat Crush reagiert kaum auf die Größen, die für die Radialfestigkeit zählen: Zwei Hülsen mit gleichem Flat Crush können sehr unterschiedliche Radialdruckfestigkeiten haben.
- Die Lagerfeuchte vergessen. Ein Prozentpunkt mehr Feuchte kostet etwa 12 % Steifigkeit des Innendurchmessers. Die Hülse folgt der Luft, in der sie lebt, nicht der, in der sie entstanden ist.
- Eine Hülse direkt von der Linie freigeben. Unter Castfolie kommt das Versagen typisch innerhalb von 72 Stunden, unter Blasfolie nach 7 bis 14 Tagen. Man prüft nach 72 Stunden und nach 14 Tagen erneut.
- Lieferanten mit Mustern unterschiedlichen Alters vergleichen. Eine frisch produzierte Hülse ist schwächer als eine abgelagerte: Der Vergleich ist nur bei gleichem Alter und gleicher Feuchte sinnvoll.
- Zu stark trocknen. Unter 4–5 % Feuchte wird Papier spröde.
Geradheit und Antrieb: die zwei vergessenen Angaben
Auf schnellen Maschinen muss die Hülse gerade sein. Eine krumme Hülse läuft exzentrisch, schwingt und kann das Material markieren. Die ISO 11093-5 misst genau den Rundlauf der drehenden Hülse: Ist die Hülse lang oder läuft die Maschine schnell, fordern Sie einen Grenzwert für Geradheit oder Rundlauf.
Die zweite Angabe ist der Antrieb an den Enden. Beim Auf- und Abwickeln übertragen gezahnte Spannköpfe das Anfahr- und Bremsmoment. Ist die Wand zu schwach, reißen die Zähne das Papier auf und die Hülse dreht durch: Auf Englisch heißt das Chew-out, gemessen wird es mit einer Drehmomentprüfung an den Enden. Wenn Sie mit Spannköpfen arbeiten, nennen Sie dem Lieferanten Kopftyp und maximales Drehmoment.
Wovon der Preis einer Hülse abhängt
Hülsen werden pro Stück oder pro Meter verkauft, die Kosten folgen aber den Kilos Papier: Durchmesser und Wand bestimmen das Gewicht, die Kartonqualität den Kilopreis. Dazu kommen Länge und Schnitttoleranzen, Ausführung, Menge, Verpackung und Transport. Deshalb kann eine stärkere Kartonqualität günstiger sein als ein Millimeter mehr Wand: im Lab vergleichen.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Papphülse, Wickelhülse und Wickelkern?
Es ist dasselbe Teil mit drei Namen. „Papphülse“ oder „Kartonhülse“ ist der allgemeine Begriff; „Wickelhülse“ oder „Wickelkern“ heißt sie, wenn Material darauf aufgewickelt wird. Die Normen sprechen von „Hülsen aus Hülsenkarton“. Auf Englisch heißt sie core, auf Französisch mandrin, auf Italienisch anima oder mandrino.
Spiralgewickelt oder parallelgewickelt: Wann nimmt man was?
Bei der spiralgewickelten Hülse laufen die Kartonstreifen schraubenförmig. Sie ist am weitesten verbreitet und wird endlos in jeder Länge gefertigt. Die parallelgewickelte Hülse besteht aus konzentrischen Lagen: Sie ist biegesteifer und glatter, aber teurer und in der Länge begrenzt. Für Folien- und Papierrollen ist die spiralgewickelte Hülse Standard.
Wie wähle ich die richtige Wandstärke?
Man geht von der benötigten Festigkeit aus, nicht von der Wandstärke. Bei Folien zählt die Radialdruckfestigkeit, also wie gut die Hülse dem Druck der Rolle standhält; bei schweren Rollen zählen Scheitelstauchwiderstand und Biegung. Der Rechner „Wie viel Wand wirklich nötig ist“ im ROLL Lab liefert die Mindestwandstärke für einen Zielwert.
Welche Angaben braucht der Lieferant für eine Bestellung?
Sieben Angaben: Innendurchmesser mit Toleranz, Wandstärke (oder Außendurchmesser), Länge mit Toleranz, Mindestfestigkeit mit Prüfverfahren (Flat Crush nach ISO 11093-9, Radial Crush nach CCTI T-158 oder T-159), maximale Feuchte bei Lieferung, Ausführung von Kanten und Oberfläche, Verpackung. Ohne Prüfverfahren ist ein Festigkeitswert nicht vergleichbar.
3-Zoll- oder 6-Zoll-Hülse: Was ändert sich?
Die 3"-Hülse (76 mm Innendurchmesser) ist Standard für Folien, Klebebänder und viele Papiere; die 6"-Hülse (152 mm) für große, schwere Rollen, schnelle Maschinen und Papier. Bei gleicher Wand hat eine 6"-Hülse eine geringere Radialdruckfestigkeit als eine 3"-Hülse, weil der Durchmesser doppelt so groß ist: Sie braucht mehr Wand oder stärkeren Karton.
Kann man Papphülsen wiederverwenden?
Ja, wenn sie unbeschädigt, trocken und ohne eingedrückten Innendurchmesser zurückkommen. In der Praxis wird Karton einmal genutzt und dann recycelt; Kunststoffhülsen erreichen nach Kundenerfahrungen, die Hersteller berichten, je nach Werkstoff 3 bis 35 Umläufe.
Warum bricht eine „gleiche“ Hülse von einem anderen Lieferanten?
Weil „gleich“ oft nur gleicher Durchmesser und gleicher Flat Crush heißt. Zwei Hülsen mit gleichem Flat Crush können sehr unterschiedliche Radialdruckfestigkeiten haben; dazu kommen Feuchte bei Lieferung und Alter der Hülse. Ein Vergleich ist nur bei gleichem Prüfverfahren, gleicher Feuchte und gleichem Alter sinnvoll.
Was bestimmt den Preis einer Papphülse?
Das Papiergewicht (Durchmesser und Wand), die Kartonqualität, Länge und Schnitttoleranzen, Ausführungen, Mengen, Verpackung und Transport. Hülsen werden meist pro Stück oder pro Meter verkauft, die Kosten folgen aber den Kilos Papier.
Quellen
- ISO 13542:2006 — Innendurchmesser von Hülsen für Rollen
- ISO 11093-9 — Scheitelstauchwiderstand
- CCTI T-158, T-159 — Radial Crush
- Osservatorio Packaging (Universität Bologna), Datenblatt „Avvolgimento a spirale“; W. Soroka, Fundamentals of Packaging Technology, 5. Aufl., IoPP 2014
- ISO 11093-5 — Rundlauf
- US-Patent 5,379,648 (1995), Chew-out-Prüfung an Papphülsen
- Auswertung ROLL Lab
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