Der Aufbau einer Welle mit Spannschalen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft mittels außen liegender Schalen übertragen wird. Über einen Zentralschlauch expandieren die durchgehenden Schalen aus Stahl oder Aluminium. Die Spannkraft wirkt so nahezu gleichförmig über den gesamten Innenumfang von 360°. Das verhindert eine Deformation der Hülsen, speziell bei geringen Wandstärken und schmalen Teilnutzen.
Die Schalenwelle ist der bevorzugte Wellentyp, mit dem man auch hülsenlos aufwickeln kann.
Das Funktionsprinzip ist folgendes: Die Warenbahn wird in den Spalt zwischen einer Greiflamelle unter einer festen Spannschale eingelegt. Beim Beaufschlagen mit Druckluft wird der Bahnanfang fest geklemmt, während die übrigen Spannschalen expandieren. Nach dem Beenden des Wickelprozesses gehen beim Entlüften der Welle die Schalen auf den Nenndurchmesser zurück. Gleichzeitig wird der Bahnanfang freigegeben und der Wickel kann von der Welle geschoben werden.
Zum Spannen von sehr voluminösen Materialien, dazu mit stark variierenden Stärken, hat sich nachfolgende Lösung bewährt: Der Bahnanfang wird zwischen den expandierenden Spannschalen und einem festen Element (Stab) gespannt. Für den Stab sind unterschiedliche Positionen wählbar.