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Die Erfindung betrifft eine Reckwalze zum Recken oder Strecken von Fasermaterialsträngen in Vorrichtungen der Tabak verarbeitenden Industrie, mit einem Grundkörper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Walze.
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Solche Walzen kommen in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Recken oder Strecken von Fasermaterialsträngen zum Einsatz und sind bevorzugt Bestandteil einer Streckvorrichtung. Hierzu sind mindestens zwei Walzen vorgesehen, von denen die eine in einem Abstand stromabwärts von der anderen angeordnet ist. Zwischen diesen beiden Walzen findet eine definierte Reckung oder Streckung eines Fasermaterialstranges statt, indem die Umfangsgeschwindigkeit der stromabwärts angeordneten Walze etwas höher als die Umfangsgeschwindigkeit der stromaufwärts gelegenen Walze ist. Da somit die stromaufwärts gelegene Walze wegen ihrer gegenüber der stromabwärts gelegenen Walze geringeren Umfangsgeschwindigkeit eine Bremswirkung auf den Fasermaterialstrang ausübt, wird die stromaufwärts gelegene Reckwalze alternativ auch als Bremswalze bezeichnet. Eine solche Streckeinrichtung ist beispielsweise in der
WO 2005/058079 A1 offenbart, die eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Filtertowmaterial zur Herstellung von Filtern im Zweistrangverfahren beschreibt.
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Insbesondere beim Filteraufbereitungsprozess kommen profilierte Reckwalzen zum Einsatz. Wegen der teilweise sehr hohen Friktion zwischen den Fasermaterialsträngen und der Mantelfläche der Reckwalze ist zur Reduktion des Verschleißes die Verwendung von gehärtetem Stahl vonnöten, aus dem deshalb herkömmliche Reckwalzen hergestellt werden. Dadurch wird aber die Bearbeitung recht aufwändig, was unter anderem auch für die Herstellung einer gewünschten Profilierung in der Mantelfläche gilt.
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Da die Herstellungskosten bei der Entwicklung und Fertigung von Vorrichtungen der Tabak verarbeitenden Industrie stark im Fokus stehen, schlägt die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Reckwalze zum Recken oder Strecken von Fasermaterialsträngen in Vorrichtungen der Tabak verarbeitenden Industrie vor, welche einen Grundkörper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass auf die Mantelfläche des Grundkörpers eine Beschichtung aufgebracht ist und das Material der Beschichtung eine größere Härte als das Material des Grundkörpers aufweist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze vor, bei welchem in einem ersten Schritt der Grundkörper mit einer im Wesentlichen zylindrischen Mantelfläche hergestellt und in einem nachfolgenden zweiten Schritt auf die Mantelfläche eine Beschichtung aufgebracht wird, deren Härte höher als die Härte des Materials für den Grundkörper ist.
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Bei der erfindungsgemäß hergestellten Reckwalze besteht demnach der Grundkörper aus einem Material mit einer relativ geringen Härte, während die auf die Mantelfläche des Grundkörpers aufgebrachte Beschichtung ein Material mit einer relativ hohen Härte aufweist, um den Anforderungen zur Reduktion des Verschleißes wegen der teilweise sehr hohen Friktion zwischen den Fasermaterialsträngen und der Mantelfläche der Reckwalze zu genügen. Die Verwendung von relativ weichem Material führt zu einem reduzierten Aufwand bei der Herstellung und Bearbeitung des Grundkörpers. Dies gilt insbesondere auch für die Ausbildung einer Profilierung auf der Mantelfläche des Grundkörpers und hat eine Reduzierung der Fertigungszeit zur Folge. Eine anschließend aufgebrachte Beschichtung aus relativ hartem Material auf die Mantelfläche des Grundkörpers sorgt dann für eine ausreichende Oberflächenhärte zur Verschleißminderung. Demnach verzichtet die Erfindung auf die Verwendung eines Materials hoher Härte für die gesamte Walze, welches schwierig und nur mit großem Aufwand bearbeitbar ist, sondern beschränkt den Einsatz von hartem Material auf den Bereich der Mantelfläche, wo tatsächlich eine hohe Härte gefordert wird, während dies in den übrigen Abschnitten der Walze nicht erforderlich ist. Deshalb schlägt die Erfindung für den Grundkörper die Verwendung von relativ weichem Material vor, das sich nicht nur einfacher und schneller und somit ohne größeren Aufwand bearbeiten lässt, sondern auch zu geringeren Kosten zu erwerben ist.
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Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Bevorzugt wird als Material für die Beschichtung Nickel verwendet, das für eine ausreichende Oberflächenhärte sorgt.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Material der Beschichtung Cerid enthalten, das eine noch größere Härte aufweist.
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Eine gemeinsame Weiterbildung der beiden zuvor angesprochenen Ausführungen zeichnet sich dadurch aus, dass die Beschichtung eine auf dem Grundkörper aufliegende und Nickel enthaltende innere Lage und eine auf der inneren Lage aufliegende und Cerid enthaltende äußere Lage aufweist.
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Bevorzugt kann die Dicke der äußeren Lage etwa 6 bis 8 μm und/oder die Dicke der Beschichtung max. etwa 30 μm betragen.
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Vorzugsweise kann die Nickelschicht durch chemisches Nickeln hergestellt sein.
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Ferner kann vorzugsweise die Beschichtung durch ein Vakuum-Plasma-Beschichtungsverfahren aufgebracht sein.
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Bevorzugt weist das Material des Grundkörpers Metall oder eine Metalllegierung auf. Insbesondere weist das Material des Grundkörpers Aluminium auf, das sich wegen seiner relativ geringen Härte besonders einfach verarbeiten lässt, was eine Reduzierung der Fertigungszeit und somit der Kosten zur Folge hat. Bevorzugt kann das Material des Grundkörpers EN755-2-ENAW6082 aufweisen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der Grundkörper hohl, wodurch sich eine deutliche Gewichtsersparung erzielen lässt. Zweckmäßigerweise kann der Grundkörper im Wesentlichen die Form eines Rohres oder Rohrstückes haben, wobei er bevorzugt aus einem Rohr gedreht wird, wodurch sich dessen Herstellung besonders einfach bewerkstelligen lässt.
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Wenn die Mantelfläche des Grundkörpers mit einer Profilierung versehen wird, was bei Reckwalzen bevorzugt zur Führung der Fasermaterialstränge der Fall ist, sollte das Material der Beschichtung insbesondere derart beschaffen sein, dass nach Auftrag der Beschichtung auf die Mantelfläche des Grundkörpers die Profilierung erkennbar und somit wirksam bleibt. Mithilfe der Erfindung lässt sich eine Reckwalze mit einer solchen Ausgestaltung besonders einfach herstellen, da die Ausbildung der Profilierung im ersten Schritt erfolgt, wenn der Grundkörper hergestellt wird, bevor in einem nachfolgenden zweiten Schritt auf die dann bereits mit der gewünschten Profilierung versehene Mantelfläche die Beschichtung aufgebracht wird. Da der Grundkörper erfindungsgemäß aus einem relativ weichen Material hergestellt wird, lässt sich die Profilierung auf einfache Weise problemlos in die Mantelfläche des so hergestellten Grundkörpers einarbeiten und erhält die erforderliche Oberflächenhärte nach Auftrag der Beschichtung aus einem Material, deren Härte höher als die Härte des Materials für den Grundkörper ist.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 im Längsschnitt eine Reckwalze gemäß einer bevorzugten Ausführung und
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2 eine vergrößerte ausschnittsweise Ansicht einer Einzelheit von 1.
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In 1 ist im Längsschnitt eine Reckwalze gezeigt, wie sie in der Tabak verarbeitenden Industrie zum Recken oder Strecken insbesondere von Filtertowmaterial zum Einsatz kommt und Bestandteil einer Streckvorrichtung ist. Hierzu sind mindestens zwei Reckwalzen der in 1 gezeigten Art vorzusehen, von denen die eine in einem Abstand stromabwärts von der anderen angeordnet ist. Zwischen diesen beiden Reckwalzen findet eine definierte Reckung oder Streckung eines Filtertowstreifens statt, indem die Umfangsgeschwindigkeit der stromabwärts angeordneten Reckwalze etwas höher als die Umfangsgeschwindigkeit der stromaufwärts gelegenen Reckwalze ist. Da somit die stromaufwärts gelegene Reckwalze wegen ihrer gegenüber der stromabwärts gelegenen Reckwalze geringeren Umfangsgeschwindigkeit eine Bremswirkung auf den Filtertowstreifen ausübt, wird die stromaufwärts gelegene Reckwalze alternativ auch als Bremswalze bezeichnet.
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Die Reckwalze gemäß dem vorliegend anhand der beigefügten Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht nicht aus gehärtetem Stahl, sondern weist einen Grundkörper 2 auf, der aus einem relativ 'weichen' Metall hergestellt ist. Wie 1 erkennen lässt, weist der Grundkörper 2 eine umlaufende Seitenwandung bzw. einen umlaufenden Mantel 4 auf, der die Form eines Zylinders hat, dessen Rotationsachse in 1 als strichpunktierte Linie abgebildet und mit dem Bezugszeichen ”6” gekennzeichnet ist. Somit hat auch die Außen- bzw. Mantelfläche 4a eine zylindrische Form und wird die dargestellte Reckwalze im Einsatz um die Rotationsachse 6 drehbar gelagert.
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Die Reckwalze ist im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht massiv, sondern hohl, indem der Grundkörper 2 einen Hohlraum 8 aufweist und zu seinen beiden Stirnseiten offen ist. Hierzu ist der Grundkörper 2 bevorzugt aus einem Rohr gedreht.
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Als 'weiches' Metall kommt bevorzugt Aluminium infrage, sodass der in 1 dargestellte Grundkörper 2 bevorzugt aus einem Rohr aus Aluminium gedreht ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann aber auch beispielsweise EN755-2-ENAW6082 (AlSi1MgMn) als Material für den Grundkörper 2 infrage kommen.
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2 ist eine mit „II” gekennzeichnete vergrößerte ausschnittsweise Abbildung eines Abschnittes des Mantels 4 im Bereich seiner Mantelfläche 4a. Wie 2 erkennen lässt, ist die Mantelfläche 4a profiliert, was für die Führung des Filtertowstreifens von Vorteil ist. Wegen der erwähnten Verwendung eines Metalls mit relativ geringer Härte, wie beispielsweise Aluminium, lässt sich eine gewünschte Profilierung in die Mantelfläche 4a des Grundkörpers 2 ohne wesentlichen Aufwand einarbeiten.
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Nach Herstellung des in 1 gezeigten Grundkörpers 2 mit der in 2 schematisch gezeigten Profilierung der Mantelfläche 4a wird auf die Mantelfläche 4a eine Beschichtung aufgebracht, deren Härte höher als die Härte des Materials für den Grundkörper 2 und somit auch für dessen Mantel 4 ist. Die anschließend aufgebrachte Beschichtung, die in 2 schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen ”10” gekennzeichnet ist, sorgt für eine ausreichende Oberflächenhärte. Dabei sollte das Material für die Beschichtung 10 nicht nur die gewünschte Härte aufweisen, sondern auch so beschaffen sein, dass nach Auftrag der Beschichtung 10 auf die Mantelfläche 4a die Profilierung weiterhin erkennbar und somit vorhanden ist. Demnach muss das Material für die Beschichtung 10 beispielsweise während des Auftrages derart flüssig sein und nur mit einer solchen Menge aufgetragen werden, dass die Profilierung weiterhin erkennbar bleibt und somit verhindert wird, dass die Profilierung verschlossen wird, wobei nach dem Aufbringen das Material aushärtet. Alternativ bietet sich aber beispielsweise auch ein Vakuum-Plasma-Beschichtungsverfahren an. Ähnliches gilt auch für eine richtige Dimensionierung der Dicke der Beschichtung 10, welche zum einen für eine robuste Oberflächenhärte ausreichend stark und zum anderen ausreichend dünn sein soll, um der Kontur der Profilierung zu folgen, ohne dass die Profilierung ihre Form verliert. Als Material für die Beschichtung 10 kommt bevorzugt Nickel und/oder Cerid(, bei dem es sich um ein metallisches Chrom-Nitrit bzw. Cr2N handelt,) infrage, wobei die Nickelschicht vorzugsweise durch chemisches Nickeln hergestellt wird. Bevorzugt kann die Beschichtung 10 eine auf dem Grundkörper 2 aufliegende und Nickel enthaltende innere Lage und eine auf der inneren Lage aufliegende und Cerid enthaltende äußere Lage aufweisen. Dabei sollte bevorzugt die Dicke der äußeren Lage etwa 6 bis 8 μm und/oder die Dicke der gesamten Beschichtung 10 max. etwa 30 μm betragen. Ferner kann die Beschichtung 10 vorzugsweise AlNiP, insbesondere mit einem Phosphor-Anteil von etwa 11%, oder eine sonstige Nickel-Phosphor-Legierung aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN755-2-ENAW6082 [0014]
- EN755-2-ENAW6082 [0024]
