Die Erfindung betrifft eine Walze für eine Vorrichtung
zum Aufbereiten eines Streifens aus Filtermaterial für
die tabakverarbeitende Industrie, mit einem Walzenkörper
und einer Ummantelung des Walzenkörpers sowie die
Verwendung einer Walze. Darüber hinaus betrifft die
Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbereiten
wenigstens eines Streifens aus Filtermaterial für
die tabakverarbeitende Industrie mit wenigstens einer
Walze, die einen Walzenkörper und wenigstens eine
Ummantelung des Walzenkörpers aufweist.
Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel aus EP 654
224 B1 bekannt. Zum Herstellen von Filterstäben für die
tabakverarbeitende Industrie wird ein Streifen aus
Filtermaterial, sogenanntes Filtertow, aus miteinander
verbundenen Fasern, z.B. aus Celluloseacetat, fortlaufend
von einem Vorrat, z.B. von einem Ballen, abgezogen,
ausgebreitet, gereckt und mit einem Lösungsmittel, z.B.
Triazetin, besprüht, seitlich gerafft, einer mit Blasluft
beaufschlagten Düse und anschließend einem Trichter
zugeführt, von dem aus der aufbereitete und verdichtete
Filterstreifen einer Filterstrangmaschine zugeführt
wird. In der Filterstrangmaschine wird der zu einem
Filterstrang geformte Streifen unter weiterer Verdichtung
fortlaufend mit einem Hüllmaterialstreifen umhüllt,
wonach von dem umhüllten Filterstrang Filterstäbe
abgeschnitten werden.
Bewährte Aufbereitungsgeräte der vorgeschriebenen Art
werden unter der Bezeichnung AF 1, AF 2 und AF 3 von der
Anmelderin gebaut und vertrieben. Bewährte Filterstrangmaschinen
der beschriebenen Art werden unter der Bezeichnung
KDF 2 und KDF 3 von der Anmelderin gebaut und
vertieben.
Der Filtertowstreifen wird in der Filteraufbereitungsvorrichtung
mittels Walzenpaaren transportiert, gereckt
und gerafft. Hierbei wird der Filtertowstreifen zwischen
den sich berührenden Walzen eines Walzenpaares hindurchgeführt.
Im allgemeinen weist eine Walze des
Walzenpaares eine starre gerillte Oberfläche auf, die
eine nachgiebige, gummiartige Oberfläche bzw. Ummantelung
der anderen Walze berührt. Während der Produktion
des Filterstrangs unterliegen diese Gummiwalzen einem
kaum merklichen allmählichen Verschleiß der Ummantelung.
Der Verschleiß der Walzenummantelung wirkt sich allerdings
auf die Filterqualität nach einer bestimmten
Produktionszeit deutlich aus, da der Filtertowstreifen
nicht mehr in dem erforderlichen und gewünschtem Maße
transportiert und gerafft wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe
der vorliegenden Erfindung die Qualität bei der Herstellung
von Filterstäben bzw. Filtersträngen zu überwachen
und zu sichern, wobei die Qualitätssicherung und
-überwachung einfach und kostengünstig sein soll.
Eine erste Lösung der Aufgabe besteht darin, eine Walze
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß
wenigstens eine Verschleißanzeigeeinrichtung für die
Ummantelung vorgesehen ist. Durch die Anzeige des
Verschleißes einer Walze wird das Bedienungspersonal
rechtzeitig darüber informiert, daß die Oberfläche der
Ummantelung stark abgerieben oder abgenutzt ist, so daß
diese Walze ausgetauscht werden muß. Nach Austausch
gegen eine unverbrauchte Walze kann der Herstellungsprozeß
von Filterstäben fortgesetzt werden.
Vorteilhafterweise weist die Ummantelung wenigstens
teilweise zwei Schichten, insbesondere in den verschleißanfälligen
Bereichen der Walze, auf. Nach Abnutzung
beispielsweise einer oder mehreren Verschleißoder
Verbrauchsschicht kann die Walze ausgetauscht
werden, da die Abnutzung dieser Schichten angezeigt
wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Schichten
unterschiedlich und/oder unterscheidbar. Die Unterschiedlichkeit
bzw. Unterscheidbarkeit betrifft die
Eigenschaften der Schichten. Beispielsweise können die
Schichten aus unterschiedlichen Materialien oder Zusammensetzungen
bestehen, die bei Ansicht der Walze jedoch
optisch nicht zu unterscheiden sind. Umgekehrt können
unterscheidbare Schichten aus dem gleichen Material
bestehen. Durch die Ausbildung von mehreren unterschiedlichen
Schichten kann beispielsweise eine härtere
Kernummantelung und eine weichere Verbrauchsummantelung
der Walze hergestellt werden. Je nach Beanspruchungsgrad
der Walze kann somit eine geeignete verschleißunanfällige
Ummantelung hergestellt werden. Besonders in verschleißanfälligen
Bereichen kann eine etwas härtere
Mischung einer Beschichtung ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist
es möglich, daß die Schichten durch Abnutzung der
Ummantelung unterschiedlich und/oder unterscheidbar
sind. Beispielsweise können die Schichten bei Einbau der
Walze nicht zu unterscheiden sein und im Laufe des
Gebrauchs derart in Anspruch genommen werden, daß in
Folge der Abnutzung der Verschleiß an der Ummantelung
bzw. den Schichten wahrzunehmen ist und angezeigt wird.
Durch die Veränderungen der Walzenschichten während des
Herstellungsprozeß des Filterstrangs kann der Verschleiß
gut festgestellt werden.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn die Schichten optisch
unterschiedlich und/oder unterscheidbar sind. Durch die
optische Erkennbarkeit der Schichten kann das Bedienungspersonal
leicht und schnell erkennen, daß eine
Walze abgelaufen ist und erneuert werden muß. Eine
optische Unterscheidbarkeit läßt sich beispielsweise
durch verschiedene farbige Schichten erreichen. Wird
beispielsweise im Laufe des Herstellungsprozeßes eine
äußere blaue Schichtummantelung einer Walze vom geförderten
Filtertowstreifen abgetragen bzw. verschlissen,
wird die darunter innere beispielsweise rote Schicht der
Walze allmählich freigelegt, so daß die Walze insgesamt
eine andere Farbe annimmt. Hierdurch wird dem Bedienungspersonal
angezeigt, daß ein Wechsel der Walze
dringend erforderlich ist. Darüber hinaus kann durch
mehrere unterschiedlich farbige Schichten erreicht
werden, besonders anfällige Bereiche der Walze hinsichtlich
des Verschleißes zu erkennen. Bei Auftreten von
Unebenheiten auf der Oberfläche der Ummantelung kann
beispielsweise diese uneben gewordene Walze nachgeschliffen
werden, so daß stets eine gleichmäßige Walzenoberfläche
für die Filtertowförderung bereitsteht.
In einer Weiterbildung weisen die Schichten wenigstens
eine Verschleißummantelung auf. Beispielsweise kann nach
Abtragen dieser Verschleißummantelung eine neue Verschleißummantelung
auf die Walze aufgebracht werden, so
daß die Kosten herabgesetzt werden, weil lediglich eine
Ersatzverschleißummantelung auf der Walze aufgebracht
oder angeordnet wird.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung
einer oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Walze
beispielsweise in einer Filtertowaufbereitungsvorrichtung.
Durch die Ersetzung von alten Walzen durch die
erfindungsgemäße Walzen können die Kosten für die
Herstellung reduziert werden, da lediglich die Walzen an
der bestehenden Vorrichtung auszutauschen sind.
Darüber hinaus wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung
gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß
eine Verschleißanzeigeeinrichtung für die Ummantelung
oder die Walze vorgesehen ist. Während es sich bei der
ersten erfindungsgemäßen Lösung um eine Art "passive"
Verschleißanzeigeeinrichtung durch beispielsweise
verschieden farbige Walzenschichten handelt, ist die
Verschleißanzeigeeinrichtung in der Vorrichtung "aktiv"
ausgebildet. Mit anderen Worten: es werden keine Maßnahmen
an der Walze vorgenommen sondern vielmehr ist
eine Anzeigeeinrichtung an der Vorrichtung ausgebildet,
die den auftretenden Verschleiß der Ummantelung an einer
Walze überwacht und/oder feststellt. Auch durch diese
erfindngsgemäße aktive Verschleißanzeigeeinrichtung wird
dem Bedienungspersonal angezeigt, daß bei entsprechender
Abnutzung der Walze bzw. der Walzenschichten die Walze
ausgetauscht werden muß.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß die Verschleißanzeigeeinrichtung
durch wenigstens eine Meßeinrichtung für die Oberfläche
der Ummantelung der Walze ausgebildet ist. Durch die
erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung wird die Gleichmäßigkeit
bzw. Ungleichmäßigkeit der Oberfläche einer
Walzenummantelung gemessen und angezeigt bzw. überwacht.
Alternativ können auch farbige Veränderungen der Walzenummantelung
infolge des Verschleißes durch die Meßeinrichtung
festgestellt und angezeigt werden.
Außerdem ist es bevorzugt, wenn die Meßeinrichtung
wenigstens einen, insbesondere akustischen und/oder
optischen, Sensor aufweist. Durch den Sensor kann
berührungslos die Oberfläche der sich drehenden Walze
abgetastet bzw. erfaßt werden. Insbesondere haben sich
akustische bzw. optische Meßverfahren und Meßeinrichtungen
als geeignet erwiesen.
Bevorzugterweise ist der Sensor als Abstandssensor
ausgebildet.
Weiterhin ist vorteilhafterweise die Meßeinrichtung mit
einer Auswerteeinrichtung, insbesondere Rechnereinheit,
verbunden. Die Auswerteeinheit kann die ermittelten
Abstände zwischen der Oberfläche der Walze und dem
Sensor auswerten und bei Über- bzw. Unterschreiten
bestimmter Grenzwerte die Vorrichtung anhalten. In einer
Rechnereinheit können zusätzlich die Meßdaten gespeichert
werden und mittels eines Anzeigenfeldes, z.B.
Display, angezeigt werden. Als Rechnereinheit kann
beispielsweise auch die Maschinenzentrale einer speicherprogrammierten
Steuerung der Vorrichtung verwendet
werden.
Als weitere Lösung wird bei dem Verfahren der eingangs
genannten Art vorgeschlagen, daß der Verschleiß der
Ummantelung der Walze erfaßt wird.
In einer Weiterbildung wird der Abstand zwischen wenigstens
einer Meßeinrichtung, z.B. Abstandssensor, und der
Oberfläche der Walze erfaßt bzw. gemessen. Durch die
Abstandsmessungen können Unebenheiten auf der Walzenoberfläche
festgestellt und angezeigt werden.
Weiterhin kann vorteilhafterweise der Abstand optisch
und/oder akustisch erfaßt werden.
Alternativ kann der Verschleiß der Ummantelung optisch
erfaßt werden, wenn die Walzenummantelung aufgrund von
Abrieb bzw. Verschleiß ihre Färbe ändert. Dies kann
beispielsweise durch eine mehrlagige Ummantelung mit
unterschiedlich farbigen Lagen erreicht werden.
Bevorzugterweise wird der Verschleiß und/oder der
Abstand mittels einer Auswerteeinheit, insbesondere
Rechnereinheit, ermittelt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Querschnittsansicht einer
erfindungsgemäßen Walze;
- Fig. 2
- eine Querschnittsansicht einer
weiteren erfindungsgemäßen Walze;
- Fig. 3
- eine Meßanordnung und
- Fig. 4a, 4b
- ein Walzenpaar in einer Draufsicht
(Fig. 4a) und in einer Seitenansicht
(Fig. 4b).
In den Figuren sind gleiche Elemente mit denselben
Bezugszeichen versehen, so daß von einer erneuten
Vorstellung abgesehen wird.
In Figur 1 ist eine Walze 1 eines Walzenpaars in Querschnitt
dargestellt, die einen Walzenkörper 2 aufweist.
Eine derartige Walze 1 findet zusammen mit einer anderen
Walze, die eine gerillte Oberfläche aufweist, Verwendung
in einer Filtertowaufbereitungsvorrichtung zur Förderung
eines Filtertowstreifens.
Der Walzenkörper 2 besteht beispielsweise aus Stahl und
ist zylinderförmig geformt. Der Walzenkörper 2 ist
umgeben von einer ersten Schicht 3, die von einer
weiteren Schicht 4 umgeben ist. Die Schichten 3 und 4
sind unterschiedlich eingefärbt und bestehen darüber
hinaus aus Gummi. Bei Abnutzung der äußeren Schicht 4
verringert sich allmählich während des Herstellungsprozeßes
der Durchmesser der Walze 1, so daß nach einer
bestimmten Produktionszeit die anders farbige Oberfläche
der Schicht 3 erscheint. Die Schicht 4 ist eine Art
Verbrauchsschicht und gewährleistet eine gleichbleibend
hohe Qualität während des Herstellungsprozeßes. Sobald
die Schicht 4 nicht mehr vorhanden ist, kann eine zuverlässige
Förderung des Filtertowstreifens nicht mehr
gewährleistet werden. Durch die Veränderung der Farbe
der Walze 1 erkennt beispielsweise eine Bedienungsperson,
daß diese Walze ausgetauscht werden muß, um einen
zuverlässigen Betrieb der Vorrichtung zu sichern.
In Figur 2 ist eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen
Walze 1 in Querschnitt dargestellt. Der
Walzenkörper 2 der Walze 1 weist hierbei insgesamt drei
Schichten 3, 4, 5 auf, die den Walzenkörper 2 ringartig
umgeben. Die gummiartigen Ringe 3, 4, 5 sind beispielsweise
unterschiedlich eingefärbt, so daß bei Gebrauch
dieser Walze 1 leicht ein ungleichmäßiger Verschleiß der
Ummantelungen 3, 4, 5 optisch angezeigt werden kann.
Während des Filterherstellungsprozeßes hat sich herausgestellt,
daß der Abtrieb in der Mitte der Walze 1
größer ist als am Rand der Walze, da in der Mitte mehr
Filtertowmaterial gefördert wird. Der Verschleiß ist
kaum merklich und schleichend, wirkt sich allerdings
stark auf die Filterqualität aus.
Durch die an der Oberfläche der Walze 1 erscheinenden
farblich unterschiedlichen Lagen bei Abnutzung der
Schichten 3, 4, 5, kann die Stärke und die Lage des
Verschleißes besser beurteilt werden. Durch die Farbigkeit
läßt sich dies schnell erkennen. Eine ungleichmäßige
Walze kann nachgeschliffen werden, so daß als
äußere Schicht nach dem Abschleifen der Walze 1 wieder
eine einfarbige Schicht vorhanden ist. Nach dem
Nachschleifen kann die Walze 1 wieder in die Vorrichtung
eingesetzt werden.
In Figur 3 ist ein Walzenpaar 10 dargestellt, wie es
beispielsweise in der Filtertowaufbereitungsvorrichtung
gemäß EP 654 224 B1 beschrieben ist. Beispielsweise wird
das Walzenpaar 10 mit einer Walze 11, die eine starre
gerillte Oberfläche aufweist, zusammen mit der Walze 1,
die eine nachgiebige Oberfläche beispielsweise aus Gummi
aufweist, in einer Reckeinrichtung oder in einer Auftragstrecke
oder einer Raffstrecke verwendet.
Zwischen der Walze 11 und der Walze 1 wird ein Filtertowstreifen
12 hindurchgeführt und in die durch den
Pfeil angedeutete Förderrichtung F gefördert. Durch
einen ortsfesten und der Walze 1 zugeordneten Sensor 9
wird der Abstand 8 zwischen der Ummantelung 6 des
Walzenkörpers 2 und dem Sensor 9 gemessen. Zur Auswertung
des Abstand-Meßsignals ist der Sensor 9 über eine
Verbindung 14 mit einem Rechner 15 verbunden. Der
Abstand zwischen der Walze 1 und dem Sensor 9 kann
fortlaufend, d.h. online, überwacht und festgestellt
werden.
In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
sind mehrere Sensoren 9 nebeneinander in einem Abstand
entlang der Walze 1 angeordnet und mit dem Rechner 15
verbunden. Hierdurch kann beispielsweise durch die
Verwendung von mindestens drei Sensoren der absolute
Verschleiß und der ungleichmäßige Verschleiß der Walze 1
bzw. der Ummantelung 6 gemessen werden. Durch Auswertung
der Meßdaten kann eine Überwachung mit vorher festgelegten
Grenzwerten erfolgen.
Außerdem kann das Signal der Abstandssensoren 9 für eine
Wickelkontrolle des Filtertowstreifens genutzt werden,
wenn sich Tow um die Walze 1 bzw. 11 wickelt. Wird dies
festgestellt, so kann der Produktionsprozeß automatisch
gestoppt werden.
In den Figuren 4a und 4b ist ein Walzenpaar 21 einer
Vorreckstrecke in der Draufsicht (Fig. 4a) und in einer
Seitenansicht (Fig. 4b) dargestellt. Ein Walzenpaar 21
einer Vorreckstrecke ist beispielsweise in EP 654 224 B1
bekannt.
Das Walzenpaar 21 der Vorreckstrecke verfügt über eine
ortsfest angebrachte Walze 22 und einer zuschwenkenden
Vorreckwalze 23. Die Vorreckwalze 23 ist über eine
Blattfeder 24, die mit ihrem einen Ende an einem Maschinenteil
26 angeordnet ist, schwenkbar gelagert. Am
anderen Ende der Blattfeder 24 ist die Walze mittels
Haltebügel 27 angeordnet. Die Blattfeder 24 hat die
Funktion als zweidimensionales Lagerelement und ermöglicht
ein Schwenken der Walze 23 an die Walze 22. Zum
Andruck der Walze 23 an die Walze 22 ist am Ende der
Blattfeder 24 unterhalb der Walze 23 ein Druckzylinder
25 vorgesehen. Durch die Blattfeder 24 und den Druckzylinder
25 entstehen sehr geringe Reibwiderstände, so daß
eine sehr genaue und feine Ansteuerung des Anpreßdrucks
der Walze 23 an die Walze 22 möglich ist.
Darüber hinaus unterliegt die Blattfeder 24 keinem
Lagerverschleiß, so daß nach einer längeren Betriebszeit
die Schwenkfunktion und damit die Produktqualität der
Filterstäbe nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus
wird gegenüber den bisherigen Federlagerungen Passungsrost
vermieden, der bei sehr geringen Bewegungen entstehen
kann.
Bezugszeichenliste
- 1
- Walze
- 2
- Walzenkörper
- 3
- Schicht
- 4
- Schicht
- 5
- Schicht
- 6
- Ummantelung
- 8
- Abstand
- 9
- Sensor
- 10
- Walzenpaar
- 11
- Walze
- 12
- Filtertowstreifen
- 14
- Verbindung
- 15
- Rechner
- 21
- Walzenpaar
- 22
- Walze
- 23
- Walze
- 24
- Blattfeder
- 25
- Druckzylinder
- 26
- Maschinenteil
- 27
- Haltebügel
- F
- Förderrichtung