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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Trocknen eines
Druckmediums auf einem Bedruckstoff sowie ein Verfahren zum Trocknen eines
Druckmediums auf einem Bedruckstoff.
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In
der Drucktechnik ist es bekannt, ein Druckmedium, wie beispielsweise
Tinte, das auf einem Bedruckstoff, wie beispielsweise ein Papierbogen,
aufgebracht wurde, nach dem Aufbringen zu Trocknen. Dabei ist es
insbesondere im Digitaldruck möglich,
unterschiedliche Druckelemente, die beispielsweise aus Text und/oder
Bildern bestehen, direkt neben- und nacheinander auf einen oder
eine Vielzahl von Bedruckstoff(en) zu drucken. Die einzelnen Druckelemente
können
dabei Bereiche hoher Belegung des Druckmediums sowie unbedruckte
Bereiche besitzen.
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Um
das Druckmedium und den Bedruckstoff zu trocknen, ist es bekannt,
einen Mikrowellenapplikator zu benutzen, der Mikrowellen auf das
Druckmedium und den Bedruckstoff richtet. Dabei wird im wesentlichen
die durch die Tinte in den Bedruckstoff eingebrachte Flüssigkeit,
verdampft und dadurch in die Umgebung abgegeben. Der Mikrowellenapplikator koppelt
dabei aufgrund seiner Auslegung mehr Energie in Bereiche hoher Feuchtigkeit
(z. B. hohe Tintenbelegung) ein als in Bereiche mit geringer Feuchtigkeit
(z. B. geringe oder keine Tintenbelegung), sodass eine homogene
Trocknung bis zur vor dem Bedruckprozess vorhandenen Gleichgewichtsfeuchte des
Bedruckstoffes erreicht werden kann.
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Hierdurch
treten jedoch zeitlich und örtliche lokale
Schwankungen hinsichtlich der in die Umgebungsluft abgegebenen Feuchtigkeit
auf. Um die entstehende Feuchtigkeit abzuführen ist es bekannt eine dem
Mikrowellenapplikator nachgeordnete Luft-Trocknungsvorrichtung vorzusehen, die
beispielsweise einerseits Luft auf den Bedruckstoff bläst, während sie
gleichzeitig eine Luftabsaugung vornimmt. Dabei nimmt die aufgeblasene
Luft die Feuchtigkeit auf und wird dann durch die gleichzeitige
Absaugung der Luft abtransportiert. Eine solche Vorrichtung zum
Abführen
der feuchten Luft, ist normalerweise nicht in der Lage lokal und
kurzzeitig auftretende hohe Feuchtigkeitsmengen abzutransportieren,
da sie in der Regel eine konstante Luftströmung besitzt, die für eine mittlere
Feuchtigkeitsaufnahme ausgelegt ist. Es wäre natürlich möglich, die Leistungsfähigkeit
dieser Vorrichtung durch Erwärmen und/oder
durch Trocknen und/oder erhöhen
des Luftvolumens der aufgeblasenen Luft so zu steigern, dass jegliche
wenn auch nur kurzzeitig und lokal auftretende Feuchtigkeitsmengen
abgeführt
werden könnten.
Dies würde
jedoch einerseits zu einem hohen apparativen Aufwand und andererseits
zu einem hohen Energieeinsatz führen,
da die Vorrichtung die meiste Zeit mit einer höheren Leistung als im Mittel notwendig
betrieben würde.
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Wenn
die Feuchtigkeit nicht vollständig
abtransportiert wird, kann sie unter anderem den Bedruckstoff beeinträchtigen,
da der Bedruckstoff die Feuchtigkeit aufnehmen und Wellen schlagen
kann, was seine weitere. Verarbeitung wesentlich behindern kann.
Ferner kann die Feuchtigkeit das Druckmedium beeinträchtigen,
so dass es nicht effektiv getrocknet und verschmiert werden könnte, was
wiederum die Weiterverarbeitung des Bedruckstoffes beeinträchtigt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf einfache
und kostengünstige Art
und Weise eine effektive Trocknung eines Druckmediums auf einem
Bedruckstoff vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
System zum Trocknen eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff gelöst, dass
eine Heizquelle, eine Gasquelle, eine Transportvorrichtung und eine der
Heizvorrichtung in Transportrichtung der Transportvorrichtung nachgeordneten
Gasaufbringvorrichtung zum Aufbringen einer Gasströmung auf
den Bedruckstoff aufweist. Die Gasaufbringvorrichtung besitzt wenigstens
zwei benachbarte Gasführungskanäle zum Leiten
von Gas von der Gasquelle auf den Bedruckstoff, und wenigstens eine
Blockiereinheit in jedem der Gasführungskanäle zum teilweisen Blockieren
der Gasströmung,
wobei die Gasaufbringvorrichtung so angeordnet ist, dass die Gasführungskanäle quer
zur Transportrichtung der Transportvorrichtung benachbart sind.
Durch die Blockiereinheit in jedem Gasführungskanal kann eine auf den
Bedruckstoff gerichtete Gasströmung örtlich verändert werden,
sodass bei gleichbleibendem Gesamtströmungsvolumen Bereiche mit höherer Strömung und Bereiche
mit niedriger Strömung
eingestellt werden können.
Somit kann zum Beispiel Gasströmung
auf Bereiche des Bedruckstoffes verringert werden, in denen weniger
Druckmedium vorhanden ist, während
gleichzeitig die Gasströmung
in den anderen, noch offenen, Gasführungskanälen vergrößert wird. Dies ermöglicht somit
bei minimalem apparativen Aufwand und geringem Energieeinsatz die
Aufnahme lokal und zeitlich schwankender Feuchtigkeitsmengen aus
der den Bedruckstoff direkt umgebenden Luft. Hierdurch ist wiederum
die Trocknung eines Bedruckstoffs und eines auf den Bedruckstoff
aufgetragenen Druckmediums möglich,
das von einer Heizvorrichtung, wie beispielsweise einem Mikrowellenapplikator,
erhitzt wurde, da die dabei entstandene Luftfeuchtigkeit effektiv
abgeführt
wird.
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Je
nach der Verteilung der zu erwartenden Feuchtigkeitsschwankungen
können
beispielsweise 5 bis 30 Gasführungskanäle benachbart
nebeneinander angeordnet sein, die sowohl auf in Bewegungsrichtung
des Bedruckstoffs als auch quer hierzu auftretende lokale Feuchtigkeitsschwankungen
ansprechen können.
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In
einem Ausführungsbeispiel
ist wenigstens eine Absaugvorrichtung benachbart zu der Gasaufbringvorrichtung
angeordnet, um das aufgebrachte und die Feuchtigkeit aufnehmende
Gas kontrolliert abzuleiten. Die Absaugvorrichtung weist dabei vorzugsweise
eine der Anzahl von Gasführungskanälen in der
Gasaufbringvorrichtung entsprechende Anzahl von Absaugkanälen auf,
wobei in jedem Absaugkanal jeweils wenigstens eine zweite Blockiereinheit vorgesehen
ist, die in den Absaugkanal hineinbewegbar ist, um den Absaugquerschnitt
des Absaugkanals zu verringern. Durch das vorsehen der zweiten Blockiereinheiten
in den Absaugvorrichtungen, insbesondere in den Absaugkanälen, kann
das Absaugen des Gases dem Aufbringen des Gases lokal angepaßt werden,
um lokal jeweils eine vollständige Absaugung
zu gewährleisten.
Dies vermindert Fluktuationen zwischen den einzelnen Absaugkanälen und
verbessert die Effizienz des Systems. Die Blockiereinheiten der
Absaugkanäle
können
mit den Blockiereinheiten der Gasführungskanäle gekoppelt sein, um eine
gemeinsame Bewegung zu ermöglichen
und so den Aufbau des Systems zu vereinfachen, indem beispielsweise
ein gemeinsames Betätigungselement
vorgesehen ist.
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In
einer Ausführungsform
sind die Blockiereinheiten der Gasführungskanäle in den Gasführungskanälen in Transportrichtung
der Transporteinheit am Ende der Gasführungskanäle angeordnet und die Blockiereinheiten
der Absaugkanälen
sind in Transportrichtung der Transporteinheit am Anfang der der
Gasaufbringvorrichtung nachgeordneten Absaugkanälen der Absaugvorrichtung angeordnet.
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Um
die Anzahl der Blockiereinheiten zu verringern, kann auch eine Blockiereinheit
verwendet werden, die gleichzeitig den Querschnitt des entsprechenden
Gasführungskanals
und den Querschnitt des entsprechenden Absaugkanals verringert.
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In
einer Ausführungsform
weisen die Blockiereinheiten jeweils wenigstens eine bewegliche Klappe
auf, die beispielsweise über
einen Hubmagneten geöffnet
und geschlossen wird.
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Vorzugsweise
sind wenigstens zwei der benachbarten Gasführungskanäle mit einer gemeinsamen mit
der Gasquelle verbundenen Gaszuführung verbunden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die mit den ersten Blockiereinheiten
in den Gasführungskanälen verbunden
ist, und konfiguriert ist zum selektiven Ansteuern der ersten Blockiereinheit.
Die Steuervorrichtung kann auch mit den zweiten Blockiereinheiten
in den Absaugkanälen
zum selektiven Ansteuern der zweiten Blockiereinheiten verbunden
sein. Durch das selektive ansteuern der einzelnen Blockiereinheiten kann
die Gasströmung
gezielt auf Bereiche mit einem hohem Druckmediumanteil konzentriert
werden, um dort den Trocknungseffekt zu erhöhen. Gegebenenfalls kommt es
zusätzlich
zu einem Kühleffekt
des Bedruckstoffs, wobei die entsprechende Steuerung der Gasströmung den
Kühleffekt
homogenisieren kann.
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Die
Steuervorrichtung kann beispielsweise zum Empfang von Daten mit
einem Druckwerk, einem digitalen Front-End oder einer Heizvorrichtung, beispielsweise
ein Mikrowellenapplikator, verbunden sein, um eine selektive Ansteuerung
der Blockiereinheiten beispielsweise abhängig von Daten über die örtliche
Verteilung des Druckmediums auf dem Bedruckstoff vorsehen zu können. Durch
gezieltes Erhöhen
und Verringern der Gasströmung
in den Gasführungskanälen können so
Stellen mit einer großen Menge
von Druckmedium auf dem Bedruckstoff mit einer größeren Menge
an Gas beaufschlagt werden, während
Bereiche mit geringerer Menge an Druckmedium mit weniger Gas beaufschlagt
werden. Durch diese örtlich
unterschiedliche Gasaufbringung kann eine effektive Abführung von
Luftfeuchtigkeit, beispielsweise im Bereich eines des Druckmediums und/oder
eines Bedruckstoffes er reicht werden. Lokale und kurzfristige Schwankungen
der Luftfeuchtigkeit können
berücksichtigt
werden.
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Unter
der Gasaufbringvorrichtung kann auch ein Lochblech vorgesehen sein,
das die Gasströmung
durch die Gasführungskanäle vor dem
Auftreffen auf dem Druckmedium bzw. Bedruckstoff verwirbelt und
somit eine effektivere Aufnahme von Luftfeuchtigkeit vorsieht.
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Des
Weiteren wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch
ein Verfahren zum Trocknen eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff
gelöst,
bei dem der Bedruckstoff durch eine Trocknungsvorrichtung in eine
Transportrichtung bewegt wird, während
durch eine Heizvorrichtung eine in dem Druckmedium und/oder dem
Bedruckstoff befindliche Flüssigkeit
verdampft wird. Gleichzeitig wird eine Gasströmung in wenigstens zwei benachbarten Gasführungskanälen, die
quer zur Transportrichtung auf unterschiedliche Bereiche des Druckmediums/Bedruckstoffes
gerichtet sind vorgesehen, zum Aufnehmen der beim verdampfen entstandenen Dampfes.
Die Gasströmung
in den jeweiligen Gasführungskanälen wird
teilweise blockiert und freigegeben, um lokal unterschiedliche Gasströmungen zu erzeugen,
und das mit dem Dampf angereicherte Gas wird durch wenigstens eine
Absaugvorrichtung, die in Transportrichtung benachbart zu der Gasaufbringvorrichtung
vorgesehen ist, abgesaugt. Durch das Verfahren lassen sich die schon
zuvor genannten Vorteile einer verbesserten Ableitung von Feuchtigkeit
aus der Umgebung eines Bedruckstoffs selbst bei lokal schwankenden
Feuchtigkeitsvolumen erreichen.
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In
einer Ausführungsform
weist das Verfahren ferner das teilweise blockieren und Freigeben
der Gasströmung
in Absaugkanälen
der wenigstens einen Absaugvorrichtung auf, wobei die Anzahl der
Absaugkanäle
der Anzahl der Gasführungskanäle entspricht.
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Vorzugsweise
wird dabei das Gas selektiv in den wenigstens zwei Gasführungskanälen und/oder in
den entsprechenden Absaugkanälen
in Abhängigkeit
von einer örtlichen
Druckmediumsbelegung auf dem Bedruckstoff teilweise blockiert. Dabei
werden vorzugsweise für
eine Ermittlung der Druckmediumsbelegung Daten von einem Druckwerk,
einem digitalen Front-End oder der Heizvorrichtung vorgesehen, die
bei spielsweise Teil einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen
Druckmaschine sind.
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Vorzugsweise
wird die in dem Druckmedium und/oder dem Bedruckstoff befindliche
Flüssigkeit mit
Mikrowellen, die durch einen Mikrowellenapplikator eingekoppelt
werden verdampft.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand unterschiedlicher Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Systems zum Trocknen eines Druckmediums
auf einem Bedruckstoff gemäß einer
ersten Ausführungsform
und in einer ersten Position;
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2 die
schematische Seitenansicht eines Systems zum Trocknen eines Druckmediums
auf einem Bedruckstoff gemäß 1 in
einer zweiten Position;
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3 eine
schematische Draufsicht auf die Vorrichtung zum Aufbringen einer
Gasströmung
auf ein Substrat gemäß 1;
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4 eine
schematische Seitenansicht eines Systems zum Trocknen eines Druckmediums
auf einem Bedruckstoff gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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5 und 6 ein
Diagramm für
eine beispielhafte Verteilung eines Luftdurchflusses in einzelnen
Gasführungskanälen eines
Trocknungssystems gemäß 1.
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In
der nachfolgenden Beschreibung verwendete Orts- bzw. Richtungsangaben
beziehen sich primär
auf die Darstellungen in den Zeichnungen, und sollten daher nicht
einschränkend
gesehen werden. Sie können
sich aber auch auf eine bevorzugte Endanordnung beziehen.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Systems 1 zum Trocknen
eines Substrats, insbesondere eines mit einem Druckmedium bedruckten
Bedruckstoffs 3. Das System 1 ist beispielsweise zum
Einsatz in einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine,
geeignet. Die Druckmaschine kann ein oder mehrere Druckwerk(e) aufweisen,
die ein Feuchtigkeit enthaltendes Druckmedium, wie beispielsweise
Tinte, oder flüssigen
Toner, auf einen Bedruckstoff aufbringen. Das System 1 ist zum
Trocknen des durch die Druckwerke aufgebrachten Druckmediums innerhalb
oder benachbart zu der Druckmaschine angeordnet. Bei einer Druckmaschine
mit mehreren Druckwerken können
mehrere Systeme 1 derart vorgesehen sein, dass sie jeweils
nach jedem Druckwerk eine Trocknung des Druckmediums auf dem Bedruckstoff
vorsehen, sodass beispielsweise bei einem Mehrfarbdruck jeder Farbauszug
auf einen im Wesentlichen trockenen Bedruckstoff aufgebracht werden
kann.
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Das
System 1 weist eine Heizvorrichtung, in Form eines Mikrowellenapplikators 5,
eine Transportvorrichtung 7 und ein Gasströmungssystem,
das nachfolgend als eine Airflow-Box 9 bezeichnet wird, auf.
Weiterhin weist das System 1 eine mit der Airflow-Box 9 verbundene
Gasquelle 11 und eine Steuervorrichtung 13 auf,
die ebenfalls mit der Airflow-Box 9 verbunden ist.
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Der
dargestellte Mikrowellenapplikator 5 ist ein Applikator
des Resonanztyps mit oberen und unteren zueinander weisenden Applikatorkammern
und weist einen nicht näher
dargestellten Mikrowelleneinkopplungseinheit auf. Die Applikatorkammern
sind mit einem Spalt dazwischen angeordnet, durch den der Bedruckstoff 3 in
geeigneter Weise mittels der Transportvorrichtung 7 hindurch
befördert
wird.
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Die
Transportvorrichtung 7 ist irgendeine geeignete Transportvorrichtung,
die zum Transport des Bedruckstoffs 3 durch den Mikrowellenapplikator 5 und
an der Airflow-Box 9 vorbei
geeignet ist. Insbesondere kann die Transportvorrichtung beispielsweise
eine Rollentransportvorrichtung sein, wenn der Bedruckstoff beispielsweise
eine lange Materialbahn ist. In diesem Fall wird die Materialbahn
in bekannter Weise über
eine Vielzahl von nicht dargestellten Rollen zwischen einer Ausgaberolle
und einer Aufnahmerolle geführt
und transportiert. Alternativ kann die Transportvorrichtung auch
ein Transportband aufweisen, das den Bedruckstoff 3 aufnimmt,
und an dem Mikrowellenapplikator 5 und unter der Airflow-Box 9 vorbeibewegt.
Dies wäre
beispielsweise denkbar, wenn der Bedruckstoff 3 aus einer
Vielzahl von vereinzelten Bögen
statt einer zusammenhängenden Materialbahn
besteht. Unabhängig
von der Art der Transportvorrichtung 7 wird der Bedruckstoff 3 gemäß 1 in
einer Transportrichtung 15 transportiert.
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Die
Airflow-Box 9 ist dem Mikrowellenapplikator 5 in
Transportrichtung 15 nachgeordnet und weist erste und zweite
Absaugvorrichtungen 20 und 22, und eine Gasaufbringvorrichtung 24 zum
Aufbringen einer Gasströmung
auf den Bedruckstoff 3 auf. Diese Elemente der Airflow-Box 9 sind
in der folgenden Reihenfolge in Transportrichtung 15 hinter
dem Mikrowellenapplikator 5 angeordnet: erste Absaugvorrichtung 20,
Gasaufbringvorrichtung 24 und zweite Absaugvorrichtung 22.
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Es
sei angemerkt, dass die dargestellten Pfeile in der Airflow-Box 9 die
Richtungen der jeweiligen Gasströme
in den unterschiedlichen Elementen anzeigen.
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Unter
der Gasaufbringvorrichtung 24 ist ein Lochblech 21 angeordnet.
Durch das Lochblech 21 wird die Luftströmung von der Gasaufbringvorrichtung 24 verwirbelt
und dadurch effektiver auf der Oberfläche des Bedruckstoffs 3 verteilt.
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Die
Gasquelle 11 ist mit der Airflow-Box 9 über eine
Gaszuführung 17 verbunden.
Insbesondere verbindet die Gaszuführung 17 die Gasquelle 11 mit
der Gasaufbringvorrichtung 24. Dabei stellt die Gasquelle 11 mit
der Gaszuführung 17 eine
zentrale Versorgung mit Gas für
den Zufluss des Gases in die Gasaufbringvorrichtung 24 dar.
Die Gasquelle 11 kann beispielsweise ein Gebläse sein,
das Umgebungsluft ansaugt und zu der Airflow-Box 9 liefert,
so dass Luft als Trocknungsgas verwendet wird. Es kann jedoch auch
jede andere Art der Gasquelle verwendet werden. Im nachfolgenden
wird davon ausgegangen, dass die Gasquelle 11 unabhängig von
Ihrem Typ eine im Wesentlichen konstante Gasströmung an die Gasaufbringvorrichtung 24 vorsieht,
obwohl natürlich
auch eine Variation der Gesamtströmung denkbar wäre, um beispielsweise
Feuchtigkeitsvariationen, die sich über die gesamte Breite des Bedruckstoffs
hinweg erstrecken ausgleichen zu können.
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Weiterhin
weist das System 1 eine Steuervorrichtung 13 auf,
die mit der Airflow-Box 9 verbunden ist, um den Gasdurchfluss
durch die Gasaufbringvorrichtung 24 und Absaugvorrichtungen 20, 22, wie
nachstehend näher
beschrieben, zu steuern. Ob wohl die Steuervorrichtung 13 als
separate Einheit dargestellt ist kann sie natürlich auch in der Airflow-Box 9 integriert
sein.
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Wie
in der Draufsicht gemäß 3 zu
erkennen ist, besitzt die Gasaufbringvorrichtung 24 einen rechteckigen
Körper
mit einer rechteckigen Durchgangsöffnung, die Endwände 25 besitzt,
die sich im rechten Winkel zur Transportrichtung 15 erstrecken. Die
Durchgangsöffnung
ist durch eine Vielzahl von Trennwänden 27 in eine Vielzahl
von Gasführungskanälen 26 unterteilt.
Die Trennwände 27 erstrecken sich
im rechten Winkel zwischen den Endwänden 25, sodass die
Gasführungskanäle 26 quer
zur Transportrichtung 15 benachbart zueinander angeordnet
sind. Wie für
den Fachmann leicht ersichtlich ist, können die Durchgangsöffnung und
die Trennwände 27 und somit
die Gasführungskanäle 26 auch
eine andere Form besitzen. Beispielsweise können die Gasführungskanäle 26 auch
eine zylindrische Form aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform
sind 10 Gasführungskanäle (A bis
K) benachbart nebeneinander angeordnet. Es kann aber eine andere
Anzahl vorgesehen sein, wobei eine Anzahl zwischen 5 und 30 Gasführungskanälen bevorzugt
wird.
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In
jedem Gasführungskanal 26 ist
eine erste Blockiereinheit, in Form einer bewegliche Klappe 28, vorgesehen,
die den Gasdurchfluss durch die jeweiligen Gasführungskanäle 26 beeinflusst.
Die bewegliche Klappe 28 ist in der dargestellten Ausführungsform
in Transportrichtung 15 im hinteren Drittel des Gasführungskanals 26 angeordnet
und erstreckt sich in einer geöffneten
Position (1) parallel zu den Endwänden 25 der
Gasführungskanäle. An ihren
unteren Enden sind die Klappen 28 in geeigneter Weise schwenkbar
gelagert. In einer geschlossenen Position (2) sind
sie zur in Transportrichtung 15 hinteren Endwand 27 hin
gekippt, um den in Transportrichtung hinteren Bereich des Gasführungskanals
zu blockieren. Obwohl die Klappe 28 bei der dargestellten Ausführungsform
in Transportrichtung 15 im hinteren Drittel angeordnet
ist, kann sie auch mittig oder in einem vorderen Bereich angeordnet
sein. Ferner kann der Schwenkpunkt der Klappe auch an einem anderen
Punkt ausgebildet sein, sodass ein verschwenken der Klappe eine
Blockierung des Gasführungskanals
beidseitig des Schwenkpunktes vorsieht.
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Die
Absaugvorrichtung 22 weist ebenfalls eine rechteckige Durchgangsöffnung mit
Endwänden 29 auf,
die sich im rechten Winkel zur Transportrichtung 15 erstrecken. Die
Durchgangsöffnung
ist wiederum durch eine Vielzahl von Trennwänden 31 in eine Vielzahl
von Absaugkanälen 30 unerteilt,
die der Anzahl von Gasführungskanälen 26 entspricht.
Die Abmessungen der Absaugkanäle 30 quer
zur Transportrichtung 15 entsprechen den entsprechenden Abmessungen
der Gasführungskanäle 26,
wie in 3 zu erkennen ist. Die Absaugkanäle sind
mit einer nicht dargestellten gemeinsamen Absaugeinheit, wie beispielsweise
einem Gebläse
verbunden, dass ein im Wesentlichen konstantes Gasvolumen absaugt.
Das abgesaugte Gas wird zu einem Bereich außerhalb der Druckmaschine geleitet,
in dem die im Gas aufgenommene Feuchtigkeit keine Probleme bereitet.
Beispielsweise kann das Gas aus dem Gebäude heraus geleitet werden,
in dem die Druckmaschine aufgestellt ist.
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In
jedem der Absaugkanäle 30 ist
eine zweite Blockiereinheit in Form einer beweglichen Klappe 32 vorgesehen.
Die jeweiligen Klappen 32 erstrecken sich in einer geöffneten
Position (1) entlang einer in Transportrichtung 15 vorderen
Endwand 29 der Absaugkanäle 30. Die Klappen
sind an Ihren unteren Enden schwenkbar gelagert und sind in einer geschlossenen
Position (2) von der Endwand weggekippt,
um den Absaugkanal 30 teilweise zu blockieren.
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Die
Absaugvorrichtung 20 ist im Wesentlichen gleich Aufgebaut
wie die Absaugvorrichtung 22, wobei jedoch keine Blockiereinheiten
vorgesehen sind, obwohl auch hier welche vorgesehen sein könnten. Wenn
keine Blockiereinheiten vorgesehen sind kann die Absaugvorrichtung 20 im
Unterschied zur Absaugvorrichtung 22 aber auch nur einen
einzigen breiteren Absaugkanal aufweisen.
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Jede
der beweglichen Klappen 28, 32 der ersten und
zweiten Blockiereinheiten ist mit der Steuervorrichtung 13 verbunden,
die selektiv das teilweise Blockieren und Freigeben der jeweiligen
Gasführungskanäle 26 bzw.
Absaugkanäle 30 steuert.
Dabei sind beispielsweise die Klappen 28, 32 benachbarter Gasführungs-
und Absaugkanäle
mit einem gemeinsamen Stellelement 33 verbunden, sodass
sie immer gemeinsam gekippt werden. Bei einem teilweisen Blockieren
des Gasführungskanals 24 oder
des Absaugkanals 30 wird die bewegliche Klappe 28 bzw. 32 so
gekippt, dass die bewegliche Klappe 28, 32 einen
Teil des Gasführungskanals 24 oder
des Absaugkanals 32 für
den Gasdurchfluss blockiert. Dieses Blockieren ist in 2 dar gestellt,
in der die bewegliche Klappe 28, 32 in einer den
jeweiligen Kanal teilweise blockierenden Position gezeigt ist.
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In
einer Ausführungsform
sind die Klappen so ausgestaltet, dass sie den Gasdurchfluss in
den Gasführungskanälen 26 oder
Absaugkanälen 30 jeweils
um bis zu 50% reduzieren, wobei der Grad der Reduzierung von dem
Schwenkwinkel der jeweiligen Klappe abhängt. Durch die Reduzierung
des Gasdurchflusses in einigen Gasführungskanälen 26 und/oder den
entsprechenden Absaugkanälen 30, wird
der Gasdurchfluss in den restlichen Gasführungskanälen 26 bzw. Absaugkanälen 30,
bei denen die Klappe geöffnet
ist, vergrößert. Dieser
Effekt tritt auf, da wie oben erwähnt, die Gasquelle eine im
Wesentlichen konstant Gasströmung
zur Gasaufbringvorrichtung beibehält und auch die Absaugvorrichtung
konstant eine entsprechende Menge an Gas absaugt. Mit anderen Worten
verteilt sich das Gas, das in den Kanälen 26, 30 im
geschlossenen Zustand weniger benötigt wird, auf die geöffneten
Kanäle 26, 30 und
erhöht
dort den Trocknungs- und Kühleffekt.
Es kann aber auch eine höhere
Gasströmung
vorgesehen werden, beispielsweise, wenn auf dem Bedruckstoff über die
ganze Breite eine große
Menge an Druckmedium aufgetragen ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann für jede
bewegliche Klappe 28, 32 ein nicht näher dargestellter
separater Hubmagnet vorgesehen sein, der über die Steuervorrichtung 13 angesteuert
wird und die bewegliche Klappe 28, 32 selektiv öffnet oder schließt. Es können aber
auch andere auf dem Fachgebiet bekannte Möglichkeiten zum jeweils einzelnen oder
paarweisen Schließen
und Öffnen
der Klappe benutzt werden. Beispielsweise kann die Klappe mechanisch über das
Stellelement 33, das die Steuervorrichtung 13 mit
der Klappe 28 verbindet, durch ziehen und schieben des
Stabs geöffnet
und geschlossen werden. Da die Schaltzeit einer derartigen mechanischen
Vorrichtung typischerweise im Bereich von 0,1 s liegt, sollte der
Bereich mit einer geringen Druckmediumsbelegung beispielsweise für wenigstens
0,3 s vorliegen, um eine ausreichende Wirkung erzielen zu können.
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Die
selektive Ansteuerung der beweglichen Klappen 28, 32 kann
beispielsweise in Abhängigkeit von
Daten über
die örtliche
Verteilung des Druckmediums auf dem Bedruckstoff 3 erfolgen,
um nach einer Trocknung, wie beispielsweise einer Mikrowellentrocknung
die dabei entstehende Feuchtigkeit im Bereich des Bedruckstoffs
ge zielt abzuführen.
Die Steuervorrichtung 13 kann solche Daten beispielsweise von
einem Druckwerk, einem digitalen Front-End, einer Druckmaschine
oder einem Mikrowellenapplikator zur Verfügung gestellt bekommen. Das
Druckwerk und das digitale Front-End kennen jeweils die Verteilung
des aufgebrachten Druckmediums, woraus sich die bei einer Trocknung
entstehende lokale Feuchtigkeitsmenge ermitteln lässt, die
durch das gezielte Öffnen
und Schließen
der beweglichen Klappen zur Steuerung des Gasdurchflusses in den
einzelnen Kanälen
besser abgeführt
werden kann. Die Mikrowelle kann Informationen hinsichtlich der
lokal eingebrachten Mikrowellenenergie liefern, die einen Rückschluss
auf die lokale Verteilung des Druckmediums und insbesondere die
lokal entstehende Feuchtigkeitsmenge zulässt. Durch eine entsprechende
Ansteuerung der beweglichen Klappen 28, 32 lassen
sich somit lokale Schwankungen, die insbesondere quer zur Transportrichtung 15 über die Breite
des Bedruckstoffs auftreten, hinsichtlich einer trocknungsbedingten
Feuchtigkeit im Bereich des Bedruckstoffs 3 gezielt kompensieren,
um eine gute Abführung
der Feuchtigkeit zu gewährleisten.
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4 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Systems 1 zum Trocknen
eines Druckmediums auf einem Bedruckstoff gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In 4 werden die gleichen Bezugszeichen wie den vorhergehenden
Figuren verwendet, sofern gleiche oder ähnliche Elemente beschrieben werden.
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Das
System 1 gleicht im Wesentlichen dem zuvor beschriebenen
System 1, unterscheidet sich aber hinsichtlich der Blockiereinheit
für die
Gasführungs-
und Absaugkanäle.
Statt wie bei der ersten Ausführungsform
separate Klappen 28, 32 für benachbarte Paare aus Gasführungs-
und Absaugkanal vorzusehen, ist für ein benachbartes Paar aus Gasführungs-
und Absaugkanal eine einzelne Blockiereinheit in Form einer beweglich
Klappe 38 vorgesehen. Die bewegliche Klappe 38 erstreckt
sich durch eine Wand 40, die zwischen der Gasaufbringvorrichtung 24 und
der Absaugvorrichtung 22 vorgesehen ist. Die Wand 40 besitzt
eine nicht dargestellten Öffnung
durch den sich die Klappe hindurch erstreckt und in der die Klappe
drehbar gelagert ist. Die Klappe kann dabei eine gebogene Form derart
besitzen, so dass sie zwei im Wesentlichen gerade und parallele
Klappenbereiche und einen sich im Wesentlichen senkrecht hierzu
erstreckenden Verbindungs- und Lagerteil besitzt. Hierdurch kann
ermöglicht
werden, dass die jeweiligen Plattenbereiche im geschlosse nen Zustand
im wesentlichen Flach an den jeweiligen Endwänden der Gasführungs- und Absaugkanäle anliegen.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung gegenüber der erstgenannten Anordnung
ist die Möglichkeit,
zusätzlich
zu den Zuständen
offen und geschlossen weitere Zwischenzustände einzustellen und damit
den Luftstrom effizienter zu steuern.
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Die 5 und 6,
zeigen jeweils ein Diagramm für
die Verteilung des Gasdurchflusses in den einzelnen Gasführungskanälen 26 und
den entsprechenden Absaugkanälen 30 bei
unterschiedlichen Positionen der Blockiereinheiten. Die y-Achse
bezeichnet dabei jeweils den Gasdurchfluss in Prozent und die x-Achse
bezeichnet einzelne Paare aus benachbartem Gasführungskanal 26 und
entsprechenden Absaugkanal 30, wobei die Kanäle gemäß 3 von
links nach rechts als Paare A bis K bezeichnet wurden.
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Das
Diagramm in 5 zeigt die Verteilung des Gasdurchflusses,
wenn sich alle Blockiereinheiten im geöffneten Zustand befinden, d.
h. keine teilweise Blockierung durch die Blockiereinheiten stattfindet.
Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, dass eine Öffnung aller Blockiereinheiten
zu einem konstanten Gasdurchfluss von 100% in jedem Paar führt.
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Das
Diagramm 6 zeigt den Gasdurchfluß durch die Paare aus benachbartem
Gasführungskanal 26 und
entsprechenden Absaugkanal 30, wenn einige von Ihnen wenigstens
teilweise blockiert sind. Insbesondere zeigt das Diagramm der 6 den Gasdurchfluß für eine Situation,
bei der die Blockiereinheiten in den Paaren A, F, I und K im geschlossenen
Zustand sind, d. h. der Gasdurchfluss in Paaren teilweise reduziert
ist. Insbesondere wird in den jeweiligen Paaren eine Reduzierung
von 50% gegenüber
dem Normalwert (alle geöffnet)
vorgesehen. Dadurch wird der Gasdurchfluss durch die übrigen Paare
B, C, D, E, G und H entsprechend erhöht, was wie in 6 zu
erkennen ist hier zu einer 30% Erhöhung gegenüber dem Normalwert führt, was
den Trocknungseffekt in den Bereichen unter diesen Paaren erhöht.
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Nachstehend
wird ein Ablauf eines Verfahrens zum Trocknen eines Druckmediums
auf einem Bedruckstoff 3 mit einem System 1 beschrieben.
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In
einem ersten Schritt wird der Bedruckstoff 3 mit einem
darauf befindlichen feuchten Druckmedium wie beispielsweise Tinte
von der Transportvorrichtung 7 durch den Mikrowellenapplikator 5 transportiert.
Der Mikrowellenapplikator 5 koppelt dabei Mikrowellenenergie
lokal in eine im Bedruckstoff 3 und/oder im Druckmedium
befindliche Feuchtigkeit ein. Insbesondere wird somit Energie in
ein feuchtes Druckmedium (wie beispielsweise Tinte) oder den Bedruckstoff 3,
der das Druckmedium trägt,
eingekoppelt. Dadurch wird die Feuchtigkeit so weit erhitzt, dass
sie verdampft und aus dem Bedruckstoff 3 und dem Druckmedium
heraus in die unmittelbare Umgebung des Bedruckstoffs abgegeben
wird. Mit anderen Worten trocknet der Mikrowellenapplikator 5 den
Bedruckstoff 3 und das Druckmedium und erzeugt dadurch
Dampf und somit eine hohe Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Bedruckstoffs 3 und/oder
des Druckmediums.
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Direkt
anschließend
wird der Bedruckstoff 3 durch die Airflow-Box 9 befördert, in
der durch die Gasaufbringvorrichtung 24 kontinuierlich
Gas auf den Bedruckstoff 3 aufgebracht wird, dass dann durch
die Absaugvorrichtungen 20, 22 abgesaugt wird.
Die Gasströmung
wird dabei selektiv in Abhängigkeit
der Druckmediumsbelegung in den einzelnen Gasführungskanälen 26 und Absaugkanälen 30 von der
Strömungsvorrichtung 13 teilweise
blockiert beziehungsweise freigegeben, um auf quer zur Transportrichtung
auftretende Feuchtigkeitsschwankungen anzusprechen. Für die Ermittlung
der Druckmediumsbelegung werden Daten beispielsweise von einem Druckwerk,
einem digitalen Front-End oder einer Heizvorrichtung, wie dem Mikrowellen-Applikator, vorgesehen.
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Die
Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
näher erläutert, ohne
auf die konkret dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Insbesondere ist das System 1 nicht auf den Einsatz eines
Mikrowellen-Applikators
als Heizvorrichtung beschränkt.
Vielmehr können
auch andere Heizvorrichtungen wie beispielsweise beheizte Druckrollen,
Strahlungslampen etc. eingesetzt werden, um die Feuchtigkeit im Druckmedium/Bedruckstoff
zu verdampfen.