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Die
Erfindung betrifft einen Strahlungstrockner im Kammerbauweise, der
typischerweise mit sogenannten NIR-Strahlerelementen (die hauptsächlich im
Bereich des nahen Infrarot Strahlung mit hoher Leistungsdichte emittieren)
und/oder Hochleistungs-UV-Strahlern bestückt ist. Sie betrifft
weiterhin eine mit mehreren Strahlungstrocknern dieser Art aufgebaute
Trocknungsanlage, wie sie insbesondere zur Trocknung von Beschichtungen
auf einem schnell hindurchlaufenden quasiendlosen Gut eingesetzt
wird.
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Strahlungstrockner
und Trocknungsanlagen der hier in Rede stehenden Art haben in den
letzten Jahren zunehmend Einsatz in großtechnischen Coilcoating-Anlagen
zur Lackbeschichtung und/oder Galvanisierung von wickelfähigem
Blech Einsatz gefunden, werden für die Trocknung bzw. Vernetzung von
Lacken oder lackartigen Beschichtungen auf anderen Trägern,
zur Trocknung von Papier und Pappe bzw. Produkten hieraus sowie
von Druckerzeugnissen, zur Auflaminierung von Kunststofffolien auf
verschiedenartige Träger und in weiteren Applikationen eingesetzt
oder sind dort jedenfalls grundsätzlich einsetzbar. Als
wichtiges Anwendungsfeld von konstruktiv sehr ähnlichen
Anlagen mit NIR-Strahlerelementen haben sich auch Streckblasanlagen
zur Herstellung von geblasenen Kunststoffflaschen erwiesen, bei
denen die in Rede stehenden Geräte keine Trocknung, sondern
eine Durchwärmung der Flaschen-Preforms vor dem Glasschritt
bewirken. Die nachstehenden Ausführungen zur Erfindung
gelten auch für Bestrahlungsvorrichtungen und Anlagen dieser
Art.
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Eine
jüngere Entwicklung der Anmelderin, die in der
DE 10 2006 004 574.1 beschrieben
wird, ist der sinnvollen Konstruktion eines Strahlungstrockners
für den Coilcoating-Kleinserieneinsatz gewidmet.
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Die
stetige Verbesserung der Konstruktion und Funktionsweise von Strahlungstrocknern
bzw. vergleichbaren Bestrahlungseinrichtungen der in Rede stehenden
Art ist in den letzten Jahren Gegenstand umfangreicher Entwicklungen
gewesen, in deren Ergebnis u. a. eine ganze Reihe von Schutzrechtsveröffentlichungen
der Anmelderin entstand. Mit der zunehmenden Großserienreife
der Technik und ihrem Einsatz in Produktionsanlagen mit höchster
Produktivität treten Aspekte wie eine lange unterbrechungsfreie
Einsatzdauer und eine zeitliche und kostenseitige Minimierung von
unumgänglichen Wartungsvorgängen und den damit
verbundenen Produktionsunterbrechungen ebenso in den Vordergrund
wie das Ziel, auch Strahlungstrockner für Großanlagen
möglichst weitgehend vorzufertigen und die bauseitigen
Arbeiten auf ein Minimum zu beschränken.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe der Bereitstellung eines verbesserten
Strahlungstrockners zugrunde, der sich besonders durch verkürzte Wartungs-
und Produktionsunterbrechungszeiten im Einsatz bei einem Bestrahlungsgut
auszeichnet, welches dazu neigt, die Strahler bzw. Reflektoren zu
verschmutzen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Strahlungstrockner mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen
des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei der Bestrahlung
(speziell Trocknung) bestimmter Bestrahlungsgüter wegen
der relativ großen Verschmutzungsneigung der Strahler und
Reflektoren in relativ kurzen Intervallen eine Reinigung bzw. ein
Austausch erforderlich ist und die Strahler und Reflektoren hierzu
möglichst leicht und schnell zugänglich gemacht
werden sollten.
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Die
Erfindung sieht daher vor, dass bei einem Strahlungstrockner mit
einem Bestrahlungsgut-Transportkanal an einer von dessen Längsseiten vorgesehener
erster Strahlerblock zu Wartungszwecken von der Längsseite
abrückbar oder gegenüber der Gebrauchslage verschwenkbar
ist, und dass ebenso ein an der zweiten Längsseite angeordneter zweiter
Strahlerblock oder Gegenreflektorblock angebracht und bewegbar ist.
Nach dem Abrücken oder – bevorzugt – Aufklappen
des jeweiligen Strahler- bzw. Reflektorblockes ist dessen Inneres
frei zugänglich, und verschmutzte Strahler- bzw. Reflektorelemente
oder -abschnitte sind sofort als solche erkennbar und können
leicht und schnell gereinigt oder ausgetauscht werden, und danach
kann der jeweilige Block ebenso zügig wieder in seine Gebrauchslage überführt
werden.
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In
bestimmten Ausführungen der Strahlungstrockner ist zwischen
dem Bestrahlungsgut und den Strahlerelementen und mitunter auch
zwischen Bestrahlungsgut und Gegenreflektoren eine strahlungsdurchlässige
Schutzscheibe vorgesehen, um aus dem Bestrahlungsgut austretendes
Material abzufangen und somit werkstückbedingte Verschmutzungen der
Strahler bzw. Reflektoren weitgehend zu verhindern. Auch in solchen
Konfigurationen ist die Erfindung aber sinnvoll einsetzbar, denn
die Strahler und Reflektoren unterliegen auch umgebungsbedingten Verschmutzungen,
weil mit Blick auf die erforderliche hohe Kühlleistung
einer Filterung der Kühlluft Grenzen gesetzt sind.
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In
einer solchen Strahlungstrockner-Ausführung ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass die entsprechenden Schutzscheiben in verfahr- oder schwenkbaren
Schutzscheibenelementen gehaltert sind. Deren Verfahr- oder Schwenkbarkeit
macht die jeweiligen Scheiben für eine Reinigung oder einen Austausch
leicht und schnell zugänglich. Grundsätzlich ist
eine ausfahrbare Anordnung der Schutzscheibe(n) auch unabhängig
von einer Abrückbarkeit oder Verschwenkbarkeit des zugeordneten
Strahler- oder Reflektorblockes möglich und insbesondere
dann sinnvoll, wenn werkstückbedingte Verschmutzungen unter
bestimmten Einsatzbedingungen weit gravierender als umgebungsbedingte
Verschmutzungen sind und daher regelmäßige Reinigungsarbeiten praktisch
nur an der Schutzscheibe oder den Schutzscheiben ausgeführt
werden müssen. Sind hingegen sowohl an den Strahler- bzw.
Reflektorblöcken als auch an den Schutzscheiben häufig
Reinigungs- oder Austauscharbeiten auszuführen, ist eine
Ausführung sinnvoll, bei der sowohl der erste als auch der
zweite Strahlerblock bzw. der Gegenreflektorblock und mindestens
ein zugeordnetes Schutzscheibenelement um eine an einer Längskante
des Bestrahlungsgut-Transportkanals angeordnete Drehachse verschwenkbar
sind.
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Grundsätzlich
kann das Bewegen des Strahler- bzw. Reflektorblockes und optional
der Schutzscheibe(n), jedenfalls bei kleineren Trocknern, manuell
erfolgen. Bevorzugt sind jedoch Ausführungen, bei denen
zum Abrücken oder Schwenken des Strahlerblocks und/oder
Reflektorblocks ein elektromotorischer, hydraulischer, pneumatischer
oder elektromagnetischer Antrieb vorgesehen ist. Ein solcher Antrieb
erleichtert die Arbeit des Wartungspersonals und ist, mit Blick
auf die hohen Betriebstemperaturen und die erhebliche Restwärme
nach Abschalten des Trockners, auch unter Arbeitsschutzaspekten
vorteilhaft.
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Während
grundsätzlich nach dem Öffnen eine manuelle Reinigung
bzw. Auswechslung von Strahler- oder Reflektorelementen möglich
ist, ist in einer "High-end"-Ausführung des Strahlungstrockners
jedem Strahler bzw. Reflektorblock eine Reinigungseinrichtung mit
eigenem Antrieb (etwa in Art rotierender Bürsten) vorgesehen,
die die Strahlerelemente bzw. Reflektoren mechanisch und ggf. unter gesteuertem
Austrag von Reinigungsflüssigkeit aus entsprechenden Düsen
oder Dosiereinrichtungen reinigt. Erhöhte Herstellungskosten
eines derartigen Trockners werden im Dauereinsatz leicht durch eine weitere
Verkürzung der Wartungszeit infolge der Möglichkeit
einer großflächigen Reinigung vieler Strahlerelemente
bzw. Reflektorabschnitte zur gleichen Zeit (und vor vollständiger
Abkühlung) ausgeglichen.
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Desweiteren
kann sich eine High-end-Ausführung dadurch auszeichnen,
dass jedem Strahlerblock eine Lampentest- und -wechselvorrichtung
zur Erfassung der Funktionsfähigkeit und optional eines Verschmutzungsgrades
und zum robotergestützten Austausch nicht funktionsfähiger
oder übermäßig verschmutzter Strahlerelemente
im Ansprechen auf das Erfassungsergebnis zugeordnet ist. Auch diese letztgenannte
Ausführung kann im Einsatz erhebliche Zeit- und Kostenvorteile
erbringen, weil durch Arbeitsschutzerfordernisse bedingte Wartezeiten
vor einem Strahleraustausch bei maschineller Auswechslung der Strahler
erheblich verkürzt werden können.
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Gemäß einem
relativ unabhängigen Aspekt der Erfindung ist für
den Strahlungstrockner eine Einhäusung, insbesondere aus
Metallprofilen, vorgesehen, welche die Außenabmessungen
eines Standardcontainers aufweist und Leistungssteuereinheiten zur
Stromversorgung der Strahler und wahlweise des oder jedes Antriebes
aufnimmt. Ein derartiges Rahmen-Gehäuse ermöglicht
eine rationelle Vormontage des Strahlungstrockners im Herstellerbetrieb
und einen ebenso rationellen Transport zum Einsatzort und Aufbau
an diesem, unter weitgehendem Fortfall von aufwendigen Verpackungs-
und Auspackschritten und bauseits zu erbringenden Komplettierungs-
und Montageleistungen. Hierdurch können insgesamt die Gestehungskosten
erheblich gesenkt werden.
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In
einer Fortbildung ist vorgesehen, dass die Einhäusung aus
Metallprofilen zusätzlich Lüfter und Luftfilterelemente
zur Gebläse- oder Ansaugluftkühlung der Strahler
und/oder des Bestrahlungsgutes aufnimmt. Hierbei ist insbesondere
vorgesehen, dass die Einhäusung Schaltschränke
zur Energieversorgung der Strahler in einer derartigen Anordnung
aufnimmt und dass zur Kühlung der Strahler und/oder Gegenreflektoren
angesaugte Umgebungsluft die Schaltschränke durchströmt
und hierbei die darin angeordneten elektrischen Komponenten kühlt.
Ein Container-Modul dieser Art umfasst somit in einer herstellungs-
wie betriebsseitig hocheffektiven Anordnung alle wesentlichen Komponenten
einer Bestrahlungs- bzw. Trocknungsvorrichtung und bietet Zeit-
und Kostenvorteile in der Gestehung ebenso wie im laufenden Betrieb.
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Eine
größere Trocknungsanlage lässt sich derart
aufbauen, dass sie eine Mehrzahl von Strahlungstrocknern nach einem
der vorangehenden Ansprüche mit zueinander vertikal ausgerichteten
Bestrahlungsgut-Transportkanälen aufweist. Ein besonders
zweckmäßiger modularer Aufbau ergibt sich, wenn
jeder der Mehrzahl Strahlungstrockner in einer Einhäusung
untergebracht ist und die Außenabmessungen der Einhäusungen
identisch sind.
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Weitere
Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden skizzenhaften Beschreibung von Ausführungsbeispielen und
-aspekten anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
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1 eine
skizzenartige Darstellung eines Strahlungstrockners gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine
skizzenartige Darstellung eines Strahlungstrockners gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung und
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3 eine
skizzenartige Darstellung eines Strahlungstrockners gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt
schematisch einen Strahlungstrockner 1, dessen Mitteilteil
durch einen Bestrahlungsgut-Transportkanal 3 gebildet ist,
der in Gebrauchslage des Trockners 1 in vertikaler Richtung von
einem beschichteten Blech 5 durchlaufen wird. An beiden
Längsseiten des Bestrahlungsgut-Transportkanals 3 sind
eine erstes bzw. zweites Schutzscheibenelement 7.1 bzw. 7.2 und
ein erster bzw. zweiter Strahlerblock 9.1 bzw. 9.2 mit
einer Vielzahl von NIR-Strahlern 11 an einer Drehachse 13 schwenkbar
angelenkt. Die Schwenkbewegung der Schutzscheibenelemente und Strahlerblöcke
kann von Hand bewirkt werden, es kann aber auch ein Elektro- oder
Hydraulikantrieb im Bereich der Drehachse 13 vorgesehen
sein, dessen Antriebskraft durch an sich bekannte Mittel auf das
jeweilige Schutzscheibenelement bzw. den Strahlerblock übertragen
wird, um diese zu verschwenken.
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2 zeigt
als weitere Ausführung der Erfindung einen ähnlich
aufgebauten Strahlungstrockner 1', bei dem ebenfalls auf
beiden Längsseiten des Bestrahlungsgut-Transportkanals 3 je
ein Schutzscheibenelement 7.1' bzw. 7.2' und ein
Strahlerblock 9.1' bzw. 9.2' angeordnet sind.
Bei dieser Ausführung sind die Schutzscheibenelemente und
Strahlerblöcke jedoch nicht gegenüber dem Bestrahlungsgut-Transportkanal
verschwenkbar, um den Trockner zu öffnen, sondern auf einer
Schienenführung 14a, 14b parallel zu
den Transportkanal-Längsseiten verschiebbar, wie durch
die Pfeile in der Figur angedeutet. Auch hier kann eine (nicht dar gestellte)
motorische, hydraulische oder andere bekannte Antriebseinrichtung
vorgesehen sein, die etwa über einen Zahnriemen oder eine
Kette das Abrücken der Schutzscheibenelemente und Strahlerblöcke
vom Transportkanal bewirkt.
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Mit
einer in der Figur nicht dargestellten Krantraverse kann über
dem Strahlungstrockner 1' mit relativ geringem konstruktiven
Aufwand eine Reinigungseinrichtung gehaltert sein, die etwa (in
von Autowaschanlagen bekannter Art) Sprühdüsen
und verfahrbare Bürstenwalzen zur Reinigung der Schutzscheiben
und Strahlerblock-Vorderseiten umfasst. In ähnlicher Weise
kann auch eine Hochdruckdampf-Reinigungseinheit o. ä. zur
automatisierten Reinigung der von Verschmutzungen betroffenen Oberflächen
dem Strahlungstrockner zugeordnet sein.
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3 illustriert
schematisch eine vorgefertigte Montagekonfiguration 15 eines
Trockners 1 der in 1 gezeigten
Art, eingefügt in einen Stahlprofilrahmen 17.
Dieser Profilrahmen bildet eine Einhäusung des Strahlungstrockners 1,
in der dieser transportiert und am Einsatzort aufgestellt werden
kann. Innerhalb des Rahmens 17 sind neben dem eigentlichen
Trockner Gebläseeinheiten 19 mit eingangsseitig
zugeordneten Luftfiltereinheiten 21 sowie – in Strömungsrichtung
abwärts der großflächigen Luftfiltereinheiten
positioniert – Schaltschränken 23 für
die Leistungssteuerung der Strahlerelemente des Strahlungstrockners 1 untergebracht.
Während die Luftfiltereinheiten 21 an der Oberseite
der Schaltschränke 23 angeordnet sind, befinden
sich an deren Unterseite Luftausströmöffnungen,
die von einem Ansaugtrichter 25 eines Ansaugschlauches 27 der
Gebläseeinheit 19 überdeckt sind. Die
Art der Anordnung gewährleistet, dass die Schaltschränke
von gefilterter Ansaugluft der Gebläse durchströmt
und ihre elektrischen und elektronischen Komponenten aktiv gekühlt
werden, bevor diese (leicht erwärmte) Kühlluft
in den Strahlungstrockner gelangt und dort die Strahlerelemente
und Reflektoren kühlt, wie die Pfeile in der Figur verdeutlichen.
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Die
Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen
Beispiele und hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern
ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die
im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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