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Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung von Gegenständen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein entsprechendes Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Um das problemlose Etikettieren von Gegenständen, Behältern, insbesondere befüllbaren Behältern und Flaschen (nachfolgend als Gegenstände bezeichnet), gewährleisten zu können, müssen die Gegenstände vor dem Etikettieren eine trockene Oberfläche aufweisen. An der Oberfläche/Außenseite anhaftende Feuchtigkeit sollte unbedingt entfernt werden, um den Etikettierungsschritt, zum Beispiel nach dem Befüllen der Gegenstände, aber möglicherweise auch bereits nach einer Reinigung der Gegenstände, so effizient wie nur möglich zu gestalten.
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Im Stand der Technik wird die Trocknung durch Abblasen der Gegenstände mit Luft realisiert. Dabei ist der Trocknungsschritt durch Abblasen häufig in einen Prozess eingefügt, der zunächst eine Reinigung, beispielsweise Aus- oder Abwaschen der Gegenstände, zumindest von deren Außenseiten, vorsieht, worauf das Abblasen mit Trocknungsluft als ein weiterer Schritt folgt. Häufig wird dazu dann die Ausrichtung der Gegenstände, die im allgemeinen mittels Fördermedien wie zum Beispiel Transportbändern oder Transportstraßen transportiert werden, relativ zum Luftstrom variiert.
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Aus der
DE 35 39 890 A1 ist eine Vorrichtung zur Trocknung mit einer Abblaseinrichtung bekannt, wobei Flaschen relativ zur einströmenden Luft gedreht werden, so dass eine definierte Abtropfrichtung für anhängende Feuchtigkeit, insbesondere Wassertröpfchen, entsteht.
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Aus der
EP 1 028 300 A1 ist eine Vorrichtung zur Trocknung mit einem Luftstrom bekannt, wobei eine Trägerebene für zu transportierende Flaschen eine V-förmige Gestalt aufweist, die während des Transports eine Drehung der Flaschen um ihre Achse bewirkt, so dass die Flaschen von der Trocknungsluft an allen Stellen erreicht werden. Ähnlich ist aus der
US 2,501,367 eine Trockenvorrichtung mit einer schrägen, rohrartigen Luftführung mit Luftaustrittsdüsen bekannt, die eine Trocknung von Flaschen entlang ihrer Höhe ermöglicht, wobei die Flaschen relativ zum Luftstrom gedreht werden können.
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Aus der
DE 40 16 950 A1 ist eine kombinierte Wasch- u. Trockenvorrichtung zur automatischen Außenreinigung von Gefäßen bekannt, wobei eine Waschvorrichtung mit einer ähnlich aufgebauten Trockenvorrichtung kombiniert ist. Zur Unterstützung der Trocknung werden Bürsten zum Abstreifen von Wassertröpfchen von den Seitenwänden der Flaschen verwendet.
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Aus der
EP 2 080 971 A2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Gegenständen mittels Trockenluft aus Luftdüsen bekannt, wobei die Schallemissionen der Vorrichtung mittels eines geschlossenen Gehäuses mit Ein- und Ausgangsöffnungen gesenkt werden, und das Gehäuse zusätzlich mit schalldämpfenden Elementen ausgestattet ist.
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Nachteilig sind bei den bekannten Trocknungsvorrichtungen und Verfahren der hohe Energieverbrauch beim Abblasen der Gegenstände mit starken Luftströmungen, häufig aus düsenartigen Öffnungen, und die mit dem Abblasen verbundenen erheblichen Schallemissionen. Einem Kunden gegenüber ist insbesondere der hohe Verbrauch an Energie nicht vertretbar, da durch den Trocknungsprozessschritt an sich kein Mehrwert für das Produkt selbst generiert wird. Nachteilig ist bei den bekannten Trocknungsanlagen auch der Platzbedarf für diese Anlagen, inklusive möglicher aufwändiger Schalldämpfungs- oder Schalldämmungsmaßnahmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und Verfahren zur Trocknung von Gegenständen bereit zu stellen, bei der der Energieverbrauch bei der Trocknung reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird mit einer Trocknungseinheit mit einer Trocknungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Nach der Erfindung wird eine Trocknungseinheit zum Trocknen von Gegenständen bereitgestellt, mit einem Fördermedium zum Transport der Gegenstände von einem Einlaufbereich zu einem Auslaufbereich, mit einer Trocknungsvorrichtung zum Abblasen der auf dem Fördermedium transportierten Gegenstände und mit einer Vibrationseinrichtung mit ein oder mehreren Vibrationserzeugern zur Erzeugung von Vibrationen/Schwingungen der transportierten Gegenstände im Bereich der Trocknungsvorrichtung.
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Durch die Vibrationen/Schwingungen wird eine Verringerung der Haftkraft von Tröpfchen an den Gegenständen erzielt, mit der Folge, dass entsprechend weniger Gebläseleistung der Trocknungseinrichtung notwendig ist, um zumindest die Außenseite der Gegenstände zu trocknen. Eine Verringerung der Gebläseleistung hat den weiteren Vorteil einer aktiven Verringerung der Schallemissionen. Für das Etikettieren kann somit auch die Zeit reduziert werden, die für die Trocknung der Gegenstände nötig ist, so dass mit der nachfolgenden Etikettierung zügig begonnen werden kann. Die Verringerung der notwendigen Gebläseleistung bedeutet eine Verringerung der Größe der entsprechenden Gebläse. Die dadurch bedingte aktive Verringerung der Schallemissionen bedeutet ferner, dass wiederum Schalldämpfungs- oder Schalldämmungsmaßnahmen geringer ausfallen können.
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Das Fördermedium (Transportband) der Trocknungsvorrichtung kann typischerweise durch die Trocknungsvorrichtung hindurch führen. Bei der Trocknungseinheit können die Vibrationserzeuger der Vibrationseinheit unterhalb oder seitlich des Fördermediums angebracht sein. Die Trocknungsvorrichtung der Trocknungseinheit umfasst beispielsweise ein Gehäuse innerhalb dessen die Vibrationserzeuger angebracht sein können. Entsprechend kann eine erfindungsgemäße Trocknungseinheit mit Trocknungsvorrichtung so kompakt wie möglich gestaltet werden und die Vibrationserzeuger können an geeigneten Stellen angebracht, eingebaut oder sogar nachgerüstet werden.
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Die Vibrationseinheit der Trocknungseinheit umfasst typischerweise eine Steuereinheit, die Amplitude und Frequenz der Vibrationserzeuger steuert. Dabei lassen sich entsprechend der Art der zu trocknenden Gegenstände geeigneten Parameter der Schwingungen/Vibrationen anpassen und einstellen. Ferner ist es ebenso möglich, die Steuerung der Parameter der Schwingung automatisch vornehmen zu lassen oder die Parameter systematisch zu variieren (durch zu fahren).
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In der Trocknungseinheit können die Vibrationserzeuger mit dem Fördermedium mechanisch geeignet gekoppelt sein derart, dass Schwingungen/Vibrationen auf die auf dem Fördermedium transportierten Gegenstände übertragen werden können. Die Vibrationen können also durch das Transportband als Schwingungsübertragungsmedium realisiert werden. Beispielsweise wird das Transportband durch eine Vibrationseinheit in Schwingungen/Vibration versetzt. Diese Schwingung wird auf die auf dem Transportband vorbei geführten Gegenstände übertragen, die somit vibrieren/schwingen, so dass die Haftkraft von Flüssigkeitströpfchen reduziert werden kann. Anstelle einer mechanischen Kopplung ist auch eine hydraulische Kopplung möglich.
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Ebenso ist es möglich, dass in der Trocknungseinheit die Vibrationserzeuger vom Fördermedium entkoppelt sind, wobei die Vibrationseinrichtung beispielsweise ein oder mehrere Schallquellen zur Erzeugung von Schallwellen als Vibrationserzeuger umfasst. Hierbei sind also die Vibrationseinrichtungen nicht notwendigerweise mechanisch mit dem Fördermedium gekoppelt. Vielmehr kann Luft als Übertragungsmedium für die Energie zur Erzeugung der Schwingungen/Vibrationen dienen, wodurch die mechanische Beanspruchung des Fördermediums reduziert werden kann.
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Eine Reinigungsstraße kann eine Wascheinrichtung und, zur Trocknung von gereinigten Gegenständen, eine beispielsweise direkt daran anschließende erfindungsgemäße Trocknungseinheit umfassen. Dadurch wird die erfindungsgemäße Trocknungseinheit in einen Zusammenhang mit einer Wascheinrichtung, wie sie häufig bei der Reinigung von Gegenständen anzutreffen ist, gebracht. Ein Fördermedium kann dabei insbesondere die zu reinigenden Gegenstände in den Einlaufbereich der Trocknungseinheit transportieren.
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Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen von Gegenständen auf einem Fördermedium bereit, mit den Schritten Transportieren der Gegenstände von einem Einlaufbereich durch einen Trocknungsbereich zu einem Auslaufbereich, Erzeugen von Schwingungen/Vibrationen der Gegenstände mittels Vibrationserzeugern im Trocknungsbereich, Abblasen der schwingenden/vibrierenden Gegenstände und Absaugen von von der Oberfläche der Gegenstände abgelöster Feuchtigkeit. Das Abtragen der Flüssigkeitströpfchen kann beispielsweise durch gezieltes Absaugen, durch gezieltes Abblasen oder durch eine Kombination aus beiden Verfahren erreicht werden. Bei genügender Stärke der Vibrationen können anhaftenden Flüssigkeitströpfchen abspringen und somit bereits mechanisch abgetragen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin das Erzeugen von Schwingungen/Vibrationen der Gegenstände umfassen, wobei das Übertragen der erzeugten Schwingungen/Vibrationen auf das Fördermedium mittels mechanischer Kopplung erfolgt. Ebenso ist eine hydraulische Kopplung möglich.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin ebenso das Erzeugen von Schwingungen/Vibrationen der Gegenstände umfassen wobei das Übertragen der erzeugten Schwingungen/Vibrationen auf die Gegenstände mit Hilfe von Schallwellen aus einer Schallquelle erfolgt. Die Schwingungs-/Vibrationserzeugung im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann also auch mittels kontaktfreier Schwingungsübertragung mittels Schwallwellen erfolgen. Dadurch kann also die Art der Übertragung der Schwingungsenergie vom Transport der zu trocknenden Gegenstände unabhängig gemacht werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können beispielsweise Frequenz und Amplitude der erzeugten Schwingungen steuerbar sein.
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Es kann dazu eine geeignete, beispielsweise durchstimmbare Schallquelle zur Schwingungserregung direkt neben oder in geeigneter Nähe zu einem Transportband, auf welchem zu trocknende Gegenstände transportiert werden, aufgestellt sein. Die Schallquelle kann beispielsweise Eigenfrequenzen der transportierten Gegenstände erregen, so dass diese vibrieren/schwingen können. Dadurch kann eine mechanische Beanspruchung der Transportbänder durch Schwingungen/Vibrationen weitgehend vermieden werden. Etwaige durch die Schallquelle erzeugte Schallemissionen können durch zusätzliche, passive Schalldämpfungs- oder Dämmungsmaßnahmen reduziert werden.
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Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:
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1 Trocknungseinheit mit Trocknungsvorrichtung und Vibrationseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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2 Trocknungseinheit mit Trocknungsvorrichtung und Schallquelle als Vibrationseinheit entsprechend einer weiteren Weiterbildung der vorliegenden Erfindung.
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1 verdeutlicht eine erfindungsgemäße Trocknungseinheit 1 mit Fördermedium 11, das ein Transportband oder ein Teil einer Transportstraße sein kann, auf dem Gegenstände 13 transportiert werden. Die Gegenstände 13 stehen dabei typischerweise aufrecht auf dem Fördermedium 11 und werden in Richtung der Pfeile 10 und 14 transportiert. Dabei zeigt der Pfeil 10 auf den Einlaufbereich und der Pfeil 14 auf den Auslaufbereich der Trocknungseinheit 1. Die Trocknungseinheit 1 kann ein modularer Teil einer größeren Reinigungsstraße (hier nicht gezeigt) sein.
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Im Bereich der Trocknungseinheit 1 ist die Trocknungsvorrichtung 12 angeordnet, die sich etwa in der Mitte der Trocknungseinheit 1 befindet und durch welche das Fördermedium 11 hindurch läuft. Der Bereich, den die Trocknungsvorrichtung 12 abdeckt, ist durch Bereichsgrenzen 12a angedeutet. Im Bereich der Trocknungsvorrichtung 12 befinden sich unterhalb des Fördermediums 11 in einem Bereich 18 ein oder mehrere Vibrationserzeuger 15, die die Gegenstände 13 auf dem Fördermedium 11 in Vibrationen/Schwingungen versetzen. Dabei können die Vibrationserzeuger 15 mit dem Fördermedium 11 gekoppelt sein, beispielsweise über geeignete Stangen oder andere mechanische oder hydraulische Übertragungseinheiten (hier nicht gezeigt). Die Vibrationserzeuger 15 können alternativ oder zusätzlich auch neben dem Fördermedium 11 angebracht sein. Das Fördermedium 11 ist typischerweise mehrgliedrig oder derart beschaffen, dass auf das Fördermedium 11 übertragene Schwingungen außerhalb des Bereichs, in dem die Schwingungen/Vibrationen erzeugt werden, also außerhalb der Trocknungsvorrichtung 12, schnell abklingen. Durch die Vibrationserzeuger 15 wird den zu trocknenden, an der Vibrationseinheit und damit der Trocknungsvorrichtung 12 vorbei transportierten Gegenständen 13 eine Vibration/Schwingung aufgeprägt. Flüssigkeitströpfchen 16, zum Beispiel von einer Reinigungs- oder Spülflüssigkeit oder auch Feuchtigkeit/Niederschlag, lassen sich so von der Oberfläche der Gegenstände 13 durch Abblasen und/oder Absaugen leichter ablösen.
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Die Trocknungsvorrichtung 12 in 1 besitzt eine Gehäuse 17 zur Trennung von dem übrigen Raum. Innerhalb der Trocknungsvorrichtung sind geeignete Vorrichtungen und Öffnungen zum Ansaugen, Führen, Verwenden/Blasen und Absaugen von Luft, beispielsweise Raumluft, vorgesehen, welche eine Trocknung durch Abblasen und/oder Absaugen von feuchter Luft ermöglichen, wobei diese Element hier nicht näher gezeigt sind. Die Trocknungsvorrichtung 12 umfasst geeignete Einheiten zur automatischen oder manuellen Steuerung des Trocknungsprozesses innerhalb der Trocknungsvorrichtung.
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Die auf dem Fördermedium 11 transportierten Gegenstände 13, welche durch die Vibrationserzeuger 15 in Vibrationen versetzt werden, werden innerhalb der Trocknungsvorrichtung 12 beispielsweise von der Seite oder auch von oben mit Trockenluft abgeblasen. Das Gehäuse 17 kann beispielsweise an seiner Innenseite geeignete Elemente zur Schalldämmung oder Schalldämpfung besitzen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist, wie in 2 skizziert, die wie in 1 ausgestaltete Trocknungseinheit 1 wenigstens einen Vibrationserzeuger 35 auf, der von dem Fördermedium 11 entkoppelt ist. Dabei werden Schallwellen 26 geeigneter Frequenz und Amplitude von einer zumindest in einem hinreichend großen Frequenzbereich durchstimmbaren Schallquelle als Vibrationserzeuger 35 durch die Luft übertragen und somit die Vibrations-/Schwingungsenergie den zu trocknenden Gegenständen 13 aufgeprägt. Die Durchstimmbarkeit der Frequenz sowie Modifikation der Amplitude des Schalls aus der Schallquelle 35 sind wichtig im Hinblick auf unterschiedliche Größen der Gegenstände/Behälter und eventuelle Befüllungen dieser Elemente. Dabei werden die Vibrationserzeuger 35 typischerweise von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) geeignet gesteuert, welche auch ein Durchfahren von Frequenzspektren ermöglichen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3539890 A1 [0004]
- EP 1028300 A1 [0005]
- US 2501367 [0005]
- DE 4016950 A1 [0006]
- EP 2080971 A2 [0007]
