DE102022124767A1

DE102022124767A1 - Vorrichtung zum Trocknen von Bedruckstoff

Info

Publication number: DE102022124767A1
Application number: DE102022124767.8A
Authority: DE
Inventors: Heiner Pitz; Pia Schmidt; Peter Hachmann
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2022-09-27
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2023-09-07

Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen von Bedruckstoff, mit einem Strahlungstrockner (10), welcher den Bedruckstoff mit IR-Strahlung (11) beaufschlägt und welcher einen Strahler (12) und einen Reflektor (13) mit einem Kühler (30) für den Reflektor umfasst, und mit einem Heißlufttrockner (20), welcher den Bedruckstoff (2) mit Heißluft (21) beaufschlägt, zeichnet sich dadurch aus, dass der Kühler (30) wenigstens einen Anteil der Heißluft (21) des Heißlufttrockners (20) an dem Reflektor (13) zu dessen Kühlung vorbeiführt. Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe energieeffizient zu trocknen, zudem ist sie kompakt und kostengünstig im Aufbau und Betrieb. Die Erfindung kann in Druckmaschinen eingesetzt werden.

Description

Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Bedruckstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und eine Druckmaschine mit einer solchen Vorrichtung nach Anspruch 16.
Gebiet der Technik
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des Trocknens und/oder Härtens von Druckfluiden wie Farbe, Lack, Grundierung und/oder flüssiger Tinte auf bogen-, bahn-, folien- oder etikettenförmigen Bedruckstoffen, bevorzugt aus Papier, Karton, Pappe, Kunststoff, Metall oder Verbundmaterial, wobei Infrarot-Strahlung und Heißluft in Kombination zum Einsatz kommt.
Stand der Technik
Im Folgenden meint „IR“ Infrarot, „UV“ Ultraviolett und „HL“ Heißluft.
In der grafischen Industrie ist das Trocknen des bedruckten Bedruckstoffs bereits bekannt. In bogenverarbeitenden Offsetdruckmaschine der Heidelberger Druckmaschine AG kommen z.B. Trocknereinschübe im Bogenausleger zum Einsatz, welche die vorbei transportierten, bedruckten Bogen mit HL und mit IR beaufschlagen. Ein solcher Trocknereinschub ist z.B. in der DE10118757A1 offenbart. Damit kann z.B. Dispersionslack auf Papier getrocknet werden.
Die US2003126758A1 offenbart einen UV-IR-Kombinationstrockner, mit IR-Strahlern und mit einer Luftkühlung der IR-Strahler. Auch Reflektoren für die IR-Strahler sind offenbart. Es wird beschrieben, dass Luft zur Kühlung an den IR-Strahlern vorbeigeführt und dort erhitzt wird. Die derart erhitzte Luft kann auf den Bedruckstoff gerichtet werden und so dessen Trocknung beschleunigen. Welche Art Luft zum Einsatz kommt ist nicht offenbart; ein Fachmann würde aufgrund der angestrebten Kühlung annehmen, dass Luft mit Raumtemperatur oder gar gekühlte Luft zum Einsatz kommt.
Die DE102011118175A1 offenbart einen HL-IR-Kombinationstrockner mit als Laser ausgebildeten IR-Strahlern, wobei eine Rückwand, an welcher die IR-Strahler montiert sind, Kühlkanäle für ein Kühlmittel aufweist. Es ist nicht offenbart, von welcher Art das Kühlmittel ist; ein Fachmann würde aufgrund der vorhandenen, schmalen Kühlkanäle Wasser annehmen.
Die EP0073669A1 offenbart eine Vorrichtung zum Härten mit einem UV-Strahler, dessen Reflektor zur Kühlung luftumspült wird. Heißluft kommt hierbei nicht zum Einsatz.
Technische Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, Bedruckstoffe energieeffizient zu Trocknen.
Erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und eine Druckmaschine nach Anspruch 16 gelöst.
Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen von Bedruckstoff, mit einem Strahlungstrockner, welcher den Bedruckstoff mit IR-Strahlung beaufschlägt und welcher einen Strahler und einen Reflektor mit einem Kühler für den Reflektor umfasst, und mit einem Heißlufttrockner, welcher den Bedruckstoff mit Heißluft beaufschlägt, zeichnet sich dadurch aus, dass der Kühler wenigstens einen Anteil der Heißluft des Heißlufttrockners an dem Reflektor zu dessen Kühlung vorbeiführt.
Vorteilhafte Ausbildungen und Wirkungen der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, Bedruckstoffe energieeffizient zu trocknen.
Die Erfindung nutzt die am Ort der beabsichtigten Trocknung bereits vorhandene Heißluft nicht nur für den primären Zweck des Trocknens, sondern zusätzlich für den sekundären Zweck des Kühlens des Reflektor. Ein Fachmann hätte für diesen sekundären Zweck gekühlte Luft und alternativ ggf. Raumluft (also mit Raumtemperatur) eingesetzt. Es hat sich aber bei der Suche nach eine Lösung für das vorliegende Problem in umfangreichen Versuchen überraschender Weise anderes herausgestellt, nämlich dass auch mit Heißluft noch ausreichend gekühlt werden kann und dass die Energiebilanz dabei sogar verbessert werden kann.
Die in Druckmaschinen der Heidelberger Druckmaschine AG eingesetzten Trocknereinschübe verfügen über Heißluftdüsen, sowie über sogenannte Kurzwellen-IR-Strahler. Diese Strahler haben ein spektrales Emissionsmaximum bei etwa 1,2 µm, entsprechend einer Oberflächentemperatur des Emitters (einer Wolframwendel) von etwa 2200°C. Der Emitter ist von einer im sichtbaren Spektralbereich transparenten Quarzröhre umgeben. Die Rückseite des Quarzkörpers ist mit einer Goldbeschichtung ausgestattet. Diese Beschichtung reflektiert die ansonsten ungenutzte Strahlung. Um nicht zu verdampfen, wird der goldbeschichtete Quarzglaskörper von hinten direkt mit Luft angeströmt.
Es wurden nun z.B. Versuche mit den bisher in Druckmaschinen der Heidelberger Druckmaschinen AG eingesetzten Kurzwellen-IR-Strahlern durchgeführt, welche als Reflektor die genannte Goldbeschichtung aufweisen, und dabei festgestellt, dass die Luftkühlung des Reflektors einen Energieeffizienzverlust mit sich bringt, da die dabei entstehende warme und ungerichtete Abluft dem Trocknungsprozess nicht zugutekommt. Solche Strahler mit Goldreflektoren müssen aber gekühlt werden, da sonst das Gold verdampfen würde. Auf den Reflektor zu verzichten, brächte andererseits den Nachteil mit sich, dass die rückseitig vom Strahler emittierte Strahlung ungenützt bliebe, was wiederum die Energieeffizienz verringern würde.
Weitere Versuche mit langwelligen Oberflächenemittern erwiesen sich als zu empfindlich gegenüber einer Luftkühlung bzw. der Anströmung mit Luft. Auch weitere Versuche wurden durchgeführt, z.B. mit Strahlern, welche kurzwellige IR-Strahlung erzeugen und diese in langwellige IR-Strahlung umwandeln bzw. konvertieren.
Die schließlich gefundene Lösung ist einfach konstruktiv umsetzbar und nutzt in vorteilhafter Weise die vorhandene Heißluft zur Kühlung. Die Energieeffizient konnte durch die Lösung verbessert werden. Besonders vorteilhaft ist die Lösung, wenn der Reflektor einen (von Null verschiedenen) Abstand zum Strahler aufweist und z.B. als kostengünstiges Blech zur Führung der zur Kühlung eingesetzten Heißluft ausgeführt ist. Ebenfalls besonders vorteilhaft ist die Lösung, wenn ein bispektraler Stahler zum Einsatz kommt, also ein Strahler, welcher kurzwellige IR-Strahlung erzeugt und wenigstens einen Teil davon in langwellige IR-Strahlung konvertiert, z.B. durch eine Konversionsschicht auf dem Strahler.
Es ist zudem ein Vorteil der Erfindung, dass der Reflektor, indem er von der Infrarotstrahlung erhitzt und von der Heißluft gekühlt wird, als Wärmetauscher zwischen den beiden Trocknungssystemen „IR“ und „HL“ dient und dabei die Energieeffizienz verbessert.
Weiterhin ist die Erfindung kompakt und kostengünstig im Aufbau und Betrieb.
Weiterbildungen der Erfindung
Im Folgenden werden bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung (kurz: Weiterbildungen) beschrieben.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor von einem ersten Blech gebildet wird. Das Blech ist insbesondere IR-reflektierend oder IR-reflektierend beschichtet, wenigstens auf der dem Strahler zugewandten Seite. Das Blech kann eben sein.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Kühler eine erste Kammer umfasst, wobei die Heißluft die erste Kammer durchströmt und dabei den Reflektor kühlt. Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die erste Kammer das erste Blech und ein zweites Blech umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Blech und das zweite Blech parallel zueinander angeordnet sind und die erste Kammer zwischen den beiden Blechen gebildet ist. Die erste Kammer kann (aus Sicht des Strahlers) hinter dem ersten Blech bzw. dem vom ersten Blech gebildeten Reflektor sein; die zur Kühlung eingesetzte Luft (Heißluft) strömt dann zwar am Reflektor vorbei aber nicht am Strahler.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Kühler eine zweite Kammer umfasst, wobei die Heißluft die zweite Kammer durchströmt und dabei durchmischt wird. Das Durchmischen kann für eine homogene Temperaturverteilung der Heißluft sorgen. Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die zweite Kammer das zweite Blech und ein drittes Blech umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Blech und das dritte Blech parallel zueinander angeordnet sind und die zweite Kammer zwischen den beiden Blechen gebildet ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die erste Kammer und die zweite Kammer benachbart angeordnet sind und von dem zweiten Blech voneinander getrennt sind. Die beiden Kammer können sich bevorzugt im Wesentlichen horizontal erstrecken. Die beiden Kammer können mit einem (bevorzugt im Wesentlichen vertikal sich erstreckenden) Verbindungskanal miteinander verbunden sein; dieser kann am jeweils lateralen Ende der Kammer sein.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Heißluft die beiden Kammern im Wesentlichen horizontal und in entgegengesetzten Richtungen durchströmt (Hin- und Rückströmung). Für den Fall, dass die Vorrichtung (oder ein Trocknereinschub mit der Vorrichtung) gegen die Horizontale geneigt in einer Druckmaschine angeordnet ist, sind die Begriffe „horizontal“ und „vertikal“ entsprechend zu verstehen.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Heißluft aus Heißluftdüsen in Richtung Bedruckstoff ausgestoßen wird. Die Heißluftdüsen können sich bevorzugt vertikal erstrecken und z.B. als Röhren oder Röhrchen ausgebildet sein. Die Heißluftdüsen können in Reihen oder in einem Raster angeordnet sein.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Heißluft im Wesentlichen in vertikaler Richtung ausgestoßen wird.
Anstelle der oben genannten parallel zueinander angeordneten Bleche kann es auch vorgesehen sein, dass die Bleche aus strömungstechnischen Gründen zueinander eine Neigung aufweisen, d.h. eine Neigung in oder entgegengesetzt zur Luftströmung, bevorzugt eine nur leichte Neigung, z.B. unter 10° oder unter 5° oder unter 1°.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Heißluft durch Erhitzen von Luft (zeitlich) vor dem Vorbeiführen am Reflektor erzeugt und bevorzugt mit einer Bereitstellungstemperatur T1 bereitgestellt wird. Diese bereitgestellte Heißluft kann durch Wärmeenergieübertragung vom Reflektor weiter auf eine höhere Temperatur T2 (T2>T1) erhitzt werden. Heißluft mit der Temperatur T2 kann auf den zu trocknenden Bedruckstoff gerichtet werden.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Erhitzen (auf T1) mit einer Heizeinrichtung erfolgt, welche von dem Reflektor verschieden ist. Die Heizeinrichtung kann die Heißluft auf eine Temperatur (T1) zwischen 60°C und 120°C oder zwischen 90°C und 110°C oder auf 100°C temperieren (und bereitstellen).
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Kühler ausschließlich Heißluft einsetzt.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Kühler keine Luft mit Raumtemperatur, keine unter Raumtemperatur abgekühlte Luft und insbesondere kein Kühlwasser oder eine andere Kühlflüssigkeit einsetzt.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Kühler den Reflektor auf eine Temperatur unter 250°C, bevorzugt unter 200°C abkühlt, z.B. zwischen 60°C und 120°C oder zwischen 90°C und 110°C oder auf 100°C abkühlt. Eine niedrige Temperatur von z.B. etwa 60° C ist dann von Vorteil, wenn auf zusätzliche Heizeinrichtungen, z.B. ein Heizregister, verzichtet werden kann. Die Heißluft kann in einem solchen Fall z.B. aus einem Wärmetauscher oder einer warmen Zone im Ausleger bereitgestellt werden.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahlungstrockner einen Konverter umfasst, wobei der Strahler kurzwellige IR-Strahlung (Pimäremission) erzeugt und der Konverter die kurzwellige IR-Strahlung in langwellige IR-Strahlung (Sekundäremission) konvertiert. Der Konverter kann eine Beschichtung des Strahlers oder Teil des Strahlers sein. Ein solcher Strahler kann als bispektraler Strahler bezeichnet werden. Der Strahler kann auf dessen Vorderseite (zum Bedruckstoff hin) kurzwellige IR-Strahlung emittieren und auf dessen Rückseite (zum Reflektor hin) langwellige IR-Strahlung.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor wenigstens die langwellige Strahlung reflektiert.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor die langwellige Strahlung zum zu trocknenden Bedruckstoff hin reflektiert.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor beabstandet zum Strahler angeordnet ist. Der Reflektor kann bezüglich des Strahlers somit ein externer Reflektor sein. Der Abstand kann bevorzugt im Bereich von 1 cm bis 10 cm liegen.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahler eine Vorderseite, welche dem zu trocknenden Bedruckstoff zugewandt ist, und eine Rückseite, welche von dem zu trocknenden Bedruckstoff abgewandt ist, umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor benachbart zur Rückseite des Strahlers angeordnet ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor eben ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor gebogen ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor einen optischen Fokus hat, welcher auf oder im oder ausreichend nahe beim Bedruckstoff liegt.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor als ein Blech ausgebildet ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Reflektor beschichtet ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Beschichtung im Wesentlichen aus Aluminium, Gold, Silber und/oder Kupfer besteht.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Beschichtung mit einer Schutzschicht versehen ist, bevorzugt mit einer im wesentlichen IR-transparenten Schutzschicht, z.B. mit einem Lack, einer Folie, einer Glasschicht oder einer Kristallschicht, insbesondere mit einer CaF-Schutzschicht. Die Schutzschicht kann eine störende Oxidation der Beschichtung verhindern.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahler einen Glaskörper und einen Glühkörper im Innern des Glaskörpers umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Glaskörper im Wesentlichen aus Quarzglas besteht.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Glühkörper im Wesentlichen aus Wolfram besteht.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Konverter die kurzwellige IR-Strahlung absorbiert und als die langwellige IR-Strahlung emittiert.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Konverter einen Absorber für die kurzwellige IR-Strahlung umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Absorber eine - für die IR-Strahlung - opake oder schwarze Schicht umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Schicht auf dem Glaskörper angeordnet ist.
Kurzwellige IR-Strahlung kann elektromagnetische Strahlung mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 1 µm bis 2 µm umfassen. Langwellige IR-Strahlung kann elektromagnetische Strahlung mit einem Emissionsmaximum im Bereich von 2 µm bis 3 µm umfassen.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Konverter als eine Konversionsschicht auf der Oberfläche des Glaskörpers ausgebildet ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Konversionsschicht im Wesentlichen auf der Rückseite des Strahlers ausgebildet ist, d.h. auf der Seite des Strahlers, welche dem Reflektor zugewandt ist.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die erzeugte IR-Strahlung ein Emissionsspektrum mit einem Emissionsmaximum zwischen 1 und 1,5 µm umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die erzeugte IR-Strahlung ein Emissionsspektrum mit einem Emissionsmaximum bei 1,2 µm umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die langwellige IR-Strahlung ein Emissionsspektrum mit einem Emissionsmaximum zwischen 2 und 3 µm umfasst.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahlungstrockner und der Heißlufttrockner (z.B. in horizontaler Richtung) benachbart zueinander angeordnet sind. Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahlungstrockner und der Heißlufttrockner ineinandergreifend oder verschachtelt angeordnet sind.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahlungstrockner mehrere Strahler umfasst, dass der Heißlufttrockner mehrere Blasdüsen umfasst und dass die Strahler zwischen Blasluftdüsen oder zwischen Blasluftdüsenreihen angeordnet sind. Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass abwechselnd Strahler und Reihen von Blasluftdüsen angeordnet sind.
Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass alle Bleche als Eisen- oder Aluminiumbleche ausgeführt sind.
Eine Druckmaschine mit einer der vorgenannten Vorrichtungen, zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung einen in die Druckmaschine einsetzbaren und aus der Druckmaschine entnehmbaren Trocknereinschub bildet oder Teil eines solchen Trocknereinschubes ist. Der Trocknereinschub kann ein Gehäuse, vorzugweise aus Blech, aufweisen; er kann zudem einen Griff für das Einsetzen und Entnehmen durch einen Bediener aufweisen.
Eine Weiterbildung der Druckmaschine kann sich dadurch auszeichnen, dass der Strahlungstrockner und der Heißlufttrockner im Trocknereinschub angeordnet sind.
Eine Weiterbildung der Druckmaschine kann sich dadurch auszeichnen, dass die erste Kammer und die zweite Kammer übereinander im Trocknereinschub angeordnet sind.
Eine Weiterbildung der Druckmaschine kann sich dadurch auszeichnen, dass der Trocknereinschub in einem Druckwerk, zwischen zwei Druckwerken oder in einem Bogenausleger der Druckmaschine angeordnet ist.
Die in den obigen Abschnitten Technisches Gebiet, Erfindung und Weiterbildungen sowie im folgenden Abschnitt Ausführungsbeispiele offenbarten Merkmale und Merkmalskombinationen stellen - in beliebiger Kombination miteinander - weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Ausführungsbeispiele zur Erfindung und Figuren

Die 1 bis 3 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Weiterbildungen. Einander entsprechende Merkmale sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

1 zeigt eine Druckmaschine 1 mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6.
Die Druckmaschine 1, bevorzugt eine Offsetdruckmaschine, bedruckt Bedruckstoff-Bogen 2, z.B. aus Papier, Karton oder Kunststofffolie. Hierzu umfasst sie mehrere Druckwerke 3, entsprechend der Anzahl der zu druckenden Farben und Lacke. Die bedruckten Bogen werden in einem Bogenausleger 4 auf einem Stapel abgelegt.
Das Trocknen der Farben und Lacke sowie ggf. des Bedruckstoffs erfolgt mit sogenannten Trocknereinschüben 5. Diese können bevorzugt von einem Bediener mittels eines Griffs 5a seitlich von der Bedienseite aus in die Druckmaschine 1 eingeschoben und dort verriegelt werden. In 1 sind solche Einschübe 5 an mehreren Positionen gezeigt: zwischen Druckwerken 3, nach dem letzten Druckwerk 3 und im Bogenausleger 4. Wenigstens ein solcher Einschub umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung 6, welche wiederum einen Strahlungstrockner 10 und einen Heißlufttrockner 20 umfasst. Es kann zusätzlich auch ein (nicht dargestellter) Einschub vorgesehen sein, welcher nur Heißluft oder nur Kaltluft auf den Bedruckstoff 2 richtet; dieser oder diese können dem erfindungsgemäßen Einschub nachgeordnet sein. Weiterhin umfasst die Druckmaschine eine Heizeinrichtung 23 zum Erzeugen und Bereitstellen von Heißluft 21 mit einer Bereitstellungstemperatur T1.
2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 in schematischer Schnitt-Darstellung. Der dargestellte Bogen 2 bewegt sich in einer Bogentransportrichtung in die Zeichnungsebene hinein bzw. der Trocknereinschub 5 und die Vorrichtung 6 sind quer zur Transportrichtung angeordnet.
Die Vorrichtung 6 umfasst den Strahlungstrockner 10, welcher die Bogen 2 während deren Transport mit IR-Strahlung 11 beaufschlägt. Wenigstens ein IR-Strahler 12 erzeugt die IR-Strahlung, bevorzugt eine Vielzahl von Strahlern 12, welche z.B. in eine oder mehreren Reihen angeordnet sein können.
Die Vorrichtung umfasst einen Reflektor 13 für die IR-Strahlung 11, welche nicht direkt zum Bogen 2 gelangt. In der Darstellung ist beispielhaft beim mittleren Strahler 12 gezeigt, wie die IR-Strahlung reflektiert und auf den Bogen 2 gerichtet wird. Der Reflektor wird von einem ersten Blech 33 (z.B. von dessen Unterseite) gebildet, welches in einem Abstand 15 zum Strahler, bevorzugt zur Ebene mehrerer Strahler, angeordnet ist. Der Reflektor wird durch die IR-Strahlung stark erhitzt, weshalb erfindungsgemäß ein Kühler 30, also eine Einrichtung zum Kühlen, vorgesehen ist.
Die Vorrichtung 6 umfasst den Heißlufttrockner 20, welcher die Bogen 2 während deren Transport mit Heißluft 21 beaufschlägt. Die Heißluft wird mittels Heißluftdüsen 22 (z.B. nach unten hin) ausgestoßen und auf den Bogen 2 gerichtet. Die Heißluft wird von der Heizeinrichtung 23 erzeugt und zur Vorrichtung 6, genauer zu deren Heißlufttrockner geführt. Am Einlass des Kühlers 30 bzw. dessen erster Kammer 31 hat die Heißluft 22 bevorzugt im Wesentlichen die Bereitstellungstempertur T1. Die Heißluftdüsen 22 sind beispielhaft in zwei zueinander versetzen Reihen angeordnet, weshalb jede zweite Heißluftdüse in einer vorderen bzw. hinteren Ebene dargestellt ist, d.h. vor bzw. hinter der ersten Kammer 31 und vor bzw. hinter der Reihe der Strahler 12.
Die Vorrichtung 6 umfasst den Kühler 30 zum Kühlen des Reflektors 13. Der Kühler umfasst eine erste Kammer 31, welche von dem ersten Blech 33 und einem zweiten Blech 34 begrenzt wird. Die zugeführte Heißluft 21 durchströmt die erste Kammer und nimmt dabei Wärmeenergie vom erhitzen Reflektor 13 auf bzw. kühl diesen ab. Am Auslass der ersten Kammer 31 hat die Heißluft 22 eine höhere Temperatur T2 als die Bereitstellungstempertur T1, also T2>T1.
Danach durchströmt die Heißluft (z.B. durch eine seitliche, kurze Verbindungkammer) in eine zweite Kammer 32, welche vom zweiten Blech 34 und einem dritten Blech 35 begrenzt wird. Die zweite Kammer kann ebenfalls Teil des Kühlers 30 sein. In der zweiten Kammer wird die Heißluft durchmischt, wozu z.B. (nicht dargestellte) die Durchmischung verbessernde Elemente in der Kammer vorgesehen sein können. Danach gelangt die Heißluft im Wesentlichen mit der Temperatur T2 in die Heißluftdüsen 22 und von diesen zum Bedruckstoff 2.
Der Trocknereinschub 5 und die Vorrichtung 6 mitsamt den Blechen und Kammern sind bevorzugt wie dargestellt horizontal und die Heißluftdüsen 22 senkrecht dazu, also vertikal angeordnet, wobei mit 50 die horizontale Richtung und mit 51 die vertikale Richtung bezeichnet sind. In der ersten Kammer 31 (auf dem Hinweg) strömt die Heißluft bevorzugt in eine (erste) horizontale Richtung 50a und in der zweiten Kammer 32 (auf dem Rückweg) bevorzugt entgegengesetzt in eine (zweite) horizontale Richtung 50b. Mit Blick auf 1 wird allerdings deutlich, dass ein Trocknereinschub 5 auch geneigt angeordnet sein kann und dass „Horizontale“ und „Vertikale“ dann entsprechend zu verstehen sind.
Die gezeigte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung baut sehr kompakt und braucht nur wenige Bauteile, da die einzelnen Bleche mehrere Funktionen übernehmen: das erste (z.B. untere) Blech 33 ist zugleich Wand der ersten Kammer 31, Führungsfläche für die Heißluft 21 auf dem Hinweg, Reflektor 13 und Wärmetauscher zwischen IR-Strahlung/Reflektor und Heißluft; das zweite (z.B. mittlere) Blech 34 ist zugleich Wand der ersten sowie der zweiten Kammer 31, 32 und Führungsfläche für die Heißluft 21 auf dem Hinweg sowie auf dem Rückweg; das dritte (z.B. obere) Blech 35 ist zugleich Wand der zweiten Kammer 32 und Führungsfläche für die Heißluft auf dem Rückweg. Weiterhin können die Heißluftdüsen 22 an wenigstens einem der Bleche 33, 34, 35 montiert sein. Ebenso können die Strahler 12 an wenigstens einem der Bleche 33, 34, 35, bevorzugt am ersten Blech 33, montiert sein, z.B. mittels (nicht dargestellter) Träger.
3 zeigt einen Ausschnitt von 2 im Detail. Der IR-Strahler 12 (dargestellt im Querschnitt) umfasst einen Glaskörper 21, bevorzugt eine Röhre, und in dessen Innerem einen Glühkörper 43. Eine Vorderseite 12a des Strahlers (z.B. eine Unterseite) ist dem Bedruckstoff 2 zugewandt; eine Rückseite 12b (z.B. eine Oberseite) dem Reflektor 13. Wenigstens auf einem Teil der Rückseite ist ein Konverter 40 für IR-Strahlung angeordnet, bevorzugt als eine Absorberschicht 41, welcher kurzwellige IR-Strahlung 11a absorbiert und langwellige IR-Strahlung 11b emittiert. Der Konverter erzeugt aus kurzwelliger IR-Strahlung langwellige IR-Strahlung, welche den Trocknungsprozess (Erhitzen und Verdampfen von Wasser) verbessern kann. Der Reflektor 13 ist im Abstand 15 zum Strahler 12 angeordnet und umfasst bevorzugt eine Beschichtung 14 zur Verbesserung der Reflexion von IR-Strahlung. Durch den Abstand ist gewährleistet, dass der Kühler 30 bzw. die zur Kühlung eingesetzte Luft (und somit ein Luftkühler), nur den Reflektor 13 kühlt und nicht den Strahler 12 negativ beeinflusst.
Bezugszeichenliste

1: Druckmaschine
2: Bedruckstoff / Bogen
3: Druckwerk/-e
4: Bogenausleger
5: Trocknereinschub /-einschübe
5a: Griff
6: Vorrichtung
10: Strahlungstrockner
11: IR-Strahlung
11a: kurzwellige IR-Strahlung
11b: langwellige IR-Strahlung
12: Strahler
12a: Vorderseite des Strahlers
12b: Rückseite des Strahlers
13: Reflektor
14: Beschichtung des Reflektors
15: Abstand Reflektor zu Strahler
20: Heißlufttrockner
21: Heißluft
22: Heißluftdüsen
23: Heizeinrichtung
30: Kühler
31: erste Kammer
32: zweite Kammer
33: erstes Blech
34: zweites Blech
35: drittes Blech
40: Konverter
41: Absorber / Absorberschicht / Konversionsschicht
42: Glaskörper
43: Glühkörper
50: Horizontale Richtung
50a: Richtung
50b: Entgegengesetzte Richtung
51: Vertikale Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10118757 A1 [0004]
US 2003126758 A1 [0005]
DE 102011118175 A1 [0006]
EP 0073669 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung zum Trocknen von Bedruckstoff, mit einem Strahlungstrockner (10), welcher den Bedruckstoff mit IR-Strahlung (11) beaufschlägt und welcher einen Strahler (12) und einen Reflektor (13) mit einem Kühler (30) für den Reflektor umfasst, und mit einem Heißlufttrockner (20), welcher den Bedruckstoff (2) mit Heißluft (21) beaufschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (30) wenigstens einen Anteil der Heißluft (21) des Heißlufttrockners (20) an dem Reflektor (13) zu dessen Kühlung vorbeiführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (13) von einem ersten Blech (33) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (30) eine erste Kammer (31) umfasst, wobei die Heißluft (21) die erste Kammer durchströmt und dabei den Reflektor (13) kühlt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (31) das erste Blech (33) und ein zweites Blech (34) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Blech (33) und das zweite Blech (34) parallel zueinander angeordnet sind und die erste Kammer (31) zwischen den beiden Blechen gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (30) eine zweite Kammer (32) umfasst, wobei die Heißluft (21) die zweite Kammer durchströmt und dabei durchmischt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, rückbezogen auf Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer (32) das zweite Blech (34) und ein drittes Blech (35) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungstrockner (10) einen Konverter (40) umfasst, wobei der Strahler (12) kurzwellige IR-Strahlung (11, 11a) erzeugt und der Konverter die kurzwellige IR-Strahlung in langwellige IR-Strahlung (11, 11b) konvertiert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (40) die kurzwellige IR-Strahlung (11, 11a) absorbiert und als die langwellige IR-Strahlung (11, 11b) emittiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die langwellige IR-Strahlung (11, 11b) ein Emissionsspektrum mit einem Emissionsmaximum zwischen 2 und 3 µm umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißluft (21) durch Erhitzen von Luft vor dem Vorbeiführen am Reflektor (13) erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen mit einer Heizeinrichtung (23) erfolgt, welche von dem Reflektor (13) verschieden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (30) ausschließlich Heißluft (21) einsetzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (30) den Reflektor (13) auf eine Temperatur unter 250° C oder unter 200° C abkühlt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (13) wenigstens die langwellige Strahlung (11, 11b) reflektiert.
Druckmaschine mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (6) einen in die Druckmaschine (1) einsetzbaren und aus der Druckmaschine entnehmbaren Trocknereinschub (5) bildet oder Teil eines solchen Trocknereinschubes ist.
Druckmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungstrockner (10) und der Heißlufttrockner (20) im Trocknereinschub (5) angeordnet sind.
Druckmaschine nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknereinschub (5) in einem Druckwerk (3), zwischen zwei Druckwerken (3) oder in einem Bogenausleger (4) der Druckmaschine (1) angeordnet ist.