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Trockenmaschine zur Hochglanztrocknung fotografischer Abzüge Die Erfindung
betrifft eine Trockenmaschine zur Hochglanztrocknung fotografischer Abzüge mit einer
um eine waagerechte Achse drehbaren Trockentrommel, der außen auf einem bestimmten
Umfangsabschnitt ein gleichsinnig mit ihr laufendes endloses Trockenband anliegt
und deren Mantel von innen mittels eines durch die hohlen Lagerzapfen geführten
Energieträgers zonenweise beheizbar ist. Die Erzeugung einer hochglänzenden Oberfläche
bei der Trocknung feuchter Papierfotos auf den Trockentrommeln von Trockenmaschinen
kommt dadurch zustande, daß die ursprünglich leicht strukturierte Oberfläche der
fotografischen Emulsionsschicht durch die Temperaturerhöhung in noch feuchtem Zustand
gerade bis zur Fließgrenze erhitzt wird. Die winzigen Unebenheiten der Schichtoberfläche
werden gewissermaßen völlig glatt gebügelt, so daß im auffallenden Licht keine Dispersion
mehr eintritt, sondern Reflexion nach Art eines Spiegels. Bei der anschließenden
Durchtrocknung der Papierfotos wird die Fließgrenze der Emulsionsschicht ganz beträchtlich
angehoben, die Schicht wird hart und ist dann auch bei höherer Temperatur widerstandsfähig.
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Die Emulsionsschicht ist allgemein in feuchtem Zustand sehr empfindlich,
und eine überhitzung kann das Verfließen des Bildes in der Schicht zur Folge haben,
so daß die Abzüge praktisch wertlos werden. Die Trocknung unter gleichzeitiger Hochglanzerzeugung
erfordert daher die sorgsame Einhaltung oberer Temperaturgrenzen, um das Verfließen
der Bildschicht zu vermeiden. Bei den herkömmlichen Beheizungsarten von Trockentrommeln
fotografischer Trockenmaschinen mittels elektrischer Heizkörper, Infrarotstrahler
u. dgl. besteht die Gefahr lokaler überhitzungen mit den daraus sich ergebenden
Folgen. Durch allgemeine Senkung der Temperatur kann zwar dieser Gefahr wirksam
begegnet werden, jedoch ergibt sich dabei ein anderer Nachteil.
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Die hohe Verdunstungswärme des in den feuchten Fotos enthaltenen Wassers
erfordert bei der verhältnismäßig kurzen Verweilzeit in der Trockenmaschine eine
möglichst stetige Nachlieferung von Wärme über den gesamten zur Trocknung dienenden
Umfangsabschnitt der Trommel. Bei den erwähnten Beheizungseinrichtungen mittels
Strahlern oder anderen Elektroheizkörpern wird jedoch der Mantel der Trommel nicht
gleichförmig ausgeheizt, sondern es wechseln stets wärmere unmittelbar angestrahlte
Zonen mit kühleren Zonen, die nur durch Wärmeleitung über das Trommelmaterial erwärmt
werden, ab. Da die Trockentrommeln aus technisch-konstruktiven Gründen aus dünnem
Material bestehen müssen, ist die Wärmekapazität der nicht unmittelbar angestrahlten
Zonen gering, und der Wärmeübergang aus den benachbarten Zonen erfolgt zu langsam,
um der Wärmeentziehung durch die Verdunstung des Wassers zu folgen. Die Fotos weisen
daher bei solcher Betriebsweise häufig ungeglänzte Stellen auf, oder bleiben - bei
insgesamt zu niedriger Temperatur - auf ihrer ganzen Oberfläche ungeglänzt.
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Bei fotografischen Papieren für Schwarzweißfotos, deren Emulsionsschicht
gegerbt und daher weniger empfindlich ist, kann den erwähnten Schwierigkeiten auch
mit den bisher bekannten Beheizungseinrichtungen durch sorgsame Temperaturführung
einigermaßen gesteuert werden. Die Bildschicht fotografischer Papiere für Farbabzüge
ist hingegen bedeutend empfindlicher und erfordert daher eine wesentlich präzisere
Temperaturführung. Zur Vermeidung des Verfließens des Bildes sowie von Farbverfälschungen
usw. darf die Oberflächentemperatur 65° C keinesfalls überschreiten.
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Die Hochglanztrocknung fotografischer Abzüge bereitet daher erhebliche
Schwierigkeiten, da einerseits die überschreitung maximaler Temperaturen, insbesondere
im Bereich des Einlaufs der feuchten Abzüge in die Trockentrommel, sorgsam vermieden,
andererseits jedoch während der kurzen Verweilzeit der Abzüge in der Trockenmaschine
eine erhebliche Wärmeleistung zur Erzielung der gewünschten Trocknung aufgebracht
werden muß. Diesen einander entgegengerichteten Forderungen vermögen die erwähnten
Beheizungseinrichtungen
der Trommeln von Hochglanztrockenmaschinen, insbesondere für die Behandlung fotografischer
Papiere für Farbabzüge, nicht nachzukommen.
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Nach einem neueren Verfahren soll diesen Schwierigkeiten dadurch begegnet
werden, daß die Trocknungstemperatur in Abhängigkeit von der Bildfeuchtigkeit so
gesteuert wird, daß sie bei hohen Wassergehalten der Emulsionsschichten unter dem
Schmelzbereich der Emulsion liegt, während bei niedrigen Wassergehalten der Schmelzbereich
so überschritten wird, daß dadurch ein Aufschmelzen der obersten Schichtebene erreicht
wird. Zur praktischen Ausübung dieses Verfahrens soll die Trommel sowohl mit zonenweise
angeordneten regelbaren Heiz- wie mit zonenweise angeordneten regelbaren Kühlvorrichtungen
versehen sein. Hierdurch wird die allgemeine Lehre vermittelt, die Trocknungstemperatur
an der Wand der Trommel zonenweise von einer nicht zu überschreitenden Maximaltemperatur
am Bildeinlauf bis zu einer nicht zu unterschreitenden Minimaltemperatur am Bildauslauf
zu erhöhen und hierfür zonenweise angeordnete regelbare Heizeinrichtungen bzw. ebensolche
Kühlvorrichtungen vorzusehen. Durch dieses Verfahren werden die erwähnten Schwierigkeiten
und die bestehenden Mängel der Betriebsweisen und Konstruktionen der bisher bekannten
Hochglanztrockenmaschinen nur zum Teil behoben. Die zonenweise Beheizung der Trommel,
die nur mit den herkömmlichen elektrischen Beheizungseinrichtungen, wie Strahler
oder Elektroheizkörper erfolgen kann, hat zur Folge, daß zwischen den beispielsweise
durch Strahler beheizten Zonen sich kühlere Zwischenzonen ausbilden, die eine Ungleichförmigkeit
der Beheizung der Trommel zur Folge haben. Auch erscheint eine präzise Steuerung
der Oberflächentemperatur der Trockentrommel bei Verwendung elektrischer Beheizungseinrichtungen
- wenn überhaupt - nur mit erheblichem meßtechnischem und regeltechnischem Aufwand
möglich.
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Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, eine Trockenmaschine zur Hochglanztrocknung
fotografischer Abzüge der eingangs erwähnten Gattung unter geringem Kostenaufwand
derart auszubilden, daß die zu trocknenden Abzüge während ihres Durchlaufs um den
beheizten Umfangsabschnitt des Trommelmantels bei stufenlos ansteigender Temperatur
behandelt werden, wobei die Temperatur im Bereich der Einlaufstelle unter der Schmelzgrenze
der Emulsion bleibt, während sie im Bereich der Auswurfstelle die Schmelzgrenze
überschreitet. In Abkehr von bisher üblichen Beheizungseinrichtungen für Hochglanztrockenmaschinen
wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch in der Trommel dicht unter der
Scheitellinie des Trommelmantels angeordnete, dessen ganze Breite bestreichende,
an sich bekannte Sprühvorrichtungen, die den Trommelmantel unter einem spitzen Winkel
mindestens entgegen der Drehrichtung mit Wasser von solcher Temperatur besprühen,
daß die Außentemperatur des Trommelmantels an der in Drehrichtung hinter seiner
Scheitellinie gelegenen Abnahmestelle im Bereich der annähernd trockenen Emulsion
am höchsten liegt, und durch Mittel zur Regelung der eingesprühten Wassermenge pro
Zeiteinheit in solcher Weise, daß die durch den auf der Trocknungsseite am Trommelmantel
innen heruntergeführten, ein stufenloses Wärmegefälle auf der Trommeloberfläche
bewirkenden Wasserfilm erzeugte Außentemperatur des Trommelmantels an der Einlegestelle
bei noch großem Wassergehalt der Emulsionsschicht am niedrigsten liegt, sowie durch
an sich bekannte Vorrichtungen zum Abpumpen, Aufheizen und Fördern des Wassers im
Kreislauf.
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Die Verwendung von Wasser als beheizendes Medium und die Anwendungsform
mittels Sprüheinrichtungen, die das Wasser im Bereich der Scheitellinie des Trommelmantels
gegen dessen Innenwand sprühen, vermittelt eine Reihe von Vorteilen. Die Begrenzung
der Temperatur nach oben bietet nicht die geringsten Schwierigkeiten. Die Einhaltung
eines vorgesehenen unbedingt gleichförmigen Temperaturgefälles ist durch Regelung
der gegen den Trommelmantel gesprühten Wassermenge leicht zu bewirken. An jeder
Stelle des beheizten Umfangsabschnitts der Trommel steht ein Wärmeträger relativ
hoher Wärmekapazität zur Verfügung, der lokale Unterschiede des Wärmebedarfs ohne
weiteres ausgleicht.
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Für andere Anwendungsgebiete, nämlich zur Trocknung von bahnenförmigem
Material, z. B. Papier, Zellstoff, Zellglas, sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen
Trornmeltrockenmaschinen bekannt, deren Trommelinnenwand durch Einsprühen von heißem
Wasser bzw. durch Einblasen von Wasserdampf beheizt wird. Da diese Trockenmaschinen
zur Trocknung von vergleichsweise sehr unempfindlichen Materialien dienen, deren
Grenztemperaturen für die Beheizung sehr hoch liegen,. bedürfen diese Maschinen
keiner Temperaturführung und insbesondere auch nicht der Einhaltung eines Temperaturgefälles.
Die von diesen Trockenmaschinen bekannten Maßnahmen vermochten daher die Lösung
der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht nahezulegen.
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Die konstruktive Ausbildung der erfindungsgemäßen Trockenmaschine
im einzelnen kann nach allgemeinen technischen Gesichtspunkten und in Anlehnung
an bekannte Vorbilder erfolgen. Zur Einstellung der Temperatur des Wassers dient
zweckmäßig ein außerhalb der Trommel angeordnetes Temperiergefäß, das mit den erforderlichen
Einrichtungen zur wahlweisen Einstellung und selbsttätigen Regelung einer bestimmten
vorgesehenen Arbeitstemperatur ausgerüstet ist und von dem eine mit Einrichtungen
zur Regelung der Durchflußmenge versehene Leitung zu den Sprüheinrichtungen führt.
Zweckmäßig wird das Wasser als Wärmeträger in einem Kreislaufsystem umgewälzt, das
außer dem Temperiergefäß und der Druckleitung nebst Zusatzeinrichtungen eine in
den unteren Bereich des Trommelinnern führende Saugleitung und eine Umwälzpumpe
umfaßt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Trokkenmaschine ist die
Trommelachse in an sich bekannter Weise als drehfeste Hohlachse mit außenseitig
aufgebrachten Wälzlagern für die Trommel ausgebildet; die Druckleitung und die zur
tiefsten Stelle der Trommel reichende Saugleitung sind durch die Hohlachse geführt
und außenseitig mit dem Tempe= riergefäß bzw. der Umwälzpumpe verbunden. Die Druckleitung
ist im Trommelinnenraum durch eine Öffnung in der Hohlachse heraus- und zur Sprüh=
einrichtung geführt. Statt dessen kann auch die allseits abgeschlossene Hohlachse
selbst als Druckleitung ausgebildet sein, von der ein Standrohr zur Sprüheinrichtung
führt, während die Saugleitung
flüssigkeitsdicht durch die Hohlachse
hindurch aus dem Trommelinnenraum nach außen geführt ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trockenmaschine
ist in den Zeichnungen in schematischer Darstellung wiedergegeben. In diesen zeigt
F i g.1 einen Längsschnitt durch die Trockentrommel mit Teilen der erfindungsgemäß
ausgebildeten Beheizungsvorrichtung, F i g. 2 ein Einzelteil der Trockentrommel
in größerem Maßstab, .
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F i g. 3 eine schematische Darstellung der Trockentrommel im Längsschnitt
in anderem Maßstab als F i g.1, F i g. 4 dieselbe im Querschnitt.
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An einem Rahmen 1 ist eine Hohlachse 3 undrehbar befestigt, auf der
die aus den Stirnwänden 5 und dem außen oberflächengeschützten und hochglanzpolierten
Zylindermantel 6 bestehende Trockentrommel mit Hilfe von Wälzlagern 8 drehbar gelagert
ist. Auf einem größeren Abschnitt des Umfangs des Trommelmantels 6 liegt
ein Trockentuch 10 an, das als endloses Band ausgebildet und mit Hilfe von
in dem Rahmen 1 gelagerten Walzen 12 über den auf dem Mantel 6 liegenden Abschnitt
des Trockentuches 10 in sich zurückgeführt ist. Die Trommel 5, 6 ist frei drehbar
gelagert, das Trockentuch 10 wird mit Hilfe eines - nicht dargestellten -
Motors angetrieben.
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An jeder Stirnwand 5 ist an ihrem Außenumfang eine nach innen offene
Ringmulde oder Sicke vorgesehen, die zur Aufnahme eines im Querschnitt U-förmigen
Dichtungsringes 14 aus nachgiebigem Werkstoff dient. In den offenen Spalt dieses
Ringes sind die seitlichen Ränder des Zylindermantels 6 eingelegt, so daß sie nicht
mit den Stirnwänden in Berührung stehen. Die Trockentrommel wird durch mehrere durch
die Stirnwände 5 hindurchgeführte Zuganker 16 flüssigkeitsdicht zusammengehalten.
Der Querschnitt des Dichtungsringes 1 ist in F i g. 2 in größerem Maßstab dargestellt.
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Innerhalb des Rahmens 1 (F i g. 3) liegt unterhalb der Trockentrommel
5, 6 ein Wasserbehälter 18, von dem eine Leitung 20 durch die Hohlachse 3 hindurch
zu einem Sprührohr 22 geführt ist, das auf zwei Seiten zur Innenwand des Zylindermantels
6 schräg nach oben gerichtete Sprühdüsen 23 aufweist. Das Sprührohr ist unterhalb
des oberen Scheitelpunktes der Trockentrommel 5, 6, derart angeordnet, daß die Zuganker
16 bei der Umdrehung der Trommel darüber hinweggehen. Das Sprührohr ist mit Hilfe
zweier Halteglieder 25 auf der Hohlachse 3 befestigt. Die Halteglieder 25 weisen
an ihren beiden Enden Schellen zum Halten des Sprührohrs 22 und zur Befestigung
auf der Hohlachse 3 auf.
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In den Trommelinnenraum 5, 6 ist eine zum tiefsten Punkt der Trommel
reichende, durch die Hohlachse 3 hindurchgehende Saugleitung 30 geführt. Diese ist
an einer Pumpe 32 angeschlossen, welche von einem - nicht dargestellten - Motor
antreibbar ist. Die Druckseite der Pumpe ist mit dem Temperiergefäß 18 verbunden.
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In dem Temperiergefäß 18 befindet sich ein an das elektrische Stromnetz
angeschlossener Heizstab 34. Die Temperatur des Wassers im Temperiergefäß 18 wird
von einem Thermometer 36 angezeigt, dessen Fühlglied 38 im Temperiergefäß angeordnet
ist. Ein Thermostat 40, dessen Fühlglied 42 ebenfalls im Temperiergefäß 18 liegt,
steuert die Stromzufuhr für den Heizstab 34.
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Gegebenenfalls kann um das Temperiergefäß ein Reflektor 44 zur Beschleunigung
des Trocknens des Trockentuches 10 angeordnet sein, der im Betrieb den rücklaufenden
Teil des Trockentuches beheizt. Falls ein Sprührohr für die Beheizung des Trommelmantels
nicht ausreichen sollte, kann ein weiteres Sprührohr (in F i g. 4 gestrichelt dargestellt)
vorgesehen werden. Die Erhitzung des Trommelmantels auf dem von dem Trockentuch
nicht berührten Abschnitt ist nicht erwünscht, da es zweckmäßig ist, daß die dort
aufgelegten, zu trocknenden Fotografien nicht unmittelbar auf den voll beheizten
Trommelmantel treffen.
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Durch die Pumpe 32 wird aus dem Wassersumpf im unteren Teil der Trommel
in der Nähe von deren unterem Scheitelpunkt über die Saugleitung 30 das Wasser angesaugt
und in das Temperiergefäß 18 gedrückt, wo es durch den Heizstab 34 auf die eingestellte
Temperatur aufgeheizt wird. Der Thermostat 40 sorgt für Aufrechterhaltung einer
gleichmäßigen Temperatur des Wassers. Dieses wird über die Druckleitung 20 zum Sprührohr
22 gefördert, tritt in der in F i g. 4 angegebenen Weise aus den Sprühdüsen 23 aus
und trifft auf die Innenwand des Zylindermantels 6. Bei genügender Geschwindigkeit
des Wassers läuft dieses am Mantel 6 entlang zu dem Wassersumpf im unteren Bereich
der Trommel. Das Wasser gibt hierbei seine Wärme an den Trommelmantel ab. Die zu
trocknenden Fotografien werden mit der Schichtseite nach oben auf den unteren einlaufenden
Teil des Trockentuches aufgelegt und zwischen dem Trockentuch und dem Zylindermantel
mitgenommen, wobei sie die gespeicherte Feuchtigkeit abgeben. An der oberen Umlenkstelle
des Trockentuches treten die Abzüge heraus und fallen entweder von selbst ab, da
sie auf ihrem Förderweg trocken geworden sind, oder werden durch einen Abweiser
abgenommen.