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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von von Schädlingen befallenem Holz, insbesondere Holz in einem Fachwerkhaus gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
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Holz ist nach wie vor ein wichtiger Baustoff für Gebäude und Verpackungen. Dabei werden die Hölzer – abhängig vom jeweiligem Verwendungszweck – entweder imprägniert (z. B. kesseldruckimprägniert), erhitzt oder mit Lacken/Lasuren gestrischen. Der Erfolg dieser Verfahren hängt jedoch davon ab, wie gut das Holz Flüssigkeiten aufnehmen kann, damit die entsprechende Holzschutzmaßnahme möglichst tief in das Holz eindringt.
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Hölzer – wie beispielsweise Fichtenholz – werden zwar gerne für Holzkonstruktionen verwendet, besitzen aber eine schlechte Tränkbarkeitsklasse, d. h. sie nehmen schlecht Feuchtigkeit/Flüssigkeit auf.
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Aus diesem Grund wird oft an nicht sichtbaren Konstruktionsteilen das Verfahren der Perforierung angewandt. Dabei werden Bohrungen oder Schlitze in das zu behandelnde Holzstück eingebracht, wobei die Tiefe der Bohrung von der Materialstärke abhängig ist. Anschließend wird das Holz mit Holzschutzmitteln entsprechend behandelt, die dann aufgrund der Perforierung – auch bei schwer tränkbarem Holz – tief in die Holzstruktur eindringen können.
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Diese o. g. Holzschutzverfahren finden – ausgenommen das Streichen/Lackieren – ausschließlich Verwendung bei Rohmaterialien bzw. Holzzuschnitten. Problematisch wird der Holzschutz bei bereits verarbeiteten Hölzern in Gebäuden und Verpackungen. Im Hinblick auf möglichen Schädlingsbefall des Holzes unterscheidet man zwischen tierischen und pilzartigen Holzschädlingen.
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Bei Pilzbefall der Hölzer hilft in der Regel nur noch eine Entfernung bzw. ein Rückschnitt der befallenen Teile. Ein weiteres Ausbreiten kann ggf. durch Austrocknen der befallenen Stellen und deren Umgebung erreicht werden.
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Bei tierischem Befall hingegen gibt es verschiedene technische Möglichkeiten. Aus dem Stand der Technik sind vier Hauptverfahren zur Schädlingsbekämpfung bekannt.
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Beim chemischem Verfahren werden Holzschutzmittel entweder auf die Holzoberfläche aufgebracht oder durch Injektionsbohrungen in den Kern des befallen Bauteils eingebracht. Sofern das Bauteil bis in den Kern mit Holzschädlingen befallen ist, können diese zwar mit Hilfe der Injektionsbohrungen erreicht werden, dies hat jedoch zur Folge, dass die Holzoberfläche beschädigt wird.
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Beim Begasungsverfahren werden Schädlinge durch toxische oder erstickend wirkende Gase (z. B. CO2) bekämpft. Da dieses Verfahren aber auch gesundheitliche Risiken für den Menschen birgt, ist der Einsatz in bewohnten Gebäuden eher bedenklich und dementsprechend genau zu prüfen.
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Mit dem Heißluftverfahren wird ein Abtöten der Holzschädlinge durch Aufheizen des Holzes erreicht. Für Gebäude kommt dabei üblicherweise ein mobiles Verfahren zum Einsatz. Hierbei werden mit Hilfe von Hochleistungslufterhitzern große Mengen heißer Luft erzeugt, die dann in den befallenen Bereich, z. B. den Dachstuhl eines Gebäudes, geleitet werden. Durch die heiße Luft soll dann ein Temperaturanstieg im Inneren des befallenen Holzes von mindestens 55°C erreicht werden, wodurch die Holzschädlinge und ihre Brut effektiv abgetötet werden können. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch in dem enormen Energiebedarf, da die Beheizungszeit eines durchschnittlich großen Dachstuhls zwischen 6 und 14 Stunden beträgt. Dabei sollte der zu erhitzende Bereich nicht zu viele Öffnungen haben, um ein Entweichen der Hitze weitestgehend zu verhindern. Außerdem läßt sich diese Methode nur bei unbewohntem Raum sinnvoll anwenden. Für die Behandlung von transportablen Teilen ist dieses Verfahren allerdings gut geeignet, da diese in entsprechenden Wärmekammern behandelt werden können.
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Das vierte Hauptverfahren beruht auf einer Überhitzung des befallenen Bauteils, wobei zwei Verfahren in Betracht kommen.
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Bei der Überhitzung mittels Mikrowellen wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellen an bzw. um das befallene Holzteil montiert/aufgestellt. Durch die Mikrowellen werden vorzugsweise die Wassermoleküle, sowohl im Holz als auch in den zu vernichtenden Holzschädlingen, in Schwingung versetzt, was dann zu einer Erhitzung/Überhitzung führt. Bei einem entsprechend starkem Mikrowellenstrahler dauert die Behandlung der befallene Stelle im Durchschnitt drei Minuten.
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Solch eine Mikrowellen-Vorrichtung zur Trocknung und Dekontamination wird in der
DE 20 2010 001 410 U1 beschrieben.
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Der Erfolg dieses Verfahrens hängt jedoch zum einem von dem erforderlichem Feuchtegehalt des befallen Bauteils ab, da die Mikrowellen vorwiegend die Moleküle von Wasser, Fetten oder ähnlichen anregen. Zum anderem ist die Eindringtiefe in feste Materialien, wie beispielsweise Holz, stark abhängig von der Mikrowellenleistung. Je höher die Leistung, desto mehr muß der Bereich abgeschirmt werden, um die Vorschriften bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu erfüllen. Eine weitere Möglichkeit bietet eine Überhitzung mittels Infrarotstrahlen. Auch hier werden unter anderem die Wassermoleküle im Inneren des Bauteils in Schwingung versetzt.
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In der
DE 10 2011 115 718 A1 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Mikrowellenstrahler mit einem infraroterhitzten Heißluftgebläse kombiniert wird.
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Der erfolgreiche Einsatz dieser mobilen Vorrichtung hängt von den Platzverhältnissen vor dem befallenen Bauteil ab. Zum einen muß der Mikrowellenstrahler nah an das zu bestrahlende Objekt herangeführt werde, um dieses effektiv zu behandeln, des weiteren muß bei dem infraroterhitzten Heißluftgebläse ein Mindestabstand zum befallenen Objekt eingehalten werden, um es nicht zu überhitzen und gegebenenfalls zu entzünden.
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In der
DE 882376 wird die Anwendung von Infrarotstrahlen lediglich zur Wärmebehandlung, insbesondere zur Trocknung von Gebäudeteilen, beschrieben. Zu diesem Zweck werden mehrere Infrarotstrahler zu einer Vorrichtung zusammengeschaltet, um auch größere Flächen behandeln zu können. Ein Nachteil dieser Vorrichtung liegt in der ungleichmäßigen Bestrahlung des zu behandelnden Bauteils durch die Verwendung einzelner Strahler.
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Bei der Verwendung von Infrarotstrahlern wird nur das angestrahlte Objekt erwärmt, wobei durchaus Temperaturen von mehr als 100°C im Inneren des bestrahlten Bauteils erreicht werden können. Eine entsprechende Vorrichtung zum flächenmäßigen Entfernen von Feuchtigkeit und Schimmel durch Erhitzen mittels Infrarotstrahlen wird in der
EP 0 979 378 B2 beschrieben.
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Zur gezielten Schädlingsbekämpfung in Holzbaustoffen – insbesondere in Balken – ist sie aufgrund ihres technischen Aufbaus jedoch nur bedingt geeignet, da diese Art der Anwendung eine handlichere/leichtgewichtigere und genauer zu temperierende Vorrichtung erfordert. Dabei ist ebenfalls zu berücksichtigen, dass sich Holz bei Temperaturen von mehr als 280°C selbst entzünden kann.
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Ein weiteres Trocknungsverfahren mittels Infrarot wird in der
DE 10132535A1 und in der
WO2004040198A2 beschrieben. Hier liegt der wesentliche Unterschied zu den bisher aufgeführten Infrarot-Trocknungsverfahren in einer speziellen Oberflächenbeschichtung des Infrarotemitters. Durch diese spezielle Beschichtung wird das Infrarotspektrum auf die – zur Erhitzung von Wasser – notwendige Wellenlänge optimiert, wodurch eine Verkürzung des Trocknungsprozesses von feuchten Bauteilen/Stoffen erreicht wird. Eine Anwendung dieses Verfahrens speziell zur Holzschädlingsbekämpfung wird darin allerdings nicht angedacht.
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Aus oben genanntem Sachverhalt ergibt sich damit für den Bereich der Holzschädlingsbekämpfung – speziell in Gebäuden – die Überlegung, eine mobile, leicht montierbare und wirkungsvolle Lösung anzubieten, die zudem mit geringen Resourcen, wie beispielsweise elektrischer Anschlußwert (230 Volt AC), geringer Platzbedarf etc., auskommt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der die Schädlingsbekämpfung – vorzugsweise in Holzwerkstoffen von Gebäuden – effektiv und schadstofffrei, leicht anwendbar sowie relativ kostengünstig realisiert werden kann und dadurch der Stand der Technik verbessert wird.
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Dies wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 umgesetzt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile können insbesondere in den folgenden Aspekten bestehen:
Es kann ein Vorteil der vorliegenden Erfindung sein, dass die Holzschädlingsbekämpfung mit einer speziell aufgebauten thermischen Holzschutzvorrichtung mit Infrarotstrahler durchgeführt wird, die aufgrund ihres Aufbaus handlich und flexibel einsetzbar und somit auch für bewohnte Räume geeignet ist.
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Auch kann es bei dieser thermischen Holzschutzvorrichtung von Vorteil sein, dass der Infrarotstrahler aus einer Kombination eines Heizelementes mit einem speziell für den Infrarot-Wellenbereich oberflächenbeschichteten Emitter besteht, wodurch eine intensivere und höhere Wärme-Eindringtiefe in das bestrahlte Objekt erreicht wird.
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Es kann weiterhin vorteilhaft sein, dass die thermische Holzschutzvorrichtung aus mehreren einzelnen Heizvorrichtungen incl. Infrarotemitter besteht, welche parallel oder gewinkelt um das kontaminierte Holzstück angeordnet werden, so dass auch bei großer Querschnittsfläche des Holzstückes die Hitzestrahlung bis in den Kern desselben gebracht werden kann.
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Außerdem kann es hierbei von Vorteil sein, dass die Heizvorrichtung inklusive Infrarotemitter konkav geformt ist, um auch bei ovalen oder runden Hölzern eine optimale und durchdringende Heizwirkung zu erzielen.
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Es kann ein Vorteil der vorliegenden Erfindung sein, dass die thermische Holzschutzvorrichtung mit mindestens einem Sensor zur Kern- und Heiztemperaturerfassung ausgestattet ist. Durch die mittels Sensor erfaßten Meßwerte wird, bei Erreichen oder Überschreiten vorgegebener Grenzwerte, der optimale Dekontaminierungszeitpunkt sowie die Bestrahlungsdauer durch eine Steuereinheit geregelt.
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Auch kann es bei dieser Heizvorrichtung von Vorteil sein, dass der Erhitzungsprozess in Heizintervalle unterteilt wird. Durch dieses Prinzips der Wechselklimatrocknung kann eine Verkürzung der Trocknungszeit erreicht werden.
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Es kann zudem ein Vorteil sein, dass die Heizvorrichtung zum Betrieb nur Einphasenwechselstrom benötigt und somit überall – ggf. auch mit Notstromaggregat – einsetzbar ist.
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Auch kann es bei dieser thermischen Holzschutzvorrichtung von Vorteil sein, dass die Heizvorrichtung incl. Infrarotemitter mit einer Spann-/Befestigungsvorrichtung versehen ist, damit sie in einem konstanten Abstand zum kontaminierten Objekt montiert werden kann, um eine gleichmäßige Bestrahlung zu gewährleisten.
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Außerdem kann es ein weiterer Vorteil sein, dass die Heizvorrichtung incl. Infrarotemitter und Temperatursensor/-en beweglich und steuerbar angeordnet ist, wodurch auch größere Abschnitte/Flächen mit relativ geringem Aufwand gleichmäßig bearbeitet und dekontaminiert werden können.
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Des weiteren kann es von Vorteil sein, dass die Bewegung der Heizvorrichtung incl. Infrarotemitter und Temperatursensor/-en mit Hilfe eines elektrischen Antriebes erfolgt.
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Zudem kann es von Vorteil sein, dass der elektrische Antrieb mit einer Steuereinheit verbunden ist, so dass die Bewegung des Heizstrahlers automatisch in Abhängigkeit zum Dekontaminierungsprozess erfolgt.
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Auch kann es bei dieser thermischen Holzschutzvorrichtung von Vorteil sein, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die das Bestrahlen und Erhitzen des kontaminierten Holzes zuverlässig, betriebssicher und automatisch ermöglicht.
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Einzelheiten, Vorteile und Weiterentwicklungen der Erfindung werden anhand der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer thermischen Holzschutzvorrichtung mit einer Heizvorrichtung, einer Haltevorrichtung, einem Sensor und einer Steuereinheit an einem Balken.
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2 eine schematische Darstellung der gewinkelten Zusammenschaltung von zwei Heizvorrichtungen zu einer thermischen Holzschutzvorrichtung mit einer Haltevorrichtung, einem Sensor und einer Steuereinheit an einem Balken.
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3 eine schematische Darstellung der parallelen Zusammenschaltung von zwei Heizvorrichtungen zu einer thermischen Holzschutzvorrichtung mit einer Haltevorrichtung, einem Sensor und einer Steuereinheit an einem Balken.
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4 eine schematische Darstellung einer thermischen Holzschutzvorrichtung mit einer konkav geformten Heizvorrichtung, einer Haltevorrichtung, einem Sensor und einer Steuereinheit an einem Rundholz/runden Balken.
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5 eine schematische Darstellung in Draufsicht einer verschiebbaren thermischen Holzschutzvorrichtung mit Transportvorrichtung, einer Heizvorrichtung, einer Haltevorrichtung, einem Sensor und einer Steuereinheit an einem Balken
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6 eine schematische Darstellung in Seitenansicht einer verschiebbaren thermischen Holzschutzvorrichtung mit Transportvorrichtung, einer Heizvorrichtung, einer Haltevorrichtung, einem Sensor und einer Steuereinheit an einem Balken.
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1 zeigt eine Draufsicht eines mit Schädlingen (2) befallenen Holzstückes (1), das an einem Mauerwerk (12) befestigt ist. An diesem Holzstück (1) ist mittels einer Haltevorrichtung (8) die Heizvorrichtung (3) incl. Infrarotemitter (4) sowie ein Sensor (5) arretiert. Die vom Sensor (5) ermittelten Werte werden über eine Steuerleitung (10) zu einer Steuereinheit (11) übertragen. Die Steuereinheit (11) gleicht dann die ermittelten und übertragenen Sensorwerte (5, 10) mit den programmierten Parametern in der Steuereinheit (11) ab und schaltet die Heizvorrichtung (3) dementsprechend über die Anschlußleitung (9) ein bzw. aus. Ist die Heizvorrichtung (3) eingeschaltet, wird die Infrarotstrahlung (6) durch den vorgeschalteten Infrarotemitter (4) verstärkt und dringt dann in das zu bestrahlende Holzstück (1) ein. Ein Teil der vom Infrarotemitter (4) ausgesendeten Strahlung (6) erwärmt die Holzoberfläche (1) durch Konvektion (7).
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2 zeigt eine Draufsicht eines mit Schädlingen (2) befallenen Holzstückes (1). An diesem Holzstück (1) sind mittels einer Haltevorrichtung (8) zwei Heizvorrichtungen (3, 3') incl. Infrarotemitter (4, 4') – rechtwinklig – sowie ein Sensor (5) arretiert. Die vom Sensor (5) ermittelten Werte werden über eine Steuerleitung (10) zu einer Steuereinheit (11) übertragen. Diese gleicht dann die ermittelten und übertragenen Sensorwerte (5, 10) mit den programmierten Parametern in der Steuereinheit (11) ab und schaltet die Heizvorrichtungen (3, 3') dementsprechend über die Anschlußleitungen (9, 9') ein bzw. aus. Sind die Heizvorrichtungen (3, 3') eingeschaltet, wird die Infrarotstrahlung (6, 6') durch die vorgeschalteten Infrarotemitter (4, 4') verstärkt und dringt dann in das zu bestrahlende Holzstück (1) ein. Ein Teil der von den Infrarotemittern (4, 4') ausgesendeten Strahlung (6, 6') erwärmt dabei die Holzoberfläche (1) durch Konvektion (7, 7').
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3 zeigt eine Draufsicht eines mit Schädlingen (2) befallenen Holzstückes (1). An diesem Holzstück (1) sind mittels einer Haltevorrichtung (8) zwei Heizvorrichtungen (3, 3') incl. Infrarotemitter (4, 4') – parallel gegenüberliegend – sowie ein Sensor (5) arretiert. Die vom Sensor (5) ermittelten Werte werden über eine Steuerleitung (10) zu einer Steuereinheit (11) übertragen. Diese gleicht dann die ermittelten und übertragenen Sensorwerte (5, 10) mit den programmierten Parametern in der Steuereinheit (11) ab und schaltet die Heizvorrichtungen (3, 3') dementsprechend über die Anschlußleitungen (9, 9') ein bzw. aus. Sind die Heizvorrichtungen (3, 3') eingeschaltet, wird die Infrarotstrahlung (6, 6') durch die vorgeschalteten Infrarotemitter (4, 4') verstärkt und dringt dann in das zu bestrahlende Holzstück (1) ein. Ein Teil der von den Infrarotemittern (4, 4') ausgesendeten Strahlung erwärmt dabei die Holzoberfläche (1) durch Konvektion (7, 7').
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4 zeigt eine Draufsicht eines mit Schädlingen (2) befallenen runden Holzstückes (1). An diesem Holzstück (1) ist mittels einer Haltevorrichtung (8) eine konkav geformte Heizvorrichtung (3) incl. Infrarotemitter (4) sowie ein Sensor (5) arretiert. Die vom Sensor (5) ermittelten Werte werden über eine Steuerleitung (10) zu einer Steuereinheit (11) übertragen. Die Steuereinheit (11) gleicht dann die ermittelten und übertragenen Sensorwerte (5, 10) mit den programmierten Parametern in der Steuereinheit (11) ab und schaltet die Heizvorrichtung (3) dementsprechend über die Anschlußleitung (9) ein bzw. aus. Ist die Heizvorrichtung (3) eingeschaltet, wird die Infrarotstrahlung (6) durch den vorgeschalteten Infrarotemitter (4) verstärkt und dringt dann in das zu bestrahlende Holzstück (1) ein. Ein Teil der vom Infrarotemitter (4) ausgesendeten Strahlung (6) erwärmt dabei die Holzoberfläche (1) durch Konvektion (7).
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5 zeigt eine Draufsicht eines mit Schädlingen (2) befallenen Holzstückes (1), das an einem Mauerwerk (12) montiert ist. Parallel zum Holzstück (1) verläuft eine Transportvorrichtung (14). An diese Transportvorrichtung (14) ist mittels Haltevorrichtung (8) eine Heizvorrichtung (3) incl. Infrarotemitter (4) sowie ein Sensor (5) arretiert. Die vom Sensor (5) ermittelten Werte werden über eine Steuerleitung (10) zu einer Steuereinheit (11) übertragen. Die Steuereinheit (11) gleicht dann die ermittelten und übertragenen Sensorwerte (5, 10) mit den programmierten Parametern in der Steuereinheit (11) ab und schaltet die Heizvorrichtung (3) dementsprechend über die Anschlußleitung (9) ein bzw. aus. Die Haltevorrichtung (8) mit der Heizvorrichtung (3) incl. Infrarotemitter (4) und dem Sensor (5) kann mittels eines Antriebes (13) automatisch nach rechts oder links (15) parallel zum Holzstück (1) verschoben werden. Der Antrieb (13) wird dabei von der Steuereinheit (11) über eine Anschlußleitung (9') entsprechend angesteuert.
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6 zeigt die Seitenansicht eines mit Schädlingen (2) befallenen Holzstückes (1), das an einem Mauerwerk (12) montiert ist. Parallel zum Holzstück (1) verläuft eine Transportvorrichtung (14). An diese Transportvorrichtung (14) ist mittels Haltevorrichtung (8) eine Heizvorrichtung (3) incl. Infrarotemitter (4) sowie ein Sensor (5) arretiert. Die vom Sensor (5) ermittelten Werte werden über eine Steuerleitung (10) zu einer Steuereinheit (11) übertragen.
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Die Steuereinheit (11) gleicht dann die ermittelten und übertragenen Sensorwerte (5, 10) mit den programmierten Parametern in der Steuereinheit (11) ab und schaltet die Heizvorrichtung (3) dementsprechend über die Anschlußleitung (9) ein bzw. aus. Ist die Heizvorrichtung (3) eingeschaltet, wird die Infrarotstrahlung (6) durch den vorgeschalteten Infrarotemitter (4) entsprechend verstärkt und dringt dann in das zu bestrahlende Holzstück (1) ein. Ein Teil der vom Infrarotemitter (4) ausgesendeten Strahlung erwärmt dabei die Holzoberfläche (1) durch Konvektion (7). Die Haltevorrichtung (8) mit der Heizvorrichtung (3) incl. Infrarotemitter (4) sowie dem Sensor (5) kann mittels Antrieb (13) automatisch hoch oder runter (16) sowie vor und zurück (17) parallel zum Holzstück (1) verschoben werden. Der Antrieb (13) wird dabei von der Steuereinheit (11) über eine Anschlußleitung (9') entsprechend angesteuert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Holzstück (Balken/Brett o. ä.)
- 2
- Holzschädlinge
- 3
- Heizvorrichtung
- 3'
- Heizvorrichtung
- 4
- Infrarotemitter
- 4'
- Infrarotemitter
- 5
- Sensor für Heiz- und Kerntemperatur
- 6
- Infrarotstrahlung
- 7
- Konvektion
- 7'
- Konvektion
- 8
- Haltevorrichtung
- 9
- Anschlußleitung
- 9'
- Anschlußleitung
- 10
- Steuerleitung
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Mauerwerk
- 13
- Antrieb
- 14
- Transportvorrichtung
- 15
- Bewegung der kompletten Heizvorrichtung Richtung rechts/links
- 16
- Bewegung der kompletten Heizvorrichtung Richtung hoch/runter
- 17
- Bewegung der kompletten Heizvorrichtung Richtung vor/zurück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010001410 U1 [0013]
- DE 102011115718 A1 [0015]
- DE 882376 [0017]
- EP 0979378 B2 [0018]
- DE 10132535 A1 [0020]
- WO 2004040198 A2 [0020]
