WO2001088450A1 - Trocknervorrichtung - Google Patents

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WO2001088450A1
WO2001088450A1 PCT/EP2001/003979 EP0103979W WO0188450A1 WO 2001088450 A1 WO2001088450 A1 WO 2001088450A1 EP 0103979 W EP0103979 W EP 0103979W WO 0188450 A1 WO0188450 A1 WO 0188450A1
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WO
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dryer device
power
radiation
unit
radiator
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Application number
PCT/EP2001/003979
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Mohr
Nikolaus GRÖHL
Original Assignee
Eltosch Thorsten Schmidt Gmbh
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Publication date
Application filed by Eltosch Thorsten Schmidt Gmbh filed Critical Eltosch Thorsten Schmidt Gmbh
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Priority to EP01940299A priority patent/EP1290389A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/283—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements

Definitions

  • the invention relates to a dryer device for drying printing ink, lacquers or similar coatings, with at least one in one
  • Printing machine or the like built-in electrical emitter unit for irradiating printed sheets or web material.
  • a large number of drying devices for the rapid drying of printing ink or the like are already known which, depending on the type of substance to be dried, use either the photochemical action of UV emitters or the thermal radiation of IR emitters or a combination of both. In any case, the dryer devices generate heat, including the UV lamps. Since the printing presses are becoming more and more compact, the dryer devices to be installed in the printing presses must also become more compact, which is increasingly causing problems with regard to the dissipation of the heat generated. From DE 42 44 003 AI a radiation dryer strip is therefore known, in which the rod-shaped IR radiator elements are cooled from the rear with cooling air which flows out from parallel rows of air discharge nozzles.
  • the object of the invention is to provide a dryer device of the type mentioned, which causes the lowest possible heating of the surrounding machine parts at high drying power. According to the invention, this object is achieved in that the radiator unit has one or more fast-starting IR medium-wave radiators.
  • the emitter unit Since the absorption ranges of common printing inks are in the medium-wave IR range, the emitter unit has a relatively good efficiency, since the drying effect of the medium-wave radiation is relatively high in relation to the total amount of heat emitted. In this way, a relatively low heating of the surrounding machine parts is obtained with a high drying capacity.
  • the dryer device according to the invention is therefore suitable for installation in very compact printing presses in which the machine components mutually influence one another thermally. It is also suitable for printing presses that are very temperature sensitive due to the colors used, for example in waterless offset printing are. Furthermore, it can also be installed in printing presses in which, due to the use of certain detergents (eg type A2) with a low flash point of the solvent vapors, only considerably lower temperatures are permitted than in standard presses.
  • certain detergents eg type A2
  • the drying capacity is optimized in relation to the amount of heat given off to the surroundings if the radiation maximum of the medium wave radiator is in the wavelength range between 2 ⁇ m and 3 ⁇ m.
  • IR carbon emitters in the emitter unit, a medium-wave radiation characteristic is obtained in a simple manner, with which very good efficiency can already be achieved.
  • the efficiency of the emitter unit with carbon emitters can still be improved by the
  • the emitter unit is operated during the irradiation process with an electrical power that is slightly reduced compared to the usual electrical power. With this measure, the maximum of the intensity distribution is further increased to the maximum
  • the radiator unit In order to run through the area of the long-wave heat radiation, which is less effective for the drying effect, faster when switching on the radiator unit or when increasing the radiation power, it is recommended that the radiator unit can be operated briefly with increased electrical power in order to quickly increase the radiation power. In this way the Efficiency of the dryer unit improved on average over time, since the periods of less effective operating conditions are shortened.
  • the dryer device comprises a power controller for regulating the radiation power of the emitter unit with at least one sensor for detecting at least one operating parameter which is dependent on the need or the effect of the radiation power, and that the power controller applies the radiation power as a function of the operating parameter (s) as required increasing the value required in each case and at least partially reducing it in the rest of the time.
  • the radiation power of the emitter unit and / or its duration of action can be reduced to the minimum required value in each case, so that the product of the quantities mentioned, namely that emitted to the environment The amount of heat is limited to the lowest possible level from the outset.
  • the heat release to the environment can be reduced without reducing the drying performance.
  • Radiation power is fixed to the power controller. Even this limitation of the radiant power to the minimum value that is usually found to be sufficient for the individual case limits the total amount of heat emitted.
  • the invention is further improved by the measure that at least one temperature sensor connected to the power controller is provided for detecting the temperature of the irradiated sheet or web material and that the power controller
  • Radiation power is designed so that a predetermined temperature value can be set at least approximately. In this way, the radiation power required in each case can be automatically adapted to changing conditions, in particular different absorption properties of the material to be dried or changing ambient temperatures.
  • At least one temperature sensor connected to the power controller for detecting the
  • Temperature of certain areas of the printing machine is provided and that the power controller is designed to reduce the radiation power when a predetermined temperature value is exceeded. This measure prevents the printing press from being affected by overheating.
  • the unnecessary release of heat to the environment can be reduced during the periods in which there is no material to be dried in the area of the radiator unit, in that one with the
  • Power controller connected material sensor is provided for direct or indirect detection of the presence of sheet or web material in the area of the emitter unit and that the power controller on the radiation power in the presence of sheet or web material in the area of the emitter unit raising the required value and at least partially lowering in the absence.
  • the emitter unit has an essentially flat reflector plate arranged behind the emitters, the heat radiation reflected by the material to be dried is reflected again and reflected back onto the material to be irradiated. This in turn increases the efficiency of the emitter unit, since the radiation reflected by the material is also not lost, but rather increases the radiation component effective in relation to the drying process.
  • the reflector sheet is made of aluminum.
  • a preferred development of the invention provides that air cooling is provided for the radiators, that the reflector plate is designed as a cover plate for a cooling air distribution strip and is equipped with perforated nozzles for passage of the cooling air to the radiators.
  • the reflector plate in addition to its function as a reflector, also serves as a cover plate for the cooling air distribution shaft, which advantageously saves material and manufacturing costs and also reduces the installation space required and enables a more compact design.
  • the air cooling improves the dissipation of the heat generated in the radiator unit and thus also enables a more compact design.
  • the measure that the distances between adjacent perforated nozzles and / or the perforated diameters of the perforated nozzles are roughly adapted to the location-dependent air pressure distribution in the cooling air distribution strip, so that the radiators can be cooled as uniformly as possible everywhere, enables effective use of the available cooling air.
  • This measure also has the advantage that air from the other areas of the printing press, which is usually dust-laden, cannot penetrate into the area of the radiator unit. So that the emitter unit is contaminated by dirt particles, in particular prevented by powder from a powder device of the printing press.
  • the shielding plate can be provided with heat insulation on its side facing the radiator unit in order to reduce the heat transfer from the shielding plate to the machine parts.
  • Figure 1 a dryer device according to the invention in a partially perspective view obliquely from above, partially schematic representation;
  • FIG. 2 a radiator unit of the dryer device in a perspective view obliquely from below;
  • Figure 3 a view of the underside of the same radiator unit.
  • a lamp unit 1 of a dryer device which is provided for installation in a printing machine, not shown. It is a printing machine intended for waterless offset printing, which itself is relatively small and compact. Since the installation conditions in the printing press are very narrow, the emitter unit 1 is designed to be very compact and precisely adapted to the small installation space available. Due to its compact design and waterless offset printing technology, the printing press itself is very temperature sensitive. There is also the fact that it can only be cleaned with a type A2 detergent with a low flash point. Because of the resulting sensitivity to emissions of solvent vapors, only considerably lower temperatures are permitted than in standard printing presses.
  • the dryer device emits as little heat as possible to the printing press.
  • This problem is solved by the invention on the one hand by generating as little heat as possible, and on the other hand by preventing the heat generated by the radiator unit 1 from penetrating into other areas of the printing press and dissipating the heat quickly and effectively.
  • the emitter unit 1 is provided for the irradiation of printed sheets 2 which run through the printing press and are guided past the emitter unit 1 below it. As can be seen in the schematic representation of Figure 1, belong to
  • Dryer device a power controller 3, a Temperature sensor 4 for detecting the temperature prevailing on the sheet 2 and a temperature sensor 5 for measuring the temperature of the printing press at a point which is particularly sensitive to overheating.
  • the temperature sensors 4, 5 are connected via signal lines 6, 7 to the power regulator 3, which in turn regulates the electrical power reaching the radiator unit 1 via a supply line 8 and a plug connection 9.
  • a material sensor 10 is also connected to the power controller 3 via a signal line 11. With the aid of the material sensor 10 it can be recognized whether or not there are sheets 2 to be irradiated in the region of the radiator unit 1.
  • the material sensor 10 can be designed, for example, as a light barrier, motion detector or simple electrical contact, or the required signal is derived from sensors of the printing press that are already present or from their operating states, for example from the supply voltage of motors or other electrical components.
  • the sensors 4, 5, 10 thus detect parameters of the printing press.
  • the material sensor 11 reports the radiation requirement when the material to be irradiated reaches the area of the radiator unit 1.
  • the temperature sensor 4 can signal a higher or lower radiation requirement depending on the temperature of the material to be irradiated.
  • the temperature sensor 5 indicates when the radiation power has led to an inadmissible heating of sensitive printing machine parts. In any case there is a need for regulation and the power regulator then regulates the electrical power flowing into the emitter unit 1 and thus the emitted radiation power up or down, in accordance with predetermined control mechanisms, preferably by means of a programmable microprocessor.
  • the amount of heat emitted by the radiator unit 1 can be reduced at least on average over time without falling below the minimum radiation power required for the irradiation.
  • the ratio of usable radiation quantity to the total amount of heat emitted is increased at least on average over time, and the efficiency of the drying device defined in this way is improved.
  • the radiator unit 1 is equipped with four carbon radiator tubes 12, which are only indicated by dashed lines in FIG. 3. These are quartz tubes, in each of which an approximately 1 cm wide carbon band is arranged. The tube ends are closed and provided with electrical contacts, via which a current flow through the carbon band can be established. As a rule, the quartz tubes are provided with a gold vapor deposition on one side, which is arranged as the rear during operation, which reduces the emission of IR radiation to the rear.
  • Carbon emitters are particularly well suited for the IR drying of the printing inks used here because the maximum of their radiation spectrum lies in the medium-wave infrared range and thus the essential ones
  • the carbon radiators 12 are fastened in special holders 13, 14 to a cooling air distribution strip 16 and arranged transversely to the conveying direction of the material 2 to be irradiated.
  • the carbon radiators 12 are connected to a connecting cable 15, which ends in a plug connection 9 that can be connected to the supply line 8.
  • the cooling air distribution strip 16 consists essentially of an approximately cuboid metal box, which is arranged above the carbon radiator 12 and connected to a somewhat smaller, also box-shaped prechamber 17. Between the antechamber 17 and the
  • Cooling air distribution strip 16 are provided holes, not shown, for the passage of cooling air.
  • the cooling air comes from a blower, not shown, and passes through two feed pipes 18, 19 opening into the prechamber 17 at different points in the prechamber 17, where it is distributed and flows into the cooling air distribution strip 16 via the holes (not shown).
  • the underside of the cooling air distribution strip 16 is closed with a cover plate 20 made of aluminum, which serves on the one hand as a reflector for the IR radiation reflected by the irradiated material 2 and on the other hand as a carrier for a plurality of perforated nozzles 21 which are intended for the passage of the cooling air.
  • the cooling air emerges from the perforated nozzles 21 and strikes the carbon radiators 12, which are thus cooled.
  • the perforated nozzles 21 are arranged in four rows along the carbon emitters 12. Within a row, the distances between the perforated nozzles 21 are smallest in the areas where within the
  • Cooling air distribution bar 16 has the lowest air pressure. In areas with higher air pressure, the perforated nozzles 21 have larger distances. This creates a compensation, so that the carbon radiators 12 are flowed around over their entire length essentially by the same amount of air and evenly cooled.
  • a suction device not shown, which is supported by air baffles, also not shown.
  • a shielding plate (not shown) for shielding the neighboring machine parts from the Heat radiation is provided, which is additionally provided with heat insulation on its side facing away from the heat radiation.
  • An air gap 22, 23 is arranged on the cooling air distribution bar 16 with respect to the direction of movement 24 of the irradiated material 2 before and after the radiator unit 1.
  • the air gaps 22, 23 extend across the entire dimension of the emitter unit 1 and thus each produce a closed air curtain, through which the area of the emitter unit 1 is partitioned off in such a way that neither hot air into other areas of the printing press nor contamination, in particular powder from a Powder station, or combustible solvent vapors from other areas of the printing press can reach the area of the radiator unit 1.
  • Radiator unit 1 has numerous advantages, in particular simple handling for service and maintenance, a small space requirement, durability, simple installation and easy retrofitting. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Um eine Trocknervorrichtung zum Trocknen von Druckfarbe, Lacken oder dergleichen Beschichtungen, mit mindestens einer in eine Druckmaschine oder dergleichen einbaubaren elektrischen Strahlereinheit (1) zum Bestrahlen von bedruckten Bögen (2) oder Bahnmaterial, mit hoher Trocknungsleistung bei möglichst geringer Erwärmung der umgebenden Maschinenteile betreiben zu können, wird vorgeschlagen, dass die Strahlereinheit (1) einen oder mehrere schnellstartende IR-Mittelwellenstrahler (12) aufweist, vorzugsweise IR-Carbonstrahler (12), bei denen die Wellenlänge der Strahlung im wesentlichen zwischen 2νm und 3νm liegt.

Description

TROCKNERVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Trocknervorrichtung zum Trocknen von Druckfarbe, Lacken oder dergleichen Beschichtungen, mit mindestens einer in eine
Druckmaschine oder dergleichen einbaubaren elektrischen Strahlereinheit zum Bestrahlen von bedruckten Bögen oder Bahnmaterial .
Es sind bereits eine Vielzahl von Trocknervorrichtungen zum schnellen Trocknen von Druckfarbe oder dergleichen bekannt, die je nach der Art der zu trocknenden Substanz entweder die photochemische Wirkung von UV-Strahlern oder die Wärmestrahlung von IR-Strahlern oder eine Kombination aus beiden nutzen. In jedem Fall erzeugen die Trocknervorrichtungen Wärme, auch die UV-Strahler. Da die Druckmaschinen immer kompakter gebaut werden, müssen auch die in die Druckmaschinen einzubauenden Trocknervorrichtungen kompakter werden, was zunehmend Probleme in Bezug auf die Abfuhr der anfallenden Wärme bereitet. Aus der DE 42 44 003 AI ist daher eine Strahlungstrocknerleiste bekannt, bei der die stabförmigen IR-Strahlerelemente von der Rückseite her mit Kühlluft gekühlt werden, die aus parallelen Reihen von Luftabgabedüsen ausströmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trocknervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei hoher Trocknungsleistung eine möglichst geringe Erwärmung der umgebenden Maschinenteile verursacht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Strahlereinheit einen oder mehrere schnellstartende IR-Mittelwellenstrahler aufweist .
Da die Absorptionsbereiche gebräuchlicher Druckfarben im mittelwelligen IR-Bereich liegen, ergibt sich ein relativ guter Wirkungsgrad der Strahlereinheit, denn die Trocknungswirkung der mittelwelligen Strahlung ist im Verhältnis zur insgesamt abgegebenen Wärmemenge relativ hoch. Auf diese Weise erhält man bei hoher Trocknungsleistung eine relativ geringe Erwärmung der umgebenden Maschinenteile.
Gewöhnliche mittelwellige IR-Strahler benötigen beim Starten vom kalten Zustand bis zum Erreichen der für den Trocknungsvorgang erforderlichen Betriebstemperatur Zeitspannen in der Größenordnung von Minuten. Bei dem erfindungsgemäßen schellen Start des Strahlers verkürzt sich dex ineffektive Zeitraum, während er bereits Wärme an die Umgebung abgibt, aber noch nicht die für den TrocknungsVorgang erforderliche Temperatur erreicht hat, auf Sekunden. Bei einem kurzen Startvorgang wird insgesamt weniger unnötige Wärme an die Umgebung abgegeben. Im zeitlichen Mittel erhält man so bei vorgegebener Trocknungsleistung eine relativ geringere Erwärmung der umgebenden Maschinenteile.
Die erfindungsgemäße Trocknervorrichtung ist daher zum Einbau in sehr kompakte Druckmaschinen geeignet, in denen sich die Maschinenkomponenten gegenseitig thermisch stark beeinflussen. Sie eignet sich auch für Druckmaschinen, die wegen der verwendeten Farben, etwa beim wasserlosen Offsetdruck, sehr temperaturempfindlich sind. Weiterhin kann sie auch in Druckmaschinen eingebaut werden, bei denen wegen der Verwendung bestimmter Waschmittel (z.B. Typ A2) mit geringem Flammpunkt der Lösemitteldämpfe nur erheblich geringere Temperaturen als in Standardmaschinen erlaubt sind.
Die Trocknungsleistung wird im Verhältnis zu der an die Umgebung abgegebene Wärmemenge optimiert, wenn das Strahlungsmaximum des Mittelwellenstrahlers im Wellenlängenbereich zwischen 2μm und 3μm liegt.
Durch die Verwendung von IR-Carbonstrahlern in der Strahlereinheit erhält man auf einfache Weise eine mittelwellige Strahlungscharakteristik, mit der sich schon ein sehr guter Wirkungsgrad erzielen lässt.
Der Wirkungsgrad der Strahlereinheit mit Carbonstrahlern kann aber noch verbessert werden, indem die
Strahlereinheit während des Bestrahlungsvorgangs mit einer gegenüber der üblichen elektrischen Leistung geringfügig reduzierten elektrischen Leistung betrieben wird. Durch diese Maßnahme wird das Maximum der Intensitätsverteilung noch weiter in den maximalen
Absorptionsbereich der Druckfarben verschoben und damit die Trocknungswirkung im Verhältnis zur insgesamt abgegebenen Wärmemenge weiter verbessert.
Um beim Einschalten der Strahlereinheit oder beim Hochfahren der Strahlungsleistung den Bereich der für die Trocknungswirkung weniger effektiven langwelligen Wärmestrahlung schneller zu durchlaufen, wird empfohlen, dass die Strahlereinheit zum schnellen Anheben der Strahlungsleistung kurzzeitig mit erhöhter elektrischer Leistung betreibbar ist. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad der Trocknereinheit im zeitlichen Mittel verbessert, da die Zeiträume der weniger effektiven Betriebszustände verkürzt werden.
Durch die Maßnahme, dass die Trocknervorrichtung einen Leistungsregler zur Regelung der Strahlungsleistung der Strahlereinheit mit mindestens einem Sensor zur Erfassung mindestens eines vom Bedarf oder der Auswirkung der Strahlungsleistung abhängenden Betriebsparameters umfasst, und dass der Leistungsregler die Strahlungsleistung in Abhängigkeit von dem oder den Betriebsparametern bei Bedarf auf den jeweils erforderlichen Wert anhebend und in der übrigen Zeit zumindest teilweise absenkend ausgebildet ist., kann die Strahlungsleistung der Strahlereinheit und/oder deren Einwirkungsdauer auf den jeweils minimal erforderlichen Wert reduziert werden, so dass das Produkt der genannten Größen, nämlich die an die Umgebung abgegebene Wärmemenge von vornherein auf das geringstmögliche Maß beschränkt bleibt . Somit kann die Wärmeabgabe an die Umgebung ohne Verringerung der Trocknungsleistung reduziert werden.
In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein anderweitig, insbesondere durch vorherige Versuche, als optimal ermittelter Wert für die während der Bestrahlung einzustellende
Strahlungsleistung dem Leistungsregler fest vorgegeben ist. Schon diese Begrenzung der Strahlungsleistung auf den für den Einzelfall in der Regel als ausreichend ermittelten minimalen Wert begrenzt die insgesamt abgegebene Wärmemenge. Die Erfindung wird jedoch noch verbessert durch die Maßnahme, dass mindestens ein mit dem Leistungsregler verbundener Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des bestrahlten Bogen- oder Bahnmaterials vorgesehen ist und dass der Leistungsregler die
Strahlungsleistung derart regelnd ausgebildet ist, dass ein vorgegebener Temperaturwert zumindest näherungsweise einstellbar ist. Auf diese Weise kann die jeweils erforderliche Strahlungsleistung automatisch an wechselnde Bedingungen, insbesondere unterschiedliche Absorptionseigenschaften des zu trocknenden Materials oder wechselnde Umgebungstemperaturen angepasst werden.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird empfohlen, dass mindestens ein mit dem Leistungsregler verbundener Temperatursensor zur Erfassung der
Temperatur bestimmter Bereiche der Druckmaschine vorgesehen ist und dass der Leistungsregler die Strahlungsleistung bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwerts absenkend ausgebildet ist. Diese Maßnahme verhindert Beeinträchtigungen des Betriebs der Druckmaschine durch Überhitzung.
Die unnötige Abgabe von Wärme an die Umgebung kann während der Zeitabschnitte, in denen im Bereich der Strahlereinheit kein zu trocknendes Material vorhanden ist, dadurch reduziert werden, dass ein mit dem
Leistungsregler verbundener Materialsensor zur direkten oder indirekten Erfassung des Vorhandenseins von Bogen- oder Bahnmaterial im Bereich der Strahlereinheit vorgesehen ist und dass der Leistungsregler die Strahlungsleistung bei Anwesenheit von Bogen- oder Bahnmaterial im Bereich der Strahlereinheit auf den jeweils erforderlichen Wert anhebend und bei Abwesenheit zumindest teilweise absenkend ausgebildet ist.
Wenn die Strahlereinheit ein hinter den Strahlern angeordnetes, im wesentlichen ebenes Reflektorblech aufweist, wird die von dem zu trocknenden Material reflektierte Wärmestrahlung nochmals reflektiert und auf das zu bestrahlende Material zurückgeworfen. Dadurch erhöht sich wiederum der Wirkungsgrad der Strahlereinheit, da auch die vom Material reflektierte Strahlung nicht verloren ist, sondern den in Bezug auf den Trocknungsprozess wirksamen Strahlungsanteil vergrößert.
In einer kostengünstigen und einfach herstellbaren Ausführungsform besteht das Reflektorblech aus Aluminium.
Eine bevorzugte Weiterbildung Erfindung sieht vor, dass eine Luftkühlung für die Strahler vorgesehen ist, dass das Reflektorblech als Abdeckblech einer Kühlluftverteilungsleiste ausgebildet und mit Lochdüsen zum Durchtritt der Kühlluft zu den Strahlern ausgestattet ist. Somit dient das Reflektorblech neben seiner Funktion als Reflektor gleichzeitig noch als Abdeckblech des Kühlluftverteilungsschachtes, wodurch mit Vorteil neben der Einsparung von Material und Herstellungskosten auch der erforderliche Einbauraum verkleinert und eine kompaktere Bauform ermöglicht wird. Durch die Luftkühlung wird die Abfuhr der in der Strahlereinheit entstehenden Wärme verbessert und somit ebenfalls eine kompaktere Bauform ermöglicht. Die Maßnahme, dass die Abstände zwischen benachbarten Lochdüsen und/oder die Lochdurchmesser der Lochdüsen in etwa an die ortsabhängige Luftdruckverteilung in der Kühlluftverteilungsleiste angepasst sind, so dass die Strahler überall möglichst gleichmäßig kühlbar sind, ermöglicht eine effektive Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Kühlluft.
Wenn eine Absaugung der erwärmten Luft aus dem Bereich der Strahlereinheit vorgesehen ist, wird die von der Strahlereinheit an die umgebende Luft abgegebene
Wärmemenge zusammen mit der erhitzten Luft weitgehend aus dem Inneren der Druckmaschine entfernt, so dass eine noch kompaktere Bauform ohne Nachteile realisierbar ist.
In Weiterbildung dieses Gedankens sind in Bewegungsrichtung des zu trocknenden Bogen- oder
Bahnmaterials vor und nach der Strahlereinheit jeweils sich quer zur Bewegungsrichtung über die gesamte Abmessung der Strahlereinheit erstreckende Luftspalte in der Kühlluftverteilungsleiste angeordnet. Die aus den genannten Luftspalten strömende Luft erzeugt zu beiden Seiten der Strahlereinheit eine Barriere für die erhitzte Luft, die somit nicht in benachbarte Bereiche der Druckmaschine eindringen kann und vollständig abgesaugt wird.
Außerdem hat diese Maßnahme den Vorteil, dass Luft aus den anderen Bereichen der Druckmaschine, die in der Regel staubbeladen ist, nicht in den Bereich der Strahlereinheit eindringen kann. Damit wird die Verschmutzung der Strahlereinheit durch Schmutzpartikel, insbesondere durch Puder aus einer Pudereinrichtung der Druckmaschine, verhindert.
Wenn zwischen der Strahlereinheit und benachbarten Teilen der Druckmaschine ein Abschirmblech angeordnet ist, kann die von der Strahlereinheit nach hinten abgegebene Wärmestrahlung nicht bis zu den Maschinenteilen gelangen, so dass diese kühler bleiben. Zusätzlich kann das Abschirmblech auf seiner der Strahlereinheit zugewandten Seite mit einer Wärmeisolierung versehen sein, um die Wärmeübertragung vom Abschirmblech auf die Maschinenteile zu verringern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Figur 1: eine erfindungsgemäße Trocknervorrichtung in teilweise perspektivischer Ansicht schräg von oben, teilweise schematischer Darstellung;
Figur 2: eine Strahlereinheit der Trocknervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten;
Figur 3: eine Ansicht der Unterseite derselben Strahlereinheit .
In den Figuren erkennt man insbesondere eine Strahlereinheit 1 einer erfindungsgemäßen Trocknervorrichtung, die zum Einbau in eine nicht gezeigte Druckmaschine vorgesehen ist. Es handelt sich dabei um eine für den wasserlosen Offsetdruck vorgesehene Druckmaschine, die selbst relativ klein und kompakt aufgebaut ist. Da die Einbauverhältnisse in der Druckmaschine sehr eng sind, ist die Strahlereinheit 1 sehr kompakt ausgestaltet und an den zur Verfügung stehenden geringen Einbauraum genau angepasst. Die Druckmaschine ist aufgrund ihres kompakten Aufbaus und der wasserlosen Offsetdrucktechnik an sich schon sehr temperaturempfindlich. Hinzu kommt der Umstand, dass sie nur mit einem Waschmittel Typ A2 gereinigt werden kann, welches einen geringen Flammpunkt aufweist. Wegen der daraus resultierenden Empfindlichkeit bezüglich Emissionen von Lösemitteldämpfen sind nur erheblich niedrigere Temperaturen als in üblichen Standarddruckmaschinen erlaubt .
Unter den genannten Umständen ist es besonders wichtig, dass die Trocknervorrichtung so wenig Wärme wie möglich an die Druckmaschine abgibt. Dieses Problem wird durch die Erfindung einerseits dadurch gelöst, dass so wenig Wärme wie möglich erzeugt wird, und andererseits dadurch, dass ein Eindringen der von der Strahlereinheit 1 erzeugten Wärme in andere Bereiche der Druckmaschine verhindert und die Wärme schnell und wirkungsvoll abgeführt wird.
Die Strahlereinheit 1 ist zum Bestrahlen von bedruckten Bögen 2 vorgesehen, die durch die Druckmaschine laufen und unterhalb der Strahlereinheit 1 an dieser vorbeigeführt werden. Wie man in der schematischen Darstellung von Figur 1 erkennt, gehören zur
Trocknervorrichtung weiterhin ein Leistungsregler 3, ein Temperatursensor 4 zur Erfassung der auf dem Bogen 2 herrschenden Temperatur und ein Temperatursensor 5 zur Messung der Temperatur der Druckmaschine an einer bezüglich Überhitzung besonders empfindlichen Stelle. Die TemperaturSensoren 4, 5 sind über Signalleitungen 6, 7 mit dem Leistungsregler 3 verbunden, welcher seinerseits die über eine Versorgungsleitung 8 und eine Steckverbindung 9 zur Strahlereinheit 1 gelangende elektrische Leistung regelt. Mit dem Leistungsregler 3 ist außerdem ein Materialsensor 10 über eine Signalleitung 11 verbunden, mit Hilfe des Materialsensors 10 kann erkannt werden, ob sich im Bereich der Strahlereinheit 1 zu bestrahlende Bögen 2 befinden oder nicht. Der Materialsensor 10 kann beispielsweise als Lichtschranke, Bewegungsmelder oder einfacher elektrischer Kontakt ausgebildet sein oder das erforderliche Signal wird aus ohnehin vorhandenen Sensoren der Druckmaschine oder aus deren Betriebszuständen abgeleitet, beispielsweise aus der Versorgungsspannung von Motoren oder anderen elektrischen Bauteilen.
Durch die Sensoren 4, 5, 10 werden also Parameter der Druckmaschine erfasst. Dabei meldet der Materialsensor 11 den Bestrahlungsbedarf, wenn das zu bestrahlende Material in den Bereich der Strahlereinheit 1 gelangt. Der Temperatursensor 4 kann je nach Temperatur des zu bestrahlenden Materials einen höheren oder niedrigeren Bestrahlungsbedarf signalisieren. Der Temperatursensor 5 zeigt an wenn die Bestrahlungsleistung zu einer unzulässigen Erwärmung empfindlicher Druckmaschinenteile geführt hat. In jedem Fall besteht Regelungsbedarf und der Leistungsregler regelt dann entsprechend vorgegebener Regelungsmechanismen, vorzugsweise mittels eines programmierbaren Mikroprozessors, die in die Strahlereinheit 1 fließende elektrische Leistung und damit die abgegebene Strahlungsleistung herauf oder herunter. Auf diese Weise kann die von der Strahlereinheit 1 abgegebene Wärmemenge zumindest im zeitlichen Mittel reduziert werden, ohne dass die zur Bestrahlung mindestens erforderliche Strahlungsleistung unterschritten wird. Damit wird zumindest im zeitlichen Mittel das Verhältnis von nutzbarer Strahlungsmenge zu insgesamt abgegebener Wärmemenge erhöht und der so definierte Wirkungsgrad der Trocknervorrichtung verbessert.
Wie man am besten in den Figuren 2 und 3 erkennt, ist die Strahlereinheit 1 mit vier Carbonstrahlerröhren 12 ausgestattet, die in Figur 3 nur gestrichelt angedeutet sind. Es handelt sich dabei um Quarzröhren, in denen jeweils ein etwa 1 cm breites Carbonband angeordnet ist. Die Röhrenenden sind geschlossen und mit elektrischen Kontakten versehen, über die ein Stromfluss durch das Carbonband herstellbar ist. In der Regel sind die Quarzröhren auf einer Seite, die im Betrieb als Rückseite angeordnet ist, mit einer Goldbedampfung versehen, die den Austritt von IR-Strahlung nach hinten verringert.
Carbonstrahler sind für die IR-Trocknung der hier verwendeten Druckfarben besonders gut geeignet, weil das Maximum ihres StrahlungsSpektrums im mittelwelligen Infrarotbereich liegt und somit die wesentlichen
Absorptionsbereiche der zu trocknenden Druckfarben abdeckt. Daher ist der oben definierte Wirkungsgrad von Carbonstrahlern für die beschriebenen Zwecke höher als der von anderen IR-Strahlern mit Glühdraht. Der genannte Wirkungsgrad kann noch verbessert werden, wenn die Carbonstrahler beim Bestrahlungsvorgang mit gegenüber ihrer Nennleistung etwas reduzierter Leistung betrieben werden. Hingegen lässt sich durch kurzzeitig erhöhte Leistung während des für den Trocknungsvorgang nicht nutzbaren Aufheizvorgangs eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades im zeitlichen Mittel erzielen, weil der Aufheizvorgang damit verkürzt und die Wärmeabgabe während der nicht für den Trocknungsvorgang verfügbaren Zeit verringert wird.
Die Carbonstrahler 12 sind in speziellen Halterungen 13, 14 an einer Kühlluftverteilungsleiste 16 befestigt und quer zur Förderrichtung des zu bestrahlenden Materials 2 angeordnet. In der Halterung 14 sind die Carbonstrahler 12 mit einem Anschlusskabel 15 verbunden, welches in einer mit der Versorgungsleitung 8 verbindbaren Steckverbindung 9 endet.
Die Kühlluftverteilungsleiste 16 besteht im wesentlichen aus einem etwa quaderförmigen Metallkasten, der oberhalb der Carbonstrahler 12 angeordnet und mit einer etwas kleineren, ebenfalls kastenförmigen Vorkammer 17 verbunden ist. Zwischen der Vorkammer 17 und der
Kühlluftverteilungsleiste 16 sind nicht gezeigte Löcher für den Durchtritt von Kühlluft vorgesehen. Die Kühlluft kommt von einem nicht gezeigten Gebläse und gelangt über zwei an verschiedenen Stellen in die Vorkammer 17 mündenden Zuführungsrohre 18, 19 in die Vorkammer 17, wo sie sich verteilt und über die nicht gezeigten Löcher in die Kühlluftverteilungsleiste 16 strömt.
Die Unterseite der Kühlluftverteilungsleiste 16 ist mit einem Abdeckblech 20 aus Aluminium verschlossen, das einerseits als Reflektor für die von dem bestrahlten Material 2 zurückgeworfenen IR-Strahlung und andererseits als Träger für eine Vielzahl von Lochdüsen 21 dient, die zum Durchtritt der Kühlluft bestimmt sind. Die Kühlluft tritt aus den Lochdüsen 21 aus und trifft auf die Carbonstrahler 12 die somit gekühlt werden.
Um eine möglichst gleichmäßige Kühlung der Carbonstrahler 12 zu erreichen, sind die Lochdüsen 21 in vier Reihen entlang der Carbonstrahler 12 angeordnet. Innerhalb einer Reihe sind die Abstände der Lochdüsen 21 in den Bereichen am kleinsten, wo innerhalb der
Kühlluftverteilungsleiste 16 der geringste Luftdruck herrscht. In Bereichen mit höherem Luftdruck haben die Lochdüsen 21 größere Abstände. Dadurch wird ein Ausgleich hergestellt, so dass die Carbonstrahler 12 über ihre gesamte Länge im wesentlichen von gleich großen Luftmengen umströmt und gleichmäßig gekühlt werden.
Um die erhitzte Luft aus dem Bereich der Strahlereinheit 1 möglichst effektiv zu entfernen, ohne dass sie in benachbarte Bereiche der Druckmaschine gelangen und diese aufheizen könnte, ist eine nicht gezeigte Absaugung vorgesehen, die von ebenfalls nicht gezeigten Luftleitblechen unterstützt wird. Weiterhin ist oberhalb der Strahlereinheit 1 ein nicht gezeigtes Abschirmblech zur Abschirmung der benachbarten Maschinenteile von der Wärmestrahlung vorgesehen, welches auf seiner der Wärmestrahlung abgewandten Seite zusätzlich mit einer Wärmeisolation versehen ist.
An der Kühlluftverteilungsleiste 16 sind bezüglich der Bewegungsrichtung 24 des bestrahlten Materials 2 vor und nach der Strahlereinheit 1 jeweils ein Luftspalt 22, 23 angeordnet. Die Luftspalte 22, 23 erstrecken sich quer über die gesamte Abmessung der Strahlereinheit 1 und erzeugen somit jeweils einen geschlossenen Luftvorhang, durch den der Bereich der Strahlereinheit 1 derart abgeschottet wird, dass weder heiße Luft in andere Bereiche der Druckmaschine noch Verunreinigungen, insbesondere Puder aus einer Puderstation, oder brennbare Lösemitteldämpfe aus anderen Bereichen der Druckmaschine in den Bereich der Strahlereinheit 1 gelangen können.
Aufgrund der beschriebenen Automatisierung des Trocknungsprozesses können stets optimale Produktionsbedingungen aufrecht erhalten werden. Durch die kompakte Bauform der erfindungsgemäßen
Strahlereinheit 1 ergeben sich zahlreiche Vorteile, insbesondere ein einfaches Handling für Service und Wartung, ein geringer Platzbedarf, Langlebigkeit, einfache Installation und gute Nachrüstbarkeit . Bezugszeichenliste
Strahlereinheit
Bogen
Leistungsregler
Temperatursensor
Temperatursensor
Signalleitung
Signalleitung
Versorgungsleitung
Steckverbindung
Materialsensor
Signalleitung
Carbonstrahler
Halterung
Halterung
Anschlusskabel
Kühlluftverteilungsleiste
Vorkammer
Zuführungsrohr
Zuführungsrohr
Abdeckblech / Reflektorblech
Lochdüsen
Luftspalt
Luftspalt
Bewegungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Trocknervorrichtung zum Trocknen von Druckfarbe, Lacken oder dergleichen Beschichtungen, mit mindestens einer in eine Druckmaschine oder dergleichen einbaubaren elektrischen Strahlereinheit (1) zum Bestrahlen von bedruckten Bögen (2) oder Bahnmaterial, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Strahlereinheit (1) einen oder mehrere schnellstartende IR- Mittelwellenstrahler (12) aufweist.
2. Trocknervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Strahlungsmaximum des Mittelwellenstrahlers (12) im Wellenlängenbereich zwischen 2μm und 3μm liegt.
3. Trocknervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Strahlereinheit (1) mit IR-Carbonstrahlern (12) bestückt ist.
4. Trocknervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Strahlereinheit (1) während des Bestrahlungsvorgangs mit einer gegenüber der üblichen elektrischen Leistung geringfügig reduzierten elektrischen Leistung betrieben wird.
5. Trocknervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass die Strahlereinheit (1) zum schnellen Anheben der Strahlungsleistung kurzzeitig mit erhöhter elektrischer Leistung betreibbar ist.
6. Trocknervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Trocknervorrichtung einen Leistungsregler (3) zur Regelung der Strahlungsleistung der Strahlereinheit (1) mit mindestens einem Sensor (4, 5, 10) zur Erfassung mindestens eines .vom Bedarf oder der Auswirkung der Strahlungsleistung abhängenden Betriebsparameters umfaßt, und dass der Leistungsregler (3) die Strahlungsleistung in Abhängigkeit von dem oder den Betriebsparametern bei Bedarf auf den jeweils erforderlichen Wert anhebend und in der übrigen
Zeit zumindest teilweise absenkend ausgebildet ist.
7. Trocknervorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein anderweitig, insbesondere durch vorherige Versuche, als optimal ermittelter Wert für die während der Bestrahlung einzustellenden Strahlungsleistung dem Leistungsregler (3) fest vorgegeben ist.
8. Trocknervorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens ein mit dem Leistungsregler (3) verbundener
Temperatursensor (4) zur Erfassung der Temperatur des bestrahlten Bogen- (2) oder Bahnmaterials vorgesehen ist und daß der Leistungsregler (3) die Strahlungsleistung derart regelnd ausgebildet ist, dass ein vorgegebener Temperaturwert zumindest näherungsweise einstellbar ist.
9. Trocknervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens ein mit dem Leistungsregler (3) verbundener Temperatursensor (5) zur Erfassung der Temperatur bestimmter Bereiche der Druckmaschine vorgesehen ist und dass der Leistungsregler (3) die Strahlungsleistung bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwerts absenkend ausgebildet ist.
10. Trocknervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein mit dem Leistungsregler (3) verbundener Materialsensor (10) zur direkten oder indirekten Erfassung des Vorhandenseins von Bogen- (2) oder Bahnmaterial im Bereich der Strahlereinheit (1) vorgesehen ist und dass der Leistungsregler (3) die Strahlungsleistung bei Anwesenheit von Bogen- (2) oder Bahnmaterial im Bereich der Strahlereinheit (1) auf den jeweils erforderlichen Wert anhebend und bei Abwesenheit zumindest teilweise absenkend ausgebildet ist.
11. Trocknervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Strahlereinheit (1) ein hinter den Strahlern (12) angeordnetes, im wesentlichen ebenes Reflektorblech (20) aufweist.
12. Trocknervorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Reflektorblech (20) aus Aluminium besteht.
13. Trocknervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Luftkühlung für die Strahler (12) vorgesehen ist, dass das Reflektorblech als Abdeckblech (20) einer Kühlluftverteilungsleiste (16) ausgebildet und mit Lochdüsen (21) zum Durchtritt der Kühlluft zu den Strahlern (12) ausgestattet ist.
14. Trocknervorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abstände zwischen benachbarten Lochdüsen (21) und/oder die Lochdurchmesser der Lochdüsen (21) in etwa an die ortsabhängige Luftdruckverteilung in der Kühlluftverteilungsleiste (16) angepasst sind, so dass die Strahler (12) überall möglichst gleichmäßig kühlbar sind.
15. Trocknervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Absaugung der erwärmten Luft aus dem Bereich der Strahlereinheit (1) vorgesehen ist.
16. Trocknervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass in Bewegungsrichtung (24) des zu trocknenden Bogen- (2) oder Bahnmaterials vor und nach der Strahlereinheit (1) jeweils sich quer zur Bewegungsrichtung (24) im wesentlichen über die gesamte Abmessung der Strahlereinheit (1) erstreckende Luftspalte (22, 23) in der Kühlluftverteilungsleiste (16) angeordnet sind.
17. Trocknervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, dass zwischen der Strahlereinheit (1) und benachbarten Teilen der Druckmaschine ein Abschirmblech angeordnet ist.
18. Trocknervorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Abschirmblech auf seiner der Strahlereinheit (1) zugewandten Seite mit einer Wärmeisolierung versehen ist.
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