WO2011042012A1 - Trockner für bedruckstoffe - Google Patents

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WO2011042012A1
WO2011042012A1 PCT/DE2010/001182 DE2010001182W WO2011042012A1 WO 2011042012 A1 WO2011042012 A1 WO 2011042012A1 DE 2010001182 W DE2010001182 W DE 2010001182W WO 2011042012 A1 WO2011042012 A1 WO 2011042012A1
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WO
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temperature
dryer
conveyor
operating temperature
minutes
Prior art date
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PCT/DE2010/001182
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Inventor
Rainer-Maria Schnell
Original Assignee
Rainer-Maria Schnell
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Application filed by Rainer-Maria Schnell filed Critical Rainer-Maria Schnell
Publication of WO2011042012A1 publication Critical patent/WO2011042012A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B15/00—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form
    • F26B15/10—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions
    • F26B15/12—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined
    • F26B15/18—Machines or apparatus for drying objects with progressive movement; Machines or apparatus with progressive movement for drying batches of material in compact form with movement in a path composed of one or more straight lines, e.g. compound, the movement being in alternate horizontal and vertical directions the lines being all horizontal or slightly inclined the objects or batches of materials being carried by endless belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure

Definitions

  • the present invention relates to a dryer for substrates with a housing in which a heater is integrated, a conveyor for advancing the substrates through the housing, wherein the heater at a delivery path in the housing generates a first predetermined temperature, and with a control device for Controlling the conveyor and the heater.
  • dryers which are used, in particular, in textile technology for drying substrates.
  • printed fabrics for example T-shirts
  • the temperature of the heater and the speed of the conveyor are tunable to each other.
  • the operating temperature which can be achieved by the heating device as part of its heating power is, for example, about 160 ° Celsius for drying T-shirts.
  • Substrates are batch printed and dried after application. Usually about 200 to 300 T-shirts are printed with a motif, which takes about an hour. Thereafter, the textile printing machine will be converted. A conversion process takes about 30 minutes.
  • the previously known, commercially available dryers continue to run during the changeover time with their operating temperature of about 160 ° Celsius.
  • the changeover time is about 30 to 45 minutes.
  • DE 102 15 920 A1 describes a method and a device for the treatment of substrates in a digital printing machine, in preparation for the printing process.
  • a printing material is flown with a heated air flow, wherein the air flow is heated by a heating wire.
  • the temperature of the heating wire can be adjusted by a control device depending on the nature of the printing material. It is possible to automate the pretreatment of a special substrate.
  • US 5,908,000 A discloses a screen printing machine with which a paint is dried on a cloth between. The heat is generated by one or more heating wires controlled by an infrared sensor. The sensor determines the temperature of an applied color and then sets a heating temperature.
  • the machine has a sensor that detects a passage of a pressure palette through the machine and then regulates the heating wires.
  • US 5,937,535 A describes a dryer for drying textiles.
  • the dryer has a plurality of temperature sensors that are disposed within the dryer and determine the temperature of, for example, the applied color or chamber air.
  • sensors are incorporated in the dryer, which measure the humidity. Based on the data from the sensors, a specific temperature is set for the drying process, which is specific to the substance and the color.
  • a computer controlled gas dryer for textiles is disclosed by US 2007/0193056 A1. Sensors measure the z. For example, the temperature of the gas, the boiler room, and the applied color allow an operator of the computer to optimize drying by adjusting the temperature. Drying processes are also programmable, whereby drying can take place automatically.
  • US 5,276,978 A discloses a dryer which also has two sensors. A first sensor determines the temperature of the printing material when leaving the heating chamber and a second determines the presence of an article on the conveyor. If the second sensor detects an article on the conveyor, a 30 second timer is activated which ramps up the temperature of the dryer until the expiration of the timer time to prepare the dryer for any articles to be dried. Accordingly, strong temperature fluctuations can be compensated for by the second sensor, since the dryer already has a previously set operating temperature before the presence of an article and thus any temperature drops are compensated for by the actual drying, so that no drop below the operating temperature can occur.
  • US Pat. No. 4,434,562 A describes a light curing device which hardens an object by means of a UV lamp which passes through on a conveyor belt under the lamp. to be led.
  • the lamp can be cooled by a device.
  • the device has a sensor that detects the presence of an object on the conveyor belt. If no object is detected, the power of the lamp may be throttled.
  • a disadvantage of the prior art is that the dryer described are not adjustable to several temperatures simultaneously. There are, for example, in addition to the (Um) -Rüdoven in a company, if necessary, break times, where not worked. Even during these break times a dryer of the prior art continues to operating temperature.
  • a state-of-the-art dryer must be switched off manually during set-up times and break times. Turning off the dryer, however, leads to a strong cooling, so that the dryer after restarting takes a long time to reach the operating temperature. Moreover, in such a start-up time then relatively much energy is consumed. Even by the described sensors, the startup time of the dryer can not be reduced. If necessary, the sensors register the presence of a material to be printed and raise the temperature of the dryer. However, the dryer takes a long time to reach operating temperature.
  • radiant heaters in belt dryers are made to produce a preset temperature in the belt dryer, either by means of phase cutting or simple switching on and off.
  • simple two-point controller are used and the heating elements only on a per second basis and off, creating large load transients in the network. Since the heating elements used are subject to a certain inertia, is to be expected in the previously practiced control of the heating elements, in the off times with reduced or no heat radiation, in particular infrared radiation.
  • the object of the present invention is therefore to provide a dryer for substrates whose energy consumption is controllable and which does not have the disadvantages or deficiencies of the prior art.
  • the problem is solved by the independent claims.
  • Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
  • a dryer can be provided which does not have the disadvantages or deficiencies of the prior art, wherein in a housing a. a heater, b. a conveying path with a conveying device for advancing the printed matter, c. a controller for controlling the conveyor and the heater, and d.
  • a measuring device (11) connected to the control device (9) for detecting a printing material lying on the conveying device is present, and the measuring device transmits a negative signal to the control device when the printing material is not detected on the conveying device, which, after expiry a preferred previously set and / or freely selectable period of time, the heater controls such that a preset standby temperature is set, and the measuring device sends upon detection of the printing material on the conveyor a positive signal to the control device, which the heater so controls that a preferably previously set operating temperature is controlled or maintained, wherein the standby temperature is lower than the operating temperature and a startup time for an increase from the standby temperature to the operating temperature in a range of 0.5 to 10 minutes, preferably 1 to 8 minutes, be more preferably 2 to 4 minutes.
  • the temperature of the dryer can be varied by detecting a printing material present on the conveyor without the disadvantages of the prior art. If there is no substrate in the dryer and the heater is regulated by the meter, a standby temperature lower than the operating temperature can be set. As soon as a printing material enters the dryer and the measuring device detects this on the conveyor, the temperature moves from the stand-by temperature to the operating temperature.
  • the startup of the dryer to operating temperature is very fast and thus less energy is required than to keep the dryer constant at operating temperature or start up from a deactivated state.
  • Such control and adjustment of the temperature has numerous advantages over the prior art. The benefits include, for example:
  • a dryer for printing materials is provided, wherein in a housing a. a heater, b. a conveyor with a conveyor for advancing the substrates, c. a control device for controlling the conveyor and the
  • Heating device and d a measuring device connected to the control device for detecting a printing material lying on the conveyor, wherein the measuring device controls the heating device in dependence on a presence of a printing material on the conveyor such that an operating temperature or a stand-by temperature is set, wherein the stand by temperature is lower than the operating temperature and a start-up time for an increase from the stand-by temperature to the operating temperature in a range of 0.5 to 10 minutes, preferably 1 to 8 minutes, more preferably 2 to 4 minutes.
  • a start-up time of 0.5 to 10 minutes saves a lot of power and can be used in particular for substrates that pass through the dryer slowly and can be quickly dried by lower temperatures.
  • the heating chamber or heating chamber, through which the printing material is guided optimally preheated by a start-up time of 0.5 to 10 minutes, whereby the actual drying of the printing material runs faster.
  • a start-up time of 1 to 8 minutes preferably causes a uniform heating of the radiating sheets, which are advantageously mounted behind the radiant heaters. This in turn uniform heating of the heating chamber, through which the conveyor leads achieved, which has a positive effect on the drying of the printing material.
  • a start-up time of 2 to 4 minutes is particularly preferred since an optimum balance is achieved here between rapid heating of the radiant heater or the boiler room and power consumption.
  • the dryer can be moved from standby temperature to operating temperature in a short period of time, allowing the dryer to operate quickly.
  • the dryer can be easily adapted to certain drying processes, the dryer during z. B. pauses on the stand-by temperature and thus significantly saves electricity. It was completely surprising that the start-up time of 2 to 4 minutes can be adjusted to the speed of the conveyor so that the substrates are dried optimally.
  • the printing material is placed on the conveyor and turned on the dryer. As soon as the pressurized material reaches the heating chamber, the dryer is advantageously already at operating temperature, as a result of which the drying process is accelerated and runs more efficiently.
  • the control device has, upstream of the heating device on the conveying path, a measuring device for detecting a printed matter lying on the conveyor, wherein the heating device controls in dependence on a detection of a printing material by the measuring device such that a first predetermined temperature is established, and in FIG Depending on a non-detection of a printing material by the measuring device controls the heating device such that adjusts a second predetermined temperature.
  • the conveyor may preferably be a band.
  • the first temperature may be referred to in particular as the operating temperature and the second temperature as the standby temperature.
  • the dryer has at least one radiant heater which can be controlled in a pulse-like manner. It may be preferred that the radiant heater is turned on and off 10 to 60 times per second, preferably 20 to 40 times per second.
  • the pulsed control preferably switches on and off the radiant heater in a very rapid sequence (particularly preferably 38 times per second).
  • the radiant heater is particularly preferably switched on and off 38 times per second, whereby the length of the switch-on and switch-off time can advantageously be variably controlled by the processor. It was completely surprising that when you measure the chamber air temperature with a sufficiently fast thermometer and convert the measurement data into a proportional (linear) voltage and feed it to a PID controller, it turns out that an optimal floating control value for heating control can be determined. Temperature value specifications as a target value are advantageously possible via control elements.
  • the temperature can preferably be measured and then linearized and converted to 0-10 V.
  • An analog-to-digital converter can digitize the measured data, whereby a PID algorithm is used by a processor to calculate the manipulated variable for a pulse width modulator (PWM), which controls the load circuit breakers for the 3-phase heating elements.
  • PWM pulse width modulator
  • the pulse width modulator can preferably be realized on the software side. It is preferred that the heating elements used, for. As heating wires, in the dryer have a certain inertia, which is expected in conventional control of the heating elements in the off times with preferably reduced or no infrared radiation.
  • the preferred inertia the emitter can be exploited during switching on and off by means of a fast pulse of the drive.
  • the pulsation is preferably faster than the inertia of the radiator, wherein a completely homogeneous infrared radiation image can be generated. That is, the pulse of the radiant heater is preferably so fast that substantially constant heat is radiated from the radiators.
  • the advantage of this preferred embodiment is that no energy is consumed in the switch-off times, but the radiator or radiators preferably emit infrared radiation despite the off-state. Display and controls complete the arrangement.
  • allow additional control inputs for example, the transition to the standby state (IQ stop) and regulate this.
  • the preferred embodiment can save enormous energy over conventional systems.
  • the dryer can also be used in an off-state, ie when a stand-by temperature is set for drying certain substrates, which may require a lower temperature for drying, since the dryer preferably emits infrared radiation in the off state.
  • This not only saves costs, but also significantly accelerates drying processes.
  • the life or durability of the heating elements, in particular the heating wires can be considerably extended. This is due to the fact that the heating wires do not provide constant power and thus the material of the wires has no strong wear.
  • the heating elements, in particular the heating wires must be replaced at regular intervals in order to guarantee full functionality of the dryer.
  • the preferred dryer can surprisingly be used much longer, since the components, preferably the heating elements are not unduly stressed by the preferred pulse-like control and the material of the wires has a longer life.
  • the dryer may be in the context of the invention in particular a part of a textile printing machine.
  • the dryer can be switched off for energy saving after switching advantageously only at the end of the operating time.
  • the energy savings are made in particular by an automatic shutdown of the temperature to a temperature of, for example, 80 ° Celsius when set-up times or break times available.
  • a start-up of the dryer when resuming a printing process are required at a stand-by temperature of for example 80 ° Celsius only 3 minutes.
  • the stand-by temperature is preferably in a temperature range of 30 ° Celsius to 200 ° Celsius, preferably 50 ° Celsius to 100 ° Celsius.
  • all measuring devices are suitable which can detect the presence or absence of a printing material on the conveyor.
  • Conceivable are optical systems, proximity switches, weight sensors or the like.
  • the measuring device is an electronic measuring element with at least one sensor and supplies a positive signal to the control device upon detection of a printing material. The absence of a positive signal in an expected period of time then results in activation of the controller to minimize the heater's power and reach the second imagined temperature in the dryer. It is further preferred that the measuring device is an electronic measuring element with at least one sensor and supplies a negative signal to the control device when not recording a printing material. Thus, it is possible that either only in the presence of a negative signal, the control device supplies a control signal to the heater to lower the heating power and the temperature to shut down to the predetermined second temperature or the both a positive signal and a negative Signal to be supplied, if necessary.
  • the expected time period for a positive signal can be set by a timer of the control device. That is, the time span is preferably freely selectable. In this way, the control of the "packing density" on the conveyor is fair. For smaller distances between the substrates, the time periods are shorter and for larger distances between the substrates, the time periods are set correspondingly larger. It is preferable the time span is adjustable within a range of 1 to 16 minutes, preferably 2 minutes. It has been found that a period of 1 to 16 minutes can be used for different substrates, whereby the dryer is universally applicable. In addition, the time span is particularly gentle on the material, ie the components of the dryer, such as radiant heaters, radiation plate or housing have a longer life and the dryer requires less maintenance. A period of 2 minutes advantageously causes the desired operating temperature or drying temperature to be reached quickly and the dryer to operate efficiently and inexpensively. In addition, the printing materials are surprisingly dried faster.
  • the temperature ranges for the operating temperature and for the stand-by temperature can of course be selected as needed.
  • the operating temperature is preferably in a temperature range from 30 ° Celsius to 200 ° Celsius.
  • the standby temperature or the second predetermined temperature is lower than the operating temperature and is optionally adjustable via the control device.
  • the automatic shutdown of the heater to a lower heat output and thus a lower stand-by temperature has the advantage that this process is not forgotten and thereby a significant amount of electricity can be saved. In addition, this extends the life of the dryer, since materials are spared and are not exposed to high temperatures for a long period of time.
  • the changeover times and pause times are different, so another advantage of the present invention is the time-independent activation of the controller to re-energize the heater to the heating power required for the first predetermined temperature or operating temperature. This is done by the detection of a resting on the conveyor substrate or for example by introducing an object in the detection range of the sensor. Such an object may be, for example, the hand of a user. This is harmless if the sensor is advantageously a Class 2 laser.
  • the invention therefore also relates to a method for drying substrates by a dryer, wherein the measuring device, the heater in dependence is controlled by a presence of a printing material on the conveyor such that an operating temperature or a stand-by temperature is set, wherein the stand-by temperature is lower than the operating temperature and a startup time for an increase from the stand-by temperature to the operating temperature in a range of 0.5 to 10 minutes, preferably 1 to 8 minutes, more preferably 2 to 4 minutes.
  • the stand-by temperature is lower than the operating temperature, which can save power.
  • the measuring device detects a printing material on the conveyor, the temperature of the dryer is raised to the operating temperature.
  • the adjustment to the operating temperature takes place within a few minutes, preferably within 2 to 4 minutes.
  • a start-up time of 0.5 to 10 minutes can surprisingly be used for substrates which pass through the dryer slowly and which can be quickly dried even by low temperatures. It has also been found that a start-up time of 1 to 8 minutes causes a uniform heating of the housing and thereby in turn the substrate is dried faster.
  • a start-up time of 2 to 4 minutes is particularly preferred since, on the one hand, electricity can be saved and, on the other hand, the temperature in the heating chamber does not drop significantly and thus rapid drying of the printing material is achieved.
  • FIG. 2 interior view of a preferred dryer
  • FIG. 1 shows a schematic view of a dryer for a substrate.
  • This dryer 1 comprises a housing 3, in which a heating device 5 is arranged above a conveying path for the printing material.
  • the conveying path of the printing material is determined by a conveyor 7, for example, a Conveyor belt or similar endless element is.
  • the conveyor 7 has in the present embodiment, a motor drive (not shown), such as. B. an electric motor.
  • the drive is not essential to the present invention, so that a manual drive is included in the invention.
  • On the conveyor device 7 printing materials are placed, which have been freshly printed and are to be dried in the dryer. With the conveyor 7, these are then transported in the conveying direction (see arrow) in the housing 3 of the dryer 1 and under the heater 5 along.
  • the dryer 1 also comprises a control device 9, with which a plurality of control parameters can be set.
  • the user can set the speed of the conveyor 7 and the temperature to be generated by the heating power of the heater 5.
  • the user can turn on or off the dryer 1 via the control device 9.
  • a measuring device 11 is arranged transversely to the conveying device 7.
  • the measuring device 11 may be any measuring device 11, which can detect with physical processes a resting on the conveyor 7 substrate.
  • Such measuring devices 11 are well known in the art.
  • such measuring devices 11 can perform optical measurements, weight measurements, resistance measurements, pressure measurements or the like.
  • the measuring device 11 comprises at least one as a class 2 laser transmitter and a corresponding sensor / receiver.
  • the dryer When the dryer is turned on and a batch of substrates to be printed, the substrates are successively placed on the conveyor 1 and moved in the conveying direction through the dryer 1.
  • the heater 5 generates in the dryer 1 an operating temperature of about 160 ° Celsius. This temperature indication is only an example and in other cases can be much lower but also significantly higher.
  • the typical temperature range is especially between 150 ° Celsius and 180 ° Celsius, with operating temperatures of 100 ° Celsius and 200 ° Celsius can be selected.
  • the present invention is not decisive, how high the operating temperature, which is preferably above the stand-by temperature.
  • the dryer has a pulse-like control of the radiant heater.
  • the pulsed control preferably switches the heating radiators on and off in a very rapid sequence (preferably 38 times per second). That is, the radiant heater is turned on and off 38 times, with the length of the on and off times variably controlled by the processor. If the chamber air temperature is measured with a sufficiently fast thermometer, it is converted into a proportional (linear) voltage and fed to a PID controller. Thus, an optimal sliding control value for the heating control can be determined. Temperature value specifications as target value are possible via control elements. By means of a jacket thermocouple, the temperature is measured, then linearized and converted to 0-10V.
  • An analog-to-digital converter digitizes these and via a PID algorithm implemented, a processor calculates the control value for a pulse width modulator (PWM), which controls the load power switches for the 3-phase heating elements.
  • PWM pulse width modulator
  • the pulse width modulator is implemented on the software side. Since the heating elements used are subject to a certain inertia, with conventional control of the heating elements in the off times with reduced or no infrared radiation is expected. Since the lamps react sluggishly during switch-on and switch-off processes, this can be exploited with the aid of rapid pulsation of the control. By the pulsation is faster than the inertia of the radiator, a completely homogeneous infrared radiation image is generated.
  • the substrates are to be deposited on the conveyor at intervals of less than one minute. Accordingly, the measuring device 11 detects a following printing material in a correspondingly shorter period than one minute and supplies the control device 9 with a positive signal, so that the control device 9 does not supply a control signal to the heating device 5. After applying the last substrate, the dryer 1 must be converted for a new batch of substrates. The measuring device 11 detects after the expiry of the predetermined in this embodiment period of one minute that no further substrate is placed on the conveyor 7 and a drying process is completed.
  • the measuring device 11 supplies a corresponding measurement signal (a negative signal) to the control device 9, whereupon the control device 9 delivers a first control signal to the heating device 5, as a function of which the heating power is reduced to a predetermined value. It then sets a second predetermined temperature, which can be referred to as stand-by temperature within the meaning of the invention.
  • This second low heating power or this second predetermined temperature can be adjusted via the control device 9.
  • the second predetermined temperature is about 80 ° Celsius. In other cases, the second predetermined temperature may also be lower, for example, when the operating temperature is also set lower. At higher operating temperature and the second predetermined temperature can be selected higher. The user will choose the second predetermined temperature so that the start-up time does not take too long in a resumed operation and consumes too much energy.
  • the heating device 5 During the set-up time or the pause time, the heating device 5 generates a standby temperature or second predetermined temperature.
  • the user grasps with his hand under the measuring device 11 and thus triggers a positive signal to the control device 9, whereupon the control device 9 supplies a second control signal to the heating device 5.
  • the heating power increases, so that the predetermined first temperature or operating temperature is reached again.
  • the startup time will be about 3 minutes. After 3 minutes, the new printing material can then be placed on the conveyor 7. The time measurement for the period between individual substrates only starts when the operating temperature has been reached.
  • Fig. 2 shows an interior view of a preferred dryer.
  • the air flow 2 within the dryer 1, in particular the belt dryer 1 is repeatedly routed through the radiating sheets 4 in the housing 3 above the heating unit 5. This will be the Upwardly migrating warm air 6 diverted downward, reheated and is the dry process again available. In drying processes, which require an exhaust air, this can be controlled via the return / exhaust fan 8 and a shot 10 at the exhaust duct 12.
  • the exhaust air 10 is closed, all the circulating air continues to be fed to the drying process.
  • the entire warm air 6 is discharged down through the exhaust duct 12 into the room air or via a discharge system from the housing 3.
  • the exhaust air 10 is freely adjustable, so that the amount of exhaust air and recirculation can be varied by the user as needed.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Trockner für Bedruckstoffe, der über eine Stand-by und Betriebstemperatur verfügt, wobei die Temperaturen in Abhängigkeit von einem Vorhandensein eines Bedruckstoffes auf einer Fördereinrichtung eingestellt werden.

Description

Trockner für Bedruckstoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trockner für Bedruckstoffe mit einem Gehäuse, in dem eine Heizeinrichtung integriert ist, einer Fördereinrichtung zum Vorschie- ben der Bedruckstoffe durch das Gehäuse, wobei die Heizeinrichtung an einem Förderweg im Gehäuse eine erste vorbestimmte Temperatur erzeugt, und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Fördereinrichtung und der Heizeinrichtung.
Im Stand der Technik sind Trockner beschrieben, die insbesondere in der Textiltech- nik zum Trocknen von Bedruckstoffen verwendet werden. So werden bedruckte Stoffe, zum Beispiel T-Shirts, mit der Fördereinrichtung durch den Trockner hindurchbewegt, so dass die vor dem Eintritt in den Trockner noch feuchte Farbe beim Verlassen des Trockners getrocknet ist. Zu diesem Zweck sind die Temperatur der Heizeinrichtung und die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung aufeinander abstimmbar. Die von der Heizeinrichtung im Rahmen ihrer Heizleistung erzielbare Betriebstemperatur beträgt zum Beispiel für das Trocknen von T-Shirts etwa 160° Celsius. Bedruckstoffe werden nach Auftrag chargenweise bedruckt und getrocknet. In der Regel werden etwa 200 bis 300 T-Shirts mit einem Motiv bedruckt, was etwa eine Stunde benötigt. Danach wird die Textildruckmaschine umgerüstet. Ein Umrüstvorgang dauert etwa 30 Minuten. Die bisher bekannten, handelsüblichen Trockner laufen während der Um- rüstzeit mit ihrer Betriebstemperatur von etwa 160° Celsius weiter. Die Umrüstzeit beträgt in etwa 30 bis 45 Minuten.
So beschreibt die DE 102 15 920 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung für das Behandeln von Bedruckstoffen in einer digitalen Druckmaschine, in Vorbereitung auf den Druckvorgang. Hierbei wird ein Bedruckstoff mit einem erwärmten Luftstrom beströmt, wobei der Luftstrom mit einem Heizdraht erwärmt wird. Die Temperatur des Heizdrahtes kann durch eine Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Bedruckstoffes eingestellt werden. Es ist möglich, die Vorbehandlung eines speziellen Bedruckstoffes zu automatisieren. Die US 5,908,000 A offenbart eine Siebdruckmaschine mit der eine Farbe auf einem Stoff zwischen getrocknet wird. Die Wärme wird von einer, oder mehreren Heizdrähten erzeugt, die durch einen Infrarotsensor gesteuert werden. Der Sensor bestimmt die Temperatur einer aufgetragenen Farbe und stellt daraufhin eine Heiztemperatur ein. Weiterhin verfügt die Maschine über einen Sensor, der einen Durchlauf einer Druckpalette durch die Maschine detektiert und hieraufhin die Heizdrähte reguliert.
Weiterhin beschreibt die US 5,937,535 A einen Trockner zum Trocknen von Textilien. Der Trockner verfügt über mehrere Temperatursensoren, die innerhalb des Trockners angeordnet sind und die Temperatur beispielsweise der aufgebrachten Farbe oder der Kammerluft bestimmen. Zusätzlich sind in dem Trockner Sensoren eingebracht, die die Luftfeuchtigkeit messen. Anhand der Daten der Sensoren wird eine bestimmte Temperatur für den Trocknungsprozess eingestellt, die für den Stoff und die Farbe spezifisch ist.
Ein computergesteuerter Gastrockner für Textilien wird von der US 2007/0193056 A1 offenbart. Sensoren messen die z. B. die Temperatur des Gases, des Heizraumes und der aufgebrachten Farbe und ermöglichen einem Bediener des Computers, die Trocknung durch eine Anpassung der Temperatur zu optimieren. Es sind auch Trocknungsvorgänge programmierbar, wodurch die Trocknung automatisch ablaufen kann. Die US 5,276,978 A offenbart einen Trockner, der ebenfalls über zwei Sensoren verfügt. Ein erster Sensor ermittelt die Temperatur des Bedruckstoffes beim Verlassen der Heizkammer und ein zweiter bestimmt das Vorhandensein eines Artikels auf der Fördereinrichtung. Falls der zweite Sensor einen Artikel auf der Fördereinrichtung detektiert, wird ein 30 Sekunden Timer aktiviert, der die Temperatur des Trockners, bis zum Ablauf der Timerzeit, hochfährt, um den Trockner für etwaige zu trocknende Artikel vorzubereiten. Durch den zweiten Sensor können demgemäß starke Temperaturfluktuationen ausgeglichen werden, da der Trockner vor Vorhandensein eines Artikels bereits eine vorher eingestellte Betriebstemperatur hält und somit etwaige Temperatureinbrüche durch die eigentliche Trocknung kompensiert werden, damit es zu keinem Abfall unterhalb der Betriebstemperatur kommen kann.
In der US 4.434.562A ist ein Lichthärtegerät beschrieben, das mittels einer UV- Lampe ein Objekt aushärtet, welches auf einem Förderband unter der Lampe durch- geführt wird. Die Lampe kann durch eine Vorrichtung gekühlt werden. Außerdem verfügt das Gerät über einen Sensor, der das Vorhandensein eines Objektes auf dem Förderband detektiert. Falls kein Objekt erkannt wird, kann die Leistung der Lampe gedrosselt werden. Nachteilig bei dem Stand der Technik ist, dass die beschriebenen Trockner nicht auf mehrere Temperaturen gleichzeitig einstellbar sind. Es gibt beispielsweise neben den (Um)-Rüstreiten in einem Betrieb ggf. auch Pausenzeiten, in denen nicht gearbeitet wird. Auch in diesen Pausenzeiten läuft ein Trockner des Standes der Technik auf Betriebstemperatur weiter. Wenn Energie eingespart werden soll, muss ein Trockner des Standes der Technik in den Rüstzeiten und Pausenzeiten manuell ausgeschaltet werden. Ein Ausschalten des Trockners führt aber zu einer starken Abkühlung, so dass der Trockner nach dem Wiedereinschalten sehr lange benötigt, um die Betriebstemperatur zu erreichen. Zudem wird in einer solchen Anlaufzeit dann relativ viel E- nergie verbraucht. Auch durch die beschriebenen Sensoren kann die Anlaufzeit der Trockner nicht reduziert werden. Die Sensoren registrieren ggf. ein Vorhandensein eines zu bedruckenden Stoffes und fahren die Temperatur des Trockners hoch. Jedoch benötigt der Trockner sehr lange um auf Betriebstemperatur zu fahren.
Im Stand der Technik werden Heizstrahler in Bandtrocknern entweder mittels Pha- senbeschneidung oder einfachen Ein- und Ausschalten dazu gebracht, eine vorein- gestellte Temperatur im Bandtrockner zu erzeugen. Zur kontinuierlichen Temperaturregelung der Trocknerkammer von Bandtrocknern, bei denen das zu temperierende Material auf bewegtem Band die Kammer durchläuft, werden einfache Zweipunktregler eingesetzt und die Heizelemente nur im Sekundentakt ein- und ausgeschaltet, wodurch große Lastsprünge im Netz entstehen. Da die eingesetzten Heizelemente einer gewissen Trägheit unterliegen, ist bei der bisher praktizierten Ansteuerung der Heizelemente, in den Ausschaltzeiten mit verminderter oder gar keiner Heizstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung zu rechnen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Trockner für Bedruckstoffe zu schaffen, dessen Energieverbrauch steuerbar ist und der nicht die Nachteile oder Mängel des Standes der Technik aufweist. Gelöst wird die Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es war völlig überraschend, dass ein Trockner bereitgestellt werden kann, der nicht die Nachteile oder Mängel des Standes der Technik aufweist, wobei in einem Gehäuse a. eine Heizeinrichtung, b. ein Förderweg mit einer Fördereinrichtung zum Vorschieben der Be- druckstoffe, c. eine Steuereinrichtung zum Steuern der Fördereinrichtung und der Heizeinrichtung und d. eine mit der Steuereinrichtung (9) verbundenen Messeinrichtung (11 ) zur Erfassung eines auf der Fördereinrichtung liegenden Bedruckstof- fes vorliegen, und die Messeinrichtung bei einem Nicht-Erfassen des Bedruckstoffes auf der Fördereinrichtung ein Negativ-Signal an die Steuereinrichtung sendet, welche, nach Ablauf einer bevorzugt zuvor eingestellten und/oder frei wählbaren Zeitspanne, die Heizeinrichtung derart steuert, dass eine vorher eingestellte Stand-by Temperatur eingestellt ist, und die Messeinrichtung bei Erfassen des Bedruckstoffes auf der Fördereinrichtung ein Positiv-Signal an die Steuereinrichtung sendet, welche die Heizeinrichtung derart steuert, dass eine bevorzugt zuvor eingestellte Betriebstemperatur angesteuert oder gehalten wird, wobei die Stand-by Temperatur niedriger als die Betriebstemperatur ist und eine Anlaufzeit für einen Anstieg von der Stand-by Temperatur auf die Betriebstemperatur in einem Bereich von 0,5 bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 8 Minuten, besonders bevorzugt 2 bis 4 Minuten liegt. Es war völlig überraschend, dass durch eine Erkennung eines auf der Fördereinrichtung vorliegenden Bedruckstoffes die Temperatur des Trockners ohne die Nachteile des Standes der Technik aufzuweisen, variiert werden kann. Wenn kein Bedruckstoff in dem Trockner vorliegt und die Heizeinrichtung durch die Messeinrichtung reguliert wird, kann eine Stand-by Temperatur eingestellt werden, die niedriger als die Betriebstemperatur ist. Sobald ein Bedruckstoff in den Trockner einfährt und die Messeinrichtung diesen auf der Fördereinrichtung detektiert, fährt die Temperatur von der Stand-by Temperatur auf Betriebstemperatur. Versuche haben weiterhin gezeigt, dass das Anfahren des Trockners auf Betriebstemperatur sehr schnell verläuft und hierdurch weniger Ener- gie benötigt wird, als den Trockner konstant auf Betriebstemperatur zu halten oder aus einem deaktivierten Zustand hochzufahren. Eine derartige Steuerung und Anpassung der Temperatur weist zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Die Vorteile umfassen beispielsweise:
- dass während der Stand-by Temperatur weniger Strom benötigt wird, - die Materialien des Trockners durch die niedrigere Stand-by Temperatur geschont werden und sich hierdurch die Lebensdauer des Trockners erhöht,
- der Trockner muss seltener gewartet werden und
- durch die kürzeren Anlaufzeiten können die Arbeitsprozesse beschleunigt werden.
Es war völlig überraschend, dass der Trockner bedingt durch die Steuerung seltener gewartet werden muss und der Trockner für einen längeren Zeitraum zuverlässiger und konstanter als die im Stand der Technik beschriebenen Trockner arbeitet. Die Erniedrigung der Temperatur auf Stand-by Temperatur schont nicht nur die Heizdrähte, sondern auch sonstige Bestandteile des Trockners. Im Sinne der Erfindung kann der Trockner insbesondere als Bandtrockner bezeichnet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Trockner für Bedruckstoffe bereitgestellt, wobei in einem Gehäuse a. eine Heizeinrichtung, b. ein Förderweg mit einer Fördereinrichtung zum Vorschieben der Bedruckstoffe, c. eine Steuereinrichtung zum Steuern der Fördereinrichtung und der
Heizeinrichtung und d. eine mit der Steuereinrichtung verbundenen Messeinrichtung zur Erfassung eines auf der Fördereinrichtung liegenden Bedruckstoffes vorliegen, wobei die Messeinrichtung die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von einem Vorhandensein eines Bedruckstoffs auf der Fördereinrichtung derart steuert, dass eine Betriebstemperatur oder eine Stand-by Temperatur eingestellt ist, wobei die Stand-by Temperatur niedriger als die Betriebstemperatur ist und eine Anlaufzeit für einen Anstieg von der Stand-by Temperatur auf die Betriebstemperatur in einem Bereich von 0,5 bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 8 Minuten, besonders bevorzugt 2 bis 4 Minuten liegt. Eine Anlaufzeit von 0,5 bis 10 Minuten spart besonders viel Strom und kann insbesondere für Bedruckstoffe verwendet werden, die den Trockner langsam durchlaufen und die schnell durch niedrigere Temperaturen trockenbar sind. Außerdem hat sich gezeigt, dass sich der Heizraum oder Heizkammer, durch den/die der Bedruckstoff geführt wird, durch eine Anlaufzeit von 0,5 bis 10 Minuten optimal vorheizt, wodurch die eigentliche Trocknung des Bedruckstoffes schneller abläuft. Es hat sich herausgestellt, dass eine Anlaufzeit von 1 bis 8 Minuten bevorzugt eine gleichmäßige Erwärmung der Abstrahlbleche bewirkt, die vorteilhafterweise hinter den Heizstrahlern angebracht sind. Hierdurch wird wiederum eine gleichmäßige Erwärmung des Heizraumes, durch den die Fördereinrichtung führt, erreicht, was sich positiv auf die Trocknung des Bedruckstoffes auswirkt. Eine Anlaufzeit von 2 bis 4 Minu- ten ist besonders bevorzugt, da hier ein optimales Gleichgewicht zwischen schneller Aufheizung der Heizstrahler bzw. des Heizraumes und Stromverbrauch erzielt wird. Der Trockner kann in einem kurzen Zeitraum von der Stand-by Temperatur auf die Betriebstemperatur gefahren werden, wodurch der Trockner schnell betriebsbereit ist. Hierdurch kann der Trockner einfach an bestimmte Trocknungsprozesse angepasst werden, wobei der Trockner während z. B. Pausen auf die Stand-by Temperatur fährt und hierdurch erheblich Strom einspart. Es war völlig überraschend, dass die Anlaufzeit von 2 bis 4 Minuten auf die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung so eingestellt werden kann, dass die Bedruckstoffe optimal getrocknet werden. Der Bedruckstoff wird auf die Fördereinrichtung gelegt und der Trockner eingeschaltet. Sobald der Be- druckstoff den Heizraum erreicht, ist der Trockner vorteilhafterweise bereits auf Betriebstemperatur, wodurch der Trocknungsprozess beschleunigt wird und effizienter abläuft. Die Steuereinrichtung weist stromaufwärts von der Heizeinrichtung am Förderweg eine Messeinrichtung zur Erfassung eines auf der Fördereinrichtung liegenden Be- druckstoffes auf, wobei in Abhängigkeit von einer Erfassung eines Bedruckstoffes durch die Messeinrichtung, die Heizeinrichtung derart steuert, dass sich eine erste vorbestimmte Temperatur einstellt, und in Abhängigkeit von einem Nichterfassen eines Bedruckstoffs durch die Messeinrichtung die Heizeinrichtung derart steuert, dass sich eine zweite vorbestimmte Temperatur einstellt. Die Fördereinrichtung kann bevorzugt ein Band sein.
Im Sinne der Erfindung kann die erste Temperatur insbesondere als Betriebstempe- ratur und die zweite Temperatur als Stand-by Temperatur bezeichnet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt der Trockener über mindestens einen Heizstrahler, der pulsartig steuerbar ist. Es kann bevorzugt sein, dass der Heizstrahler 10 bis 60 Mal pro Sekunde, bevorzugt 20 bis 40 Mal pro Sekunde ein- und ausgeschaltet wird. Die gepulste Steuerung schaltet bevorzugt in sehr schneller Folge den Heizstrahler ein und aus (besonders bevorzugt 38 Mal pro Sekunde). Der Heizstrahler wird besonders bevorzugt 38 Mal pro Sekunde ein und ausgeschaltet wobei die Länge der Ein- bzw. Ausschaltzeit vorteilhafterweise variabel vom Prozessor gesteuert werden kann. Es war völlig überraschend, dass wenn man mit einem hinreichend schnellem Thermometer die Kammerlufttemperatur misst und die Messdaten in eine proportionale (lineare) Spannung umwandelt und sie einem PID- Regler zuführt, sich herausstellt, dass ein optimaler gleitender Stellwert zur Heizungssteuerung ermittelt werden kann. Temperaturwertvorgaben als Zielwert sind vorteilhafterweise über Bedienelemente möglich.
Mittels eines Mantelthermoelementes kann bevorzugt die Temperatur gemessen und anschließend linearisiert und in 0-10 V umgesetzt werden. Ein analog - digital Wandler kann die Messdaten digitalisieren, wobei über einen implementierten PID- Algorithmus ein Prozessor die Stellgröße für einen Impulsbreitenmodulator (PWM) berechnet, der die Lastleistungsschalter für die 3-Phasen der Heizelemente ansteuert. Der Pulsweitenmodulator kann bevorzugt softwareseitig realisiert werden. Es ist bevorzugt, dass die eingesetzten Heizelemente, z. B. Heizdrähte, in dem Trockner eine gewisse Trägheit aufweisen, wodurch bei herkömmlicher Ansteuerung der Heizelemente in den Ausschaltzeiten mit bevorzugt verminderter oder gar keiner Infrarotstrahlung zu rechnen ist. Es war völlig überraschend, dass die bevorzugte Trägheit der Strahler bei Ein- und Ausschaltvorgängen mittels einer schnellen Pulsung der Ansteuerung ausgenutzt werden kann. Hierbei ist die Pulsung bevorzugt schneller als die Trägheit der Strahler, wobei ein komplett homogenes Infrarotstrahlungsbild erzeugt werden kann. Das heißt, die Pulsung der Heizstrahler erfolgt bevorzugt so schnell, dass im Wesentlichen konstant Wärme von den Strahlern abgestrahlt wird. Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform ist, dass in den Ausschaltzeiten keine Energie verbraucht wird, aber der oder die Strahler trotz Aus-Zustand bevorzugt Infrarotstrahlung emittieren. Anzeige und Bedienelemente vervollständigen die Anordnung. Vorteilhafterweise ermöglichen zusätzliche Steuereingänge z.B. den Übergang In den Stand-by-Zustand (IQ-Stopp) und regeln diesen. Durch die bevorzugt Ausführungsform kann gegenüber herkömmlichen Systemen enorm Energie eingespart werden. Außerdem kann der Trockner auch in einem Aus-Zustand, d. h. wenn eine Stand-by Temperatur eingestellt ist, zur Trocknung bestimmter Bedruckstoffe verwendet werden, die ggf. eine niedrigere Temperatur zur Trocknung benötigen, da der Trockner auch im Aus-Zustand bevorzugt Infrarotstrahlung emittiert. Hierdurch können nicht nur Kosten eingespart, sondern auch Trocknungsprozesse erheblich beschleunigt werden. Es hat sich weiterhin herausgestellt, dass die Lebensdauer oder Haltbarkeit der Heizelemente, insbesondere der Heizdrähte erheblich verlängert werden kann. Dies ist darin begründet, dass die Heizdrähte nicht konstant Leistung erbringen und hierdurch das Material der Drähte keine starke Abnutzung aufweist. Bei den Trocknern des Standes der Technik müssen die Heizelemente, insbesondere die Heizdrähte in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden, um eine volle Funktionalität der Trockner zu garantieren. Der bevorzugte Trockner kann überraschenderweise wesentlich länger genutzt werden, da die Bestandteile, bevorzugt die Heizelemente durch die bevorzugte pulsartige Steuerung nicht übermäßig beansprucht werden und das Material der Drähte eine höhere Lebensdauer aufweist.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, den Trockner automatisch in einen Stand-by Modus zu versetzen, wenn innerhalb der allgemeinen Betriebszeit der Textildruckmaschine keine Trocknungsvorgänge vorgesehen sind. Der Trockner kann im Sinne der Erfindung insbesondere ein Bestandteil einer Textildruckmaschine sein. Der Trockner kann zur Energieeinsparung nach dem Einschalten vorteilhafterweise nur noch am Ende der Betriebszeit ausgeschaltet werden. Die Energieeinsparung erfolgt insbesondere durch ein automatisches Herunterfahren der Temperatur auf eine Temperatur von zum Beispiel 80° Celsius, wenn Rüstzeiten oder Pausenzeiten vorliegen. Ein Anfahren des Trockners bei Wiederaufnahme eines Bedruckvorgangs werden bei einer Stand-by Temperatur von beispielsweise 80° Celsius nur 3 Minuten benötigt. Die Stand-by Temperatur liegt bevorzugt in einem Temperaturbereich von 30° Celsius bis 200° Celsius, bevorzugt 50° Celsius bis 100° Celsius. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass, wenn der Trockner in dem bevorzugten Stand-by Temperaturbereich liegt, ein schnelles Anfahren des Trockners auf die gewünschte Betriebstemperatur möglich ist. Außerdem kann durch den bevorzugten Temperaturbereich Strom eingespart werden. Durch das Herunterfahren der Betriebstemperatur auf eine zweite vorbestimmte bzw. Stand-by Temperatur können sich zum Beispiel Energieeinsparungen von insbesondere 18 kW pro Tag ergeben.
Im Grunde sind alle Messeinrichtungen geeignet, die das Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines Bedruckstoffes auf der Fördereinrichtung erkennen können. Denkbar sind da optische Systeme, Näherungsschalter, Gewichtssensoren oder dgl.
Es ist bevorzugt, dass die Messeinrichtung ein elektronisches Messelement mit we- nigstens einem Sensor ist und bei Erfassen eines Bedruckstoffes ein Positiv-Signal an die Steuereinrichtung liefert. Das Ausbleiben eines Positiv-Signals in einem erwarteten Zeitraum führt dann zu einer Aktivierung der Steuereinrichtung, um die Leistung der Heizeinrichtung zu minimieren und die zweite vorgestellte Temperatur im Trockner zu erreichen. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Messeinrichtung ein elektronisches Messelement mit wenigstens einem Sensor ist und bei Nicht-Erfassen eines Bedruckstoffes ein Negativ-Signal an die Steuereinrichtung liefert. Dadurch ist es möglich, dass entweder nur bei Vorliegen eines Negativ-Signals die Steuereinrichtung ein Steuersignal an die Heizeinrichtung liefert, um die Heizleistung zu senken und die Temperatur auf die vorbestimmte zweite Temperatur herunterzufahren oder das auch sowohl ein Positiv- Signal als auch ein Negativ-Signal geliefert werden, wenn dies erforderlich ist.
Vorteilhafterweise kann die erwartete Zeitspanne für ein Positiv-Signal durch einen Zeitmesser der Steuereinrichtung eingestellt werden. Das heißt, die Zeitspanne ist bevorzugt frei wählbar. Auf diese Weise wird die Steuerung der "Packungsdichte" auf der Fördereinrichtung gerecht. Bei kleineren Abständen zwischen den Bedruckstoffen sind die Zeitspannen geringer und bei größeren Abständen zwischen den Bedruckstoffen sind die Zeitspannen entsprechend größer einzustellen. Es ist bevorzugt, dass die Zeitspanne in einem Bereich von 1 bis 16 Minuten einstellbar ist und vorzugsweise 2 Minuten beträgt. Es hat sich herausgestellt, dass eine Zeitspanne von 1 bis 16 Minuten für unterschiedliche Bedruckstoffe verwendbar ist, wodurch der Trockner universell einsetzbar ist. Außerdem ist die Zeitspanne besonders material- schonend, d. h. die Bestandteile des Trockners, wie Heizstrahler, Abstrahlblech oder Gehäuse weisen eine höhere Lebensdauer auf und der Trockner muss weniger gewartet werden. Eine Zeitspanne von 2 Minuten bewirkt vorteilhafterweise, dass die gewünschte Betriebstemperatur oder Trocknungstemperatur schnell erreicht wird und der Trockner effizient und kostengünstig arbeitet. Außerdem werden die Bedruckstof- fe überraschenderweise schneller getrocknet.
Die Temperaturbereiche für die Betriebstemperatur und für die Stand-by Temperatur können natürlich bedarfsweise gewählt werden. Die Betriebstemperatur liegt bevorzugt in einem Temperaturbereich von 30° Celsius bis 200° Celsius.
Vorteilhafterweise liegt die Stand-by Temperatur bzw. die zweite vorbestimmte Tem- peratur niedriger als die Betriebstemperatur und ist über die Steuereinrichtung wahlfrei einstellbar.
Das automatische Herunterfahren der Heizeinrichtung auf eine geringere Heizleistung und somit einer geringeren Stand-by Temperatur hat den Vorteil, dass dieser Vorgang nicht vergessen wird und hierdurch eine erhebliche Menge Strom eingespart werden kann. Außerdem verlängert sich hierdurch die Lebensdauer des Trockners, da Materialien geschont werden und nicht über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Die Umrüstzeiten und Pausenzeiten sind allerdings unterschiedlich, so dass ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung in der zeitunabhängigen Aktivierung der Steuereinrichtung liegt, um die Heizeinrichtung wieder auf die Heizleistung hochzufahren, die für die erste vorbestimmte Temperatur bzw. Betriebstemperatur erforderlich ist. Dies erfolgt durch die Erfassung eines erneut auf der Fördereinrichtung aufliegenden Bedruckstoffes oder aber zum Beispiel durch Einbringen eines Objekts in den Erfassungsbereich des Sensors. Ein solches Objekt kann zum Beispiel die Hand eines Benutzers sein. Dies ist dann ungefährlich, wenn der Sensor in vorteilhafter Weise ein Laser der Klasse 2 ist.
Die Erfindung betrifft mithin auch ein Verfahren zum Trocknen von Bedruckstoffen durch einen Trockner wobei, die Messeinrichtung die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von einem Vorhandensein eines Bedruckstoffs auf der Fördereinrichtung derart steuert, dass eine Betriebstemperatur oder eine Stand-by Temperatur eingestellt wird, wobei die Stand-by Temperatur niedriger als die Betriebstemperatur ist und eine Anlaufzeit für einen Anstieg von der Stand-by Temperatur auf die Betriebstemperatur in einem Bereich von 0,5 bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 8 Minuten, besonders bevorzugt 2 bis 4 Minuten liegt. Durch das Verfahren ist es möglich, den Trockner auf eine Stand-by Temperatur zu fahren, wenn kein Bedruckstoff auf der Fördereinrichtung vorliegt. Die Stand-by Temperatur liegt niedriger als die Betriebstemperatur, wodurch Strom eingespart werden kann. Sobald die Messeinrichtung einen Bedruckstoff auf der Fördereinrichtung feststellt, wird die Temperatur des Trockners auf die Betriebstemperatur erhöht. Das Einstellen auf die Betriebstemperatur erfolgt innerhalb weniger Minuten, bevorzugt innerhalb von 2 bis 4 Minuten. Hierdurch wird der Trock- nungsprozess vorteilhafterweise nicht beeinträchtigt. Eine Anlaufzeit von 0,5 bis 10 Minuten kann überraschenderweise für Bedruckstoffe verwendet werden, die den Trockner langsam durchlaufen und die schnell auch durch niedrige Temperaturen trockenbar sind. Es hat sich weiterhin herausgestellt, dass eine Anlaufzeit von 1 bis 8 Minuten eine gleichmäßige Erwärmung des Gehäuses bewirkt und hierdurch wiederum der Bedruckstoff schneller getrocknet wird. Eine Anlaufzeit von 2 bis 4 Minuten ist besonders bevorzugt, da zum Einen Strom gespart werden kann und zum Anderen die Temperatur in dem Heizraum nicht wesentlich abfällt und somit eine schnelle Trocknung des Bedruckstoffes erreicht wird.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert werden, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen: Fig. 1 Ein bevorzugter Trockner für Bedruckstoffe
Fig. 2 Innenansicht eines bevorzugten Trockners
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. 1 beschrieben. Diese zeigt eine schematische Ansicht eines Trockners für einen Bedruckstoff. Dieser Trockner 1 umfasst ein Gehäuse 3, in dem eine Heizeinrichtung 5 oberhalb eines Förderweges für den Bedruckstoff angeordnet ist. Der Förderweg des Bedruckstoffes wird durch eine Fördereinrichtung 7 bestimmt, die zum Beispiel ein Förderband oder ähnliches endlos Element ist. Die Fördereinrichtung 7 weist in der vorliegenden Ausführungsform einen motorischen Antrieb (nicht dargestellt) auf, wie z. B. einen Elektromotor. Der Antrieb ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, so dass auch ein manueller Antrieb von der Erfindung umfasst ist. Auf der För- dereinrichtung 7 werden Bedruckstoffe aufgelegt, die frisch bedruckt worden sind und im Trockner getrocknet werden sollen. Mit der Fördereinrichtung 7 werden diese dann in Förderrichtung (siehe Pfeil) in das Gehäuse 3 des Trockners 1 und unter der Heizeinrichtung 5 entlang transportiert.
Der Trockner 1 umfasst auch eine Steuereinrichtung 9, mit der eine Vielzahl von Steuerparametern eingestellt werden können. So kann der Benutzer beispielsweise die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 7 und die Temperatur einstellen, die durch die Heizleistung der Heizeinrichtung 5 erzeugt werden soll. Zudem kann der Benutzer den Trockner 1 über die Steuereinrichtung 9 ein- oder ausschalten.
Stromaufwärts der Heizeinrichtung 5 ist quer zur Fördereinrichtung 7 eine Messein- richtung 11 angeordnet. Die Messeinrichtung 11 kann eine beliebige Messeinrichtung 11 sein, die mit physikalischen Verfahren ein auf der Fördereinrichtung 7 aufliegenden Bedruckstoff erfassen kann. Solche Messeinrichtungen 11 sind im Stand der Technik allgemein bekannt. So können solche Messeinrichtungen 11 zum Beispiel optische Messungen, Gewichtsmessungen, Widerstandsmessungen, Druckmessun- gen oder dgl. durchführen.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Messeinrichtung 11 wenigstens einen als Laser-Sender der Klasse 2 und einen entsprechend ausgebildeten Sensor/Empfänger.
Wenn der Trockner eingeschaltet wird und eine Charge Bedruckstoffe bedruckt wer- den soll, werden die Bedruckstoffe nacheinander auf die Fördereinrichtung 1 gelegt und in Förderrichtung durch den Trockner 1 hindurchbewegt. Die Heizeinrichtung 5 erzeugt im Trockner 1 eine Betriebstemperatur von etwa 160° Celsius. Diese Temperaturangabe ist nur ein Beispiel und kann in anderen Fällen deutlich niedriger aber auch deutlich höher liegen. Der typische Temperaturbereich liegt insbesondere zwi- sehen 150° Celsius und 180° Celsius, wobei auch Betriebstemperaturen von 100° Celsius und 200° Celsius gewählt werden können. Für die vorliegende Erfindung ist nicht entscheidend, wie hoch die Betriebstemperatur ist, wobei diese bevorzugt oberhalb der Stand-by Temperatur liegt.
Vorteilhafterweise verfügt der Trockner über eine pulsartige Steuerung der Heizstrahler. Die gepulste Steuerung schaltet bevorzugt in sehr schneller Folge die Heizstrah- ler ein und aus (bevorzugt 38 Mal pro Sekunde). Das heißt, der Heizstrahler wird 38 Mal ein und ausgeschaltet wobei die Länge der Ein- bzw. Ausschaltzeit variabel vom Prozessor gesteuert werden kann. Misst man mit einem hinreichend schnellem Thermometer die Kammerlufttemperatur, wandelt diese in eine proportionale (lineare) Spannung um und führt sie einem PID- Regler zu. So kann ein optimaler gleitender Stellwert zur Heizungssteuerung ermittelt werden. Temperaturwertvorgaben als Zielwert sind über Bedienelemente möglich. Mittels eines Mantelthermoelementes wird die Temperatur gemessen, anschließend linearisiert und in 0-10V umgesetzt. Ein analog - digital Wandler digitalisiert diese und über einen implementierten PID- Algorithmus berechnet ein Prozessor die Stellgröße für einen Impulsbreitenmodulator (PWM), der die Lastleistungsschalter für die 3-Phasen der Heizelemente ansteuert. Der Pulsweitenmodulator wird softwareseitig realisiert. Da die eingesetzten Heizelemente einer gewissen Trägheit unterliegen, ist bei herkömmlicher Ansteuerung der Heizelemente in den Ausschaltzeiten mit verminderter oder gar keiner Infrarotstrahlung zu rechnen. Da die Strahler träge bei Ein- und Ausschaltvorgängen reagieren, kann dies mit Hilfe einer schnellen Pulsung der Ansteuerung ausgenutzt werden. Indem die Pulsung schneller ist als die Trägheit der Strahler wird ein komplett homogenes Infrarotstrahlungsbild erzeugt. Vorteil dieser Technik ist, dass in den Ausschaltzeiten keine Energie verbraucht wird aber die Strahler trotz Aus-Zustand Infrarotstrahlung emittieren. Anzeige und Bedienelemente vervollständigen die Anordnung. Zusätzliche Steuereingänge gestatten, z.B. den Übergang In den Stand-by-Zustand (IQ-Stopp) und regeln diesen. Die Energieeinsparungen gegenüber herkömmlichen Systemen sind enorm.)
In dem beschriebenen Beispiel sollen die Bedruckstoffe in Abständen von weniger als einer Minute auf der Fördereinrichtung abgelegt werden. Die Messeinrichtung 11 er- fasst demnach in einem entsprechend kleineren Zeitraum als einer Minute einen folgenden Bedruckstoff und liefert der Steuereinrichtung 9 ein Positiv-Signal, so dass die Steuereinrichtung 9 kein Steuersignal an die Heizeinrichtung 5 liefert. Nach dem Auflegen des letzten Bedruckstoffes muss der Trockner 1 für eine neue Charge von Bedruckstoffen umgerüstet werden. Die Messeinrichtung 11 erfasst nach Ablauf der in dieser Ausführungsform vorbestimmten Zeitspanne von einer Minute, dass kein weiterer Bedruckstoff auf der Fördereinrichtung 7 abgelegt ist und ein Trocknungsvorgang abgeschlossen ist. Die Messeinrichtung 11 liefert ein entsprechendes Messsignal (ein Negativ-Signal) an die Steuereinrichtung 9, woraufhin die Steuereinrichtung 9 ein erstes Steuersignal an die Heizeinrichtung 5 liefert, in Abhängigkeit dessen die Heizleistung auf einen vorbestimmten Wert heruntergefahren wird. Es stellt sich dann eine zweite vorbestimmte Temperatur ein, die im Sinne der Erfin- dung auch als Stand-by Temperatur bezeichnet werden kann. Diese zweite niedrige Heizleistung bzw. diese zweite vorbestimmte Temperatur lässt sich über die Steuereinrichtung 9 einstellen. Im vorliegenden Beispiel liegt die zweite vorbestimmte Temperatur bei etwa 80° Celsius. In anderen Fällen kann die zweite vorbestimmte Temperatur auch niedriger liegen, zum Beispiel dann, wenn die Betriebstemperatur auch niedriger gewählt ist. Bei höherer Betriebstemperatur kann auch die zweite vorbestimmte Temperatur höher gewählt werden. Der Benutzer wird die zweite vorbestimmte Temperatur so wählen, dass die Anlaufzeit bei einem wieder aufgenommenen Betrieb nicht zu lange dauert und zuviel Energie verbraucht.
Während der Rüstzeit oder der Pausenzeit erzeugt die Heizeinrichtung 5 eine Stand- by Temperatur bzw. zweite vorbestimmte Temperatur. Wenn der Betrieb wieder aufgenommen werden soll, fasst der Benutzer mit seiner Hand unter die Messeinrichtung 11 und löst damit ein Positiv-Signal an die Steuereinrichtung 9 aus, woraufhin die Steuereinrichtung 9 ein zweites Steuersignal an die Heizeinrichtung 5 liefert. In Abhängigkeit von diesem zweiten Steuersignal steigt die Heizleistung, so dass die vorbestimmte erste Temperatur bzw. Betriebstemperatur wieder erreicht wird. Im vorliegenden Beispiel wird die Anlaufzeit etwa 3 Minuten betragen. Nach 3 Minuten kann dann der neue Bedruckstoff auf die Fördereinrichtung 7 gelegt werden. Die Zeitmessung für die Zeitspanne zwischen einzelnen Bedruckstoffen startet erst mit Erreichen der Betriebstemperatur.
Fig. 2 zeigt eine Innenansicht eines bevorzugten Trockners. Der Luftstrom 2 innerhalb des Trockners 1 , insbesondere des Bandtrockners 1 wird immer wieder über die Abstrahlbleche 4 im Gehäuse 3 oberhalb der Heizeinheit 5 geleitet. Dadurch wird die nach oben abwandernde Warmluft 6 nach unten umgeleitet, erneut aufgeheizt und steht dem Trockenprozess wieder zur Verfügung. Bei Trocknungsprozessen, welche einer Abluft bedürfen, kann diese über den Um-/ Abluftventilator 8 und ein Shot 10 am Abluftschacht 12 geregelt werden. Bei geschlossenem Abluftshot 10, wird die gesamte Umluft weiterhin dem Trocknungsprozess zugeführt. Bei vollständig geöffnetem Shot 10, wird die gesamte Warmluft 6 nach unten durch den Abluftschacht 12 in die Raumluft oder über ein Ableitungssystem aus dem Gehäuse 3 abgeführt. Das Abluftshot 10 ist frei einstellbar, so dass die Menge der Ab- und Umluft vom Anwender je nach Bedarf variiert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Trockner
2 Luftstrom
3 Gehäuse
4 Abstrahlblech
5 Heizeinrichtung
6 Warmluft
7 Fördereinrichtung
8 Urr Abluftventilator 9 Steuereinrichtung
10 Abluftshot
11 Messeinrichtung
12 Abluftschacht

Claims

Patentansprüche
Trockner für Bedruckstoffe, wobei in einem Gehäuse a. eine Heizeinrichtung (5), b. ein Förderweg mit einer Fördereinrichtung (7) zum Vorschieben der Bedruckstoffe, c. eine Steuereinrichtung (9) zum Steuern der Fördereinrichtung (7) und der Heizeinrichtung (5) und d. eine mit der Steuereinrichtung (9) verbundenen Messeinrichtung (11 ) zur Erfassung eines auf der Fördereinrichtung (7) liegenden Bedruckstoffes vorliegen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (11 ) bei einem Nicht-Erfassen des Bedruckstoffes auf der Fördereinrichtung (7) ein Negativ-Signal an die Steuereinrichtung (9) sendet, welche, nach Ablauf einer bevorzugt zuvor eingestellten Zeitspanne, die Heizeinrichtung (5) derart steuert, dass eine Stand-by Temperatur eingestellt wird, und die Messeinrichtung (11 ) bei Erfassen des Bedruckstoffes auf der Fördereinrichtung (7) ein Positiv-Signal an die Steuereinrichtung (9) sendet, welche die Heizeinrichtung (5) derart steuert, dass eine bevorzugt zuvor eingestellte Betriebstemperatur angesteuert oder gehalten wird, wobei die Stand-by Temperatur niedriger als die Betriebstemperatur ist und eine Anlaufzeit für einen Anstieg von der Stand-by Temperatur auf die Betriebstemperatur in einem Bereich von 0,5 bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 8 Minuten, besonders bevorzugt 2 bis 4 Minuten liegt.
2. Trockner nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (11 ) ein elektronisches Messelement mit wenigstens einem Sensor ist und bei Erfassen eines Bedruckstoffes ein Positiv-Signal an die Steuereinrichtung (9) liefert.
Trockner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (11 ) ein elektronisches Messelement mit wenigstens einem Sensor ist und bei Nicht-Erfassen eines Bedruckstoffes ein Negativ- Signal an die Steuereinrichtung (9) liefert.
Trockner nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (9) einen Zeitmesser umfasst und die Heizeinrichtung (5) ein Steuersignal zum Vermindern einer für die Betriebstemperatur erforderliche Heizleistung liefert, wenn eine vorbestimmbare frei wählbare Zeitspanne abgelaufen ist.
Trockner nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stand-by Temperatur in einem Temperaturbereich von 30° Celsius bis 200° Celsius, bevorzugt 50° Celsius bis 100° Celsius liegt.
Trockner nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betriebstemperatur wahlfrei einstellbar ist und in einem Temperaturbereich von 30° Celsius bis 200° Celsius liegt.
Trockner nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anlaufzeit auf eine Rüstzeit für eine Textildruckmaschine einstellbar ist.
8. Trockner nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (1 1 ) einen Laser-Sender der Klasse 2 und einen Empfänger umfasst.
9. Textildruckanlage mit wenigstens einem Trockner nach den Ansprüchen 1 bis 8.
10. Verfahren zum Trocknen von Bedruckstoffen durch einen Trockner nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messeinrichtung (11 ) die Heizeinrichtung (5) in Abhängigkeit von einem Vorhandensein eines Bedruckstoffs auf der Fördereinrichtung derart steuert, dass eine Betriebstemperatur oder eine Stand-by Temperatur eingestellt wird, wobei die Stand-by Temperatur niedriger als die Betriebstemperatur ist und eine Anlaufzeit für einen Anstieg von der Stand-by Temperatur auf die Betriebstemperatur in einem Bereich von 0,5 bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 8 Minuten, besonders bevorzugt 2 bis 4 Minuten liegt.
PCT/DE2010/001182 2009-10-06 2010-10-06 Trockner für bedruckstoffe WO2011042012A1 (de)

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