DE20022158U1

DE20022158U1 - Klein-Trocknungsgerät

Info

Publication number: DE20022158U1
Application number: DE20022158U
Authority: DE
Original assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Current assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2010-11-11

Description

Anwaltssozietät GbR

Postfach 860624
81633 München

Advanced Photonics 18. Januar 2001

Technologies AG M/IND-064-DE/G

Bruckmühler Str. 27 MB/BO/HZ/hk

83 052 Bruckmühl-Heufeld
Bundesrepublik Deutschland

Klein-Trocknungsgerät

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Klein-Trocknungsgerät, insbesondere zum Einsatz im Büro- und/oder Heimbereich und dort speziell im Heimwerker- und Sanitärbereich.

Es gibt eine Vielzahl von Klein-Trocknungsgeräten für verschiedene Einsatzzwecke im Heimwerker-, Haushalts- und Sanitärbereich. Praktisch in jedem Haushalt gibt es als ein solches Gerät einen Haartrockner, der (wie der Name sagt) für den Sanitärbereich gedacht ist, im Bedarfsfall aber auch im Heimwerkerbereich zum Trocknen von Farben, Klebstoffen und Lacken verwendet wird. Im Objektbereich finden sich daneben Heißluft-Händetrockner, die praktisch einen stationären Fön mit hoher Heiz- und Luftleistung darstellen. Diese Geräte sind relativ gut an ihren primären Einsatzzweck angepaßt, aber auch lautstark und für andere Einsatzzwecke und -bereiche, beispielsweise im Büro, nicht sonderlich geeignet.

Im Bürobereich gibt es seit Jahrhunderten mit aufnahmefähigem Papiervlies bespannte Trockenwalzen zum Trocknen von auf Papier aufgebrachter Tinte - thermische Trockner werden aber hier praktisch nicht eingesetzt. Jedoch hat sich der Bedarf nach effizienten und gleichwohl handlichen und im Einsatz wenig störenden Trocknern insbesondere durch das Vordringen der Farb-Tintenstrahldrucker verstärkt. Diese können in kurzer Zeit far-

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bige Drucke in Fotoqualität liefern; diese bleiben aber längere Zeit nach dem Verlassen des Druckers feucht. Sie können daher nicht sofort im normalen Bürobetrieb weiterverarbeitet (z. B. in einer Akte abgelegt) werden, und es besteht auch die Gefahr von Deformationen des Papiers und Beschädigungen des Druckes im Bürobetrieb.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe der Bereitstellung eines unaufwendig und kostengünstig herzustellenden und effizient arbeitenden sowie leicht und gefahrlos zu bedienenden Klein-Trocknungsgerätes, insbesondere für den Büro- und/oder Heimbereich, zugrunde.

Diese Aufgabe wird durch ein Klein-Trocknungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, als zentrales Element eines solchen Trocknungsgerätes eine Infrarotstrahlungsquelle zu nutzen, deren Strahlung einen wesentlichen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 pm und 1,5 pm, hat. Gemäß einem weiteren wesentlichen Gedanken der Erfindung wird einer solchen Strahlungsquelle ein mit passiven Kühlmitteln (insbesondere einer ausreichend bemessenen und geeignet angeordneten Kühlfläehe) ausgestatteten Reflektor zur Konzentration der Strahlung im nahen Infrarot (NIR-Strahlung) auf eine zu trocknende Beschichtung eines Trägers zugeordnet. Schließlich gehört zur Erfindung der Gedanke, diese einfachen und preisgünstigen Wirkelemente in einem ebenso einfachen und preiswerten Leichtbaugehäuse derart anzuordnen, daß dieses leicht und gefahrlos handhabbar ist.

In einer bevorzugten Ausführung ist dieses Gerät als Papierblatttrockner zur Tintentrocknung, insbesondere im Bürobereich zur Trocknung der Tinte von Tintenstrahldrucken, ausgebildet

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und entsprechend dimensioniert. Zur Dimensionierung gehört insbesondere eine aufeinander abgestimmte Anordnung des Infrarotstrahlers (sogenannten Emitters) und von Führungsmitteln zum Hindurchführen des Papiers, die eine effiziente und schnelle Trocknung ohne thermische Gefährdung des Papiers sichert.

Die erwähnten Führungsmittel umfassen in einer ersten bevorzugten Realisierung eine manuell oder motorisch betriebene Transporteinrichtung zum Hindurchziehen des Papiers durch das Gerät, während eine zweite (noch einfachere) Ausführung Seitenführungen zum geradlinigen Hinwegziehen des Gerätes über ein auf eine Unterlage aufgelegtes Papier umfaßt. Beide Ausführungen können auch miteinander kombiniert sein, um das Gerät sowohl als einen Einzugtrockner als auch als einen &ldquor;Abtasttrockner" nutzen zu können. Es versteht sich im übrigen, daß die letztgenannte Ausführung auch nicht notwendigerweise Seitenführungen für einen. Papierbogen vorsehen muß - sie sollte aber durch ihre konstruktive Ausführung einen hinreichenden Abstand der Strahlungsquelle zu einem mit dem Gerät abgetasteten Träger gewährleisten.

Bei dem erwähnten Tintenstrahldrucker ist eine Ausführung besonders sinnvoll, die an gängige Tintenstrahldrucker leicht anfügbar und gegebenenfalls auch wieder abnehmbar ist. Die erwähnten Seitenführungen sollten dann einen auf den Drucker abgestimmten Abstand, insbesondere im Bereich zwischen etwa 20 und 30 cm, haben. Für spezielle Anwendungen, etwa zum Trocknen von Fotovergrößerungen in den gängigen Formaten, sind auch kleinere Ausführungen sinnvoll.

In einer zweiten praktisch interessanten Ausführung ist das Klein-Trocknungsgerät als Lack- und Klebstofftrockner für den Heimwerker- und Sanitärbereich ausgeführt, wobei hier insbesondere eine Ausführung als Nagellacktrockner gute Marktchancen haben dürfte. Bei dieser Ausführung ist vorzugsweise eine an einen speziell beschichteten &ldquor;Träger" (beispielsweise die Fin-

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gerspitzen eines Menschen) angepaßte Aufnahme vorgesehen, die einen vorbestimmten Sicherheitsabstand zur Strahlungsquelle aufweist, der thermische Schädigungen verhindert.

Ein weiteres bevorzugtes Mittel zur Verhinderung thermischer Schädigungen von Trägern und insbesondere von Verletzungen eines Menschen beim Gebrauch des vorgeschlagenen Gerätes ist das Vorsehen eines Temperatursensors mit einer diesem zugeordneten Steuer- bzw. Schalteinrichtung. Diese ist insbesondere zu einer Sicherheitsabschaltung oder -leistungsreduzierung bei Feststellung einer unzulässig hohen Temperatur auf der Oberfläche des Trägers bzw. Körperteiles des Menschen im Strahlungsfeld ausgebildet. ■

In Anpassung an den vorgesehenen Einsatzbereich liegt die Anschlußleistung des Klein-Trocknungsgerätes bevorzugt im Bereich zwischen 100 W und 2000 W, insbesondere zwischen 300 W und 1200 W. Der Verzicht auf eine aktive Kühlung, der wesentlich den &ldquor;Low-Cost"-Charakter des Gerätes gewährleistet, ist einerseits nur mit einer bestimmten Leistungsdichte im Strahlungsfeld der Strahlungsquelle erreichbar, und andererseits sind wesentlich höhere Aufnahmeleistungen einem universellen Einsatz des Gerätes in den bevorzugten Einsatzbereichen hinderlich. Die erwähnte Strahlungsdichte der NIR-Strahlung auf der Oberfläche des zu trocknenden Trägers liegt bevorzugt oberhalb von 50 kW/m², für Büro- und Heimwerkeranwendungen auch deutlich höher, insbesondere oberhalb von 200 kW/m².

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

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Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Klein-Trocknungsgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Klein-Trocknungsgerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Inkjet-Trocknungsgerät 1 als Zusatzgerät zu einem 'herkömmlichen Tintenstrahldrucker 3 in Art einer Prinzipskizze perspektivisch dargestellt, wobei zur Darstellung des Geräteinneren eine Seitenwand weggeschnitten ist. Das Inkjet-Trocknungsgerät 1 dient zur Trocknung von den Tintenstrahldrukker 3 verlassenden Tintenstrahldrucken 5, d. h. mit Tinte bedruckten Papierbögen in Standardformaten.

Das Gerät 1 hat ein haubenartiges Kunststoffgehäuse 7 mit einem (nicht dargestellten) Papierzuführungsschlitz und einem Papierabgabeschlitz 9 an der Rückseite bzw. Vorderseite und einer Mehrzahl von Luftaustrittsöffnungen 11 an seiner Oberseite. Etwa in zentraler Lage befindet sich in dem Kunststoffgehäuse 7 eine langgestreckte Halogenlampe 13, deren Längsachse mit der Brennlinie eines polierten Aluminiumreflektors 15 zusammenfällt.

Der Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Reflektors 15 ist parabolisch, dieser kann aber auch zu einer teil-elliptischen Querschnittsform hin tendieren, wobei die Reflektorgeometrie die Strahlungsdichteverteilung in einer Bestrahlungszone auf 0 dem Papierbogen 5 im Bereich unterhalb der Halogenlampe 13 bestimmt. Der Reflektor 15 trägt mehrere Kühlflächen 17, die seine Wärmeabstrahlfläche vergrößern und damit für eine bessere Wärmeabführung aus dem Kunststoffgehäuse 7 sorgen.

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Im unteren Bereich des an den Tintenstrahldrucker 3 angrenzenden Wandungsabschnittes 7a des Kunststoffgehäuses 7 ist eine Papiertransportwalze 19 angeordnet, die durch einen (nicht dargestellten) kleinen Elektromotor angetrieben wird und die von dem Tintenstrahldrucker ausgegebenen Papierbögen 5 mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch das Kunststoffgehäuse 7 und damit durch das unter der Halogenlampe 13 und dem Aluminiumreflektor 15 ausgebildete NIR-Strahlungsfeld zum Papierabgabeschlitz 9 transportiert. Der Papierbogen wird dabei durch eine Auflag'e geführt, die in der Figur nicht zu erkennen ist.

Die Halogenlampe 13 hat, je nach konkreter Ausführung, eine Aufnahmeleistung im weiter oben angegebenen Leistungsbereich und erzeugt eine Strahlungsleistungsdichte auf dem Papierbogen von mehr als 50 kW/m², insbesondere mehr als 200 kW/m². Es versteht sich, daß ihr eine Stromversorgungseinrichtung zur Speisung auf dem öffentlichen Stromnetz vorgeschaltet ist, welche eine Leistungssteuerung oder zumindest eine Sicherheits-Abschalteinrichtung umfaßt, die eingangsseitig mit einem (nicht dargestellten) Pyrometerelement verbunden ist, welches auf die Oberfläche des Papierbogens 5 im Bestrahlungsbereich gerichtet ist und die Papiertemperatur mißt. Bei unzulässig hoher Temperatur - wie sie beispielsweise bei Ausfall des Antriebes für die Papiertransportwalze 19 auftreten kann - wird die Halogenlampe 13 abgeschaltet und damit eine Entzündung des zu trocknenden Papierbogens verhindert.

Das Inkjet-Trocknungsgerät 1 kann im Grunde frei am Ausgabeschlitz des Druckers 3 aufgestellt werden, wird aber bevorzugt mittels einer Befestigungsklammer 21 an dessen Gehäuse fixiert.

Das Inkjet-Trocknungsgerät 1 wird entweder jeweils zur Trocknung eines aus dem Tintenstrahldrucker 3 kommenden Papierbogens 5 von Hand eingeschaltet oder verfügt über eine Lichtschrankeneinrichtung zur Erkennung der Vorderkante eines aus dem Tinten-

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Strahldrucker austretenden Papierbogens, die einerseits den Motor für die Transportwalze 19 und andererseits die Stromversorgung der Halogenlampe 13 einschaltet und auch wieder ausschaltet. Letzteres geschieht, sobald nach Passieren der Hinterkante des Papierbogens eine vorbestimmte Zeitspanne (Zehntelsekunden bis wenige Sekunden) verstrichen ist, die zur Trocknung des Endes des Papierbogens benötigt wird. Da die letztere Ausführung komfortabler ist und zuverlässiger arbeitet, ist diese natürlich - trotz des etwas höheren Aufwandes - bevorzugt.

Fig. 2 zeigt als zweite Ausführungsform der Erfindung einen Nagellacktrockner 101 in vereinfachter perspektivischer Darstellung, die wiederum zur Darstellung des Geräteinneren mit abgenommener bzw. weggeschnittener Seitenwand ausgeführt ist. Der Nagellacktrockner 101 hat ein Kunststoffgehäuse 103, welches zur Wandbefestigung mittels Schrauben 105 und Dübeln ausgebildet ist.

Neben Entlüftungsschlitzen 107 hat das Kunststoffgehäuse 103 im unteren Bereich eine längliche, waagerecht ausgerichtete Fingeröffnung 109, die zum gemeinsamen Hineinstecken der Fingerspitzen einer Hand vorgesehen und bemessen ist. Unterhalb dieser Fingeröffnung 109 ist eine kleine Auflageplatte 111 vorgesehen, die geringfügig schwenkbar und mit einem Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des Nagellacktrockners 101 verbunden ist. Das Gerät wird also durch Einführen der Fingerspitzen in die Fingeröffnung 109 und sanften Druck auf die Auflageplatte 111 eingeschaltet und beim Herausziehen der Fingerspitzen aus der Fingeröffnung automatisch wieder ausgeschaltet.

Im Inneren des Nagellacktrockners 101 befindet sich eine kurze röhrenförmige Halogenlampe 113 mit zugehöriger Kontaktanordnung 115, die in einer Brennlinie eines teil-elliptischen, polierten Reflektors 117 sitzt. Dieser ist so bemessen, daß seine zweite Brennlinie im Bereich der Fingeröffnung 109, also im Betriebs-

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zustand des Gerätes in etwa auf den Fingernägeln eines Benutzers, liegt. Die Reflektorgeometrie ist derart gewählt, daß die Strahlung auf der Fläche der Fingernägel der eingeführten Finger konzentriert wird. Der Reflektor 117 ist auf einen Aufnahmesteg 103a des Kunststoffgehäuses 103 aufgeschraubt.

Im Reflektor 117 ist eine Aussparung vorgesehen, durch die ein Pyrometerelement 119 in seinen Innenraum ragt, welches in den Bereich der Auflageplatte 111 ausgerichtet ist und während des Betriebes des Gerätes die Oberflächentemperatur der Fingernägel erfaßt, um eine Sicherheitsabschaltung oder Leistungsregelung der Halogenlampe 113 bewirken zu können. Entsprechende Sicherheits- sowie Steuerschaltungen sind an sich bekannt und werden daher hier nicht weiter beschrieben.

Bei beiden Ausführungen von Klein-Trocknungsgeräten nach Fig. und 2 werden niedrige Gestehungskosten und eine unproblematische und sichere Handhabung durch die Ausführung mit einem einfachen Kunststoffgehäuse und einem kostengünstigen Reflektor aus Aluminiumblech sowie handelsüblichen, preiswerten Halogenlampen und die sinnvolle Kombination dieser Elemente für den speziellen Verwendungszweck gewährleistet. Die Ausführung der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche ebenso in einer Vielzahl von bauliehen Abwandlungen und auf den Einsatzzweck zugeschnittenen Spezifika möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.

Bezugszeichenliste

1 Inkjet-Trocknungsgerät

3 Tintenstrahldrucker

5 Tintenstrahldruck (Papierbogen)

7 Kunststoffgehäuse

7a Wandungsabschnitt

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9 Papierabgabeschlitz

II Luftaustrittsöffnungen 13 Halogenlampe

15 Aluminiumreflektor

17 Kühlfläche

19 Papiertransportwalze

21 Befestigungsklammer

101 Nagellacktrockner

103 Kunststoffgehäuse 103a · Aufnahmesteg

105 Schraube

107 Entlüftungsschlitz

109 Fingeröffnung

III Auflageplatte 113 Halogenlampe

115 Kontaktanordnung

117 Reflektor

119 Pyrometerelement

Claims

1. Klein-Trocknungsgerät (1; 101), insbesondere zum Einsatz im Büro- und/oder Heimbereich, zum Trocknen bzw. Härten flüssig oder pastös aufgebrachter Beschichtungen auf einen fester Träger (5) im wesentlichen ohne aktive Luftbewegung, mit

- mindestens einer Infrarotstrahlungsquelle (13; 113), deren Strahlung einen wesentlichen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm, hat,

- einem der Infrarotstrahlungsquelle zugeordneten, insbesondere mindestens eine Kühlfläche (17) zur Strahlungs- und/oder Konvektionskühlung aufweisenden Reflektor (15; 117), der die Strahlung auf die zu trocknende Beschichtung konzentriert und

- einem Leichtbaugehäuse (7; 103), insbesondere Kunststoffgehäuse, das derart ausgebildet ist und in dem die Infrarotstrahlungsquelle und der Reflektor derart angeordnet sind, daß die Gehäuseoberfläche während des Betriebes gefahrlos berührbar ist.

2. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlungsquelle (13; 113) eine Strahlertemperatur von 2900 K oder mehr, insbesondere 3200 K oder mehr, hat.

3. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Papierblatttrockner (1) zur Trocknung von Tinte oder einer ähnlichen wässrigen Schicht auf Papier (5), insbesondere von Tintenstrahldrucken auf der Oberfläche eines Papierblattes mit Standardabmessungen.

4. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Führungsmittel (9; 19) zum Hindurchführen des Papiers (5) durch ein langgestrecktes Strahlungsfeld einer langgestreckten Infrarotstrahlungsquelle (13) oder Anordnung von Infrarotstrahlungsquellen in einem vorbestimmten Abstand bzw. Abstandsbereich zu dieser bzw. diesen.

5. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine motorisch oder manuell betriebene Transporteinrichtung (19) zum Hindurchziehen des Papiers durch das Klein-Trocknungsgerät (1) umfassen.

6. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel Seitenführungen zum geradlinigen Hinwegziehen über das auf eine Unterlage aufgelegte Papierblatt umfassen.

7. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einzugbreite der Transporteinrichtung, insbesondere der Abstand von Seitenführungen, im Bereich zwischen 7 und 30 cm, insbesondere zwischen 20 und 30 cm, liegt.

8. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Fixierungsmittel (21) zum, insbesondere abnehmbaren, Anbringen an einem Tintenstrahldrucker (3).

9. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Lack- und Klebstofftrockner (101) für den Heimwerker- und Sanitärbereich, insbesondere als Nagellacktrockner.

10. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine an den beschichteten Träger, insbesondere die Fingerspitzen eines Menschen, angepaßte Aufnahme (109, 111), die einen derart auf die Leistung der Infrarotstrahlungsquelle abgestimmten Abstand zu dieser aufweist, daß eine thermische Schädigung des Trägers ausgeschlossen ist.

11. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anschlußleistung im Bereich zwischen 100 W und 2000 W, insbesondere zwischen 300 W und 1200 W, und eine Ausbildung zur Erzielung einer Strahlungsleistungsdichte auf dem Träger von mehr als 50 kW/m², insbesondere von mehr als 200 kW/m².

12. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (119), insbesondere ein Pyrometerelement, und eine mit diesem verbundene Steuer- oder Schalteinrichtung der Infrarotstrahlungsquelle (13; 113), insbesondere zur Sicherheitsabschaltung oder Leistungsreduzierung bei unzulässig hoher Temperatur des Trägers im Strahlungsfeld der Infrarotstrahlungsquelle oder zur Leistungsregelung der Infrarotstrahlungsquelle.

13. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Luftein- und -austrittsöffnungen (11; 107) zur Konvektionskühlung der Infrarotstrahlungsquelle (13; 113).