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Die Erfindung betrifft eine Polymerisationslampe nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, welches insbesondere zum Aushärten von lichthärtendem Material Anwendung findet, nach dem Oberbegriff des 1. Patentanspruchs und ein Verfahren zum Aushärten eines in eine Fuge eingebrachten lichthärtenden Fugenmaterials mit einer Polymerisationslampenach dem Oberbegriff des 11. Patentanspruchs.
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Zum Herstellen und Aushärten der in eine Anschlussfuge eingebrachten Fugenmasse werden derzeitig Fugenwerkzeuge verwendet, auch als Fugenspachtel, Fugenglätter, Fugenabzieher, Fugenschaber, Silikonspachtel und dergleichen bezeichnet. Diese dienen beispielsweise zum Herstellen von Anschlussfugen im Bad- und Sanitärbereich sowie von Mauerwerk, Beton, Gipskarton usw., wobei mit dem Fugenwerkzeug das in die Fuge eingebrachte Fugenmaterial bzw. die Fugenmasse abgezogen und/oder geglättet wird. Das Aushärten des lichthärtenden Materials der Fuge erfolgt mittels einer LED-Lampe, die einen relativ geringen Bereich ausleuchtet und die an der Fuge entlanggeführt werden muss. Dieses erfordert einen relativ hohen Zeitaufwand.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Polymerisationslampe, insbesondere eine LED-Lampe, sowie ein Verfahren zum Aushärten eines in eine Fuge eingebrachten lichthärtenden Fugenmaterials mit einer Polymerisationslampe zu entwickeln, wobei die Polymerisationslampe nicht mehr manuell an dem aufgebrachten Material bzw. an der Fuge entlang geführt werden muss.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten und elften Patentanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Polymerisationslampe zum Aushärten lichthärtenden Materials, weist ein Gehäuse auf, in dem mindestens ein Leuchtmittel angeordnet ist mit dem eine polymerisierende Strahlung abgebbar ist, wobei das Leuchtmittel bei einer ortsfesten Positionierung der Polymerisationslampe so geneigt bzw. ausgerichtet ist, dass das mit dem Leuchtmittel erzeugte Licht auf das lichthärtende Material strahlt.
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Dadurch muss die Polymerisationslampe nicht mit der Hand entlang eines aufgetragenen lichthärtenden Materials geführt werden, sondern kann neben bzw. über dem lichthärtenden Material positioniert werden, für eine bestimmte Zeit mit ihrem Leuchtmittel auf das lichthärtende Material strahlen bis dieses weitestgehend oder vollständig ausgehärtet ist und kann dann an einem weiteren Abschnitt das lichthärtenden Material positioniert werden und dieses härten bzw. trocknen.
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Die Polymerisationslampe weist dazu eine erste Standfläche auf, mit welcher sie an einer Anschlussfläche einer Fuge befestigbar ist, wobei das Leuchtmittel auch in einem Winkel α von 30 bis 50° in Bezug auf Anschlussfläche geneigt ist. Bevorzugt ist das Leuchtmittel in einem Winkel α von 45° in Bezug auf die erste Standfläche geneigt und somit auch in einem Winkel von 45° in Bezug auf die Anschlussfläche der Fuge, wenn die die Polymerisationslampe an der Anschlussfläche mit der Standfläche angeordnet ist. Dadurch leuchtet das Leuchtmittel senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht auf das in der Fuge befindliche lichthärtende Material, wodurch gewährleistet wird, dass dieses gleichmäßig aushärtet.
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Die Polymerisationslampe ist bevorzugt in Form einer LED-Lampe ausgeführt, welche eine Vielzahl von nebeneinander und/oder übereinander angeordneten LEDs aufweist. Die LEDs können verschieden Wellenlängen haben, z.B. kann eine Wellenlänge die Oberflächentrocknung beeinflussen währen die andere Wellenlänge die Tiefenaushärtung beeinflusst.
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Weiterhin weist die Polymerisationslampe in einer bevorzugten Variante eine erste Abschaltautomatik auf, welche so einstellbar ist, dass die LED-Lampe abschaltet, wenn das lichthärtende Material zumindest teilweise ausgehärtet bzw. trocken ist. Bevorzugt wird mit der ersten Abschaltautomatik die LED-Lampe nach 10-30 Sekunden automatisch abschaltet.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Polymerisationslampe eine zusätzliche zweite Abschaltautomatik aufweisen, welche die Polymerisationslampe abschaltet, wenn eine diese betreibende Batterie eine zu geringe Batterieladung aufweist, um das lichthärtende Material auszuhärten jedoch für den Nutzer so aussehen könnte als ob die LED leuchtet und das Material aushärtet bzw. trocknet, was in dem Fall aber aufgrund der mangelnden Energie nicht passieren würde.
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Das Leuchtmittel der Polymerisationslampe gibt bevorzugt eine Strahlung, in einem Wellenlängenbereich von 300nm bis 780nm und insbesondere in einem Bereich von 390 bis 450nm (violette bis blaues Licht) und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 420 bis 430 nm ab. Diese Strahlung liegt außerhalb des UV-Bereiches, wodurch bei Einsatz der Polymerisationslampe für den Verwender keine Gesundheitsrisiken bestehen.
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Die abgegebene Ausgangsstrahlung des Leuchtmittels / der LED-Lampe beträgt mindestens zwei Watt.
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Das Verfahren zum Aushärten eines in eine Fuge eingebrachten lichthärtenden Fugenmaterials mit einer Polymerisationslampe zeichnet sich dadurch aus, dass
- - die Polymerisationslampe an einem ersten Abschnitt der Fuge positioniert wird und auf den ersten Abschnitt der Fuge strahlt bis das lichthärtende Fugenmaterial im ersten Abschnitt zumindest teilweise ausgehärtet bzw. getrocknet ist,
- - dass die Polymerisationslampe an einem sich an den ersten Abschnitt der Fuge anschließenden weiteren Abschnitt der Fuge positioniert wird und auf diesen weiteren Abschnitt strahlt, bis dieser zumindest teilweise ausgehärtet bzw. getrocknet ist,
- - und dass durch weiteres Abschnittsweises Versetzen der Polymerisationslampe das in der Fuge befindliche lichthärtende Material über die gesamte Länge der Fuge ausgehärtet bzw. getrocknet wird.
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Die Polymerisationslampe weist ein sich längserstreckendes Leuchtmittel auf, welches in Form von mehreren LEDs ausgebildet ist bzw. mehrere LEDs aufweist. Dadurch kann ein Bereich der Fuge, der im Wesentlichen der Länge der LED-Lampe entspricht oder nur geringfügig kürzer ist, ausgehärtet bzw. getrocknet werden indem die LED-Lampe daneben über eine gewisse Zeit positioniert wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erste Variante einer Polymerisationslampe in dreidimensionaler Darstellung,
- 2 eine seitliche Darstellung einer Polymerisationslampe gemäß 1,
- 3 eine Prinzipskizze der LED-Lampe gemäß 1 und 2 in der Seitenansicht im Einsatz.
- 4 eine zweite Variante einer LED-Lampe in dreidimensionaler Darstellung,
- 5 eine Prinzipskizze der LED-Lampe gemäß 4 in der Seitenansicht im Einsatz bei einer vertikal verlaufenden Fuge,
- 6 die erste Variante der LED-Lampe und die zweite Variante der LED-Lampe bei Einsatz an zwei senkrechten Wänden, zwischen denen eine senkrechte Fuge verläuft.
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In 1 wird eine erste Variante einer Polymerisationslampe 1A in dreidimensionaler Darstellung und in 2 in einer seitlichen Ansicht gezeigt. Diese weist ein Gehäuse 1 auf, welches an seiner hier seitlich ausgerichteten ersten Standfläche 2 zwei sich längserstreckende voneinander beabstandete Standbereiche 2a aufweist, zwischen denen sich eine Hohlkehle 2.1 erstreckt. Die in der Polymerisationslampe 1A angeordneten Leuchtmittel 3 sind Längsrichtung nebeneinander angeordnet und in einer Gehäuseseite 2b angeordnet, die in einem Winkel von 45° zur Standfläche 2 bzw. zu der Ebene E (siehe 2), die zwischen den Standbereichen 2a aufgespannt ist, geneigt. Auch die Leuchtmittel 3 sind dadurch zur ersten Standfläche 2 in dem Winkel von 45° geneigt.
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Ebenfalls in einem Winkel von 45° zu der Seite, in der die Leuchtmittel 3 in Form von LEDs angeordnet sind ist eine dritte Gehäuseseite 2c der ersten Standfläche 2 und den Standbereichen 2a gegenüberliegend angeordnet. An die erste Standfläche 2 schließt sich in Richtung zur dritten Gehäuseseite 2c eine vierte Gehäuseseite 2d an. Die Seiten des Gehäuses 1 werden durch zwei Seitenflächen 2e und 2f begrenzt.
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Die Länge L1 des / der Leuchtmittel 3 ist etwas geringer als die Länge L des Gehäuses 1. Gemäß 2 ist in der Seitenfläche 2f eine Anschlusseinheit 4 angeordnet. Über diese kann eine in der Polarisationslampe vorhandene Batterie bzw. ein Akku aufgeladen werden. Weiterhin ist dort ein nicht näher bezeichneter Ein-/Ausschalter angeordnet.
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Die Polymerisationslampe 1A im Einsatz wird in 3 dargestellt. Zwischen einer waagerechten Wand 5 und einer senkrechten Wand 6 wurde eine Fuge 7 aus lichthärtendem Material gezogen. Die Polymerisationslampe 1A wurde mit den Standbereichen 2a auf der waagerechten Wand 5 aufgesetzt, so dass die im Winkel α dazu geneigte Gehäuseseite 2b in Richtung zur Fuge 7 weist (Siehe 3). Die durch die drei gestrichelten Pfeile dargestellte Strahlung der LED-Lampe 3 trifft dadurch im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche der Fuge 7. Die in Richtung zur Wand 6 weisende Kante 8 der Polymerisationslampe 1A kann auch an der Wand 6 anliegen, wodurch sich eine gute Führung der Polymerisationslampe 1A realisieren lässt und der Abstand der LEDs zur Fuge 7 immer konstant gehalten wird. Der Abstand b der LEDs von der Fuge 7 sollte zwischen 1mm und 20 mm liegen.
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4 zeigt eine zweite Variante einer zweiten Variante einer Polymerisationslampe 1B in Form einer LED-Lampe in dreidimensionaler Darstellung und 5 eine Prinzipskizze der LED-Lampe (Polymerisationslampe 1B) gemäß 4 in der Seitenansicht im Einsatz bei einer horizontal verlaufenden Fuge 7.
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Die Polymerisationslampe 1B weist ebenfalls ein Gehäuse 1 auf, welches an seiner gemäß 5 unten liegenden ersten Standfläche 2 auch zwei sich längserstreckenden voneinander beabstandete Standbereiche 2a aufweist, zwischen denen sich eine Hohlkehle 2.1 erstreckt. Die in der Polymerisationslampe 1B angeordneten Leuchtmittel 3 sind wie bei Variante 1A in Längsrichtung (hier horizontal) nebeneinander angeordnet und in eine Gehäuseseite 2b integriert, die in einem Winkel α von 45° zum Boden bzw. zu einer wagerechten Wand 5 bzw. zu der senkrechten Wand 5 (siehe 5), geneigt, wodurch auch die Leuchtmittel 3 zur ersten Standfläche 2 in einem Winkel von 45° geneigt sind.
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Ebenfalls in einem Winkel von 45° zu der Seite, in der die Leuchtmittel 3 in Form von LEDs angeordnet sind ist eine dritte Gehäuseseite 2c der ersten Standfläche 2 und den Standbereichen 2a gegenüberliegend angeordnet. An die erste Standfläche 2 schließt sich in Richtung zur dritten Gehäuseseite 2c eine vierte Gehäuseseite 2d an. Die Seiten des Gehäuses 1 werden ebenfalls durch zwei Seitenflächen 2e und 2f begrenzt.
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Das Gehäuse 1 weist einen Gehäusebereich 1 für die LEDs des Leuchtmittels 3 auf, der länger ist, so dass ein großer Längenbereich einer Fuge 7 ausgehärtet bzw. getrocknet werden kann.
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Der hier nicht bezeichnete Abstand der LEDs von der Fuge 7 sollte vorzugsweise ebenfalls zwischen 1 mm und 20 mm liegen.
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Der Aufbau der Variante 1B ist somit ähnlich wie bei der Variante 1A, lediglich das Leuchtmittel 3, welches mehrere LEDs aufweist ist länger ausgebildet, wodurch ein größerer Längenbereich der Fuge 7 aushärtbar ist.
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6 zeigt eine Prinzipskizze mit der ersten Variante 1A und der zweiten Variante 1B der Polymerisationslampe beim Einsatz zum Aushärten einer senkrecht verlaufenden Fuge 7, die zwischen zwei senkrechten Wänden 9 und 10 angeordnet ist und ebenfalls aus lichthärtendem Material besteht.
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Bei beiden Varianten 1A (oben) und 1B (unten) sind an dem Polymerisationslampen Saugnäpfe 11 vorgesehen, mit denen eine Fixierung an der Wand 9 bzw. 10 realisierbar ist.
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Mit den Saugnäpfen ist beispielsweise eine Befestigung an Fliesen, Glasflächen, Kunststoffflächen und dergleichen möglich.
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Auch ein Arbeiten „über Kopf“ kann mittels der Saugnäpfe realisiert werden, wenn beispielweise eine Fuge zwischen einem Deckenbereich und einem senkrechten Wandbereich gehärtet bzw. getrocknet werden soll.
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Bevorzugt werden beide Varianten 1A, 1B von Polymerisationslampen separat voneinander eingesetzt
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Bei beiden Varianten 1A und 1B ist eine Abschaltautomatik vorgesehen, welche das/die Leuchtmittel nach einigen Sekunden ausschaltet, wenn die Fuge nahezu oder vollständig ausgehärtet ist. Die erste Abschaltautomatik schaltet die LED-Lampen vorzugsweise nach 10-30 Sekunden automatisch ab.
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Die erforderliche Zeit kann beispielsweise durch wenige Vorversuche ermittelt werden.
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Mit einer weiteren Abschaltautomatik kann die Polymerisationslampe abgeschaltet werden, wenn zu wenig Batterieladung da ist um das Material auszuhärten. Damit soll verhindert werden das der Nutzer die Lampe leuchten sieht und nicht bemerkt das das Material nicht aushärtet.
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Die Polymerisationslampe bzw. das/die darin aufgenommenen Leuchtmittel erzeugen eine Strahlung in einem Wellenlängenbereich von insbesondere 390 bis 450 nm (violettes bis blaues Licht), wodurch Gesundheitsschädigungen ausgeschlossen werden .
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Die abgegebene Ausgangsstrahlung des Leuchtmittels / der LED-Lampe beträgt mindestens zwei Watt.
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Wenn ein Fugenbereich mit dem Licht des Leuchtmittels beleuchtet wurde, wird die Polymerisationslampe entlang der Fuge weitergerückt und zwar um einen Bereich, der in etwa der Länge der Polymerisationslampe entspricht oder etwas kürzer ist.
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Anstelle von Saugnäpfen kann auch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks vorgesehen werden, durch welche die Polymerisationslampe an dem entsprechenden Bereich fixiert werden kann. Durch ein Vorschubsystem, ähnlich wie bei einem Fensterputzroboter, kann ein Weiterfahren der Polymerisationslampe entlang der Fuge realisiert werden.
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Dies kann alternierend erfolgen, d.h. Die Lampe steht für eine bestimmte Einwirkzeit in einem Fugenbereich, fährt dann um einen bestimmten Betrag (eine bestimmte Länge) weiter und wirkt dann auf den nächsten Bereich der Fuge ein usw. bis die Fuge ausgehärtet bzw. getrocknet ist.
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Oder die Polymerisationslampe, die mit einem entsprechenden Antrieb versehen ist, fährt mit diesem kontinuierlich an der Fuge entlang, und zwar in einer Geschwindigkeit, die das Härten bzw. Trocknen der Fuge gewährleistet. In diesem Fall kann das Leuchtmittel auch eine geringere Länge aufweisen.
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Die erforderliche Geschwindigkeit kann in wenigen Referenzversuchen ermittelt werden.
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Die Fuge wird vorzugsweise so ausgetrocknet, dass diese noch elastisch ist.
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Weiterhin können die verwendeten LEDs eines Leuchtmittels verschiedene Wellenlängenbereiche in einem insbesondere vorgegebenen Wellenlängenbereich emittieren. Dadurch kann die ausgestrahlte Wellenlänge auch verändert und einem Lichthärtenden Fugenmaterial angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1A
- erste Variante einer Polymerisationslampe
- 1B
- zweite Variante einer Polymerisationslampe
- 1
- Gehäuse
- 2
- Standfläche
- 2.1
- Hohlkehle
- 2a
- Standbereich
- 2b
- zweite Gehäuseseite
- 2c
- dritte Gehäuseseite
- 2d
- vierte Gehäuseseite
- 2e
- Seitenfläche
- 2f
- Seitenfläche
- 3
- Leuchtmittel/ LED-Lampe (Leds)
- 4
- Anschlusseinheit
- 5
- Waagerechte Wand
- 6
- Senkrechte Wand
- 7
- Fuge
- 8
- Kante
- 9
- Senkrechte Wand
- 10
- Senkrechte Wand
- 11
- Saugnäpfe
- b
- Abstand
- L
- Länge des Gehäuses
- L1
- Länge des Leuchtmittels
- α
- Winkel
