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Dokumentenidentifikation DE10207928A1 05.09.2002
Titel Lampenanordnung
Anmelder Nordson Corp., Westlake, Ohio, US
Erfinder Stowell, Quinton Lyndon, Maidenhead, Berkshire, GB;
Keogh, Patrick G., Crowthorne, Berkshire, GB
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Anmeldedatum 23.02.2002
DE-Aktenzeichen 10207928
Offenlegungstag 05.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.09.2002
IPC-Hauptklasse G21K 5/04
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen Reflexionsoberfläche, welche die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung für die Emission der Strahlung herunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung darauf aufweist, wobei der Reflektor zwei Körperelemente mit einer geformten Oberfläche umfasst, die zusammenwirken, wenn die Körperelemente in einer ersten Relativposition zur Ausbildung eines Hohlraums gehalten werden, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird. Bei der Leuchtenanordnung ist wenigstens ein Kanal durch jedes Körperelement für einen Kühlwasserfluss und ein Rohr für Kühlwasserfluss in der Nähe der Emissionsöffnung angeordnet, worin der oder ein Kanal in einem der Körperelemente mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem Kanal in dem anderen Körperelement verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leuchtenanordnung, bei der die Quelle in solcher Weise befestigt ist, dass sie mit einem Element in eine zweite Position relativ zu dem anderen Element bewegbar ist, in welcher die Quelle in einer benutzerzugänglichen Position angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Leuchtenvorrichtungen, insbesondere Leuchtenvorrichtung zur Verwendung in der Druck- und Beschichtungsindustrie zum schnellen Aushärten von Tinten oder ähnlichem auf einer großen Vielzahl von Substratmaterialen. Während des Aushärtevorgangs wird das Substrat in einem Pfad unterhalb einer länglichen Leuchtenanordnung bewegt, so dass eine Beschichtung auf dem Substrat durch die Strahlung der Leuchte bestrahlt wird, um die Beschichtung in einem kontinuierlichen Vorgang auszuhärten. Das Substrat kann kontinuierlich sein oder mehrere Blätter umfassen, welche in Folge unter die Leuchte zugeführt werden.

Es ist gut bekannt, Tinten auf einem Substrat durch die Anwendung von ultravioletter Strahlung aus einer oder mehreren Mitteldruck-Ultra-Violett- Leuchten auszuhärten. Es ist auch bekannt, jede Leuchte in einer Anordnung mit einem Reflektor vorzusehen, welcher eine reflektierende Oberfläche beinhaltet, die die Leuchte teilweise umgibt, zur Reflektion der daraus stammenden Strahlung auf das Substrat. Die reflektierende Oberfläche hat ein konkaves Profil, welches gewöhnlich elliptisch oder parabolisch ist, die Leuchte ist auf der symmetrischen Mittellinie des Profils und benachbart zum Scheitelpunkt befestigt.

Der Reflektor erhöht die Intensität der von dem aushärtbaren Material empfangenen Strahlung. Das Eindringen der Strahlung in das Material ist ein wichtiger Faktor beim Aushärten und das Eindringen ist um so besser, je höher die Intensität ist, wobei das Eindringen mit den verschiedenen Farben und Materialien variiert.

Ein Problem mit bekannten Anordnungen ist, dass die Winkelspreizung der Ausgangsstrahlung des Reflektors sehr hoch sein kann mit der Konsequenz, dass die Strahlung über ein breites Band des Substrats empfangen wird bei variierenden Intensitätspegeln. Die Orte höchster Intensität hängen von dem Grad der in der Anordnung bereitgestellten Fokussierung ab, aber es mag Regionen geben, wo der Intensitätspegel niedrig ist. Die große Winkelspreizung bedeutet, dass das Substrat langsamer als gewünscht bewegt werden muss, als wenn die Strahlungsintensität ausreichend hoch ist.

Ein anderes Problem, welches bei bekannten Anordnungen auftritt, ist, dass Teile der Strahlung auf die Leuchte selbst zurückreflektiert werden, was den Anteil der für das Aushärten verfügbaren Strahlungsenergie verringert und zur Aufheizung der Leuchte führt, was den Leuchtenbetrieb gegenteilig beeinflussen kann und den ohnehin großen Teil der durch die Anordnung abgegebenen Hitze erhöht, wodurch Verzug und Verzerrung der Beschichtung und/oder des Substrates verursacht werden kann.

Dieses Problem wurde im französischen Patent 2334966 erkannt, welches einen Reflektor in der Form zweier Halbschalen beschreibt, von denen jede um eine Längsachse im Hohlraum schwenkbar zu den Seiten der symmetrischen Mittellinie davon ist. Das französische Patent schlägt vor, den oberen Bereich des Reflektors zu verformen, um ihm äußerlich eine grundsätzlich konkave Form über die Breite der Leuchte zu geben, indem die obere Kante jeder Halbschale heruntergebogen wird in Richtung der Leuchte.

Die im französischen Patent 2334966 offenbarte Vorrichtung hat als Folge ihrer Grundform dahingehend Nachteile, dass ein kompliziertes System erforderlich ist, um den gewünschten Schwenkvorgang zu erreichen und dass Platz vorgesehen werden muss, um die Halbschalenverschwenkung aufzunehmen, was unverträglich ist mit dem derzeitigen Wunsch der Industrie nach kleineren Aushärtungsanordnungen. Das Kühlen der Halbschalen wird schwierig sein, wiederum auf Grund der Notwendigkeit, den Schwenkvorgang unterzubringen. Probleme werden auch als Folge der in dem französischen Patent vorgeschlagenen Lösung auftreten in Bezug auf das Problem der Leuchtenselbstaufheizung. Die Verformung des Reflektors in Richtung der Leuchte führt zur exzessiven Aufheizung der verformten Abschnitte und macht das Kühlen der benachbarten Bereiche der Leuchte wesentlich schwieriger.

Der Wunsch der Industrie nach kleineren Aushärtungsanordnungen, wie zuvor beschrieben, gibt einem Problem Vorschub, dass bei einer Verringerung der Breite der Anordnung, um ihr zu ermöglichen, einen kleineren Platz in einer Linie zu belegen, eine Erhöhung der Winkelspreizung der imitierten Strahlung resultieren kann. Dies wiederum gibt den zuvor bereits diskutierten Problemen Vorschub.

Das effiziente und effektive Kühlen von Leuchtenanordnungen war ein dauerndes Problem, welches sogar noch wichtiger geworden ist, da stets steigende Leuchtenleistungen eingesetzt wurden, um schnelleres Aushärten zu ermöglichen, so dass die Substratgeschwindigkeiten erhöht werden konnten. Zum Beispiel waren die Leuchtenleistungen zum Zeitpunkt des französischen Patentes, 1975, nur im Bereich von 250 Watt pro Inch (100 Watt pro Zentimeter). Leuchtenleistungen von 200 bis 400 Watt pro Inch (80 bis 160 Watt pro Zentimeter) sind nun üblich und Leuchten sogar mit höheren Leistungen, 500-600 Watt pro Inch (200-240 Watt pro Zentimeter) werden zunehmend benutzt. Des Weiteren haben die Vorteile der UV-Aushärtung; beinhaltend die Reinheit und Qualität, zu einer Nachfrage nach Aushärtesystemen geführt, die für den Betrieb mit einer breiten Varietät von Substraten geeignet sind, beinhaltend Substrate, welche sehr empfindlich gegenüber Hitzeschäden sind. Frühere Anordnungen wurden grundsätzlich nur mittels Luft gekühlt. Bei den ersten luftgekühlten Systemen wurde die Luft aus dem Reflektor durch eine oder mehrere Öffnungen entfernt, welche Oberhalb der Leuchte angeordnet waren, um die Hitze herauszuziehen. In späteren Systemen wurde Kühlluft in die Anordnung und auf die Leuchte geblasen, wiederum durch Öffnungen, welche benachbart zur Leuchte angeordnet waren. Ein Problem mit Luftkühlung ist, dass die benötigten Gebläse die Größe der Anordnung erhöhen, und es schwierig machen, diese zwischen den Ständen einer Multistandpresse zu installieren.

Dieses und die steigenden Kühlanforderungen auf Grund höherer Leuchtleistungen haben zu der Verwendung von Wasserkühlung alleine oder in Verbindung mit Luftkühlung geführt. Das Kühlwasser wird durch Röhren eingespiesen, welche an dem Reflektor befestigt sind oder in diesem integriert geformt sind. Zusätzlich wurde eine Anzahl von Gestaltungen vorgeschlagen mit Filtern, welche eine oder zwei Quarzröhren zwischen den Leuchten und dem Substrat vorsehen, durch welche Flüssigkeit geleitet wird, typischerweise deionisiertes Wasser. Neben dem Beitragen zur Kühlung haben die Filter die Hauptwirkung Infrarotstrahlung zu filtern, welche dazu neigt, das Substrat aufzuheizen und das Licht aus der Leuchte auf das Substrat zu fokussieren. Die Kühlflüssigkeit wird zu und aus den Röhren durch Kühl- oder Abkühlmittel zirkuliert.

Da die Leuchtenleistungen steigen werden immer effizientere und effektivere Kühlsysteme benötigt, um die Temperaturen innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten, nicht nur um Schäden am Substrat vorzubeugen, sondern auch um Einflüsse auf benachbarte Ausrüstung und auf Bedienpersonal des Drucksystems zu verhindern. Eine bekannte Ausbildung einer Leuchtenanordnung hat einen Reflektor in der Form eines Blocks mit einem Hohlraum auf der Oberfläche, durch welchen die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird. Die reflektierende Oberfläche kann durch Polieren der Hohlraumoberfläche ausgebildet werden oder es kann ein spezielles Reflektorelement an dieser befestigt werden. In beiden Fällen ist es bekannt, auf der reflektierenden Oberfläche Beschichtungen aus einem hitzeabsorbierenden Material vorzusehen.

Das britische Patent Nr. 2315850 offenbart eine Leuchtenanordnung, bei welcher der Reflektorblock in zwei Teilen ausgebildet ist. Die Reflektoroberfläche wird durch zwei Reflektorplatten bereitgestellt, von denen jede zwischen einen Flansch, welcher sich in den Hohlraum erstreckt und eine Klammer, welche an einem Ende der Reflektorblockhälfte durch lösbare Befestigungsmittel angebracht ist, eingepasst ist.

Es ist bekannt, Reflektorblöcke durch die Ausbildung von einer oder mehreren Kanälen darin für den Fluss von Kühlwasser wasserzukühlen. Bei zweiteiligen Blöcken erfordert dies Wassereinlass- und Auslassrohre für beide Teile, das heißt vier Rohre insgesamt. Die Notwenigkeit, diese Rohre unterzubringen und die Wasserdichtungen zwischen diesem und den Blockkanälen zu warten, macht die Anordnung insgesamt schlecht handhabbar und macht es weiterhin schwierig, einen Blockteil relativ zu dem anderen zu bewegen.

Ein weiteres Problem mit Blockformreflektoren und auch anderen Reflektoren ist, dass die Strahlungsquelle oft verhältnismäßig unzugänglich ist und es so eine beträchtliche Zeit erfordert, die Quelle zu wechseln. Dies bedeutet, dass es beträchtliche Ausfallzeiten geben kann, wenn die Leuchte oder eine andere Art von Strahlungsquelle gewechselt werden muss.

Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtenanordnung bereitzustellen, welche eines oder mehrere der Probleme, welche mit den bekannten Anordnungen verbunden sind, wie zuvor besprochen, beseitigt. Es ist insbesondere ein Ziel, eine Leuchtenanordnung bereitzustellen, welche von kleiner Größe sein kann aber noch hoch intensive Strahlung bereitstellt durch Reduzierung der Winkelspreizung der Strahlung. Es ist weiterhin insbesondere Ziel, eine Lampenanordnung mit einem Wasserkühlsystem bereitzustellen, welche eine minimale Ausrüstung aufweist und einfacher in der Anordnung unterzubringen ist. Es ist noch weiterhin insbesondere Ziel, eine Leuchtenanordnung bereitzustellen, bei der die Leuchte oder eine andere Strahlungsquelle gut zugänglich ist und so einfach gewechselt werden kann.

Eine Leuchtenanordnung nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen Reflektoroberfläche, welche die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung zur Emission der Strahlung hinunter in Richtung eines Substrates aufweist, zum Aushärten einer Beschichtung darauf, wobei der Reflektor zwei Körperelemente umfasst, von denen jedes eine ausgebildete Oberfläche hat, welche mit der anderen zusammenwirkt, wenn die Körperelemente in einer ersten Relativposition gehalten werden, um einen Hohlraum auszubilden, in dem die Quelle angeordnet ist und wobei auf der Oberfläche der Körperelemente die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird und wenigstens ein Kanal durch jedes Körperelement für einen Kühlwasserfluss läuft und ein Rohr für den Kühlwasserfluss benachbart zur Ausgangsöffnung angeordnet ist, in der der oder ein Kanal in einem Körperelement mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem Kanal in dem anderen Körperelement verbunden ist.

Der Vorteil hiervon ist, dass nur ein Wassereinlassrohr und ein Wasserauslassrohr benötigt wird, wobei das Auslasswasser von einem Körperelement der Einlass zum dem anderen Körperelement mittels des Kühlrohrs ist. Folglich wird das Kühlrohr als Teil des Flussbades zwischen den Körperelementen benutzt und die Anzahl der Wasserrohre wird halbiert von vier auf zwei im Vergleich mit bekannten Anordnungen, wo der Reflektor durch zwei Körperelemente gebildet wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Leuchtenanordnung bereitgestellt, welche eine längliche Strahlungsquelle umfasst, einen Reflektor mit einer länglichen reflektierenden Oberfläche, welche die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung zur Emission der Strahlung herunter in Richtung eines Substrats ausweist zum Aushärten einer Beschichtung darauf, wobei die reflektierende Oberfläche ein grundsätzlich konkaves Profil aufweist und die Quelle in der Nähe der Basis der Konkavität angeordnet ist, wobei der Reflektor zwei Reflektorelemente umfasst, von denen jedes eine geformte Oberfläche ausweist, die zusammenwirken, wenn die Elemente in einer ersten Relativposition gehalten werden, um einen Hohlraum zu bilden, indem die Quelle angeordnet ist und auf der Oberfläche der Elemente die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird und wobei die Quelle in der Weise befestigt ist, dass sie mit einem Element in eine zweite Position relativ zu dem anderen Element bewegbar ist, in welcher die Quelle in einer für den Benutzer zugänglichen Position angeordnet ist.

Diese Anordnung überwindet das Problem, welches in Leuchtenanordnungen vorhanden ist, dass eine beträchtliche Zeit erforderlich ist, um die Strahlungsquelle zu wechseln. Indem die Strahlungsquelle so befestigt wird, dass sie mit einem Element des Reflektors relativ zu dem anderen beweglich ist in eine dem Benutzer zugängliche Position, kann das Reparieren oder Ersetzen der Strahlungsquelle schneller ausgeführt werden. Vorzugsweise umfassen die Reflektorelemente ein Körperelement, welches wenigstens einen Kanal für Kühlwasserfluss aufweist und der erste und zweite Aspekt werden kombiniert, indem die Kanäle in den Körperelementen mittels eines Rohres für Kühlwasser verbunden werden, welches in Nachbarschaft der Emissionsöffnung angeordnet ist.

Die Kombination ist insbesondere effizient, wenn das bewegliche Körperelement relativ schwenkbar zu dem anderen Körperelement um eine Schwenkachse ist, welche parallel zu der Längsachse des Kühlrohrs ist.

Das Kühlrohr wirkt im Effekt als eine Drehverbindung und ermöglicht den Zugang zu der Strahlungsquelle ohne jeglichen möglichen gegenteiligen Effekt auf den Zustand der Wasserdichtungen.

In einem noch weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Leuchtenanordnung bereit, welche eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen reflektierenden Oberfläche umfasst, welcher die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung zur Emission der Strahlung hinunter in Richtung eines Substrats ausweist zum Aushärten einer Beschichtung darin, wobei die reflektierende Oberfläche ein gebogenes, allgemein konkaves Profil aufweist zwischen den Kanten der Emissionsöffnung, welches symmetrisch um eine Mittellinie ist, auf welcher die Quelle angeordnet ist, wobei der Reflektor zwei längliche Strahlungsablenkungsoberflächen aufweist, welche sich von einer Kante der Emissionsöffnung herunter erstrecken und angeordnet sind, um Strahlung zu reflektieren, welche durch die reflektierende Oberfläche reflektiert wird und sie in Richtung der Mittellinie abzulenken, wodurch die Winkelspreizung der Strahlung, welche das Substrat erreicht, reduziert wird.

Es wurde festgestellt, dass durch die Bereitstellung der Strahlungsablenkungsoberflächen, welche sich von der Emissionsöffnung herunter erstrecken es möglich ist, die Strahlung in einem schmalen Strahl zu fokussieren, was auch den Effekt hat, dass die Intensität der Strahlung, welche das Substrat erreicht, erhöht wird. Die Bereitstellung von Ablenkungsoberflächen ist insbesondere hilfreich, wenn die Breite der Anordnung als Ganzes reduziert wurde, da, wie zuvor beschrieben, dies andernfalls die Möglichkeit für breite Winkelspreizung und die daraus resultierenden Probleme ergibt.

Die Ablenkungsoberflächen können sich in einem Winkel weg von der Mittellinie erstrecken und können flach oder leicht gewölbt sein. Wenn sie so angeordnet sind, ist ihre Hauptwirkung, die Strahlung, welche von den unteren Seiten der Quelle imitiert wird und welche dazu neigt, in einem relativ großen Winkel weg von der Mittellinie zu sein, zurück in Richtung der Mittellinie zu drehen und so mit der Strahlung zu kombinieren, welche aus der Oberseite und der Unterseite der Quelle ausgestrahlt wird, um einen fokussierten Strahl von vergleichbar hoher konstanter Intensität abzugeben.

Der Reflektor kann einen Körper umfassen, der einen Hohlraum aufweist, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird und die Ablenkungsoberflächen können auf separaten Endstücken bereit gestellt werden, welche an dem Körper befestigt werden. Wenn die bekannte Anordnung, bei der die reflektierende Oberfläche wenigstens eine Platte umfasst, welche durch eine Klemme auf beiden Seiten der Emissionsöffnung gehalten wird, übernommen wird, können die Klemmen als Endstücke wirken. Welche Form die Endstücke auch haben, sie werden in geeigneter Weise aus einem beschichteten Material hergestellt oder damit beschichtet, wobei die erste Alternative vorgezogen wird.

Alle drei Aspekte können kombiniert werden, um eine Leuchtenanordnung zu erzielen, welche klein sein kann, aber noch hoch intensive Strahlung bei kleiner Winkelspreizung produziert, wobei sie durch ein einzelnes Wassereingangsrohr und Wasserausgangsrohr wassergekühlt wird.

Weiterhin ist die Anordnung wirtschaftlich im Gebrauch, da die Strahlungsquelle einfach zugänglich ist und die Ausfallzeit, wenn die Quelle repariert oder ersetzt werden muss, minimiert ist.

Die Erfindung wird nun weiter beschrieben anhand eines Beispiels mit Bezug zu den anhängenden Zeichnungen, wobei:

Fig. 1 eine Endansicht eines Teils einer Lampenanordnung nach der Erfindung in einer ersten geschlossenen Position ist;

Fig. 2 eine Endansicht eines Leuchtenanordnungsteils der Figur in einer zweiten, offenen Position ist;

Fig. 3 eine perspektivische Endansicht einer Leuchtenanordnung nach der Erfindung in der ersten geschlossenen Position ist;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Leuchtenanordnung der Fig. 3 in der zweiten, offenen Position ist und

Fig. 5 ein Strahlungsbild zeigt, welches mit der erfindungsgemäßen Leuchtenanordnung erzeugt wird und welches mit einer bekannten Leuchtenanordnung erzeugt wird.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Reflektor 2, welcher einen Teil der Leuchtenanordnung 4 bildet, die in den Fig. 3 und 4 abgebildet ist. Der Reflektor 2 umfasst zwei Reflektorkörperelemente 6, 8, von denen jedes als ein Strangprofil ausgebildet ist. Die Strangprofile 6, 8 haben jeweils eine geformte Oberfläche 10, welche zusammenwirken, wenn die Strangprofile 6, 8 in einer ersten Relativposition sind, wie in Fig. 1 gezeigt, um einen Hohlraum 12 auszubilden.

Eine Leuchte 14 ist in dem Hohlraum 12 befestigt zur Emission einer Strahlung hinunter in Richtung eines Substrates, welches unter dem Reflektor 2 entlang der Hohlraumöffnung durchläuft, welche zwischen den unteren Kanten der geformten Oberflächen 10 ausgebildet ist. Die Strahlung, welche von der Unterseite der Leuchte 14 ausgesendet wird, wird direkt auf das Substrat übertragen, wo hingegen die Strahlung, welche von den Seiten und der Oberseite ausgesendet wird, von einem Paar von Reflektorplatten 16 reflektiert wird, welche an den Strangprofilen 6, 8 gegen die geformten Oberflächen 10 befestigt sind. Die Reflektorplatten 16 können aus einem dichroitischen Material geformt werden oder damit beschichtet werden. Jede wird am Platz zwischen einem Flansch 18 der Strangprofile 6, 8 und einer Klemme 20, welche an den Strangprofilen 6, 8, an dem unteren Ende der geformten Oberfläche 10 durch Schrauben 22 befestigt ist, gehalten.

Die Klemmen 20 sind grundsätzlich im Querschnitt dreieckig und sind so an den Strangprofilen 6, 8 befestigt, das die Oberflächen 24, welche die Hypotenuse des dreieckigen Querschnitts definieren, grundsätzlich quer zu den benachbarten Anteilen der geformten Oberfläche 10 der Strangprofile 6, 8 sich erstrecken. Die Klemmoberflächen 24 wirken, um die Strahlung abzulenken, welche darauf empfangen wird durch die bewusste Ausbildung der Klemmen 20 aus geeignetem reflektierenden Material, so wie Silber. Alternativ können die Klemmen 20 aus einem nicht reflektierenden Material hergestellt werden und die Ablenkungsoberflächen 24 mit reflektierendem Material beschichtet werden. Zwischen den Enden der geformten Oberflächen 10 und folglich also auch zwischen den Klemmen 20, ist ein Kühlrohr 26 befestigt. Das Kühlrohr 26 ist so bemessen und angeordnet, dass im Wesentlichen die gesamte durch die Leuchte 14 ausgesendete Strahlung durch das Rohr 26 tritt, entweder direkt oder einer Reflektion auf der Reflektorplatte 16 folgend.

Das Kühlrohr 26 wird vorzugsweise aus Quarz bestehen und wird mit deionisiertem Wasser gespiesen. Daher wird, zusätzlich zum Kühlen der Leuchtenanordnung 4, das Kühlrohr 26 als Filter für Infrarotstrahlung wirken, welche von der Leuchte 14 ausgesendet wird und auch diese Strahlung auf das Substrat, welches unter dem Reflektor 2 durchläuft fokussieren.

Die Leuchtenanordnung 4 wird auch durch einen Fluss von Kühlwasser durch Kanäle 28 gekühlt, welche in den Strangprofilen 6, 8 ausgebildet sind. Die Kanäle 28 sind so geformt, dass sie den Hohlraum 12 umgeben und so die Dissipation der in dem Hohlraum 12 durch den Betrieb der Leuchte 14 erzeugten Hitze maximieren.

Die Strangprofile 6, 8 sind mit entsprechenden Endstücken 30, 32 ausgebildet, von denen eines jeweils in den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. An dem Ende der Leuchtenanordnung 4, welche in diesen Figuren gezeigt ist, ist das Endstück 30 des Strangprofils 6 mit einer Lampenbefestigung 34 ausgebildet, wohingegen das Endstück 32 des Strangprofils 8 mit einer Kühlrohrbefestigung 36 ausgebildet ist. Die Enden sind so ausgeführt, dass an dem gegenüberliegenden Ende der Leuchtenanordnung 4 das Endstück 30 des Strangsprofils 6 mit einer Kühlrohrbefestigung 36 ausgebildet ist, wohingegen das Endstück 32 des Strangprofils 8 mit einer Leuchtenbefestigung 34 ausgebildet ist.

Die Kühlrohrbefestigungen 36 haben einen grundsätzlich kreisförmigen Querschnitt und werden in entsprechend bemessenen und ausgeformten Vertiefungen 38 der Leuchtenbefestigungen 34 aufgenommen. Die Kombination der Befestigungen 36 und Vertiefungen 38 bilden Schwenklager, um welche das Strangprofil 6 relativ zum Strangprofil 8 rotieren kann zwischen der geschlossenen Position welche in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist und der offenen Position, welche in Fig. 2 und 4 gezeigt ist. In der geschlossenen Position der Fig. 1 und 3 werden die Strangprofile 6 und 8 durch eine Schraube 40 zusammengehalten, welche im Strangprofil 8 unverlierbar gehalten ist und in einem Schraubloch 42 befestigt wird, welches im Strangprofil 6 vorgesehen ist.

In der geschlossenen Position, wie bereits ausgeführt, wirken die geformten Oberflächen 10 zusammen um den Hohlraum 12 auszubilden. In der offenen Position mit dem Strangprofil 6 relativ zum Strangprofil 8 rotiert, ist der Hohlraum 12 von oben geöffnet, so dass die Leuchte 14 zugänglich ist und eine Reparatur oder Ersatz ermöglicht wird. Folglich wird, indem das Kühlrohr 26 als, in der Wirkung, Drehverbindung verwendet wird, die Leuchte 14 einfach zugänglich gemacht, so dass Wartung und Ersatz vereinfacht wird und dementsprechend die Ausfallzeiten reduziert werden, welche durch solche Wartung und Ersatz bedingt sind.

Das Kühlrohr 26 bleibt, auf Grund seiner Befestigungsweise, stationär, wenn die Leuchtenanordnung 4 von der offenen in die geschlossene Position und anders herum bewegt wird. Dies ermöglichst, dass das Kühlrohr 26 als ein Teil der Flüssigkeitsversorgung zu den Kanälen 28 der Strangprofile 6, 8 verwendet wird. Dies wiederum ermöglichst, dass die Anzahl der Wasserrohre, welche für die Leuchtenanordnung 14 benötigt wird, reduziert wird. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, hat die Leuchtenanordnung 4 nur zwei Wasserrohre 44, 46. Kühlwasser wird über eine dieser Rohre 44, 46 in eines der Strangprofile 6 oder 8 eingespiesen. Das Wasser läuft entlang der Kanäle 28 dieses Strangprofils 6 oder 8 und dann zu dem Kühlrohr 26 über eine der Kühlrohrbefestigungen 36. Das Kühlwasser läuft dann über die andere Kühlrohrbefestigung 36 zu dem anderen Strangprofil 6 oder 8, entlang des Kanals von diesem Strangprofil und über das zweite Wasserrohr 46 heraus.

Im Gebrauch, mit der Leuchtenanordnung in der geschlossenen Position und dem Wasser, versorgt über die Rohre 44, 46, wird die Leuchte 14 über eine Leitung 48 und ein elektrisches Hochspannungskabel 50 versorgt. Ein zweites Kabel 50 versorgt eine Temperaturanzeige (nicht gezeigt) mit Niedrigspannung. Strahlung wird von der Leuchte 14 ausgesendet, wie gezeigt in Fig. 5. Wie diese Figur zeigt, durchläuft nahezu die gesamte ausgesendete Strahlung das Kühlrohr 26. Weiterhin wurde alle Strahlung, welche durch das Kühlrohr 26 läuft, zumeist einmalig nur von den Reflektorplatten 16 reflektiert.

Die Ausformung der Oberflächen 10 und folglich des Hohlraums 12, ist in solcher Weise, dass die Strahlung, welche aus der Hohlraumöffnung austritt, eine relativ weite Winkelspreizung aufweist. Dies liegt darin begründet, dass der Hohlraum 12 so geformt ist, dass er in Richtung der Öffnung sich verschmälert, was ermöglicht, dass die Leuchtenanordnung 4 insgesamt schmaler ist, als bekannte Anordnungen, so wie in Fig. 5 rechts gezeigt.

Die breite Winkelspreizung der Strahlung wird jedoch durch die Ablenkoberflächen 24 reduziert. Diese wirken zum Fokussieren der Strahlung in einen schmaleren Strahl, indem die Strahlung, welche das Kühlrohr 26 seitlich verlässt, zurück, nach innen in Richtung der Mittellinie 50 des Hohlraums 12 abgelenkt wird, auf welcher die Mitten der Leuchte 14 und des Kühlrohrs 26 liegen. Das Fokussieren der Strahlung, erzeugt durch die Ablenkoberflächen 24, hat auch den Effekt, die UV-Intensität, welche das Substrat erreicht, zu erhöhen.

Die Leuchtenanordnung 2 hat eine Anzahl von signifikanten Vorteilen. Zuerst ist sie schmal, bedingt durch die Form des Hohlraums 12, was es einfacher macht, sie in eine Bahn einzusetzen. Dabei wird dies erreicht, ohne Aushärtungseffizienz zu verlieren, durch die Verwendung der Ablenkoberflächen 24, um die ausgesendete Strahlung in einen engeren Strahl zu fokussieren, was ebenso in einem Anstieg der UV-Intensität, welche das Substrat erreicht, resultiert.

Zusätzlich ist der Aufbau der Leuchtenanordnung 4 im Vergleich mit bekannten Leuchtenanordnungen vereinfacht, da die Anzahl der Wasserrohe minimiert ist. Der Betrieb ist auch vereinfacht, da die Leuchte in eine für den Benutzer zugängliche Position bewegt werden kann. Diese Vorteile werden erreicht, indem das Wasser in ein Strangprofil, durch die Kühlrohre und dann in das andere Strangprofil eingespiesen wird und die Wasserkühlrohre so angeordnet sind, dass sie als Drehverbindung wirken.


Anspruch[de]
  1. 1. Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen Reflexionsoberfläche, welche die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung für die Emission der Strahlung herunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung darauf aufweist, wobei der Reflektor zwei Körperelemente mit einer geformten Oberfläche umfasst, die zusammenwirken, wenn die Körperelemente in einer ersten Relativposition zur Ausbildung eines Hohlraums gehalten werden, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird, wobei wenigstens ein Kanal durch jedes Körperelement für einen Kühlwasserfluss und ein Rohr für Kühlwasserfluss in der Nähe der Emissionsöffnung angeordnet ist, worin der oder ein Kanal in einem der Körperelemente mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem Kanal im dem anderen Körperelement verbunden ist.
  2. 2. Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen, reflektierenden Oberfläche, welche teilweise die Quelle umgibt und eine Öffnung zur Emission einer Strahlung hinunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung darauf aufweist, wobei die reflektierende Oberfläche ein grundsätzlich konkaves Profil aufweist und die Quelle nahe zur Basis der Konkavität angeordnet ist und der Reflektor zwei Reflektorelemente mit jeweils einer geformten Oberfläche umfasst, welche zusammenwirken, wenn die Elemente in einer ersten Relativposition zur Ausbildung eines Hohlraumes gehalten werden, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird und bei der die Quelle in solcher Weise befestigt ist, dass sie mit einem Element in eine zweite Position relativ zu dem anderen Element bewegbar ist, in welcher die Quelle in einer benutzer-zugänglichen Position angeordnet ist.
  3. 3. Leuchtenanordnung nach Anspruch 2, bei der die Reflektorelemente jeweils ein Körperelement umfassen, welches wenigstens einen Kanal für Kühlwasserfluss aufweist und die Anordnung ein Rohr für Kühlwasserfluss beinhaltet, welches in der Nähe der Emissionsöffnung angeordnet ist und bei der der oder ein Kanal in einem Körperelement mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem Kanal in dem anderen Körperelement verbunden ist.
  4. 4. Leuchtenanordnung nach Anspruch 3, bei der das bewegliche Körperelement relativ schwenkbar zu dem anderen Körperelement um eine Schwenkachse ist, welche parallel zu der Längsachse des Kühlrohrs liegt.
  5. 5. Leuchtenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die reflektierende Oberfläche ein gekrümmtes, grundsätzlich konkaves Profil zwischen den Kanten der Emissionsöffnung aufweist, welches symmetrisch um eine Mittellinie ist, auf welcher die Quelle angeordnet ist und bei der der Reflektor zwei längliche, strahlungsablenkende Oberflächen aufweist, welche sich von den Kanten der Emissionsöffnung hinunter erstrecken und so angeordnet sind, dass sie die durch die reflektierende Oberfläche reflektierte Strahlung reflektieren und in Richtung der Mittellinie ablenken.
  6. 6. Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen reflektierenden Oberfläche, welche teilweise die Quelle umgibt und eine Öffnung zur Emission einer Strahlung hinunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung darauf ausweist, wobei die reflektierende Oberfläche ein gekrümmtes, grundsätzlich konkaves Profil zwischen den Kanten der Emissionsöffnung aufweist, welches symmetrisch um eine Mittellinie ist, auf welcher die Quelle angeordnet ist und bei der der Reflektor zwei längliche strahlungsablenkende Oberflächen aufweist, welche sich von den Kanten der Emissionsöffnung hinunter erstrecken um Strahlung zu reflektieren, welche durch die reflektierende Oberfläche reflektiert wurde und sie in Richtung der Mittellinie abzulenken, wodurch die Winkelspreizung der Strahlung, welche das Substrat erreicht, reduziert wird.
  7. 7. Leuchtenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Ablenkoberflächen in einem Winkel zur Mittellinie erstrecken.
  8. 8. Leuchtenanordnung nach Anspruch 7, bei der die Ablenkoberflächen flach oder leicht gekrümmt sind.
  9. 9. Leuchtenanordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, sofern von Anspruch 6 abhängig, bei der der Reflektor einen Körper mit einem Hohlraum umfasst, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereit gestellt wird, und bei der die Ablenkoberflächen auf separaten Endstücken, welche an dem Körper befestigt sind, bereitgestellt werden.
  10. 10. Leuchtenanordnung nach Anspruch 8 oder 9, wenn abhängig von einem der Ansprüche 1, 3 und 4, bei der die Ablenkoberflächen auf separaten Endstücken bereitgestellt sind und an einem der Körperelemente befestigt sind.
  11. 11. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei der reflektierende Oberfläche durch wenigstens eine Platte bereitgestellt ist, welche in dem Hohlraum durch eine Klemme auf beiden Seiten der Emissionsöffnung befestigt ist und bei der die Klemmen auch als die Endstücke wirken.
  12. 12. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die Endstücke aus einem reflektierenden Material ausgebildet sind oder damit beschichtet sind.
  13. 13. Leuchtenanordnung nach Anspruch 6 oder 7 oder Anspruch 8, wenn abhängig von Anspruch 6, bei der ein Rohr für Kühlwasserfluss in der Nähe der Emissionsöffnung vorgesehen ist.
  14. 14. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 13, bei dem das Rohr so bemessen und relativ zur Emissionsöffnung angeordnet ist, dass die gesamte Strahlung aus der Quelle hindurchläuft.
  15. 15. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 13 und 14, bei der die Leuchte in Bezug auf die Quelle und die reflektierende Oberfläche so angeordnet ist, dass die Strahlung, welche zu einer Seite der Quelle reflektiert wird, die Strahlung, welche von der anderen Seite reflektiert wird, über der Mittelachse der Röhre kreuzt.






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