DE102007053543A1 - Device for irradiating elements with UV light and method for their operation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Elementen mit UV-Licht mit einem UV-Strahler, der in seinem Innenraum eine UV-Lampe aufweist, und einer mit dem Inertgas befüllten Bestrahlungskammer, wobei der Innenraum des UV-Strahlers gegenüber der Bestrahlungskammer einen Unterdruck aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Härten von UV-härtbaren Stoffen, insbesondere von Elementen mit UV-härtbaren Lacken.The invention relates to a device for irradiating elements with UV light with a UV emitter, which has a UV lamp in its interior, and a filled with the inert gas irradiation chamber, wherein the interior of the UV emitter relative to the irradiation chamber has a negative pressure , Furthermore, the invention relates to a method for operating such a device and to a method for curing UV-curable substances, in particular of elements with UV-curable coatings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Elementen mit UV-Licht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zu deren Betrieb nach Patentanspruch 10. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Härten von UV-härtbaren Stoffen nach Patentanspruch 15.The The invention relates to a device for irradiating elements with UV light according to the preamble of patent claim 1, and a method to their operation according to claim 10. Furthermore, the invention relates a method for curing UV-curable substances according to claim 15.

Aus dem Stand der Technik sind Verbindungen oder Zubereitungen bekannt, welche unter der Einwirkung von UV-Strahlung aushärten. Das aushärtende Gut kann dabei der Strahlungsquelle in Form einer auf einer Trägerbahn aufgebrachten Schicht oder in Form von Platten oder anderen flächigen Formkörpern zugeführt werden. Die Produkte härten unter der Einwirkung der Strahlung in kurzer Zeit aus, so dass es möglich ist, das zu härtende Gut kontinuierlich auf einer Transportvorrichtung unter einer entsprechenden Strahlungsquelle vorbeizuführen.Out the prior art compounds or preparations are known, which harden under the influence of UV radiation. The hardening material can be the source of radiation in the form a layer applied to a carrier web or Shape of plates or other flat moldings be supplied. The products cure under the Exposure of the radiation in a short time, making it possible is, the material to be cured continuously on a transport device pass under a suitable radiation source.

Ferner sind aus dem Stand der Technik Anlagen bekannt, die zum Vernetzen von Beschichtungen UV-Licht einsetzen. Solche Anlagen werden verwendet, um hochwertige Oberflächen zu erzeugen. Diese Oberflächen können glänzend und glatt aber auch strukturiert sein. Es kann sich dabei um Oberflächen von Papierbahnen oder Kunststofffolien oder aber um Furniere von Möbeln handeln. Die zu behandelnde Schicht ist häufig mit Fotoinitiatoren versehen, um durch die UV-Lichteinwirkung die gewünschte Vernetzung zu bewirken.Further are known from the prior art systems that are used for networking of coatings use UV light. Such systems are used to produce high-quality surfaces. These surfaces can be shiny and smooth but also structured be. These may be surfaces of paper webs or plastic films or veneers of furniture act. The layer to be treated is often with photoinitiators provided by the UV light exposure to the desired Effect networking.

Die DE 199 07 681 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Materialbahnen mittels Strahlungsenergie, bei welchen die Materialbahn in eine Förderrichtung bewegt und einseitig mit Strahlungsenergie beaufschlagt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestrahlen der Materialbahn mittels UV-Licht zum Vernetzen von Beschichtungen, insbesondere von Silikon. Darin wird vorgeschlagen, dass in Förderrichtung vor oder hinter oder im Bereich der Beaufschlagung mit Strahlungsenergie die Materialbahn zumindest einseitig mit einem gasförmigen Medium, insbesondere zum Kühlen derselben, beaufschlagt wird.The DE 199 07 681 A1 describes a method and an apparatus for treating material webs by means of radiation energy, in which the material web moves in a conveying direction and is exposed on one side to radiant energy. In particular, the invention relates to a method and a device for irradiating the material web by means of UV light for crosslinking coatings, in particular of silicone. It is suggested that in the conveying direction in front of or behind or in the region of the application of radiation energy, the material web is at least on one side with a gaseous medium, in particular for cooling thereof, acted upon.

Die DE 10 2005 007 370 B3 offenbart eine kompakte UV-Lichtquelle mit zumindest zwei voneinander beabstandeten Elektroden, zwischen denen ein Dielektrikum angeordnet ist, wobei durch das bei Anlegen einer hohen Wechselspannung zwischen den Elektroden eine Barriereentladung erzeugbar ist. Ein Entladungsraum zwischen den beiden Elektroden ist mit einem in plasmaangeregtem Zustand UV-Strahlung emittierenden Gas oder Gasgemisch gefüllt. Bei der UV-Lichtquelle weist eine der beiden Elektroden eine zur anderen Elektrode gerichtete Spitze auf oder ist mit einer derartigen Spitze versehen, durch die ein kürzester Abstand zur anderen Elektrode festgelegt ist.The DE 10 2005 007 370 B3 discloses a compact UV light source having at least two spaced-apart electrodes, between which a dielectric is arranged, which can be generated by the application of a high alternating voltage between the electrodes, a barrier discharge. A discharge space between the two electrodes is filled with a plasma-excited state emitting UV radiation gas or gas mixture. In the UV light source, one of the two electrodes has a tip directed toward the other electrode, or is provided with such a tip, by which a shortest distance to the other electrode is determined.

Die DE 34 16 502 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Aushärten von flächigen Werkstoffen, insbesondere von auf Trägerbahnen aufgebrachten Schichten aus durch UV-Strahlung härtbaren Verbindungen oder Zubereitungen, welche eine Kammer mit einer in ihr angeordneten Strahlungsquelle aufweist. Ferner ist eine der Kammer vorgeordnete mit Inertgas beaufschlagte Eintrittschleuse und gegebenenfalls eine Austrittschleuse sowie Mittel zum Transport des durch die Vorrichtung zu führenden und zu bestrahlenden Gutes vorgesehen.The DE 34 16 502 A1 relates to a device for curing sheet-like materials, in particular applied to carrier webs layers of curable by UV radiation compounds or preparations, which has a chamber with a radiation source disposed therein. Furthermore, one of the chamber upstream inlet sluice acted upon with inert gas and optionally an outlet sluice and means for transporting the device to be led and irradiated by the device is provided.

Die DE 10 2004 012 128 A1 beschreibt eine UV-Lampe, insbesondere zur Härtung von beschichteten Oberflächen, mit einem eine Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Lampengehäuse, in dem ein UV-Strahler angeordnet ist, sowie einem Schaltelement zum Aktivieren des UV-Strahlers beim Aufsetzen der Lampe auf eine Oberfläche.The DE 10 2004 012 128 A1 describes a UV lamp, in particular for the curing of coated surfaces, having a light exit opening having a lamp housing in which a UV lamp is arranged, and a switching element for activating the UV lamp when placing the lamp on a surface.

Die DE 102 39 356 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Behandeln einer Materialbahn mit Strahlungsenergie, insbesondere mit UV-Licht, die eine oder mehrere Strahlungsquellen aufweist, die senkrecht zur Bewegungsrichtung parallel zur Flachseite der Materialbahn in Einsätzen in einem Ober- und/oder Unterteil der Vorrichtung lösbar angeordnet sind, zwischen denen die Materialbahn verläuft. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen der Strahlungsquelle und der Materialbahn jeweils eine strahlungsdurchlässige Schutzscheibe vorhanden ist, die mit dem Einsatz verbunden und gemeinsam mit diesem aus der Vorrichtung ausbaubar ist.The DE 102 39 356 A1 discloses a device for treating a web of radiation energy, in particular UV light, having one or more radiation sources which are arranged perpendicular to the direction of movement parallel to the flat side of the web in inserts in an upper and / or lower part of the device, between which the material web runs. It is provided that between the radiation source and the material web in each case a radiation-permeable protective screen is present, which is connected to the insert and can be removed together with this from the device.

Die Aushärtung von UV-härtbaren Verbindungen wird durch Sauerstoff, wie zum Beispiel durch den in der Luft enthaltenen Sauerstoff, inhibiert oder zumindest beeinträchtigt. Insbesondere wird durch die hochenergetische UV-Strahlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre Ozon gebildet. Dieses Gas ist hochreaktiv und wirkt rasch oxidativ auf damit in Kontakt kommende Substanzen ein. Die Aushärtung erfolgt deshalb entsprechend dem Stand der Technik in einer Bestrahlungsvorrichtung, welche mit Inertgas beaufschlagt ist.The Curing of UV-curable compounds is by oxygen, such as that contained in the air Oxygen, inhibited or at least impaired. Especially is due to the high energy UV radiation in an oxygenated Atmosphere formed ozone. This gas is highly reactive and rapidly oxidizes substances in contact with it. The curing therefore takes place according to the state of Technique in an irradiation device, which acts with inert gas is.

Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird die von der Strahlungsquelle entwickelte Wärmemenge durch das Inertgas abgeführt. Es werden deshalb häufig nur derartige Strahlungsquellen verwendet, welche verhältnismäßig wenig Wärme entwickeln, wobei in Kauf genommen wird, dass diese Strahlungsquellen weniger wirksam sind, so dass die Durchlaufgeschwindigkeit von zu härtenden Produkten relativ begrenzt ist. Die Verwendung wirksamerer Strahlungsquellen bedingt einen wirtschaftlich nicht mehr tragbaren Durchsatz von Inertgas zur Abführung der Wärme. Außerdem wird hierbei die Wärmemenge über die Oberfläche des auszuhärtenden oder ausgehärteten Gutes abtransportiert.In the devices known from the prior art, the amount of heat developed by the radiation source is removed by the inert gas. It is therefore often only those radiation sources are used which develop relatively little heat, it being accepted that these radiation sources are less effective, so that the flow rate of products to be cured is relatively limited. The Using more efficient radiation sources requires an economically not sustainable throughput of inert gas to dissipate the heat. In addition, in this case the amount of heat is removed via the surface of the cured or cured material.

Bei der Verwendung intensiverer Strahlungsquellen ist es aus wirtschaftlichen Gründen notwendig, auf kostengünstigere Kühlmedien für die Strahlungsquelle, insbesondere auf Luft, auszuweichen. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass bei einer nicht vollkommen gasdichten Abdichtung der Strahlungsquelle Spuren von Luft in die Bestrahlungskammer entweichen können und dadurch der hochempfindliche photochemische Prozess der Härtung mittels UV-Strahlung gestört wird. Eine vollkommene Abdichtung der Strahlungsquelle ist häufig auch unter sehr hohem Aufwand kaum zu erreichen.at The use of more intense radiation sources is economical Reasons necessary, on cheaper cooling media for the radiation source, in particular to avoid air. there However, there is a risk that in a not completely gastight Sealing of the radiation source escape traces of air into the irradiation chamber can and thereby the highly sensitive photochemical Process of curing disturbed by UV radiation becomes. Complete sealing of the radiation source is common hardly achievable even at very high cost.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestrahlung von Elementen mit UV-Licht sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung bereitzustellen, wobei mögliche Undichtigkeiten der Strahlungsquelle in Kauf genommen und dennoch eine sauerstoffarme Atmosphäre in der Bestrahlungskammer gewährleistet werden kann.outgoing From this prior art, the invention is based on the object a device for irradiating elements with UV light as well to provide a method of operating a device, wherein possible leaks of the radiation source accepted and yet an oxygen-poor atmosphere in the irradiation chamber can be guaranteed.

Die Erfindung löst die Aufgabe, durch eine Vorrichtung zur Bestrahlung von Elementen mit UV-Licht mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zu deren Betrieb mit den Merkmalen nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.The Invention solves the problem by a device for Irradiation of elements with UV light with the features of claim 1 and by a method for their operation with the features of Claim 10. Advantageous embodiments of the invention are in according to the dependent claims.

Dadurch, dass der Innenraum des UV-Strahlers gegenüber der Bestrahlungskammer einen Unterdruck aufweist, wird vermieden, dass Kühlmedium aus dem UV-Strahler in die Bestrahlungskammer entweicht. Insbesondere bei Verwendung von Luft als kostengünstigem Kühlmedium wird dadurch verhindert, dass Sauerstoff in die Bestrahlungskammer eindringt und den photochemisch initiierten Prozess der Aushärtung inhibiert oder stört. Auf diese Weise kann die Qualität der Oberflächenbeschichtung verbessert und die Ausbeute an fehlerfreien Beschichtungen erhöht werden. Somit können die Kosten für die Behandlung der betreffenden Elemente reduziert werden. Darüber hinaus entfallen aufwändige Arbeiten zur vollständigen Abdichtung der UV-Strahlungsquellen. Ferner wird durch den in den Strahlungsquellen gegenüber der Behandlungskammer vorliegenden Unterdruck laufend Gas aus der Behandlungskammer in die Strahlungsquelle abgezogen, so dass der in der Behandlungskammer vorliegende Gehalt an Restsauerstoff kontinuierlich verringert wird. Insbesondere wird durch die Undichtigkeit der UV-Strahlungsquelle der durch die längere Stillstandszeit der UV-Aushärteanlage angereicherte Luftsauerstoff gezielt innerhalb einer kurzen Zeit aus der Bestrahlungskammer entfernt. Der Restsauerstoffgehalt in der UV-Behandlungskammer kann damit weitgehend angehalten werden. Darüber hinaus ist eine Sauerstoffanreicherung des Stickstoffes in der Bestrahlungskammer durch eine undichte UV-Strahlungskühlung nicht mehr möglich.Thereby, that the interior of the UV lamp with respect to the irradiation chamber has a negative pressure, it is avoided that cooling medium the UV emitter escapes into the irradiation chamber. Especially when using air as inexpensive cooling medium is prevented by oxygen entering the irradiation chamber and the photochemically initiated process of curing inhibits or interferes. That way, the quality can be the surface coating improves and the yield be increased in error-free coatings. Thus, you can the cost of treating the items concerned be reduced. In addition, it eliminates costly Work to completely seal the UV radiation sources. Further, by the opposite in the radiation sources the treatment chamber present vacuum running gas from the Treatment chamber withdrawn into the radiation source, so that the in the treatment chamber present content of residual oxygen continuously is reduced. In particular, the leakage of the UV radiation source due to the longer downtime of the UV curing system enriched atmospheric oxygen targeted within a short time removed from the irradiation chamber. The residual oxygen content in The UV treatment chamber can thus be largely stopped. In addition, there is an oxygenation of the nitrogen in the irradiation chamber due to a leaky UV radiation cooling not possible anymore.

Insgesamt werden somit die Betriebskosten deutlich reduziert, während gleichzeitig Qualität und Ausbeute der UV-Beschichtung verbessert werden.All in all Thus, the operating costs are significantly reduced while at the same time quality and yield of the UV coating be improved.

Geeigneterweise ist der mindestens eine UV-Strahler mit einem Kühlmedium gekühlt, das ein Inertgas, insbesondere Stickstoff enthält, welches insbesondere dem Inertgas der Bestrahlungskammer entspricht.suitably is the at least one UV emitter with a cooling medium cooled, which contains an inert gas, in particular nitrogen, which corresponds in particular to the inert gas of the irradiation chamber.

Durch die Kühlung mit einem Kühlmedium können auch leistungsfähigere UV-Strahlungsquellen, die eine höhere Wärmeentwicklung zeigen, verwendet werden. Durch die Verwendung von einem Inertgas, wie beispielsweise Edelgasen, Kohlendioxid, Schwefelhexafluorid oder insbesondere Stickstoff, sind mögliche Undichtigkeiten der Strahlungsquelle irrelevant, da die genannten Gase verhältnismäßig unreaktiv sind und nicht in die sensible Photochemie, die durch UV-Bestrahlung initiiert wird, eingrei fen. Wenn die Zusammensetzung des Kühlmediums dem der Atmosphäre in der Bestrahlungskammer entspricht, wird durch das Entweichen von Kühlmedium in die Bestrahlungskammer die Konzentration der Einzelgase beibehalten, so dass mögliche chemische oder physikalische Auswirkungen auf das Bestrahlungsergebnis ausgeschlossen sind.By the cooling with a cooling medium can also more powerful UV radiation sources, which is a higher Heat development show, be used. By use from an inert gas, such as noble gases, carbon dioxide, Sulfur hexafluoride or, in particular, nitrogen are possible Leakage of the radiation source irrelevant, since the aforementioned Gases are relatively unreactive and not in the sensitive photochemistry initiated by UV irradiation is, eingrei fen. If the composition of the cooling medium corresponding to the atmosphere in the irradiation chamber, is due to the escape of cooling medium in the irradiation chamber maintain the concentration of individual gases, so that possible chemical or physical effects on the irradiation result excluded are.

Geeigneterweise ist der UV-Strahler von der Bestrahlungskammer durch eine Trennwand abgetrennt, welche mindestens eine Öffnung zum Durchtritt von Inertgas von der Bestrahlungskammer in den UV-Strahler aufweist. Durch dieses definierte Vorsehen einer Öffnung zum Durchtritt von Inertgas wird ein gleich bleibender Gasstrom aus der Bestrahlungskammer in die Strahlungskammer gewährleistet, wodurch mögliche in der Kammer vorliegende Verunreinigung an unerwünschten Gasen laufend ausgetragen werden. Ferner ist beim Vorliegen einer definierten Öffnung der Ausgabestrom aus der Bestrahlungskammer genau festgelegt und kann durch entsprechende Maßnahmen besser kompensiert werden. Für die Trennwand können verschiedene UV-transparente Materialien, wie Quarzglas, verwendet werden.suitably is the UV emitter from the irradiation chamber through a partition wall separated, which at least one opening to the passage of inert gas from the irradiation chamber into the UV emitter. By this defined provision of an opening to the passage of inert gas is a constant gas flow from the irradiation chamber guaranteed in the radiation chamber, which possible contamination present in the chamber to unwanted Gases are discharged on an ongoing basis. Furthermore, in the presence of a defined opening the output current from the irradiation chamber precisely defined and can be better compensated by appropriate measures. For the partition can be different UV-transparent Materials, such as quartz glass, are used.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Kühlmedium in einem Kreislauf geführt, und ist in dem Kühlkreislauf mindestens ein Wärmetauscher zum Kühlen des Kühlmediums vorgesehen.In a preferred embodiment of the invention Device is the cooling medium circulated, and is at least one heat exchanger in the refrigeration cycle provided for cooling the cooling medium.

Mittels Führung im Kreislauf wird das Kühlmedium wieder verwendet und geht nur in geringem Umfang verloren. Somit ist ein kostengünstiger Betrieb möglich. Durch das Vorsehen eines ersten Wärmetauschers wird das Kühlmedium effektiv gekühlt, wobei die dabei gewonnene Wärmeenergie für andere Prozesse weiterverwendet werden kann. Die Verwendung eines Wärmetauschers ermöglicht, dass das Maß der Abkühlung auf eine sehr definierte Weise erfolgt.through Leadership in the circulation becomes the cooling medium again used and is lost only to a small extent. Thus, one is cost-effective operation possible. By providing a first heat exchanger becomes the cooling medium effectively cooled, with the heat energy gained thereby can be reused for other processes. The usage a heat exchanger allows the measure of Cooling takes place in a very defined manner.

Es ist vorteilhaft, wenn in dem Kühlkreislauf ein Regelventil zum Regeln des Volumenstroms des Kühlmediums und/oder ein Auslassventil zur Abfuhr von überschüssigem Kühlmedium vorgesehen sind.It is advantageous if in the cooling circuit a control valve for controlling the volume flow of the cooling medium and / or a Exhaust valve for removing excess cooling medium are provided.

Über ein Regelventil zum Regeln des Volumenstroms des Kühlmediums kann der Volumenstrom an die jeweilige Wärmeentwicklung der UV-Strahlungsquelle angepasst werden. So ist bei einer starken Wärmeentwicklung der UV-Strahlungsquelle ein höherer Volumenstrom notwendig und bei einer geringeren Wärmeabgabe entsprechend ein niedriger Volumenstrom. Insbesondere hängt die Wärmeabgabe auch von der Art der UV-Strahlungsquelle beziehungsweise deren Leistungsaufnahme ab, so dass je nach Leistungsaufnahme und Strahlungsquelleart ein individuell einzustellender Volumenstrom erforderlich ist.about a control valve for controlling the volume flow of the cooling medium the volume flow can be adapted to the respective heat development adapted to the UV radiation source. So is with a strong Heat development of the UV radiation source a higher Volume flow necessary and at a lower heat output correspondingly a low volume flow. In particular, depends the heat dissipation also on the type of UV radiation source or their power consumption, so depending on the power consumption and Strahlungsquelleart a customizable volume flow is required.

Durch den in der UV-Strahlungsquelle vorliegenden Unterdruck und den bestehenden Undichtigkeiten wird laufend Gas aus der Bestrahlungskammer in die UV-Strahlungsquelle abgezogen und dadurch das Volumen an Kühlmedium erhöht. Um ein Ansteigen des Druckes an Kühlmedium zu verhindern, wird über das Auslaufventil angesaugtes und überschüssiges Kühlmedium abgeführt. Dadurch kann der Druck an Kühlmedium in dem Kühlkreislauf konstant gehalten werden, und möglichen Störungen des Kreislaufsystems durch entstehenden Überdruck begegnet werden.By the present in the UV radiation source vacuum and the existing Leakage is continuously gas from the irradiation chamber in the UV radiation source deducted and thereby the volume of cooling medium elevated. To increase the pressure on cooling medium To prevent, is sucked in via the outlet valve and excess cooling medium dissipated. As a result, the pressure on the cooling medium in the cooling circuit can be constant be kept, and possible disorders of the circulatory system be countered by resulting overpressure.

Vorteilhafterweise ist eine Inertgaszufuhr zum Zuführen von Inertgas, insbesondere von Stickstoff, in die Bestrahlungskammer vorgesehen.advantageously, is an inert gas supply for supplying inert gas, in particular of nitrogen, provided in the irradiation chamber.

Auch die Bestrahlungskammer verliert durch Undichtigkeiten gegenüber der UV-Strahlungsquelle aber auch an anderen Stellen zur äußeren Umgebung ständig Inertgas. Mittels einer Inertgaszufuhr wird das ausgetretene Inertgas kompensiert und einem Druckverlust entgegengewirkt. Dadurch können die chemischen und physikalischen Verhältnisse in der Bestrahlungskammer, das heißt insbesondere die Zusammensetzung der Atmosphäre sowie deren Druck, weitgehend konstant gehalten und eine gleichmäßige Umgebung gewährleistet werden. Dies erhöht insbesondere die Gleichförmigkeit und die Qualität der Bestrahlungswirkung.Also the irradiation chamber loses due to leaks the UV radiation source but also at other locations to the outside Environment constantly inert gas. By means of an inert gas is the leaked inert gas compensated and counteracted a pressure loss. This allows the chemical and physical conditions in the irradiation chamber, that is in particular the composition the atmosphere and its pressure, kept largely constant and ensures a uniform environment become. This increases in particular the uniformity and the quality of the irradiation effect.

Es ist vorteilhaft, wenn mindestens ein zweiter Wärmetauscher zum Erwärmen des der Bestrahlungskammer zugeführten Inertgases vorgesehen ist.It is advantageous if at least a second heat exchanger for heating the irradiation chamber supplied Inert gas is provided.

Um eine optimale photochemische Umsetzung durch die UV-Bestrahlung zu gewährleisten, ist auch eine erhöhte Temperatur in der Bestrahlungskammer notwendig. Durch die Temperaturerhöhung wird die Geschwindigkeit der chemischen Umsetzungen erhöht und dadurch Umsatz und Ausbeute verbessert. Gleichzeitig werden bei einer höheren Temperatur mögliche Lösungsmittelrückstände beispielsweise in UV-härtbaren Materialien rascher verdampft.Around optimal photochemical conversion by UV irradiation to ensure is also an elevated temperature necessary in the irradiation chamber. Due to the temperature increase is the speed of chemical reactions increases and This improves sales and yield. At the same time be at a higher temperature possible solvent residues for example, evaporates more rapidly in UV-curable materials.

Es ist bevorzugt, wenn der zweite Wärmetauscher mit dem Kühlkreislauf gekoppelt ist, so dass dem vom UV-Strahler erwärmten Kühlmedium Wärmeenergie entnehmbar und dem in die Bestrahlungskammer zuzuführenden Inertgas zuführbar ist.It is preferred when the second heat exchanger with the cooling circuit is coupled, so that the heated by the UV radiator cooling medium Heat energy removed and the in the irradiation chamber supplied inert gas can be fed.

Auf diese Weise kann die von der UV-Strahlungsquelle erzeugte Wärmeenergie genutzt und für die Erwärmung des der Bestrahlungskammer zuzuführenden Inertgases verwendet werden. Somit wird im Rahmen des bestehenden Wirkungsgrades der Verlust an Wärmeenergie weitgehend vermieden, und die aufzuwendenden Energiekosten können in erheblichem Maße reduziert werden. Dieser Aspekt ist insbesondere vor dem Hintergrund steigender Energiepreise aber auch unter ökologischen Gesichtspunkten von Bedeutung.On this way, the heat energy generated by the UV radiation source used and for the heating of the irradiation chamber be supplied with inert gas. Thus, in the Framework of existing efficiency of loss of heat energy largely avoided, and the energy costs to be expended be reduced to a considerable extent. This aspect is especially against the backdrop of rising energy prices but also important from an ecological point of view.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn der UV-Strahler und die Bestrahlungskammer in einer Kabine angeordnet sind durch welche eine Fördereinrichtung zum Befördern von zu bestrahlenden Elementen durch die Bestrahlungskammer geführt ist.It is still appropriate when the UV lamp and the irradiation chamber are arranged in a cabin by which a conveyor for conveying to be irradiated elements passed through the irradiation chamber is.

Somit sind UV-Strahlungsquelle und Bestrahlungskammer von der Umgebung weitgehend isoliert, so dass das Risiko eventuell austretender umweltschädlicher Gase auf ein Minimum reduziert wird. Darüber hinaus ist durch die Fördereinrichtung ein stetiges und gleichmäßiges Zuführen von zu bestrahlenden Elementen in die Bestrahlungskammer gewährleistet. Insbesondere bei einem automatisierten Betrieb werden gleiche Belichtungsqualitäten durch gleiche Belichtungszeiten und räumliche Lichtverteilung verbessert. Auch werden durch den laufenden Antransport von Elementen ökonomisch uneffektive Totzeiten vermindert und dadurch die Produktionskosten reduziert.Consequently are UV radiation source and irradiation chamber from the environment largely isolated, so that the risk of possibly leaking polluting Gases is reduced to a minimum. In addition, it is through the conveyor a steady and uniform Ensuring supplying elements to be irradiated in the irradiation chamber guaranteed. In particular, in an automated operation the same exposure qualities are through same exposure times and spatial light distribution improved. Also, the ongoing transport of elements become economic Ineffective dead times reduced and thereby the production costs reduced.

Geeigneterweise weist die Bestrahlungskammer Reflektoren zur Reflexion von UV-Strahlung auf. Mittels der Reflektoren wird eine optimale Ausbeute der UV-Strahlungsleistung erreicht und Energieverluste vermieden. Die Energie- und Produktionskosten werden dadurch weiter verringert. Ferner wird durch die Reflexion und die dabei stattfindende Rückstrahlung eine gleichmäßige Bestrahlung der Elemente von verschiedenen Richtungen erreicht, so dass die Homogenität der Oberflächenbeschichtung mittels UV-Bestrahlung verbessert wird.Suitably, the irradiation chamber has reflectors for reflecting UV radiation. By means of the reflectors, an optimum yield of the UV radiation power is achieved and energy losses are avoided. The energy and producti costs are thereby further reduced. Furthermore, the reflection and the reflection taking place in the process achieve a uniform irradiation of the elements from different directions, so that the homogeneity of the surface coating is improved by means of UV irradiation.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Bestrahlung von Elementen mit UV-Licht nach Anspruch 10, wobei in dem Innenraum des UV-Strahlers gegenüber der Bestrahlungskammer ein Unterdruck erzeugt wird.object The invention also relates to a method for operating a device for irradiating elements with UV light according to claim 10, wherein in the interior of the UV emitter opposite the irradiation chamber a negative pressure is generated.

Durch das Vorliegen eines Unterdruckes sowie bestehender Undichtigkeiten im Gehäusebereich des UV-Strahlers wird der Bestrahlungskammer ständig Atmosphärengas entzogen, so dass darin enthaltene gasförmige Verunreinigungen allmählich entfernt werden. Insbesondere wird der Restsauerstoffgehalt auf einem niedrigen Niveau gehalten. Durch die extrem geringe Sauerstoffkonzentration innerhalb der Bestrahlungskammer wird die Photochemie durch die UV-Bestrahlung nicht beeinträchtigt und es treten insbesondere keine Inhibition oder unerwünschte Nebenreaktionen auf. Dar- über hinaus kann für den UV-Strahler auch gewöhnliche Atmosphärenluft als Kühlmedium verwendet werden, da durch den bestehenden Unterdruck das Risiko von Entweichen von Sauerstoff in die Behandlungskammer sehr gering gehalten werden kann.By the presence of a negative pressure and existing leaks in the housing region of the UV lamp, the irradiation chamber is constantly Atmospheric gas withdrawn, so that contained therein gaseous Impurities are gradually removed. Especially the residual oxygen content is kept at a low level. By the extremely low oxygen concentration within the irradiation chamber the photochemistry is not affected by the UV irradiation and In particular, there is no inhibition or undesired Side reactions on. In addition, for the UV emitter also ordinary atmospheric air be used as a cooling medium, as by the existing Negative pressure the risk of escape of oxygen into the treatment chamber can be kept very low.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der UV-Strahler mit einem Inertgas, insbesondere mit Stickstoff, als Kühlmedium gekühlt, welches in einem Kühlkreislauf geführt wird.In a preferred embodiment of the invention Method is the UV lamp with an inert gas, in particular with nitrogen, cooled as a cooling medium, which is guided in a cooling circuit.

Bei der Verwendung von Inertgas ist es unschädlich, wenn Spuren des Kühlmediums in die Behandlungskammer eindringen. Die in die Behandlungskammer eingetretenen Gasspuren können aufgrund der Reaktionsträgheit des Inertgases keine nachteiligen chemischen Reaktionen auf der Oberfläche durch eine photochemische Reaktion oder anderweitige physikalische Adsorptionsvorgänge hervorrufen. Neben Edelgasen und anderen aus der Industrie bekannten Schutzgasen ist insbesondere Stickstoff als Inertgas geeignet. Stickstoff weist insbesondere bei gemäßigten Temperaturen eine ausreichende Reaktionsträgheit auf und ist als 80%iger Atmosphärenbestandteil in sehr günstiger Weise zu erhalten. Insbesondere ist Stickstoff auch im Falle auftretender Leckagen für die umgebende Umwelt völlig unschädlich, so dass in diesem Fall kostenaufwändige Sicherheitsmaßnahmen entfallen können.at the use of inert gas, it is harmless if traces of the cooling medium penetrate into the treatment chamber. The into the treatment chamber occurred gas traces due to the inertness of the inert gas no adverse chemical reactions on the surface by a photochemical Reaction or other physical adsorption processes cause. In addition to noble gases and other known in the industry Protective gases, in particular nitrogen is suitable as an inert gas. nitrogen especially at temperate temperatures sufficient reaction inertia and is as 80% atmospheric constituent to get in a very favorable manner. In particular, nitrogen is even in the event of leaks occurring to the surrounding environment completely harmless, so in this case costly Security measures can be omitted.

Durch das Führen in einem Kühlkreislauf kann die UV-Strahlungsquelle auch mit einer hohen Leistung betrieben werden, da überschüssig erzeugte Wärmeenergie stetig abgeführt wird. Dies erhöht insbesondere die Lebensdauer der teuren UV-Strahlungsquellen. Ferner kann über einen Wärmetauscher die gewonnene Wärme energie genutzt und für einen anderen Verfahrensschritt verwendet werden. Darüber hinaus geht bei einem in einen Kreislauf geführten System nur ein geringer Teil des Inertgases verloren, so dass relativ wenig zusätzliches Inertgas zugeführt werden muss. Dies ist insbesondere bei teuren Edelgasen, sofern diese als Inertgase verwendet werden, von Vorteil.By Leading in a cooling circuit can be the UV radiation source also be operated at a high power, since excess generated heat energy is dissipated steadily. This In particular, increases the life of expensive UV radiation sources. Furthermore, the won over a heat exchanger Heat energy used and for another process step be used. In addition, one goes into one Circuit-guided system lost only a small part of the inert gas, so that relatively little additional inert gas is supplied must become. This is especially true for expensive noble gases, provided These are used as inert gases, an advantage.

Es ist vorteilhaft, wenn in die Bestrahlungskammer erwärmtes Inertgas, insbesondere erwärmter Stickstoff, eingespeist wird.It is advantageous when heated in the irradiation chamber Inert gas, in particular heated nitrogen, fed becomes.

Die in der Bestrahlungskammer für die photochemischen Umsetzungen erforderliche Energie kann auf diese Weise besonders einfach über das Inertgas in das System eingespeist werden. Es ergeben sich dadurch höhere Reaktionsgeschwindigkeiten und bessere Ausbeuten an bestrahlten Materialien. Durch die Verwendung von erwärmtem Stickstoff kann wiederum ein sehr kostengünstig zu erhaltender Rohstoff, der eine hohe Umweltverträglichkeit aufweist, eingesetzt werden. Zwar erreicht Stickstoff insbesondere bei erhöhten Temperaturen nicht die gleiche Inertheit wie beispielsweise Edelgase, unter Kostengesichtspunkten spielt diese Einschränkung jedoch keine Rolle, da eine nennenswerte Reaktionsfähigkeit von Stickstoff im Allgemeinen erst bei wesentlich höheren Temperaturen zu beobachten ist.The in the irradiation chamber for the photochemical reactions required energy can be particularly easy in this way the inert gas is fed into the system. It results from it higher reaction rates and better yields on irradiated materials. By using heated Nitrogen, in turn, can be obtained very cheaply Raw material that has a high environmental impact, be used. Although nitrogen reaches in particular at elevated Temperatures are not the same inertness as, for example, noble gases, From a cost point of view, however, this restriction plays No matter, as a significant reactivity of Nitrogen generally only at much higher temperatures can be observed.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der UV-Strahler aus der Bestrahlungskammer Inertgas ansaugt.Farther It is advantageous if the UV emitter from the irradiation chamber Inert gas sucks.

Das aus der Bestrahlungskammer stammende Inertgas kann unmittelbar für die Verwendung als Kühlmedium des UV-Strahlers verwendet werden. Insbesondere wird durch den kontinuierlichen Abtransport von Inertgas aus der Bestrahlungskammer auch der Anteil an gasförmigen Verunreinigungen in der Atmosphäre der Kammer verringert. Das verwendete Inertgas erfüllt in diesem Fall zwei Funktionen. Zum einen fungiert es als Träger von Wärmeenergie, welche für die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Geschwindigkeit der photochemischen Prozesse erforderlich ist. Zum anderen wird das Gas nach der Abkühlung in der Behandlungskammer in den UV-Strahler eingesaugt, kann hier in den Kühlkreislauf eintreten und somit als Kühlmedium Verwendung finden. Dadurch können auch eventuell in dem Kühlkreislauf auftretende Verluste ausgeglichen werden. Ferner besteht somit auch die Möglichkeit, in die Bestrahlungskammer kontinuierlich frisch erwärmtes Inertgas einzuleiten. Die Temperatur innerhalb der Kammer kann daher auf einem weitgehend gleich bleibenden Niveau gehalten werden, wodurch die Homogenität der Photochemie unterstützt wird.The originating from the irradiation chamber inert gas can directly for the use used as a cooling medium of the UV lamp become. In particular, by the continuous removal of inert gas from the irradiation chamber, the proportion of gaseous Impurities in the atmosphere of the chamber are reduced. The inert gas used fulfills two functions in this case. To the one acts as a carrier of thermal energy, which for maintaining a sufficient speed the photochemical processes is required. The other is the gas after cooling in the treatment chamber in sucked in the UV lamp, can here in the cooling circuit occur and thus find use as a cooling medium. Thereby may also occur in the cooling circuit Losses are compensated. Furthermore, there is also the possibility continuously freshly heated in the irradiation chamber Inert gas to initiate. The temperature inside the chamber can therefore be kept at a largely constant level, thereby the homogeneity of photochemistry is supported.

Es ist bevorzugt, wenn die Wärmeenergie zum Erwärmen des Inertgases für die Bestrahlungskammer dem Kühlkreislauf zumindest teilweise entnommen wird.It is preferred when the heat energy for heating of the inert gas for the irradiation chamber the cooling circuit at least partially taken.

Auf diese Weise wird die von der UV-Strahlungsquelle abgegebene Wärmeenergie weiter genutzt und geht nicht verloren. Die Betriebskosten werden dadurch reduziert und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verbessert. Auch unter ökologischen Gesichtspunkten ist eine dadurch erreichte Vermeidung einer Abgabe überschüssiger Wärmeenergie an die Umwelt von Vorteil. Dabei kann die dem Kühlkreislauf zu entnehmende Wärmeenergie in einem gewissen Umfang auch an die Leistungsaufnahme der UV-Strahlungsquellen angepasst werden. So ist bei einer erhöhten Strahlungsleistung einerseits zwar eine höhere Wärmeabfuhr zum Kühlen der UV-Strahler notwendig, andererseits wird jedoch durch die in der Bestrahlungskammer vorliegende erhöhte Energiedichte auch eine vergrößerte Umsatzgeschwindigkeit erreicht. Für eine erhöhte Umsatzrate ist wiederum jedoch ein verstärkter Strom an erwärmtem Inertgas in die Bestrahlungskammer notwendig, um die gegebenen Reaktionsbedingungen aufrechtzuerhalten.On this way, the heat energy emitted by the UV radiation source continue to be used and will not be lost. The operating costs will be thereby reducing and improving the efficiency of the process. Also from an ecological point of view is one by achieved avoidance of surplus surplus Heat energy to the environment is an advantage. It can the the heat to be taken from the cooling circuit to some extent also to the power consumption of the UV radiation sources be adjusted. So is at an increased radiant power on the one hand a higher heat dissipation for cooling the UV emitter necessary, on the other hand, however, by the in the Irradiation chamber present increased energy density, too achieved an increased turnover speed. For an increased turnover rate is turn however an increased flow of heated inert gas in the irradiation chamber necessary to the given reaction conditions maintain.

Die Entnahme der Wärmeenergie aus dem Kühlkreislauf und die Verwendung zum Erwärmen des der Bestrahlungskammer zugeführten Inertgases kann in geeigneter Weise mit einem Wärmeaustauscher erreicht werden.The Removal of heat energy from the cooling circuit and the use for heating the irradiation chamber supplied inert gas can be suitably with a Heat exchangers are achieved.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zu UV-hartbaren Stoffen, insbesondere von Elementen mit UV-härtbaren Lacken, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.One Another aspect of the invention relates to a process for UV-curable Fabrics, in particular elements with UV-curable lacquers, with the device according to the invention.

Es besteht in der Industrie ein zunehmender Bedarf zur Aushärtung von photopolymerisierbaren Beschichtungen wie sie im Bereich der Kleinserienfertigung und bei Lackreparaturen der Fall ist. Anwendungen für das erfindungsgemäße Verfahren sind die Härtung und Polymerisation von Druckfarben, Lacken, Klebstoffen, Kunststoffen, Photoresisten, photopolymeren Druckplatten, Fingernagellacken, Harzen für die Stereolithographie oder anderer mit UV-Strahlung arbeitender Rapid-Phototyping- und Teilfertigungsverfahren, Gießmassen für die Elektronik, mechanische Bauteile, optische Linsen, Kör per und Oberflächen sowie allgemein für zu fixierende und konservierende Objekte und Formen.It There is an increasing need in the industry for curing of photopolymerizable coatings as used in the field of Small batch production and paint repairs is the case. applications for the inventive method the curing and polymerization of printing inks, varnishes, Adhesives, plastics, photoresists, photopolymer printing plates, Finger nail polishes, resins for stereo or other rapid phototyping and part manufacturing processes using ultraviolet radiation, Casting compounds for electronics, mechanical components, optical lenses, bodies and surfaces as well generally for objects to be fixed and preserved and shapes.

Neben Aushärtungsverfahren von UV-härtbaren Verbindungen können Material- und Oberflächenalterungsprozesse unter Bestrahlung beispielsweise zu Prüfzwecken, zur künstlichen Ausbleichung oder Vergilbung durchgeführt werden. Kurzwellige UV-C-Strahlung kann über seine Keim tötende Wirkung zur Desinfektion von Oberflächen eingesetzt werden. Insbesondere UV-A-Lampen mit einer Leistungsaufnahme unter 600 W können zum Beispiel zur Härtung photopolymerisierbarer Materialien dienen. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren induzierten photochemischen Prozesse beinhalten insbesondere Spaltungs-, Additions-, Redox- oder Umlagerungsreaktionen.Next Curing method of UV-curable compounds can material and surface aging processes under irradiation for example for testing purposes, for artificial Fading or yellowing are performed. Shortwave UV-C radiation can disinfect over its germ killing effect be used by surfaces. In particular, UV-A lamps with a power consumption below 600 W, for example, can Hardening photopolymerizable materials serve. The induced by the method according to the invention Photochemical processes include in particular cleavage, addition, Redox or rearrangement reactions.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to a schematic embodiment explained in more detail with reference to the drawing. It shows:

1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit entsprechendem Kühlkreislaufsystem. 1 a cross section through the device according to the invention with a corresponding cooling circuit system.

Es sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung denkbar. Im Folgenden wir eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.It are different embodiments of the invention Device conceivable. In the following we will discuss a preferred embodiment described.

In dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Bestrahlungskammer 40 zu beiden Seiten von einem UV-Strahler 20 flankiert. Der UV-Strahler 20 weist ein Gehäuse auf, in dessen Innerem eine UV-Lampe 30 mit einer Bogenlänge von 250 mm vorgesehen ist. Die UV-Lampe 30 emittiert ultraviolette Strahlung, die über ein Quarzglas 35 in die Bestrahlungskammer 40 eindringt. Im Inneren der Bestrahlungskammer 40 befindet sich ein Bauteil 50, auf das die ultraviolette Strahlung auftrifft, um die gewünschten photochemischen Umsetzungen zu bewirken. Zwischen dem Quarzglas 35 und der UV-Strahlungsquelle 20 sind definiert undichte Stellen 37 vorgesehen.In the in 1 The example shown is the irradiation chamber 40 on both sides of a UV lamp 20 flanked. The UV lamp 20 has a housing inside which a UV lamp 30 with an arc length of 250 mm is provided. The UV lamp 30 emits ultraviolet radiation through a quartz glass 35 into the irradiation chamber 40 penetrates. Inside the irradiation chamber 40 there is a component 50 on which the ultraviolet radiation impinges to effect the desired photochemical reactions. Between the quartz glass 35 and the UV radiation source 20 are defined leaks 37 intended.

Durch eine Stickstoffzuführungsleitung 55 wird erwärmter Stickstoff über Stickstoffzuführöffnungen 57 in die Bestrahlungskammer 40 eingeführt. Die Innenseite der Bestrahlungskammer 40 weist Reflektoren 45 auf, die ultraviolettes Licht reflektieren und somit zumindest auch teilweise auf das Bauteil 50 zurückwerfen. Das Bauteil 50 wird über einen Förderer 15 in der Bestrahlungskammer 40 gehalten. Der Förderer 15 entfernt vollständig belichtete Bauteile 50 aus der Bestrahlungskammer 40 und liefert unbehandelte Bauteile 50 nach. Der Förderer 15 sowie die Strahlungsquelle 20 und die Bestrah lungskammer 40 befinden sich innerhalb einer Härtekabine 10. Der Förderer 15 ist als Hängeförderer ausgelegt und kann kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.Through a nitrogen supply line 55 heated nitrogen is passed through nitrogen feed ports 57 into the irradiation chamber 40 introduced. The inside of the irradiation chamber 40 has reflectors 45 on, the ultraviolet light reflect and thus at least partially on the component 50 Rebound. The component 50 is about a promoter 15 in the irradiation chamber 40 held. The conveyor 15 removes completely exposed components 50 from the irradiation chamber 40 and supplies untreated components 50 to. The conveyor 15 as well as the radiation source 20 and the radiation chamber 40 are inside a hardness cabin 10 , The conveyor 15 is designed as a suspended conveyor and can be operated continuously or discontinuously.

Die Erwärmung des Stickstoffes für die Bestrahlungskammer 40 erfolgt über einen Wärmetauscher 60, der etwa 50 m3/h Stickstoff erwärmt, welcher dann über die Stickstoffzuführung 55 der Bestrahlungskammer 40 zugeführt wird.The heating of the nitrogen for the irradiation chamber 40 takes place via a heat exchanger 60 , which heats about 50 m 3 / h of nitrogen, which then via the nitrogen supply 55 the irradiation chamber 40 is supplied.

Die UV-Strahler 20 werden über einen Kühlkreislauf 75, der mit gekühltem Stickstoff betrieben wird, gekühlt. Der gekühlte Stickstoff tritt an Eintrittsöffnungen 23 des UV-Strahlers 20 ein und nach erfolgter Aufnahme von Wärmeenergie an den Ausgängen 27 wieder aus. Dem aus den Ausgängen 27 austretenden erwärmten Stickstoff wird mittels des Wärmetauschers 60 Wärmeenergie entzogen und diese Wärmeenergie zur Erwärmung des Stickstoffes für die Bestrahlungskammer 40 verwendet. Nachfolgend zum Wärmetauscher 60 ist ein weiterer Wärmetauscher 65 vorgesehen, der eine weitere Abkühlung des Kühlmediums bewirkt. Zu diesem Zweck treten ca. 1000 m3/h Kühlluft in den Wärmetauscher 65 ein, um dem Stickstoff die entsprechende Wärmeenergie zu entziehen. Neben Kühlluft können auch andere kühlende Fluide, insbesondere Flüssigkeiten wie Wasser, verwendet werden. Ferner sind in dem Kühlkreislauf 75 ein Abluftventilator 70 vorgesehen, der einen kleinen Teil Stickstoff, von etwa 2 bis 5 m3/h, aus dem Kreislaufsystem abführt. Die abgeführte Menge entspricht etwa der Größe, welche die UV-Strahler 20 über die Undichtigkeiten aus der Bestrahlungskammer 40 angesaugt haben. Ferner ist eine Verstellklappe 72 zur Regulierung des Volumenstroms an Kühlmedium vorgesehen. Bei einer erhöhten Strahlungsleistung besteht ein höherer Kühlungsbedarf, so dass zur verstärkten Abfuhr von Wärmeenergie entweder die Temperatur des Kühlmediums abgesenkt werden kann, oder über die Verstellklappe 72 der Volumenstrom an Stickstoff erhöht wird. Der aus dem Wärmetauscher 65 abgekühlte Stickstoff wird über den Kreislauf 75 erneut den UV-Strahlern 20 zur Abkühlung zugeführt, womit der Kreislauf geschlossen ist.The UV emitters 20 be over a cooling circulation 75 , which is operated with cooled nitrogen, cooled. The cooled nitrogen enters at inlet openings 23 of the UV lamp 20 one and after the absorption of heat energy at the outputs 27 out again. From the outputs 27 exiting heated nitrogen is by means of the heat exchanger 60 Heat energy withdrawn and this heat energy to heat the nitrogen for the irradiation chamber 40 used. Following to the heat exchanger 60 is another heat exchanger 65 provided, which causes a further cooling of the cooling medium. For this purpose, approx. 1000 m 3 / h of cooling air enter the heat exchanger 65 in order to extract the corresponding heat energy from the nitrogen. In addition to cooling air, other cooling fluids, in particular liquids such as water, can be used. Further, in the refrigeration cycle 75 an exhaust fan 70 provided that discharges a small portion of nitrogen, from about 2 to 5 m 3 / h, from the circulatory system. The amount removed corresponds approximately to the size of the UV lamps 20 about the leaks from the irradiation chamber 40 sucked. Furthermore, an adjustment flap 72 intended to regulate the volume flow of cooling medium. In the case of increased radiant power, there is a greater need for cooling, so that either the temperature of the cooling medium can be lowered for increased dissipation of heat energy, or via the adjusting flap 72 the volume flow of nitrogen is increased. The from the heat exchanger 65 cooled nitrogen is being circulated 75 again the UV lamps 20 supplied to the cooling, whereby the circuit is closed.

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Claims (15)

Vorrichtung zur Bestrahlung von Elementen (50) mit UV-Licht mit mindestens einem UV-Strahler (20), der in seinem Innenraum eine UV-Lampe (30) aufweist, und einer mit dem Inertgas befüllten Bestrahlungskammer (40), dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des UV-Strahlers (20) gegenüber der Bestrahlungskammer (40) einen Unterdruck aufweist.Device for irradiating elements ( 50 ) with UV light with at least one UV emitter ( 20 ), which in its interior a UV lamp ( 30 ) and an inert gas filled with the irradiation chamber ( 40 ), characterized in that the interior of the UV lamp ( 20 ) opposite the irradiation chamber ( 40 ) has a negative pressure. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine UV-Strahler (20) mit einem Kühlmedium gekühlt ist, das ein Inertgas, insbesondere Stickstoff, enthält, welches insbesondere dem Inertgas der Bestrahlungskammer (40) entspricht.Device according to claim 1, characterized in that the at least one UV emitter ( 20 ) is cooled with a cooling medium which contains an inert gas, in particular nitrogen, which in particular the inert gas of the irradiation chamber ( 40 ) corresponds. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (20) von der Bestrahlungskammer (40) durch eine Trennwand (35) abgetrennt ist, welche mindestens eine Öffnung (37) zum Durchtritt von Inertgas von der Bestrahlungskammer (40) in den UV-Strahler (20) aufweist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the UV emitter ( 20 ) from the irradiation chamber ( 40 ) by a partition wall ( 35 ) is separated, which at least one opening ( 37 ) for the passage of inert gas from the irradiation chamber ( 40 ) in the UV lamp ( 20 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium in einem Kreislauf (75) geführt ist, und dass in dem Kühlkreislauf (75) mindestens ein erster Wärmetauscher (65) zum Kühlen des Kühlmediums vorgesehen ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the cooling medium in a circuit ( 75 ) and that in the cooling circuit ( 75 ) at least one first heat exchanger ( 65 ) is provided for cooling the cooling medium. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlkreislauf (75) ein Regelventil (72) zum Regeln des Volumenstroms des Kühlmediums und/oder ein Auslaufventil (70) zur Abfuhr von überschüssigem Kühlmedium vorgesehen ist.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that in the cooling circuit ( 75 ) a control valve ( 72 ) for controlling the volume flow of the cooling medium and / or an outlet valve ( 70 ) is provided for the removal of excess cooling medium. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inertgaszufuhr (55) zum Zuführen von Inertgas, insbesondere von Stickstoff, in die Bestrahlungskammer (40) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that an inert gas supply ( 55 ) for supplying inert gas, in particular nitrogen, into the irradiation chamber ( 40 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter Wärmetauscher (60) zum Erwärmen des der Bestrahlungskammer (40) zugeführten Inertgases vorgesehen ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that at least one second heat exchanger ( 60 ) for heating the irradiation chamber ( 40 ) provided inert gas is provided. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher (60) mit dem Kühlkreislauf (75) gekoppelt ist, so dass dem vom UV-Strahler (20) erwärmten Kühlmedium Wärmeenergie entnehmbar und dem in die Bestrahlungskammer (40) zuzuführenden Inertgas zuführbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the second heat exchanger ( 60 ) with the cooling circuit ( 75 ), so that that of the UV lamp ( 20 ) heated cooling medium heat energy removed and in the irradiation chamber ( 40 ) is supplied to be supplied inert gas. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (20) und die Bestrahlungskammer (40) in einer Kabine (10) angeordnet sind, durch welche eine Fördereinrichtung (15) zum Befördern von zu bestrahlenden Elementen (50) durch die Bestrahlungskammer (40) geführt ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the UV emitter ( 20 ) and the irradiation chamber ( 40 ) in a cabin ( 10 ) are arranged, through which a conveyor ( 15 ) for conveying elements to be irradiated ( 50 ) through the irradiation chamber ( 40 ) is guided. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum des UV-Strahlers (20) gegenüber der Bestrahlungskammer (40) ein Unterdruck erzeugt wird.Method for operating a device according to one of Claims 1 to 9, characterized in that in the interior of the UV radiator ( 20 ) opposite the irradiation chamber ( 40 ) A negative pressure is generated. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (20) mit einem Inertgas, insbesondere mit Stickstoff, als Kühlmedium gekühlt wird, welches in einem Kühlkreislauf (75) geführt wird.Method according to claim 10, characterized in that the UV emitter ( 20 ) is cooled with an inert gas, in particular with nitrogen, as a cooling medium, which in a cooling circuit ( 75 ) to be led. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bestrahlungskammer (40) erwärmtes Inertgas, insbesondere erwärmter Stickstoff, eingespeist wird.A method according to claim 10 or 11, characterized in that in the irradiation chamber ( 40 ) heated inert gas, in particular heated nitrogen, is fed. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der UV-Strahler (20) aus der Bestrahlungskammer (40) Inertgas ansaugt.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the UV emitter ( 20 ) from the irradiation chamber ( 40 ) Inert gas sucks. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmeenergie zum Erwärmen des Inertgases für die Bestrahlungskammer (40) dem Kühlkreislauf (75) zumindest teilweise entnommen wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that heat energy for heating the inert gas for the irradiation chamber ( 40 ) the cooling circuit ( 75 ) is at least partially removed. Verfahren zum Härten von UV-härtbaren Stoffen, insbesondere von Elementen (50) mit UV-härtbaren Lacken, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Process for curing UV-curable substances, in particular of elements ( 50 ) with UV-curable lacquers, with a device according to one of claims 1 to 9.
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