DE19516053A1 - UV-Strahler - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen UV-Strahler zur Trocknung oberflächenbeschichteter
Substrate mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
UV-Strahler dieser Art werden als Trocknungsanlagen im Bereich der Bedruc
kung oder Lackierung von Endloswaren oder Korpusteilen eingesetzt, bei
spielsweise in Druckmaschinen zur UV-Trocknung der bedruckten oder lackier
ten Bogen. Normalerweise werden die Substrate nach Beschichtung ihrer
Oberfläche nur so kurze Zeit dem UV-Strahler ausgesetzt, daß die UV-Strahlen
in der Oberflächenbeschichtung eine chemische Reaktion hervorrufen können,
andererseits aber die zusätzlich vom UV-Strahler ausgehende Wärme das
Substrat nicht beschädigt, beispielsweise vergilben oder gar entzünden läßt.
Kommt es daher, beispielsweise aufgrund eines Transportfehlers des Substrates,
zu einem Produktionsstop, so muß das in diesem Augenblick dem UV-Strahler
ausgesetzte Substrat vor der Wärme des UV-Strahlers geschützt werden.
Ein bekannter UV-Strahler der eingangs genannten Art, bei dem eine Strah
lungsquelle innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und durch eine Öffnung
desselben ihre Strahlung abgibt, weist daher mechanische Klappen auf, mit
denen die Öffnung des Gehäuses verschlossen werden kann.
Die technische Entwicklung geht sowohl zu immer kleineren als auch zu
kompakteren Anlagen zur Oberflächenbeschichtung, was zur Folge hat, daß
sich der für den UV-Strahler zur Verfügung stehende Raum verringert. Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen UV-Strahler der eingangs ge
nannten Art zu verbessern, insbesondere hinsichtlich des benötigten Raumes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen UV-Strahler mit den
Merkmalen des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Unteransprüche. Eine Vorrichtung zur Oberflächenbeschich
tung von Substraten ist Gegenstand des Anspruches 7.
Dadurch, daß an der Öffnung ein Luftauslaß für einen die Öffnung überstrei
chenden Luftstrom vorgesehen ist, unterdrückt dieser Luftstrom die von der
Strahlungsquelle angeregte Konvektion warmer Luft aus dem UV-Strahler heraus
zum Substrat hin. Damit entfallen die bisher notwendigen mechanischen
Klappen, Schwenkreflektoren oder Blenden, was die Größe und das Gewicht
des UV-Strahlers reduziert und die konstruktive Ausgestaltung des UV-Strahlers
deutlich vereinfacht.
Um eine Erwärmung des Substrates durch die von der Strahlungsquelle ausge
hende Infrarotstrahlung zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein
zusätzlicher Luftauslaß für einen das Substrat beaufschlagenden Luftstrom
vorhanden ist.
Für eine Reduktion der UV-Strahlung, der das Substrat ausgesetzt ist, ist es von
Vorteil, wenn die Strahlungsquelle außer einem abgeschalteten Zustand und
einen Betriebszustand noch wenigstens einen Standby-Zustand mit gegenüber
dem Betriebszustand reduzierter Strahlungsleistung besitzt. Besonders vorteil
haft sind ein oberer Standby-Zustand, in welchem die Strahlungsquelle mit
verminderter Leistung brennt, für einen kurzen Produktionsstop, und ein unte
rer Standby-Zustand mit noch weiter reduzierter Strahlungsleistung für einen
längeren Stop der Oberflächenbeschichtungsanlage. Mit diesen Maßnahmen
erhöht sich die Lebensdauer der Strahlungsquelle. Zugleich wird der Verbrauch
elektrischer Energie gesenkt.
Vorteilhafterweise sind Mittel vorgesehen, um die Strahlungsquelle mit einem
Luftstrom zur Kühlung zu beaufschlagen. Die Anpassung der Luftkühlung an
die Leistung der Strahlungsquelle im Standby-Betrieb ermöglicht auch bei sehr
geringen Leistungen einen lampenschonenden Betrieb über einen längeren
Zeitraum hinweg.
Der erfindungsgemäße UV-Strahler ist vorzugsweise als Trocknungsanlage in
einer Vorrichtung zur Oberflächenbeschichtung von Substraten eingebaut.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Schnitt
durch das Ausführungsbeispiel.
Das Ausführungsbeispiel betrifft einen UV-Strahler in einer Druckmaschine für
Bogen.
In einem Gehäuse 1 ist als Strahlungsquelle 3 eine langgestreckte Hochdruck
entladungslampe angeordnet, beispielsweise eine Quecksilberdampflampe. In
Längsrichtung ist die Strahlungsquelle 3 teilweise von einem halbzylindrischen
Reflektor 5 umgeben, der auf seiner Innenseite verspiegelt ist. Dabei liegt die
Strahlungsquelle 3 etwa auf der Linie der Brennpunkte des Reflektors 5.
Mit seiner offenen Längsseite ist der Reflektor 5 auf eine Öffnung 7 des Gehäu
ses 1 ausgerichtet, aus der die Strahlung der Strahlungsquelle 3 direkt oder
durch Spiegelung am Reflektor 5 austreten kann. Auf seiner der Öffnung 7
abgewandten Seite weist der Reflektor 5 einen Luftspalt 9 auf, durch den
hindurch ein die Strahlungsquelle 3 kühlender Luftstrom treten kann.
Bedingt durch die langgestreckte Form der Strahlungsquelle 3 hat die Öffnung
7 eine Rechteckform. Entlang des Randes der Öffnung 7, welcher einer Längs
seite des Rechteckes entspricht, ist ein erstes Rohr 11 angeordnet, welches über
in der Zeichnung nicht dargestellte Leitungen von vorzugsweise kalter Preßluft
durchströmt werden kann. In Längsrichtung ist das erste Rohr 11 mit einem
Luftauslaß 13 versehen, welcher auf den gegenüberliegenden Rand der Öffnung
7 ausgerichtet ist. Im Ausführungsbeispiel besteht der Luftauslaß 13 aus mehre
ren nebeneinander im gleichen Abstand angeordneten Löchern.
Auf der dem ersten Rohr 11 gegenüberliegenden Seite der Öffnung 7 ist am
Gehäuse 11 ein zweites Rohr 15 vorgesehen, welches ebenfalls von Preßluft
durchströmt werden kann und ebenfalls einen in Längsrichtung verlaufenden
zusätzlichen Luftauslaß 17 für den Austritt eines Luftstromes aufweist.
Zur Kühlung des Gehäuses 1 sind in dessen Wand mehrere, parallel zur Strah
lungsquelle 3 verlaufende Kühlmittelkanäle vorgesehen.
Der UV-Strahler ist innerhalb der Anlage zur Beschichtung der Oberfläche
eines Substrates 19, im Ausführungsbeispiel also innerhalb der Druckmaschine,
so angeordnet, daß die Strahlungsquelle 3 parallel zur Achse einer Walze 21
verläuft, über welche das beschichtete Substrat 19, im Ausführungsbeispiel also
der bedruckte Bogen, am UV-Strahler vorbeigeführt wird. Die Öffnung 7 des
Gehäuses 1 ist auf das Substrat 19 ausgerichtet. Der zusätzliche Luftauslaß 1 7
ist so am zweiten Rohr 1 5 ausgebildet, daß der aus ihm austretende Luftstrom
das Substrat 19 etwa in dem Bereich beaufschlagt, auf den die Öffnung 7
ausgerichtet ist. Dieser Luftstrom kühlt nicht nur das Substrat 19, sondern auch
zugleich die Walze 21 und gegebenenfalls weitere Teile der Druckmaschine.
In den Stromkreis zur Versorgung der Strahlungsquelle 3 ist ein in Zeichnung
nicht dargestelltes Vorschaltgerät eingebaut, mit dem die Leistung der Strah
lungsquelle 3 über Spannungs-, Strom- oder Frequenzänderung regelbar ist. Die
Strahlungsquelle 3 besitzt dabei außer einem abgeschalteten Zustand und
einem Betriebszustand noch einen oberen und einen unteren Standby-Zustand.
Im oberen Standby-Zustand ist die Leistung der Strahlungsquelle 3 auf etwa
15% gegenüber dem Betriebszustand reduziert, wobei die Stromstärke so
gewählt ist, daß die Strahlungsquelle 3 im oberen Standby-Zustand weiterhin
stabil brennt. Dadurch kann die Strahlungsquelle 3 innerhalb weniger Sekun
den vom oberen Standby-Zustand in den Betriebszustand übergehen. Im unte
ren Standby-Zustand ist die Leistung gegenüber dem Betriebszustand auf etwa
1% bis 3% reduziert, wodurch sich zwar die benötigte Zeit für den Übergang
in den Betriebszustand erhöht, dafür aber die Strahlungsquelle 3 lampenscho
nend über mehrere Stunden hinweg im unteren Standby-Zustand betrieben
werden kann, ohne daß ein Abschalten der Strahlungsquelle 3 aufgrund der
Wärmeentwicklung notwendig wäre. Dies vergrößert die Lebensdauer der
Strahlungsquelle 3 und spart elektrische Energie.
Kommt es zu einem Stillstand der Druckmaschine, so geht die Strahlungsquelle
3 vom Betriebszustand in den oberen Standby-Zustand über. Der aus dem
Luftauslaß 13 des ersten Rohres 11 austretende Luftstrom verschließt wie ein
Vorhang die Öffnung 7 gegenüber der Konvektion warmer Luft. Der aus dem
Luftauslaß 17 des zweiten Rohres 15 austretende Luftstrom kühlt das Substrat
19 und schützt dieses dadurch vor der Infrarotstrahlung der Strahlungsquelle 3.
Der aus dem Luftspalt 9 austretende Luftstrom kühlt die Strahlungsquelle 3.
Bleibt die Druckmaschine über mehrere Minuten abgeschaltet, so führt das
Vorschaltgerät die Strahlungsquelle 3 vom oberen Standby-Zustand in den
unteren Standby-Zustand über. Wenn die Druckmaschine wieder an läuft, bringt
das Vorschaltgerät die Strahlungsquelle 3 wieder in den Betriebszustand. Je
nachdem, wie die Druckmaschine und der UV-Strahler ausgelegt sind und
betrieben werden, kann dann auf einen oder mehrere der beschriebenen Luft
ströme verzichtet werden.
Claims (7)
1. UV-Strahler zur Trocknung oberflächenbeschichteter Substrate mit
- a) einem Gehäuse, das eine auf das Substrat ausgerichtete Öffnung aufweist,
- b) einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung (7) wenigstens ein Luftaus laß (13) für einen die Öffnung (7) überstreichenden Luftstrom vorgesehen ist.
2. UV-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein zusätzlicher Luftauslaß (17) für einen das Substrat (19) aufschlagenden
Luftstrom vorgesehen ist.
3. UV-Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlungsquelle (3) außer einem abgeschalteten Zustand und einem Be
triebszustand noch wenigstens einen Standby-Zustand mit gegenüber dem
Betriebszustand reduzierter Strahlungsleistung besitzt.
4. UV-Strahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strah
lungsquelle (3) beim Übergang vom Betriebszustand in den Standby-
Zustand nicht erlischt.
5. UV-Strahler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlungsquelle (3) zwei Standby-Zustände mit unterschiedlicher Strah
lungsleistung besitzt.
6. UV-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (9) vorgesehen sind, um die Strahlungsquelle (3) in einem
Luftstrom zu kühlen.
7. Vorrichtung zur Oberflächenbeschichtung von Substraten mit einem UV-
Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: IST METZ GMBH, 72622 NUERTINGEN, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |