DE19945073C2 - Trocknungseinrichtung für beschichtete Substrate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trocknungseinrichtung für be­ schichtete Substrate, mit einer stabförmigen UV-Strahlung ab­ gebenden Lampe, die einseitig von einem Gehäuse mit Reflekto­ ren umfasst ist, das mit Kühlkanälen für eine Wasserkühlung durchsetzt ist, wobei die Achse der Lampe in der Mittel­ längsebene des Gehäuses liegt.

Trocknungseinrichtungen dieser Art sind bekannt. Bei ihnen wendet man anstelle der ebenfalls üblichen Kühlung durch Luft die etwas wirkungsvollere Wasserkühlung an. Die in der Regel für Trocknungseinrichtungen der eingangs genannten Art ver­ wendeten UV-Strahler bestehen aus Quecksilberdampflampen, die durch Anlegen von Hochspannung Quecksilber verdampfen, das sich innerhalb eines mit Edelgas gefüllten Quarzrohres befin­ det. Im Betrieb solcher UV-Strahler entsteht eine sehr große Wärmemenge, die laufend abgeführt werden muß, um eine Über­ hitzung der eingesetzten Teile, insbesondere auch der verwen­ deten und in der Regel beschichteten Reflektoren, zu vermei­ den. Diese Wärmeabfuhr wird bei einer bekannten Trocknungs­ einrichtung nach der EP 0 741 272 B1 durch Luftströmung be­ wirkt, die dort auch mit dazu dient, Wärmeeinwirkung von der UV-Lampe auf das zu behandelnde Substrat in Form eines Luft­ vorhanges zu unterbinden, der wirksam wird, wenn die Bewegung des zu behandelnden Substrates unterhalb der UV-Lampe beein­ trächtigt ist oder nicht mehr stattfindet.

Es gibt aber auch Trocknungseinrichtungen der eingangs ge­ nannten Art (DE 197 33 496 A1), wo man zu effektiveren Kühlung Wasser verwendet, das mit Hilfe von Schläuchen dem Gehäuse auf einer Seite zu­ geführt, hinten umgelenkt und vorne wieder abgenommen wird. Solche Trocknungseinrichtungen leiden an dem grundsätzlichen Mangel, daß die einseitig zugeführte Kühlwassermenge nach dem Durchströmen eines Gehäuseflügels beim Eintritt in den zwei­ ten Gehäuseflügel durch die Wärmeaufnahme wesentlich wärmer ist und daher bei ihrem Rückfluß nicht in gleichem Maß wirk­ sam werden kann wie bei ihrer Durchströmung des ersten Flü­ gels. Dies kann zu unerwünschten Wärmespannung wegen der un­ terschiedlichen Temperaturverhältnisse im Gehäuse führen, die auch zu einer Beeinflussing der Reflektoren und damit der ge­ samten Trocknungseinrichtung führen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungseinrichtung der eingangs genannten Art so auszubil­ den, daß eine gleichmäßige Gehäuse- und Reflektorenkühlung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Trocknungseinrich­ tung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die symme­ trisch zur Mittellängsachse verlaufenden Kühlkanäle gleich­ sinnig von Wasser durchströmt sind, das den Kühlkanälen an einer Stirnseite zugeführt und symmetrisch auf zwei Kühl­ kreisläufe aufgeteilt wird, von denen jeder das Gehäuse auf einer Seite der Mittellängsachse durchströmt.

Durch diese Ausgestaltung werden beide Gehäusehälften gleich­ mäßig gekühlt, so daß Wärmespannungen, die durch eine unglei­ che Kühlung bewirkt sind, vermieden werden. Die Erfindung er­ laubt eine ausgezeichnete und wirksame Kühlung, die auch mit zur Erhöhung der Lebensdauer solcher mit UV-Strahlern verse­ hener Einrichtung beitragen kann.

In Weiterbildung der Erfindung können dann, wenn den Seiten­ wänden des Gehäuses schwenkbare Abdeckklappen für die UV- Strahlung zugeordnet sind, auch beide Abdeckklappen in je ei­ nen der Kühlkreisläufe mit einbezogen werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Zu- und Abfuhr des Wassers auf derselben Stirnseite des Gehäuses, wobei die Anschlußstutzen für die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels an einer die Stirnwand des Gehäuses bildenden Verteil- und Umlenkeinrichtung vorge­ sehen sind, die in Weiterbildung der Erfindung aus mehreren aneinandergesetzten Platten mit eingefrästen Nuten bestehen kann, die wiederum durch Öffnungen in angrenzenden Platten mit den Kühlkanälen des Gehäuses und der Abdeckplatten in Verbindung stehen.

In Weiterbildung der Erfindung kann an der von der Verteil- und Umlenkeinrichtung abgewandten Stirnseite des Gehäuses und der Abdeckplatten eine Umlenkeinrichtung vorgesehen sein, die ebenfalls aus mehreren aneinandergesetzten Platten, die mit eingefrästen Nuten versehen sind und die jeweils über Öffnung mit den Kühlkanälen verbunden sind, aufgebaut ist. Eine sol­ che Ausgestaltung weist den großen Vorteil auf, daß keine Schläuche zur Zu- oder Abfuhr oder zur Umlenkung des Kühlwas­ sers benötigt werden. Alterungserscheinungen von solchen Schläuchen, die zu häufigeren Wartungsarbeiten führen, werden daher durch die Erfindung vermieden. Da durch die UV- Strahlung in der Regel auch Ozon entsteht, der die üblicher­ weise verwendeten Schläuche angreift, kann auch dieser Nach­ teil durch die Erfindung vermieden werden.

In besonders vorteilhafter Weise kann der Zufluß des Kühlwas­ sers an den Stirnseiten der Schwenkachsen der Abdeckplatten über Steckstutzen erfolgen, von dort am anderen Ende der Ab­ deckplatten in einen ersten Gehäusekanal umgelenkt werden, das im Bereich des den Reflektor umgebenden Gehäuseteiles liegt, an der Zulaufseite erneut umgelenkt werden in einen über den Reflektoren liegenden zweiten Kühlkanal und schließ­ lich wiederum am anderen Ende in einen dritten Kühlkanal um­ gelenkt werden, von dem aus dann an der Zulaufstirnseite die Rückführung zum Abfuhranschluß erfolgt. Das Gehäuse wird durch diese Ausgestaltung der beiden Kühlkreise viermal von Kühlwasser durchströmt, so daß eine ausgezeichnete Kühlwir­ kung erreicht werden kann. Die Kühlkanäle selbst können in ihrem Querschnitt auch so ausgebildet sein, daß sie möglichst große Bereiche des Gehäuses erfassen können.

In Weiterbildung der Erfindung können Gehäuse und Abdeckklap­ pen zu einer in ein Außengehäuse einschiebbaren Kassette ver­ eint sein, für die der Zu- und Abführstutzen mit einer Schnellkupplung zum An- und Abschließen der Wasserzufuhr ver­ sehen wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungs­ beispieles dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Trocknungsein­ richtung nach der Erfindung, bei der der eigentliche Strahlungsteil als Einschubteil ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Ansicht des Querschnittes der Trocknungseinrich­ tung nach Fig. 1 in Richtung des Schnittes II-II ge­ sehen,

Fig. 3 die Stirnansicht der Trocknungseinrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III,

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung der Einschubkassette der Trocknungseinrichtung nach Fig. 1 in einer Seitenan­ sicht,

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht des stirnseitigen Ab­ schlusses der Einschubeinheit mit den Bohrungen zum Anschluß des Kühlwassers,

Fig. 6 die Darstellung des zweiten stirnseitigen Abschlusses des Einschubteiles nach Fig. 4, auf dessen Bediensei­ te,

Fig. 7 bis 9 die jeweils aneinandergesetzten Platten für den stirnseitigen Abschluß nach Fig. 5 und die

Fig. 10 bis 12 die jeweils aneinandergesetzten Platten für den stirnseitigen Abschluß nach Fig. 6.

Die Fig. 1 läßt zunächst erkennen, daß in ein Außengehäuse 1 ein kassettenartig ausgebildeter Einschubteil 2 eingesetzt ist, der in der Stellung nach Fig. 1 teilweise aus dem Gehäu­ se 1 herausgezogen ist. Der Einschubteil ist auf der Bedien­ seite mit einem Handgriff 3 versehen und weist einen Zentral­ steckerkopf 4 auf, der mit einer Steckbuchse 4a im Inneren des Gehäuses 1 zusammenwirkt. Über diesen Steckerkopf 4 laufen alle notwendigen Energie- und Versorgungsanschlüsse zum Be­ trieb der im Inneren des Einschubteiles 2 angeordneten UV- Lampe 5, die als eine Stablampe mit einer Achse ausgebildet ist, die mit der Mittellängsebene 6 (Fig. 2) des Einschubtei­ les 2 und des Außengehäuses 1 zusammenfällt.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Einschubteil 2 mit den Außenkanten einer an seinem oberen Ende einstückig angeordneten Platte 7 in Nuten 8 des Außengehäuses 1 eingreift, das im übrigen auch mit einer Führungsbahn für die zu behandelnde Substratbahn ausgebildet ist, die an der offenen Seite des Gehäuseteiles 9 des Einschubs 2 über seitlich am Gehäuse 1 angeordneten Ein- und Ausführungsschlitze 10 zu- und wieder abgeführt werden kann.

Die Fig. 2 macht deutlich, daß der Einschubteil 2 aus einem linken und aus einem rechten Flügel 2a bzw. 2b symmetrisch zur Mittellängsebene 6 aufgebaut ist und an beiden Flügeln jeweils konkave Ausnehmungen zur Anordnung nicht näher darge­ stellter Reflektoren aufweist. An diesen Flügeln 2a und 2b sind unten schwenkbare Abdeckklappen 11 angeschlossen, die über einen nicht näher beschriebenen Antrieb, der an der Be­ dienseite vorgesehen ist, in eine Schließstellung gebracht werden können, wenn die Transportbewegung des zu behandelnden Substrats nicht einwandfrei erfolgt. In den beiden Flügeln 2a und 2b des Einschubteiles 2 sind über die gesamte Länge des Halterungsteils 9 für die Reflektoren Kühlkanäle 12, 13, 14 vorgesehen. Ein weiterer Kühlkanal 15 liegt jeweils fluchtend zu den Schwenkachsen der Abdeckklappen 11. Diese symmetrisch zur Mittellängsebene 6 aufgebauten und angeordneten Kühlkanä­ le 12 bis 15 werden nun von der Rückseite der Einschubeinheit also von der Seite, die der Bedienseite mit dem Handgriff 3 gegenüberliegt, mit Kühlwasser versorgt.

Dies geschieht durch fest mit einem stirnseitigen Abschluß­ stück 16 der Halterung 9 verbundene Anschlußstutzen 17 und 18, wobei der Zufluß von Kühlwasser durch den Anschlußstutzen 17 erfolgt, der in Fig. 4 über eine Schnellschlußkupplung an eine Zuführleitung 19 angeschlossen ist. Um diesen Anschluß zu ermöglichen sind, wie Fig. 3 erkennen läßt, auf der Rück­ seite des Außengehäuses 1 Öffnungen 20 und 21 vorgesehen, durch die bei eingeschobener Kassette die Anschlußstutzen 17 und 18 von außen erreichbar sind.

Die Kühlwasserdurchströmung der Halterung 9 erfolgt nun wie folgt.

Wie Fig. 4 entnommen werden kann, strömt Kühlwasser über den Anschlußstutzen 17 in eine erste Bohrung 22 einer ersten, mit zwei weiteren Platten 24 und 25 zusammengefügten Anschluß­ platte 23. Diese Anschlußplatte 23 ist mit ihrer vom Anschluß 17 abgewandten Seite in Fig. 7 zu erkennen. Man sieht, daß zwei V-förmig zueinander geneigte Nuten 26 jeweils bis zu dem Bereich der Schwenkachsen 27 der Abdeckklappen 11 führen. Bohrungen 28 in der Platte 24 führen dann bis zu einem Steck­ anschluß 29, der in einen zylindrischen Kühlkanal 31, der konzentrisch zu den Schwenkachsen 15 verläuft, mündet und zu diesem Zweck eine Bohrung 30 in der Platte 25 durchsetzt. Die Kühlwasser läuft dann im Sinn des Pfeiles 32 innerhalb des Kühlkanales 31 zur Bedienseite, durchströmt dort erneut einen Einsteckstutzen 33, der die Bohrung 34 und eine Öffnung 35 in den den rechten stirnseitigen Abschluß 39 bildenden Platten 38 und 37 durchdringt und strömt dann in Richtung des Pfeiles 40 durch die Umlenknut 41 der Plattenstücke 36 über einen Steckstutzen 42, der die Bohrungen 43 und 44 in den Platten 37, 38 durchdringt, in den Kanal 12 der Halterung 9. An dem stirnseitigen Abschluß 16 wiederum erfolgt die Umlenkung in den ersten Kühlkanal 13 über die nierenförmige Ausfräsung 45 in der Platte 24, nachdem ein Verbindungsstutzen die Öffnung 46 in der Platte 25 durchdrungen hat. Das Kühlwasser strömt dann wieder von der Stirnseite 16 aus zum stirnseitigen Ab­ schluß 39, wo das Kühlwasser auf den geschlossen Bereich 47 der Platte 38 trifft, vorher aber durch eine Verbindungsöff­ nung 48 zwischen den Kanälen 13 und 14 in den Kanal 14 ein­ tritt und von dort aus wieder zum Anschlußteil zurückgeführt wird, die Öffnungen 49 und 50 in den Platten 25 und 24 durch­ dringt und dann durch die Nut 51 zur Bohrung 52 und von da aus zum Abflußstutzen 18 zurückgeführt wird.

Die beschriebene Art der Wasserkühlung erlaubt eine gleichmä­ ßige Kühlung eines UV-Strahlers, durch die eine Unsymmetrie der Temperaturverteilung hinsichtlich der Mittellängsebene vermieden wird.

Claims (9)

1. Trocknungseinrichtung für beschichtete Subsrate, mit einer stabförmigen, UV-Strahlung abgebenden Lampe (5), die einseitig von einem Gehäuse (2) mit Reflektoren umfasst ist, das mit Kühlkanälen (12, 13, 14) für eine Wasserkühlung durch­ setzt ist, wobei die Achse der Lampe in der Mittellängsebene (6) des Gehäuses (2) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrisch zur Mittellängsebene (6) verlaufenden Kühlka­ näle (12, 13, 14) gleichsinnig von Wasser durchströmt sind, das den Kühlkanälen an einer Stirnseite (16) zugeführt und symmetrisch auf zwei Kühlkreisläufe aufgeteilt wird, von de­ nen jeder das Gehäuse auf einer Seite (2a, 2b) der Mittel­ längsebene (6) durchströmt.

2. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Seitenwänden des Gehäuses (2) schwenk­ bare Abdeckklappen (11) für die UV-Strahlung zugeordnet sind und daß beide Abdeckklappen (11) in je einen der Kühlkreis­ läufe einbezogen sind.

3. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zu- und Abfuhr des Wassers auf dersel­ ben Stirnseite (16) erfolgt.

4. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußstutzen (17, 18) für die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels an einer die Stirnwand bildenden Ver­ teil- und Umlenkeinrichtung (16) vorgesehen sind.

5. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verteil- und Umlenkeinrichtung (16) aus mehreren aneinandergesetzten Platten (23, 24, 25) mit einge­ frästen Nuten (26, 51, 45) besteht, die durch Öffnungen (28, 30, 46) mit den Kühlkanälen (12, 13, 14) des Gehäuses (2) und der Abdeckplatten (11) in Verbindung stehen.

6. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der von der Verteil- und Umlenkeinrich­ tung (16) abgewandten Stirnseite des Gehäuses (2) und der Ab­ deckplatten (11) eine weitere Umlenkeinrichtung (39) vorgese­ hen ist.

7. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die weitere Umlenkeinrichtung (39) aus meh­ reren aneinandergesetzten Platten (36, 37, 38) besteht, die mit eingefrästen Nuten (41) versehen sind, die jeweils über Öffnung (35, 34) mit den Kühlkanälen verbunden sind.

8. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zufluß des Kühlmittels an den Stirnsei­ ten der Schwenkachsen (15) der Abdeckplatten (11) über Steck­ stutzen (27) erfolgt, von dort aus eine Kühlbohrung (31) durchsetzt und am anderen Ende eine Umlenkung in einen ersten Gehäusekanal (12) im Bereich des den Reflektor umgebenden Ge­ häuseteils (2a, 2b) erfolgt, wonach an der Zulaufseite (16) erneut eine Umlenkung in einem über dem Reflektorbereich lie­ genden Kühlkanal (13) und schließlich am Bedienende (39) eine Umlenkung in einen dritten Kühlkanal (14) erfolgt, von dem aus an der Zulaufstirnseite (16) die Rückführung zum Auslaß (18) erfolgt.

9. Trocknungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) und die Abdeckklappen (11) zu einer in ein Außengehäuse (1) ein­ schiebbaren Kassette (2) vereint sind, für die der Zu- und Abführstutzen (17, 18) jeweils mit einer Schnellkupplung ver­ sehen ist, wobei die Anschlußstutzen (17, 18) durch entspre­ chende Öffnungen (20, 21) des Außengehäuses (1) zugängig sind.