DE20201493U1 - Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objekts mit Leuchtdioden - Google Patents

Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objekts mit Leuchtdioden

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Description

Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit Leuchtdioden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objekts mit Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich.
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Bestrahlungsvorrichtungen zum Bestrahlen von Objekten, insbesondere mit ultravioletter Strahlung zum Trocknen, Aushärten und/oder Entkeimen der Objekte bzw. der Objektoberfläche sind seit langem in Gebrauch und in verschiedenen Variationen bekannt. Beispielsweise werden durch derartige Bestrahlungsvorrichtungen Klebstoffe, Lacke, Kunststoffe, Farben usw. getrocknet und/oder ausgehärtet. Das Trocknen und Aushärten erfolgt z. B. an Objekten wie Compact Discs (CDs), Digital Versatile Discs (DVDs), usw., aber auch an Klebstoffen, mittels derer kleine und kleinste elektronische Bauteile innerhalb elektronischer Geräte verklebt werden. Weiterhin wird insbesondere ultraviolette Strahlung zum Aushärten bzw. Trocknen von Oberflächen, Lacken, Kunststoffen usw. in der Automobilindustrie, in der Kunststoff fertigung usw. angewendet. Eine weitere Anwendung ist das Bestrahlen von Objekten mit sichtbarer oder ultravioletter Strahlung zum Entkeimen der Objektoberflächen bzw. der Objektsubstanz.
Den geschilderten Anwendungen ist gemeinsam, dass die bestrahlten Objekte bzw. Oberflächen durch die von der ultravioletten oder sichtbaren Strahlung ausgelösten photochemischen Reaktionen abhängig von der Strahlungsenergie getrocknet, ausgehärtet bzw. entkeimt werden. Durch die in den bekannten Bestrahlungsvorrichtungen verwendeten Strahlungsquellen, wie z. B. Niederdruck- oder Hochdruck-Gasentladungslampen, ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile. Beispielsweise muss sowohl in der Bestrahlungsvorrichtung als auch am bzw. in der Nähe des bestrahlten Objektes dafür gesorgt, dass die durch die Strahlung entstehende Wärme gut und effektiv absorbiert und abtransportiert wird. Weiterhin sind die bekannten Strahlungsquellen in der Regel empfindlich gegenüber Erschütterungen und haben darüber hinaus eine relativ kurze Lebensdauer. Ein großer Nachteil, insbesondere bei der Verwendung von Gasentladungslampen, ist die Notwendigkeit, ein mechanisches Schließsystem (Shutter) vor der Strahlungsquelle vorzusehen, um die Bestrahlungszeiten und - Intensitäten zumindest einigermaßen dosieren zu können. Da die Strahlungsquellen relativ lange Ansprechzeiten und Ausschaltzeiten haben, muss die Bestrahlung der zu bestrahlenden Objekte durch das mechanische Verschlusssystem gesteuert werden. Der Gesamtaufbau bekannter Bestrahlungsvorrichtungen ist daher relativ kompliziert und die Herstellungskosten sind entsprechend hoch.
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2
Ein weiterer Nachteil bekannter Bestrahlungsvorrichtungen ist die geringe Flexibilität und Anpassbarkeit an unterschiedliche Objektgrößen und -geometrien. Bekannte Strahlungsquellen wie z. B. Gasdruck- Entladungslampen haben bestimmte Größen und lassen sich nicht ohne weiteres auf verschiedene Objektgeometrien einstellen. Weiterhin ist die Bestrahlung kleiner und kleinster Objekte bzw. komplizierter Objektgeometrien nicht oder nur mit sehr geringer Effizienz möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich bereitzustellen, die eine effektive und gleichzeitig kostengünstige Möglichkeit zur Bestrahlung von Objekten verschiedener Größen und Geometrien ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Strahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit Strahlung im ultravioletten und sichtbaren Bereich gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung umfasst eine oder mehrere Leuchtdioden zum Bereitstellen und Abgeben von Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich auf ein zu bestrahlendes Objekt, wobei die eine oder mehreren Leuchtdioden dergestalt angeordnet und ansteuerbar sind, dass ein zu bestrahlendes Objekt zumindest teilweise getrocknet, gehärtet und / oder entkeimt wird.
Die Verwendung von Leuchtdioden zum Bestrahlen eines oder mehrerer Objekte zum Trocknen, Härten und / oder Entkeimen hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber den in bekannten Bestrahlungsvorrichtungen verwendeten Strahlungsquellen. Hervorzuheben sind beispielsweise die geringe Baugröße und das geringe Gewicht von Leuchtdioden, wodurch sich eine leichte und einfache Handhabung ergibt. Diese geringe Baugröße und das geringe Gewicht haben weiterhin den Vorteil einer hohen Flexibilität in Bezug auf die Größe und die Form zu bestrahlender Objekte. Weiterhin weisen Leuchtdioden eine sehr lange Lebensdauer bei einem gleichzeitig geringen Energieverbrauch auf. Ein weiterer Vorteil ist, dass die meisten handelsüblichen Leuchtdioden sichtbare und / oder ultraviolette Strahlung in einem sehr engen Wellenlängenbereich ausstrahlen, d. h. beinahe monochromatische Strahlung abgeben. Hierdurch kann durch geeignete Auswahl der Leuchtdioden die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung in Bezug auf das zu bestrahlende Objekt auf einfache Weise optimiert werden. Im Vergleich zu bekannten Strahlungsquellen weisen Leuchtdioden weiterhin eine geringe Wärmeentwicklung auf und sind erschütterungssicher.
Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Leuchtdioden sind außerdem die schnellen Ansprechzeiten beim Ein- und Ausschalten. Hierdurch können bei der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung die gemäß dem Stand der Technik
notwendigen mechanischen Verschlusssysteme entfallen. Durch die schnellen Ansprechzeiten der Leuchtdioden kann durch einfache elektrische oder elektronische Ansteuerung eine hohe Reproduzierbarkeit von Bestrahlungsdauer und -intensität erzielt werden, so dass eine hohe Effektivität und Güte bei der Bestrahlung der Objekte ermöglicht ist.
Ein weiterer Vorteil der Leuchtdioden ist, dass sie gepulst betrieben werden können, um die Bestrahlungsintensität kurzfristig zu erhöhen. Weiterhin sind Leuchtdioden für alle Wellenlängenbereiche erhältlich, die zum Trocknen, Härten und/oder Entkeimen von Objekten oder Objektoberflächen von Interesse sind, nämlich dem ultravioletten und dem sichtbaren Bereich.
Vorteilhafterweise ist eine Anzahl von Leuchtdioden auf einem Trägerelement angeordnet. Das Trägerelement kann beispielsweise flächig, wie z. B. als zweidimensionale Fläche oder auch länglich, wie z. B. als Band oder Schiene, ausgebildet sein. Weiterhin kann das Trägerelement entweder steif oder flexibel ausgebildet sein. Durch die Anordnung der Leuchtdioden auf einem Trägerelement lassen sich die Leuchtdioden einfach handhaben und entsprechende Strom- bzw. Spannungsversorgungen oder entsprechende Ansteuergeräte einfach anschließen. Weiterhin können beispielsweise verschiedene Gruppen von Leuchtdioden, die auf verschiedenartigen Trägerelementen angeordnet sind, auf einfache Weise nach dem Baukastenprinzip an die Größe und/oder Form zu bestrahlender Objekte angepasst werden.
Vorteilhafterweise sind die Leuchtdioden dergestalt parallel oder versetzt, insbesondere möglichst dicht, zueinander angeordnet, dass sie die Strahlung im Wesentlichen parallel abgeben. Dies ist insbesondere bei der Bestrahlung von gleichmäßigen Objektoberflächen von Vorteil. In diesem Fall kann vorteilhafterweise eine Einrichtung zur Bündelung der Strahlung zwischen der oder den Leuchtdioden und dem zu bestrahlenden Objekt angeordnet sein. Hierdurch kann eine besonders hohe Intensität zielgerichtet auf kleine Flächen oder Punkte fokussiert werden. Vorteilhafterweise ist die Einrichtung zur Bündelung eine Fresnellinse.
Alternativ zur parallelen Anordnung der Leuchtdioden können die Leuchtdioden dergestalt auf einer zumindest teilweise gekrümmten Fläche angeordnet sein, dass sie die Strahlung im Bezug auf die Krümmung der Fläche nach außen abgeben. Dies ist beispielsweise bei der Bestrahlung von Hohlkörpern, wie z. B. Hohlzylindern oder Kugelschalen von Vorteil. Die Leuchtdioden werden dabei in den Hohlraum des Körpers eingeführt und strahlen nach außen. Durch die geringe Größe der Leuchtdioden
ergeben sich hier wesentliche Vorteile bei der Bestrahlung kleiner Objekte oder der Innenfläche von Objekten mit kleinen Hohlräumen und/oder Krümmungen. Vorteilhafterweise können die Leuchtdioden dabei dergestalt auf der zumindest teilweise gekrümmten Fläche angeordnet sein, dass die Strahlung im Wesentlichen auf einen Fokussierungspunkt fokussiert wird. Hierbei können die Leuchtdioden beispielsweise auf einem Trägerelement mit einem teilkreis- oder kreisförmigen Querschnitt angeordnet sein, wie z. B. auf einer Halbkugel oder einer Kugel, um ein im Kreismittelpunkt oder Kugelmittelpunkt angeordnetes Objekt zu bestrahlen. Diese Anwendung ist beispielsweise bei der Bestrahlung von beschichteten oder lackierten Kabeln bzw. Drähten von Vorteil.
Vorteilhafterweise sind die Leuchtdioden geeignet, gepulste oder nicht gepulste Strahlung auszustrahlen.
Weiterhin sind die Bestrahlungsvorrichtung und die Leuchtdioden vorteilhafterweise dazu ausgelegt, das Objekt in einer inerten Atmosphäre zu bestrahlen, wie z. B. in einer Stickstoff- oder Kohlendioxid-Atmosphäre. Eine Kohlendioxid-Atmosphäre hat gegenüber einer Stickstoff-Atmosphäre den Vorteil, dass gasförmiges Kohlendioxid schwerer ist als Luft, so dass das Kohlendioxid nicht flüchtig ist und keine komplizierten Gehäuse und Abdichtungen erforderlich sind.
Vorteilhafterweise sind eine Anzahl von Leuchtdioden in zwei oder mehr Gruppen aufgeteilt, wobei jede Gruppe getrennt voneinander verschaltet und angesteuert ist. Hierdurch ergibt sich eine maximale Flexibilität bei der Bestrahlung von geometrisch komplizierten oder an verschiedenen Stellen mit unterschiedlicher Intensität bzw. Dauer zu bestrahlender Objekte.
Die vorliegende Erfindung wird in der vorliegenden Beschreibung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung mit einem zu bestrahlenden Objekt,
Fig. 2 eine schematische Unteransicht der in Fig. 1 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung mit einem zu bestrahlenden Objekt,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung ohne zu bestrahlendes Objekt,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung mit einem zu bestrahlenden Objekt,
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung mit einer zusätzlichen Einrichtung zum fokussieren der Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt,
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung, und
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß Bestrahlungsvorrichtung.
In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 1 zum Bestrahlen eines Objektes 2 mit Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich dargestellt. Die Bestrahlungsvorrichtung 1 umfasst eine Anzahl von Leuchtdioden 3, die parallel zueinander und nebeneinander an einem flächigen, sich zweidimensional erstreckenden Trägerelement 5 befestigt sind. Das Trägerelement 5 kann beispielsweise eine starre Substrat- oder Kunststoffplatte sein. Alternativ kann das Trägerelement 5 eine biegsame Kunststofffolie oder dergleichen sein, deren Flexibilität eine Anpassung der Bestrahlungsvorrichtung 1 an die geometrische Form bzw. Ausdehnung des zu bestrahlenden Objekts 2 erlaubt.
Die Leuchtdioden 3 weisen auf ihren Rückseiten jeweils Kontaktanschlüsse 4 für einen Spannungs- oder Stromanschluss auf. Die Leuchtdioden 3 können dabei abhängig von der gewünschten Anwendung alle parallel oder in Reihe geschaltet sein. Alternativ kann durch separate Ansteuerung einzelner Leuchtdioden 3 bzw. einzelner Untergruppen von Leuchtdioden 3 die Bestrahlung hierbei speziell auf die Größe und Form eines zu bestrahlenden Objekts abgestimmt werden. Das in Fig. 1 schematisch dargestellte zu bestrahlenden Objekt 2 kann beispielsweise eine Compact Disc sein, die durch die von den Leuchtdioden 3 abgegebene Strahlung ausgehärtet wird. Alternativ kann durch die Bestrahlungsvorrichtung 1 jede andere geeignete Art von Objekten zum Trocknen, Aushärten und/oder Entkeimen bestrahlt werden.
&bgr;
In Fig. 2 ist eine schematische Unteransicht des Trägerelementes 5 mit den Leuchtdioden 3 dargestellt.
Wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, sind die Leuchtdioden 3 nebeneinander am Trägerelement 5 angeordnet und geben die Strahlung mit parallelen Strahlengängen 6 in die gleiche Richtung ab. Hierdurch lassen sich auch große und sehr große flächige Objekte 2 homogen und effektiv bestrahlen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen schematische Seitenansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 10. Die Bestrahlungsvorrichtung 10 umfasst eine Anzahl von Leuchtdioden 3, die an einem Trägermaterial 12 befestigt sind. Das Trägermaterial 12 der Bestrahlungsvorrichtung 10 ist im Querschnitt teil- oder halbkreisförmig, wobei die Leuchtdioden 3 dergestalt nebeneinander angeordnet sind, dass sie zum Kreismittelpunkt hin strahlen. Wie in Fig. 4 dargestellt ist, sind die Hauptstrahlungsrichtungen 13 der Leuchtdioden 3 radial zum Kreismittelpunkt gerichtet, der hier durch zum Fokussierungspunkt 14 wird. Die dreidimensionale Form der Bestrahlungsvorrichtung 10 kann z. B. teilkugel-, halbkugel-, kalottenförmig o. dgl. sein.
In Figur 3 ist ein zu bestrahlendes Objekt 11 dargestellt, dessen im Querschnitt ebenfalls halbkreisförmige Oberfläche durch die Bestrahlungsvorrichtung 10 gleichmäßig und homogen bestrahlt wird. Alternativ erlaubt die Bestrahlungsvorrichtung 10 die Bestrahlung von Objekten mit sehr kleinem Querschnitt bzw. einer sehr kleinen Ausdehnung mit einer hohen Intensität im Fokussierungspunkt
14. Auch flächige Objekte oder Objekte mit anderen Oberflächen können mit der Bestrahlungsvorrichtung 10 bestrahlt werden.
Das Trägermaterial 12 kann entweder steif oder flexibel sein. Die Gesamtform der Bestrahlungsvorrichtung 10 kann beispielsweise eine halbe Röhre bzw. einen halben Zylinder bilden. Alternativ kann die Bestrahlungsvorrichtung 10 auch als Halbkugel ausgebildet sein.
Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 20. Die Bestrahlungsvorrichtung 20 umfasst eine Anzahl Leuchtdioden 3, die auf einem im Querschnitt kreisförmigen Trägerelement 23 befestigt sind. Die Leuchtdioden 3 strahlen dabei vom Trägerelement 23 nach außen um beispielsweise ein im Querschnitt ebenfalls kreisförmiges Objekt 21, d. h. dessen Innenfläche 22 zu bestrahlen. Der Innendurchmesser des Objektes 21 ist etwas größer als der Durchmesser des Trägerelementes 23. Vorteilhafterweise ist jedoch der
Innendurchmesser des Objektes 21 nicht wesentlich größer als der Durchmesser des Trägerelementes 23, um trotz der divergierenden Strahlengänge 24 der Leuchtdioden 3 eine noch im Wesentlichen homogene Bestrahlung der Innenfläche 22 zu gewährleisten. Die Bestrahlungsvorrichtung 20 und das zu bestrahlende Objekt 21 können beispielsweise als Zylinder oder längliche Röhren ausgebildet sein. Das Material des Trägerelementes 23 kann entweder starr oder flexibel sein.
Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht der bereits in Figur 1 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung 1, wobei jedoch bei dem in Figur 6 gezeigten Beispiel zwischen der Bestrahlungsvorrichtung 1 und dem zu bestrahlenden Objekt 31 eine Fokussierungseinrichtung 30 zum Fokussieren bzw. Bündeln der von den Leuchtdioden 3 abgegebenen Strahlung angeordnet ist. Wie durch die Strahlengänge in Figur 6 verdeutlicht ist, werden die im Wesentlichen parallelen Strahlengänge 6 der von den Leuchtdioden 3 abgebebene Strahlung durch die Fokussierungseinrichtung 3 in konvergierende Strahlengänge 32 gebündelt, so dass die auf dem Objekt 31 auftreffende Bestrahlungsintensität stark erhöht wird.
Die Fokussierungseinrichtung 30 kann beispielsweise eine Fresnelscheibe oder -linse sein. Die Verwendung einer derartigen Fokussierungseinrichtung 30 ermöglicht die Erreichung wesentlich Höherer, auf kleinern Flächen oder Punkten konzentrierten Intensitäten.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 40 dargestellt, das insbesondere zur flexiblen Handhabung beim Handgebrauch geeignet ist. Die Bestrahlungsvorrichtung 40 umfasst eine Anzahl Leuchtdioden 3, die an einem Trägerelement 42 angeordnet sind. Das Trägerelement 42 ist im Wesentlichen flächig, beispielsweise quadratisch, und besteht aus einem starren Material. Die Leuchtdioden 3 sind nebeneinander und parallel angeordnet und geben Strahlung in parallelen Strahlengängen 43 auf eine Fokussierungseinrichtung 44 ab, deren Typ und Funktion beispielsweise der Fokussierungseinrichtung 30 von Figur 6 entspricht. Die Fokussierungseinrichtung 44 bündelt die Strahlung von den Leuchtdioden 3 in ein konvergierendes Strahlungsbündel, wie durch die Strahlungsgänge 45 dargestellt ist, das auf ein Eintrittsstück 46 eines Lichtwellenleiters 47 trifft. Das Eintrittsstück 46 leitet die einfallende gebündelte Strahlung in den Lichtwellenleiter 47. Am Ausgang des Lichtwellenleiters 47 ist ein Austrittsstück 48 angeordnet, das die Strahlung beispielsweise auf ein zu bestrahlendes Objekt 41 ausgibt. Da die Strahlung am Austrittsstück 48 divergierend austritt wie durch diesen Strahlungsgang 49 verdeutlicht ist, sollte das Austrittsstück 48 relativ nahe an ein zu
bestrahlendes Objekt 41 herangebracht werden, um eine homogene und effiziente Bestrahlung zu ermöglichen.
Der Lichtwellenleiter 47 ist flexibel, wodurch die Bestrahlungsvorrichtung 40 manuell verwendet und angewendet werden kann. Das Trägerelement 42 mit den Leuchtdioden 3 und die Fokussierungseinrichtung 44 sind in einem Gehäuse 50 angeordnet, an dem der Lichtwellenleiter 47 mit dem Eintrittsstück 46 als Durchtrittselement befestigt sind.
Das Gehäuse 50 ermöglicht die Befestigung und sichere Halterung des Trägerelementes 42 mit den Leuchtdioden 3 und der Fokussierungseinrichtung 44. Im Gehäuse 50 sind weiterhin die Verschaltung der Anschlüsse 4 der Leuchtdioden 3 vorgesehen, sowie gegebenenfalls eine Strom- bzw. Spannungsversorgung.
Jedes der in den Figuren 1-7 gezeigten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann in einem bzw. als mobiles bzw. tragbares Gerät zum Bestrahlen von Objekten verwirklicht sein. Ein derartiges Gerät kann beispielsweise die Form einer Taschenlampe o.dgl. haben. Die Stromversorgung des Gerätes kann entweder durch eine drahtlose oder drahtgebundene Stromversorgung, oder auch mittels Batterien oder Akkumulatoren erfolgen.
Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtungen auch zum Bestrahlen von einem oder mehreren Objekten in einer inerten Atmosphäre, z. B. in gasförmigem Stickstoff, gasförmigem Kohlendioxid, Edelgasen usw., ausgelegt. Durch die Bestrahlung in inerter Atmosphäre ergeben sich große Vorteile hinsichtlich der Bestrahlungseffizienz und -dauer. In normaler Sauerstoffatmosphäre ist nachteilig, dass der in der Atmosphäre enthaltene Sauerstoff in dem bestrahlten Objekt, d. h. dem bestrahlten Lack- und / oder Klebstoffsystem in einer Konkurrenzreaktion mit der Vernetzung reagiert, die durch im Lack und/oder Klebstoffsystem enthaltene Fotoinitiatoren verursacht wird. Dabei reagiert der Sauerstoff mit den Fotoinitiatoren-Radikalen bzw. den Doppelbindungen der Bindemittel/Monomere der bestrahlten Oberfläche. Hierdurch verzögert sich die Vernetzung bzw. Aushärtung des Objektes bzw. der Objektoberfläche. Durch das Schaffen einer inerten Atmosphäre wird diese nachteilige Reaktion verhindert.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Bestrahlungsvorrichtung 60 zum Bestrahlen eines oder mehrerer Objekte in einer inerten Atmosphäre ist in Fig. 8 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Ein Teil des Aufbaus der Bestrahlungsvorrichtung 60 entspricht dem der in Fig. 6 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung 1. Eine Anzahl von Leuchtdioden 3 ist an einem Trägerelement 5 dergestalt angeordnet, dass die Strahlung in parallelen Strahlengängen 6 auf eine Einrichtung 30 zur Bündelung der Strahlung
abgegeben wird. Durch die Einrichtung 30 zur Bündelung der Strahlung wird die Strahlung in konvergierende Strahlengänge 32 auf ein zu bestrahlendes Objekt 63 gebündelt. Die Besonderheit des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels ist, dass die Einrichtung 30 zur Bündelung der Strahlung den Deckel oder die obere Seite eines Gehäuses 62 bildet, in dem sich das zu bestrahlende Objekt 63 beispielsweise auf dessen Boden befindet. Das Gehäuse 62 ist mit gasförmigen CO2 gefüllt, so dass sich die oben beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Bestrahlung des Objekts 63 in einer inerten Atmosphäre ergeben. In der Nähe des Bodens des Gehäuses 62 ist eine Zufuhreinrichtung 64 zum Zuführen des gasförmigen CO2 vorgesehen. An der Oberseite des Gehäuses 62 in der Nähe der Einrichtung 30 zur Bündelung der Strahlung ist eine Überlaufeinrichtung 65 vorgesehen, die überlaufendes gasförmiges CO2 bei Überschreiten eines maximalen Füllstandes des Gehäuses 62 abtransportiert und ggf. einem Sammelbehälter zum Sammeln und Wiederaufbereiten des CO2 zuführt. Der untere Rand der Einrichtung 30 zur Bündelung der Strahlung ist mit Abdichtungen 61, wie z. B. aus Gummi oder weichem Kunststoff bestehenden Dichtlippen versehen, um eine Abdichtung mit dem oberen Rand des Gehäuses 62 zu gewährleisten. Anstelle von gasförmigen CO2 kann auch ein anderes eine inerte Atmosphäre bereitstellendes Gas verwendet werden, wobei das verwendete Gas vorteilhafterweise schwerer ist als Luft, um den apparativen Aufwand für die Abdichtungen möglichst gering zu halten.
Es ist hervorzuheben, dass die in den Figuren 1-7 gezeigten Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaft die Funktion der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung verdeutlichen sollen. Abhängig von der gewählten Anwendung kann die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung beliebige Formen und Größen annehmen.
Im Bezug auf die verwendeten Leuchtdioden 3 bestehen keine Beschränkungen. Es könne handelsübliche und zukünftige Leuchtdioden verwendet werden, die abhängig von der Art, der Größe und der Geometrie des oder der zu bestrahlenden Objekte gewählt werden können. Beispielsweise können Leuchtdioden verwendet werden, die von der Firm OSRAM unter dem Typenbezeichnung LB E67C, LV E67C und LT E67C hergestellt und angeboten werden. Diese Leuchtdioden strahlen Strahlung in den Wellenlängenbereichen 669nm, 503nm und 525nm aus. Typisch für diese Leuchtdioden und auch für alle anderen Leuchtdioden ist die geringe spektrale Bandbreite von etwa 30nm bei 50% des relativen Intensitätsmaximums. Weiterhin hervorzuheben sind die geringen Ströme, die zum Aktivieren der Leuchtdioden notwendig sind. Es können auch andere Typen von Leuchtdioden z. B. für den ultravioletten oder den langwelligen sichtbaren Bereich verwendet werden.
Obwohl in den verschiedenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Strahlungsvorrichtung jeweils nur eine Art von Leuchtdioden dargestellt ist, können
&Iacgr;&ogr;1
abhängig von der gewünschten Anwendung auch verschiedenartige Leuchtdioden in einer Bestrahlungsvorrichtung bzw. an einem Trägerelement vorgesehen sein.

Claims (15)

1. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) zum Bestrahlen eines Objektes (2; 11; 21; 31; 41) mit Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich, mit einer oder mehreren Leuchtdioden (3) zum Bereitstellen und Abgeben von Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich auf ein zu bestrahlendes Objekt (2; 11; 21; 31; 41), wobei die eine oder mehreren Leuchtdioden (3) dergestalt angeordnet und ansteuerbar sind, daß ein zu bestrahlendes Objekt zumindest teilweise getrocknet, gehärtet und/oder entkeimt wird.
2. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Leuchtdioden (3) auf einem Trägerelement (5; 11; 23; 42) angeordnet sind.
3. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement flächig ausgebildet ist.
4. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement länglich ausgebildet ist.
5. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement flexibel ausgebildet ist.
6. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden (3) dergestalt parallel zueinander angeordnet sind, daß sie die Strahlung im wesentlichen parallel abgeben.
7. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oder den Leuchtdioden (3) und dem zu bestrahlenden Objekt (31; 41) eine Einrichtung (30; 44) zur Bündelung der Strahlung angeordnet ist.
8. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bündelung eine Fresnellinse ist.
9. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden (3) dergestalt auf einer zumindest teilweise gekrümmten Fläche angeordnet sind, daß sie die Strahlung in Bezug auf die Krümmung der Fläche n ach außen abgeben.
10. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden dergestalt auf einer zumindest teilweise gekrümmten Fläche angeordnet sind, daß sie die Strahlung in Bezug auf die Krümmung der Fläche nach innen abgeben.
11. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden dergestalt auf der zumindest teilweise gekrümmten Fläche angeordnet sind, daß die Strahlung im wesentlichen auf einen Fokussierungspunkt (14) fokussiert wird.
12. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden geeignet sind, gepulste Strahlung auszustrahlen.
13. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden geeignet sind, nicht gepulste Strahlung auszustrahlen.
14. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsvorrichtung und die Leuchtdioden ausgelegt sind, das Objekt in einer inerten Atmosphäre zu bestrahlen.
15. Bestrahlungsvorrichtung (1; 10; 20; 40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Leuchtdioden, die in zwei oder mehr Gruppen aufgeteilt sind, wobei jede Gruppe getrennt verschaltet und angesteuert ist.
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