EP1744882B1 - Radiation apparatus - Google Patents

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EP1744882B1
EP1744882B1 EP05745703A EP05745703A EP1744882B1 EP 1744882 B1 EP1744882 B1 EP 1744882B1 EP 05745703 A EP05745703 A EP 05745703A EP 05745703 A EP05745703 A EP 05745703A EP 1744882 B1 EP1744882 B1 EP 1744882B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
reflector
radiation apparatus
controllable
radiation source
Prior art date
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Application number
EP05745703A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1744882A2 (en
Inventor
Rainer Gaus
Wolfgang Mohr
Günther GESELL
Thomas Klingenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELTOSCH Torsten Schmidt GmbH
Original Assignee
ELTOSCH Torsten Schmidt GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ELTOSCH Torsten Schmidt GmbH filed Critical ELTOSCH Torsten Schmidt GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403—Drying webs
    • B41F23/0406—Drying webs by radiation
    • B41F23/0409—Ultraviolet dryers

Definitions

  • the invention relates to an irradiation device according to the preamble of claim 1 and uses of such.
  • Irradiation devices of this type or of a similar type are known from the prior art.
  • the DE 102 43 577 A1 also shows and describes a similar UV irradiation device, in which an adjustment of the controllable reflector is provided in a parallel or vertical shut-off position to the beam attachment surface of the (directly parabolic) directly associated with the radiation source.
  • a device for curing substances on a substrate which also has essential features of such an irradiation device and in particular provided reflectors are whose UV radiation source facing surface has different optical properties than the surface facing a carrier body.
  • the support structure of the housing is preferably formed from an aluminum extruded profile, and the reflectors are in particular screwed onto an actively cooled support body.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved, in particular quickly and effectively controllable and high durability having irradiation device of the generic type, which is also rational and inexpensive to produce.
  • the proposed irradiation device on two - preferably similar - radiation sources whose processing effective radiation is directed by a common, central controllable reflector in the operating state on the substrate to be acted, while the same reflector in a shutdown position, the radiation of both Keeps radiation sources away from the substrate.
  • the proposed solution offers, compared to known irradiation devices, a substantially increased flexibility in adapting to specific powers of about 15 W / cm up to about 240 W / cm.
  • a suitable reflector geometry results for many processing purposes by the interaction of two radiation sources, an optimal ratio between intensity and energy distribution on the substrate to be processed (in particular to be crosslinked or cured).
  • the radiation profile can in a simple manner by the geometry of the controllable reflector (deflecting mirror) in a Wide range can be changed without that other components of the irradiation device would necessarily have to be changed as well.
  • controllable reflector as a shutter (shutter), together with the customary in the case of shutdown reduction of the radiation power of the radiation sources, a temporally virtually unlimited standby operation.
  • the radiation sources, the controllable reflector and the housing are formed like an elongated profile. Furthermore, it is provided that the controllable reflector and / or the auxiliary reflectors and / or the end reflector sections have a curved reflector surface. It is understood that with a suitable curvature, especially of the partially parabolic or partially elliptical type, a substantially linear radiator can be mapped in a favorable manner to a large-area workpiece.
  • the radiation field generated on the substrate is particularly easy to predetermine. With separate controllability of the two radiation sources results in applications where only the power of a radiator is required, a doubled production use time of the irradiation device.
  • controllable reflector between the first and second position is rotatable and the drive means comprises a, in particular electromotive or pneumatic, turntable.
  • This design is particularly compact, which is of particular advantage in applications with little available space - such as in printing presses.
  • auxiliary reflector in the angular range around the radiation sources, not by reflector surfaces of the controllable Reflector is taken, depending at least one elongated, in particular wave-selective, auxiliary reflector is arranged, which directs processing radiation substantially to the controllable reflector out. If these auxiliary reflectors are wavelength-selective in such a way that their reflectivity for the actual processing radiation is higher than that for non-processing radiation components, in particular unwanted heat radiation, the thermal load of a sensitive substrate can be further reduced. However, a non-wavelength-selective design can also be considerably advantageous already for reasons of optimal energy utilization of the generated radiation.
  • an upper and lower auxiliary reflector to be provided in each of the spatial regions above and below the first or second radiation source, which in particular have a non-asymous approximate U-shape in cross-section.
  • each radiation source is associated with a Endreflektorabites.
  • controllable reflector and / or the auxiliary reflectors and / or the Endreflektorabitese each have at least one coolant channel for passing a cooling fluid.
  • Radiation sources of such high power are used in most large-scale industrial applications that active cooling of the most heavily irradiated device components is required for life reasons. In many cases, liquid cooling is required in this case, so that the coolant channels for a liquid coolant must be dimensioned and the connections made accordingly.
  • controllable reflector has at least one reflector surface which is detachably inserted into a support structure. This makes it possible in a simple manner to use a few types of support elements for various concrete geometric configurations and nevertheless to cover many applications by using differently shaped reflector surfaces.
  • the or each radiation source is fixedly assigned an auxiliary reflector, which likewise has at least one releasably inserted reflector surface, which directs the processing radiation substantially to the controllable reflector.
  • auxiliary reflector which likewise has at least one releasably inserted reflector surface, which directs the processing radiation substantially to the controllable reflector.
  • the separately manufactured and inserted in support elements reflector surfaces are metal sheets with defined by shaping and / or adjusting in the inserted state curvature shape and optionally suitable (possibly different) coatings of the front and / or back.
  • suitable (possibly different) coatings of the front and / or back can be used.
  • glass reflectors with reflective and in particular selectively reflective or dichroic coating can be used.
  • the or each support element is formed as extruded or extruded profile, and in particular consists of aluminum or an aluminum alloy.
  • the or each reflector surface is held by a latching or snap connection in the respective support element.
  • a preferred embodiment of both above-mentioned concept of the invention provides that the controllable reflector is subdivided in the longitudinal direction, wherein at least a first and second part are movable independently of each other such that in operation of the device selectively only one of them in the first, but the other is in the second position.
  • This allows in a very simple and efficient way, a so-called "format shutdown" in printing presses in which substrates of different widths are printed.
  • Such an adaptation has the advantage that radiation is introduced into the processing installation (eg printing press) only to the extent actually required by the irradiation device and unnecessary heating of machine sections not covered by a workpiece is avoided.
  • this embodiment is designed such that between the first and second part of the controllable reflector, a movement direction-dependent driver is provided, which carries the second part only in one direction of movement with the first part, but does not take along in another direction of movement.
  • the first and second part are rotatable on a common axis and the driver acts rotationally dependent.
  • this training is designed so that the first and second part mounted on a common hollow shaft and are separately driven via this or a separate power transmission element received therein.
  • the or each radiation source is assigned at least one auxiliary reflector which can be folded or displaced into a maintenance position.
  • This can in particular at the same time form a housing part - this is not absolutely necessary in the sense of this variant.
  • the respective radiation source accessible and can be easily replaced or possibly even cleaned.
  • a first preferred embodiment provides that the auxiliary reflector is designed and mounted so that by folding or moving it the radiation source is sufficiently accessible in the exchange of the same.
  • the or each radiation source associated with each two at the same time a housing part, hinged or sliding auxiliary reflectors and these are designed and stored in such a way that by folding down the same source of radiation is available for replacing the same extent sufficient.
  • each folding or sliding auxiliary reflector is held by a latching or snap connection to a stationary housing part in the operating position.
  • Another relatively independent embodiment of the invention provides that an actively cooled radiation absorber is arranged in that emission direction of the controllable reflector, in which the processing radiation is deflected away from the substrate.
  • the radiation absorber in particular has a cooling fluid channel whose surface facing the controllable reflector has a high absorption capacity for the radiation of the radiation source (s).
  • the cooling fluid channel of the radiation absorber is designed and dimensioned as a cooling air channel.
  • the cooling fluid channel (with a correspondingly stable wall) is designed such that it forms the mechanical support of the entire irradiation device. Then, in particular at least a part of the auxiliary reflectors is hinged or slidably mounted thereto, and also the support and contacting of the radiation sources is then mounted in the region of the cooling fluid channel.
  • the cooling fluid channel especially in its design as an air duct, the drive of the controllable reflector including electronic control, electrical supply lines and measuring or monitoring bodies and record their signal lines.
  • each a structurally elaborate closure or top plate is provided at the ends of the absorber system, the connection of the individual cooling fluid channels, the pivot points for pivoting or folding components and the mechanical connection of the components realized the recording and contacting of the radiation sources.
  • auxiliary reflectors or absorbers is rotatably mounted between the top plates in an appropriate structural design. At the same time a cooling water supply is realized via the rotary joint.
  • the or each radiation source is a medium or high pressure UV emitter.
  • the wavelength-selective controllable reflector and / or auxiliary reflector has a high reflection coefficient in the UV range and a significantly lower reflection coefficient in the IR range.
  • other types of wavelength selectivity are also potentially important for specific applications, but under the aspect discussed above of minimizing heat radiation in many applications of UV drying / crosslinking processes, this UV / IR selectivity is of particular importance.
  • it can be realized by coating the reflector surface (s) with a dichroic layer.
  • the or each radiation source is forcibly cooled by blown into the housing and / or extracted from the housing cooling air.
  • the cooling air duct of the radiation absorber has openings for exchanging air with the space surrounding the radiation source (s).
  • the side facing the substrate is substantially closed by a protective pane permeable to the processing radiation, in particular by a wavelength-selective reflection and / or absorption.
  • the protective glass, the protective screen has a low reflection and absorption coefficient in the UV range and a much higher reflection and / or absorption coefficient in the IR range.
  • other types of wavelength selectivity may be of practical importance and may be realized (by means known per se).
  • Fig. 1 and 2 show a UV irradiation device 100 for use in a printing machine for curing inks in two perspective views, in Fig. 1 in the operating state and in Fig. 2 in a maintenance position.
  • the irradiation device 100 has a housing 101 in the basic form of a square prism with bevelled corners.
  • a cooling air passage 103 extending over the entire width of the irradiation device 100 is provided.
  • the UV irradiation device is delimited by a UV-permeable protective screen 105, which occupies substantially the entire underside of the housing.
  • the housing 101 comprises two hinged side walls 107 and 109, which extend as well as the protective plate 105 over the entire housing length.
  • the front side, the housing 101 is closed by top plates 111, of which only the rear is shown.
  • the irradiation device 100 has two type-like, elongated tubular UV radiators 113, 115 which extend in the longitudinal direction of the irradiation device, parallel to the housing walls.
  • the UV lamps 113, 115 are in the region of the top plates 111 suitably supported and contacted, which, however, in the schematic diagrams of the Fig. 1 and 2 not shown.
  • Both ultraviolet radiators 113, 115 are associated with the same shape auxiliary or primary reflectors 117, 119, the emitters to significantly more than 180 ° and their radiators facing (not separately designated) reflector surface is substantially trough-shaped.
  • the auxiliary reflectors 117, 119 are hinged over a lying in the upper region of the housing 111 axis of rotation in a similar manner as the housing side walls 107, 109, so that the associated UV lamp is freely accessible from the housing side and easy can be exchanged.
  • each assigned radiation source 113 or 115 each of the auxiliary reflectors each have a cooling fluid channel 117a, 117b and 119a, 119b for passing cooling water, with the registered by the radiation sources 113, 115 in the auxiliary reflectors heat can be derived.
  • the auxiliary reflectors 117, 119 are formed in the illustrated embodiment as an aluminum extruded profile.
  • this extruded profile 121 is mounted, which also has two cooling fluid channels 121a, 121b and whose function will be explained below. While the top of this extruded profile 121, according to the shape of the lower boundary of the cooling air duct, is flat, its underside is circular-shaped in cross section in a concave shape.
  • a rotatable reflector 125 Centered between the UV lamps 113, 115 is provided on a rotation axis 123, a rotatable reflector 125 in the basic form of an equilateral triangular prism with concave side walls.
  • This rotatable reflector 125 reflects in the in Fig. 1 shown position the directly incident as well as the deflected via the auxiliary reflectors 117, 119 radiation of the UV lamps 113, 115 to the underside of the irradiation device 100, thus through the protective plate 105 therethrough on a underneath (not shown) workpiece or substrate.
  • a rotatable reflector 125 reflects in the in Fig. 1 shown position the directly incident as well as the deflected via the auxiliary reflectors 117, 119 radiation of the UV lamps 113, 115 to the underside of the irradiation device 100, thus through the protective plate 105 therethrough on a underneath (not shown) workpiece or substrate.
  • the shape of the auxiliary reflectors 117, 119 is determined such that the rotatable reflector 125 can rotate freely between them and at the same time they largely prevent the direct impingement of radiation of the radiation sources 113, 115 on the workpiece.
  • the rotatable reflector 125 is an aluminum extrusion.
  • a pronounced wavelength-selective (dichroism) of the auxiliary reflectors and the rotatable reflector can - in a conventional manner - be achieved by coating the reflective surfaces or inserting suitable dichroic surface elements.
  • the described arrangement of UV lamps, primary or auxiliary reflectors and the controllable reflector ensure that the majority of the radiation emitted by the radiation sources 113, 115 in addition to the required UV radiation IR radiation first falls on the cooled surfaces of the auxiliary reflectors and is absorbed there and can be derived.
  • an internal for example, to be realized via a hollow axis of rotation 123
  • cooling of the rotatable Reflector 125 can also be derived in this by the IR radiation registered heat.
  • active air cooling is also provided in the lower part of the housing of the irradiation device.
  • FIGS. 3 to 5 show in schematic cross-sectional representations on the one hand the operating state ( Fig. 3 ) and the partially opened state for maintenance ( Fig. 5 ) of this modified UV irradiation device 300. In addition, however, they show (in Fig. 4 ) a shutdown state in which the radiation sources are operated with reduced power, but are not completely switched off and in which therefore an exposure of the workpiece with the remaining radiation power to be prevented.
  • the basic structure of the irradiation device 300 is similar to that of the irradiation device 100 Fig. 1 and 2 so that general notes from the above description will not be repeated here.
  • the designation of essential device parts with reference numbers is adapted to that in the first embodiment.
  • the lower boundary of the cooling air passage 303 is not flat but convex, and instead of a one-piece absorber element, there are provided two radiation absorbers 321 and 322, each having a single cooling fluid channel 321a or 322a.
  • the auxiliary reflectors are here made in two parts and each comprise an upper and lower auxiliary reflector 317, 318 and 319, 320 in association with the UV lamps 323 and 325.
  • Each of the auxiliary reflectors 317 to 320 here has a single cooling fluid channel 317a to 320a.
  • the two-part embodiment of the radiation absorber facilitates in this embodiment, an integrated cooling air flow within the entire housing the irradiation device, possibly in combination of the so-called Blas Kunststoff- and Saug Kunststoff principle, ie the effect of air exchange by supplying air under pressure or air suction.
  • the distance between the radiation absorbers 321 and 322 acts as a cooling air connection channel 308.
  • lateral air ducts 304, 306 serve for the passage of cooling air on the side walls of the housing 301 and thus for additional heat dissipation from the auxiliary reflectors and directly from the radiation sources.
  • Fig. 5 only a part of the components or areas of the irradiation device 300 are designated by reference numerals, and in addition to Fig. 3 and 4 schematically shows a contact holder 316 of the radiator 315 and inside the rotary reflector 325 three cooling fluid channels 326 shown.
  • FIGS. 6A and 6B show in the form of schematic diagrams as a special embodiment of the above-mentioned rotatable reflector a segmented rotatable reflector 25 on a rotation axis 23.
  • This reflector 25 has three longitudinally juxtaposed sections 25.1, 25.2 and 25.3 with the same cross-sectional shape, of which the middle part 25.2 separated from the front and rear part 25.1 and 25.3 (which are rotatably connected to each other) is rotatable.
  • FIGS. 3 to 5 show in the FIGS. 3 to 5 averaged representation - operating position, shut-off position and maintenance position - in cross-section as a further embodiment, a UV irradiation device 700.
  • the name with reference numerals to the name of the first and second embodiment is based, and it will be mainly deviations from the previously described Examples explained.
  • the rotatable central reflector 725 has a support member 725.1 and a plugged onto this, also approximately V-shaped reflector surface 725.2.
  • the auxiliary reflectors 717, 718, 719 and 720 each have a support member (see below) and a reflector surface 717.2, 718.2, 719.2 and 720.2 inserted therein.
  • auxiliary reflectors 718 and 720 are independent components with their own support element 718.1 and 720.1 respectively
  • the upper auxiliary reflectors 717 and 719 are in the central region of the irradiation device connected to each other by a bridge, which also forms the lower boundary of the cooling air channel 703.
  • no separate radiation absorber element is provided here, but the middle sections of the auxiliary reflectors and the aforementioned bridge (not separately designated) act as radiation absorbers. For this reason, these sections also have no reflector coating.
  • the central rotatable reflector 725 here has a central cooling water channel 725a, and the internal liquid cooling of the auxiliary reflectors is designed analogously thereto and as in the second embodiment. Cooling air may be forced into the housing 701 via the lateral cooling channels 704, 706 and then sweeps upward through the gap between the upper and lower auxiliary reflectors and between the UV lamps 713, 715 and the rotatable reflector 725 to pass through (FIG. not shown) openings finally into the large-volume central cooling air channel 703 to arrive and finally leave this in the strongly heated state, the irradiation unit.
  • the optional protective screen makes sense to direct part of the cooling air flow from the lateral channels 704, 706 laterally from the lower auxiliary reflectors 718, 720 to the inside of the protective screen in order to cool them as well.
  • Fig. 9 how out Fig. 9 (where again a series of reference numbers is omitted, which is not necessary for the explanation of the function) is visible, to replace one of the UV lamps 713, 715 first the adjacent side wall of the housing 701 (in Fig. 9 the left side wall 707) folded up and then the respective lower auxiliary reflector (in Fig. 9 the left auxiliary reflector 718) pivoted downward so that the associated radiation source is sufficiently accessible.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie Verwendungen einer solchen.The invention relates to an irradiation device according to the preamble of claim 1 and uses of such.

Bestrahlungseinrichtungen dieser Art oder eines ähnlichen Typs sind aus dem Stand der Technik bekannt.Irradiation devices of this type or of a similar type are known from the prior art.

So lehrt US 4,019,062 eine technische UV-Bestrahlungseinheit mit Kurzbogen-UV-Lampen, diesen jeweils benachbarten paraboloidischen Reflektoren und einem drehbaren konkav-sphärischen Reflektor, der die UV-Strahlung auf einen voreinstellbaren Bereich eines zu behandelnden Substrates fokussiert.So teaches US 4,019,062 a technical UV irradiation unit with short arc UV lamps, these each adjacent paraboloidal reflectors and a rotatable concave-spherical reflector, which focuses the UV radiation on a presettable area of a substrate to be treated.

Aus US 4,644,899 ist eine Vorrichtung zur UV-Polymerisation von Beschichtungsmaterialien bekannt, die einen teildurchlässigen, drehbaren Spiegel aufweist, welcher IR-Strahlungsanteile des eingesetzten UV-Strahlers hindurch und auf eine Kühleinrichtung treffen lässt, während die bearbeitungs-wirksamen UV-Anteile reflektiert und auf die Oberfläche eines unter der Bestrahlungseinrichtung hindurchlaufenden Substrates gelenkt werden.Out US 4,644,899 a device for the UV polymerization of coating materials is known, which has a partially transparent, rotatable mirror, which makes IR radiation components of the UV emitter inserted and hit a cooling device, while the processing-effective UV components reflected and on the surface of a be directed under the irradiation device passing substrate.

Eine ähnliche Bestrahlungseinrichtung ist auch in der US 4,864,145 im Detail beschrieben.A similar irradiation device is also in the US 4,864,145 described in detail.

Die DE 102 43 577 A1 zeigt und beschreibt ebenfalls eine ähnliche UV-Bestrählungseinrichtung, bei der eine Verstellung des steuerbaren Reflektors in eine zur Strahlenaufsatzfläche des der Strahlungsquelle unmittelbar zugeordneten (insbesondere parabolischen) Reflektors parallele oder senkrechte Abschalt-Stellung vorgesehen ist.The DE 102 43 577 A1 also shows and describes a similar UV irradiation device, in which an adjustment of the controllable reflector is provided in a parallel or vertical shut-off position to the beam attachment surface of the (directly parabolic) directly associated with the radiation source.

Aus der DE 103 33 664 A1 ist eine Vorrichtung zum Härten von Substanzen auf einem Substrat bekannt, die ebenfalls wesentliche Merkmale einer derartigen Bestrahlungseinrichtung aufweist und bei der insbesondere Reflektoren vorgesehen sind, deren der UV-Strahlungsquelle zugewandte Oberfläche andere optische Eigenschaften aufweist als die einem Trägerkörper zugewandte Oberfläche. Die Tragkonstruktion des Gehäuses ist bevorzugt aus einem Aluminium-Strangpressprofil gebildet, und die Reflektoren sind insbesondere auf einen aktiv gekühlten Trägerkörper aufgeschraubt.From the DE 103 33 664 A1 a device for curing substances on a substrate is known, which also has essential features of such an irradiation device and in particular provided reflectors are whose UV radiation source facing surface has different optical properties than the surface facing a carrier body. The support structure of the housing is preferably formed from an aluminum extruded profile, and the reflectors are in particular screwed onto an actively cooled support body.

Diese bekannten Bestrahlungseinrichtungen schöpfen das Potential des zugrundeliegenden Funktionsprinzips nicht vollständig aus.These known irradiation devices do not fully exploit the potential of the underlying principle of operation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe der Bereitstellung einer verbesserten, insbesondere schnell und wirksam steuerbaren und eine hohe Lebensdauer aufweisenden Bestrahlungseinrichtung der gattungsgemäßen Art zugrunde, die zudem rationell und kostengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of providing an improved, in particular quickly and effectively controllable and high durability having irradiation device of the generic type, which is also rational and inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird in relativ unabhängigen Ausprägungen des Erfindungsgedankens durch Bestrahlungseinrichtungen mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 10, 19 und 23 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens in seinen verschiedenen selbständigen Ausprägungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved in relatively independent embodiments of the inventive concept by irradiation devices having the features of claims 1, 10, 19 and 23. Advantageous further developments of the inventive idea in its various independent forms are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist die vorgeschlagene Bestrahlungseinrichtung zwei - vorzugsweise gleichartige - Strahlungsquellen auf, deren bearbeitungswirksame Strahlung durch einen gemeinsamen, zentralen steuerbaren Reflektor im Betriebszustand auf das zu beaufschlagende Substrat gelenkt wird, während der gleiche Reflektor in einer Abschalt-Stellung die Strahlung beider Strahlungsquellen vom Substrat fern hält. Die vorgeschlagene Lösung bietet gegenüber bekannten Bestrahlungseinrichtungen eine wesentlich vergrößerte Flexibilität in der Anpassung auf spezifische Leistungen von ca. 15 W/cm bis zu etwa 240 W/cm. Bei Einsatz einer geeigneten Reflektorgeometrie ergibt sich für viele Bearbeitungszwecke durch das Zusammenwirken zweier Strahlungsquellen ein optimales Verhältnis zwischen Intensität und Energieverteilung auf dem zu bearbeitenden (insbesondere zu vernetzenden bzw. zu härtenden) Substrat. Das Strahlungsprofil kann in einfacher Weise durch die Geometrie des steuerbaren Reflektors (Umlenkspiegels) in einem Weitenbereich verändert werden, ohne dass andere Komponenten der Bestrahlungseinrichtung notwendigerweise ebenfalls verändert werden müssten.According to a first aspect of the invention, the proposed irradiation device on two - preferably similar - radiation sources whose processing effective radiation is directed by a common, central controllable reflector in the operating state on the substrate to be acted, while the same reflector in a shutdown position, the radiation of both Keeps radiation sources away from the substrate. The proposed solution offers, compared to known irradiation devices, a substantially increased flexibility in adapting to specific powers of about 15 W / cm up to about 240 W / cm. When using a suitable reflector geometry results for many processing purposes by the interaction of two radiation sources, an optimal ratio between intensity and energy distribution on the substrate to be processed (in particular to be crosslinked or cured). The radiation profile can in a simple manner by the geometry of the controllable reflector (deflecting mirror) in a Wide range can be changed without that other components of the irradiation device would necessarily have to be changed as well.

Die Nutzung des steuerbaren Reflektors als Verschluss (Shutter) ermöglicht, zusammen mit der im Abschaltfall üblichen Reduzierung der Strahlerleistung der Strahlungsquellen, einen zeitlich praktisch unbegrenzten Standby-Betrieb.The use of the controllable reflector as a shutter (shutter), together with the customary in the case of shutdown reduction of the radiation power of the radiation sources, a temporally virtually unlimited standby operation.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlungsquellen, der steuerbare Reflektor und das Gehäuse profilartig langgestreckt ausgebildet sind. Des weiteren ist vorgesehen, dass der steuerbare Reflektor und/oder die Hilfsreflektoren und/oder die Endreflektorabschnitte eine gekrümmte Reflektorfläche haben. Es versteht sich, dass mit einer geeigneten Krümmung, speziell vom teil-parabolischen oder teil-elliptischen Typ, ein im wesentlichen linienförmiger Strahler in günstiger Weise auf ein großflächiges Werkstück abgebildet werden kann.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the radiation sources, the controllable reflector and the housing are formed like an elongated profile. Furthermore, it is provided that the controllable reflector and / or the auxiliary reflectors and / or the end reflector sections have a curved reflector surface. It is understood that with a suitable curvature, especially of the partially parabolic or partially elliptical type, a substantially linear radiator can be mapped in a favorable manner to a large-area workpiece.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass genau zwei Strahlungsquellen gleichen Typs beidseits eines spiegelsymmetrisch ausgeführten steuerbaren Reflektors angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist das auf dem Substrat erzeugte Strahlungsfeld besonders leicht vorbestimmbar. Bei separater Ansteuerbarkeit der beiden Strahlungsquellen ergibt sich in Einsatzfällen, bei denen nur die Leistung eines Strahlers benötigt wird, eine verdoppelte Produktionseinsatzzeit der Bestrahlungseinrichtung.In a preferred embodiment of the invention it is further provided that exactly two radiation sources of the same type are arranged on both sides of a mirror-symmetrically designed controllable reflector. In this embodiment, the radiation field generated on the substrate is particularly easy to predetermine. With separate controllability of the two radiation sources results in applications where only the power of a radiator is required, a doubled production use time of the irradiation device.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der steuerbare Reflektor zwischen der ersten und zweiten Stellung drehbar ist und die Antriebseinrichtung einen, insbesondere elektromotorischen oder pneumatischen, Drehsteller aufweist. Diese Ausführung baut besonders kompakt, was von besonderem Vorteil bei Anwendungen mit geringem verfügbarem Bauraum ist - etwa bei Druckmaschinen.In another preferred embodiment of the invention it is provided that the controllable reflector between the first and second position is rotatable and the drive means comprises a, in particular electromotive or pneumatic, turntable. This design is particularly compact, which is of particular advantage in applications with little available space - such as in printing presses.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Winkelbereich um die Strahlungsquellen, der nicht von Reflektorflächen des steuerbaren Reflektors eingenommen ist, je mindestens ein langgestreckter, insbesondere wellenselektiver, Hilfsreflektor angeordnet ist, welcher Bearbeitungsstrahlung im wesentlichen zum steuerbaren Reflektor hin lenkt. Werden diese Hilfsreflektoren in der Weise wellenlängenselektiv ausgeführt, dass ihr Reflexionsvermögen für die eigentliche Bearbeitungsstrahlung höher ist als dasjenige für nicht dem Bearbeitungszweck dienende Strahlungsanteile, insbesondere unerwünschte Wärmestrahlung, kann die thermische Belastung eines empfindlichen Substrats weiter reduziert werden. Auch eine nicht wellenlängenselektive Ausführung kann aber bereits aus Gründen der optimalen Energieausnutzung der erzeugten Strahlung erheblich vorteilhaft sein.In a further embodiment of the invention it is provided that in the angular range around the radiation sources, not by reflector surfaces of the controllable Reflector is taken, depending at least one elongated, in particular wave-selective, auxiliary reflector is arranged, which directs processing radiation substantially to the controllable reflector out. If these auxiliary reflectors are wavelength-selective in such a way that their reflectivity for the actual processing radiation is higher than that for non-processing radiation components, in particular unwanted heat radiation, the thermal load of a sensitive substrate can be further reduced. However, a non-wavelength-selective design can also be considerably advantageous already for reasons of optimal energy utilization of the generated radiation.

In einer energetisch besonders effizienten und zudem wartungsfreundlichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in den Raumbereichen oberhalb und unterhalb der ersten bzw. zweiten Strahlungsquelle je ein oberer und unterer Hilfs-reflektor vorgesehen ist, die im Querschnitt insbesondere eine ungleichschenklige annähernde U-Form aufweisen.In an energetically particularly efficient and also maintenance-friendly embodiment of the invention, provision is made for an upper and lower auxiliary reflector to be provided in each of the spatial regions above and below the first or second radiation source, which in particular have a non-asymous approximate U-shape in cross-section.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass den Enden jeder Strahlungsquelle ein Endreflektorabschnitt zugeordnet ist. Hierdurch wird einerseits eine optimierte Geometrie des auf dem Substrat erzeugten Strahlungsfeldes speziell in den Strahlungsquellen-Endbereichen und zum anderen eine höhere Energieeffizienz erreicht.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the ends of each radiation source is associated with a Endreflektorabschnitt. As a result, on the one hand, an optimized geometry of the radiation field generated on the substrate, especially in the radiation source end regions, and, on the other hand, a higher energy efficiency are achieved.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der steuerbare Reflektor und/oder die Hilfsreflektoren und/oder die Endreflektorabschnitte jeweils mindestens einen Kühlmittelkanal zum Hindurchleiten eines Kühlfluids aufweisen. Bei den meisten großtechnischen Anwendungen werden Strahlungsquellen mit einer solch hohen Leistung eingesetzt, dass schon aus Lebensdauergründen eine aktive Kühlung der am stärksten mit Strahlung beaufschlagten Vorrichtungskomponenten erforderlich ist. Für viele Fälle ist hierbei eine Flüssigkeitskühlung erforderlich, so dass die Kühlmittelkanäle für ein flüssiges Kühlmittel zu dimensionieren und die Anschlüsse entsprechend auszuführen sind.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the controllable reflector and / or the auxiliary reflectors and / or the Endreflektorabschnitte each have at least one coolant channel for passing a cooling fluid. Radiation sources of such high power are used in most large-scale industrial applications that active cooling of the most heavily irradiated device components is required for life reasons. In many cases, liquid cooling is required in this case, so that the coolant channels for a liquid coolant must be dimensioned and the connections made accordingly.

Gemäß einem zweiten relativ selbständigen Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der steuerbare Reflektor mindestens eine lösbar in eine Tragstruktur eingefügte Reflektorfläche aufweist. Dies ermöglicht es in einfacher Weise, für verschiedene konkrete geometrische Konfigurationen einige wenige Typen von Tragelementen zu verwenden und gleichwohl durch Einsatz verschieden geformter Reflektorflächen, viele Applikationen abzudecken.According to a second relatively independent aspect of the invention, it is proposed that the controllable reflector has at least one reflector surface which is detachably inserted into a support structure. This makes it possible in a simple manner to use a few types of support elements for various concrete geometric configurations and nevertheless to cover many applications by using differently shaped reflector surfaces.

In einer ersten zweckmäßigen Fortbildung dieses Aspektes der Erfindung ist vorgesehen, dass der oder jeder Strahlungsquelle ortsfest ein Hilfsreflektor zugeordnet ist, welcher ebenfalls mindestens eine lösbar eingefügte Reflektorfläche aufweist, die Bearbeitungsstrahlung im wesentlichen zum steuerbaren Reflektor hin lenkt. Die Kombination von steuerbarem Reflektor und Hilfsreflektor(en) mit gleichermaßen variabel wählbaren Reflektorflächen bietet eine besonders hohe Variabilität in der Realisierung gewünschter Strahlungsdichteverteilungen und sonstiger Bestrahlungsparameter.In a first expedient development of this aspect of the invention, it is provided that the or each radiation source is fixedly assigned an auxiliary reflector, which likewise has at least one releasably inserted reflector surface, which directs the processing radiation substantially to the controllable reflector. The combination of controllable reflector and auxiliary reflector (s) with equally variably selectable reflector surfaces offers a particularly high variability in the realization of desired radiation density distributions and other irradiation parameters.

In zweckmäßigen Ausführungen sind die separat gefertigten und in Tragelemente eingefügten Reflektorflächen Metallbleche mit durch Formgebung festgelegter und/oder sich im eingefügten Zustand einstellender Krümmungsgestalt und wahlweise geeigneten (ggf. unterschiedlichen) Beschichtungen der Vorder- und/oder Rückseite. Alternativ können beispielsweise Glas-Reflektoren mit reflektierender und insbesondere selektiv reflektierender bzw. dichroitischer Beschichtung zum Einsatz kommen.In expedient embodiments, the separately manufactured and inserted in support elements reflector surfaces are metal sheets with defined by shaping and / or adjusting in the inserted state curvature shape and optionally suitable (possibly different) coatings of the front and / or back. Alternatively, for example, glass reflectors with reflective and in particular selectively reflective or dichroic coating can be used.

In einer weiteren zweckmäßigen Fortbildung ist vorgesehen, dass das oder jedes Tragelement als Strangpress- oder Stranggussprofil ausgebildet ist, und insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. In einer weiteren zweckmäßigen Fortbildung ist vorgesehen, dass die oder jede Reflektorfläche durch eine Rast- oder Schnappverbindung im jeweiligen Tragelement gehalten ist.In a further expedient development it is provided that the or each support element is formed as extruded or extruded profile, and in particular consists of aluminum or an aluminum alloy. In a further expedient development it is provided that the or each reflector surface is held by a latching or snap connection in the respective support element.

Eine bevorzugte Ausgestaltung beider o.g. Erfindungsgedanken sieht vor, dass der steuerbare Reflektor in Längsrichtung unterteilt ist, wobei mindestens ein erstes und zweites Teil unabhängig voneinander bewegbar sind derart, dass im Betrieb der Vorrichtung wahlweise nur eines hiervon in der ersten, das andere aber in der zweiten Stellung ist. Dies ermöglicht in äußerst einfacher und effizienter Weise eine sogenannte "Formatabschaltung" in Druckmaschinen, in denen Bedruckstoffe verschiedener Breiten bedruckt werden. Eine solche Anpassung hat den Vorteil, dass durch die Bestrahlungseinrichtung nur im wirklich benötigten Umfang Strahlung in die Bearbeitungsanlage (z.B. Druckmaschine) eingetragen und eine unnötige Erwärmung von nicht mit einem Werkstück bedeckten Maschinenabschnitten vermieden wird.A preferred embodiment of both above-mentioned concept of the invention provides that the controllable reflector is subdivided in the longitudinal direction, wherein at least a first and second part are movable independently of each other such that in operation of the device selectively only one of them in the first, but the other is in the second position. This allows in a very simple and efficient way, a so-called "format shutdown" in printing presses in which substrates of different widths are printed. Such an adaptation has the advantage that radiation is introduced into the processing installation (eg printing press) only to the extent actually required by the irradiation device and unnecessary heating of machine sections not covered by a workpiece is avoided.

In einer ersten Variante ist diese Ausführung so ausgestaltet, dass zwischen dem ersten und zweiten Teil des steuerbaren Reflektors ein bewegungsrichtungsabhängig wirkender Mitnehmer vorgesehen ist, der das zweite Teil nur in einer Bewegungsrichtung mit dem ersten Teil mitnimmt, in einer anderen Bewegungsrichtung aber nicht mitnimmt. Hierbei sind insbesondere das erste und zweite Teil auf einer gemeinsamen Achse drehbar und der Mitnehmer wirkt drehsinn-abhängig.In a first variant, this embodiment is designed such that between the first and second part of the controllable reflector, a movement direction-dependent driver is provided, which carries the second part only in one direction of movement with the first part, but does not take along in another direction of movement. In this case, in particular, the first and second part are rotatable on a common axis and the driver acts rotationally dependent.

In einer anderen Variante ist diese Fortbildung so ausgestaltet, dass das erste und zweite Teil auf einer gemeinsamen Hohlwelle gelagert und über diese bzw. ein darin aufgenommenes separates Kraftübertragungselement getrennt antreibbar sind.In another variant, this training is designed so that the first and second part mounted on a common hollow shaft and are separately driven via this or a separate power transmission element received therein.

Gemäß einem weiteren relativ unabhängigen Erfindungsaspekt ist der oder jeder Strahlungsquelle mindestens ein in eine Wartungsstellung klapp- oder verschiebbare Hilfsreflektor zugeordnet. Dieser kann insbesondere zugleich ein Gehäuseteil bilden - das ist im Sinne dieser Variante aber nicht zwingend erforderlich. In jedem Fall wird durch Abklappen oder Verschieben des Hilfsreflektors die jeweilige Strahlungsquelle zugänglich und kann problemlos ausgetauscht oder ggf. auch gereinigt werden.According to a further relatively independent aspect of the invention, the or each radiation source is assigned at least one auxiliary reflector which can be folded or displaced into a maintenance position. This can in particular at the same time form a housing part - this is not absolutely necessary in the sense of this variant. In any case, by folding or moving the auxiliary reflector, the respective radiation source accessible and can be easily replaced or possibly even cleaned.

Eine erste bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Hilfsreflektor so gestaltet und gelagert ist, dass durch das Abklappen oder Verschieben desselben die Strahlungsquelle in zum Auswechseln derselben hinreichendem Maße zugänglich wird. In einer hierzu alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass der oder jeder Strahlungsquelle zwei jeweils zugleich ein Gehäuseteil bildende, klapp- oder verschiebbare Hilfsreflektoren zugeordnet und diese derart gestaltet und gelagert sind, dass durch das Abklappen derselben die Strahlungsquelle in zum Auswechseln derselben hinreichendem Maße zugänglich wird.A first preferred embodiment provides that the auxiliary reflector is designed and mounted so that by folding or moving it the radiation source is sufficiently accessible in the exchange of the same. In an alternative embodiment, it is provided that the or each radiation source associated with each two at the same time a housing part, hinged or sliding auxiliary reflectors and these are designed and stored in such a way that by folding down the same source of radiation is available for replacing the same extent sufficient.

Beiden Ausführungen ist gemeinsam, dass zweckmäßigerweise der oder jeder klapp- bzw. verschiebbare Hilfsreflektor durch eine Rast- bzw. Schnappverbindung an einem ortsfesten Gehäuseteil in Betriebsstellung gehalten ist.Common to both versions is that expediently the or each folding or sliding auxiliary reflector is held by a latching or snap connection to a stationary housing part in the operating position.

Eine weitere relativ unabhängige Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass in jener Abstrahlrichtung des steuerbaren Reflektors, in der die Bearbeitungsstrahlung vom Substrat weggelenkt wird, ein aktiv gekühlter Strahlungsabsorber angeordnet ist. Mit dieser Anordnung wird vermieden, dass die auch im Abschaltfall zwar in der Intensität reduzierte, aber noch eine erhebliche Intensität aufweisende Strahlung aus der entsprechenden Anlage ohne weiteres abgestrahlt wird - was schon unter Arbeitsschutz-Gesichtspunkten, aber auch wegen möglicher thermischer Schädigungen benachbarter Anlagenteile bedenklich ist.Another relatively independent embodiment of the invention provides that an actively cooled radiation absorber is arranged in that emission direction of the controllable reflector, in which the processing radiation is deflected away from the substrate. With this arrangement it is avoided that even in the shutdown case, although reduced in intensity, but still having a considerable intensity radiation from the corresponding system is readily emitted - which is questionable from a health and safety point of view, but also because of possible thermal damage to adjacent equipment parts ,

Hierbei weist insbesondere der Strahlungsabsorber einen Kühlfluidkanal auf, dessen dem steuerbaren Reflektor zugewandte Oberfläche ein hohes Absorptionsvermögen für die Strahlung der Strahlungsquelle(n) aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Kühlfluidkanal des Strahlungsabsorbers als Kühlluftkanal ausgeführt und dimensioniert ist.In this case, the radiation absorber in particular has a cooling fluid channel whose surface facing the controllable reflector has a high absorption capacity for the radiation of the radiation source (s). In particular, it is provided that the cooling fluid channel of the radiation absorber is designed and dimensioned as a cooling air channel.

In einer zweckmäßigen konstruktiven Ausführung ist der Kühlfluidkanal (mit entsprechend stabiler Wandung) derart ausgestaltet, dass er den mechanischen Träger der gesamten Bestrahlungseinrichtung bildet. Dann ist insbesondere mindestens ein Teil der Hilfsreflektoren klapp- oder verschiebbar daran montiert, und auch die Halterung und Kontaktierung der Strahlungsquellen ist dann im Bereich des Kühlfluidkanals angebracht. Zudem kann der Kühlfluidkanal, speziell in seiner Ausbildung als Luftkanal, den Antrieb des steuerbaren Reflektors samt elektronischer Ansteuerung, elektrischer Versorgungsleitungen und Mess- bzw. Überwachungsorgane sowie deren Signalleitungen aufnehmen.In an expedient structural embodiment, the cooling fluid channel (with a correspondingly stable wall) is designed such that it forms the mechanical support of the entire irradiation device. Then, in particular at least a part of the auxiliary reflectors is hinged or slidably mounted thereto, and also the support and contacting of the radiation sources is then mounted in the region of the cooling fluid channel. In addition, the cooling fluid channel, especially in its design as an air duct, the drive of the controllable reflector including electronic control, electrical supply lines and measuring or monitoring bodies and record their signal lines.

Zur Realisierung der erwähnten Trag- und Versorgungskanalfunktion ist an den Enden des Absorbersystems jeweils eine konstruktiv aufwendig gestaltete Abschluss- bzw. Kopfplatte vorgesehen, die die mechanische Verbindung der Komponenten miteinander, die Verbindung der einzelnen Kühlfluidkanäle, die Drehpunkte für schwenk- bzw. klappbare Komponenten und die Aufnahme und Kontaktierung der Strahlungsquellen realisiert.To realize the above-mentioned support and supply channel function each a structurally elaborate closure or top plate is provided at the ends of the absorber system, the connection of the individual cooling fluid channels, the pivot points for pivoting or folding components and the mechanical connection of the components realized the recording and contacting of the radiation sources.

An der Außenseite dieser Abschlussplatten sind Adapter für eine mechanische Befestigung der Bestrahlungseinrichtung in einer Gesamtanlage sowie die erforderlichen Ver- und Entsorgungs-Verbindungen (Luft, ggf. Wasser, Hochspannung, Abluft, Steuer- und Überwachungsleitungen) angebracht. Auch zumindest ein Teil der Hilfsreflektoren bzw. -absorber ist in einer zweckmäßigen konstruktiven Ausführung drehbar zwischen den Kopfplatten gelagert. Über das Drehgelenk wird hierbei gleichzeitig eine Kühlwasserzufuhr realisiert.On the outside of these end plates adapter for a mechanical attachment of the irradiation device in an overall system and the necessary supply and disposal connections (air, possibly water, high voltage, exhaust air, control and monitoring lines) are appropriate. Also, at least a portion of the auxiliary reflectors or absorbers is rotatably mounted between the top plates in an appropriate structural design. At the same time a cooling water supply is realized via the rotary joint.

Die nachfolgend erwähnten Ausgestaltungen sind in mehr oder weniger vorteilhafter Weise bei allen oben erläuterten Ausprägungsformen der Erfindung einsetzbar:The embodiments mentioned below can be used in a more or less advantageous manner in all the embodiments of the invention explained above:

Insbesondere ist die oder jede Strahlungsquelle ein Mittel- oder Hochdruck-UV-Strahler. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der wellenlängenselektive steuerbare Reflektor und/oder Hilfsreflektor einen hohen Reflexionskoeffizienten im UV-Bereich und einen wesentlich niedrigeren Reflexionskoeffizienten im IR-Bereich hat. Grundsätzlich sind - für spezielle Anwendungen - auch andere Arten von Wellenlängenselektivität potentiell bedeutsam, unter dem oben erörterten Aspekt einer möglichst weitgehenden Fernhaltung von Wärmestrahlung bei vielen Anwendungen von UV-Trocknungs-/Vernetzungsprozessen hat aber diese UV-/IR-Selektivität besondere Bedeutung. In an sich bekannter Weise ist sie durch Beschichtung der Reflektoroberfläche(n) mit einer dichroitischen Schicht realisierbar.In particular, the or each radiation source is a medium or high pressure UV emitter. In this case, it is preferably provided that the wavelength-selective controllable reflector and / or auxiliary reflector has a high reflection coefficient in the UV range and a significantly lower reflection coefficient in the IR range. In principle, other types of wavelength selectivity are also potentially important for specific applications, but under the aspect discussed above of minimizing heat radiation in many applications of UV drying / crosslinking processes, this UV / IR selectivity is of particular importance. In a manner known per se, it can be realized by coating the reflector surface (s) with a dichroic layer.

In Verbindung mit dem weiter oben erwähnten Aspekt des Aufbaus wenigstens eines Teiles der Reflektoren aus einem Tragelement und in diese (insbesondere lösbar) eingefügten Reflektorflächen ergibt sich eine Ausführung, bei der die der Strahlungsquelle abgewandte und dem Tragelement zuwandte Oberfläche mindestens eines Teiles der Reflektorflächen ein hohes IR-Emissionsvermögen aufweist und/oder in gutem Wärmeleitkontakt mit dem Tragelement steht derart, dass ein wesentlicher Teil auftreffender IR-Strahlungsanteile in das jeweilige Reflektorinnere abgeführt wird.In connection with the above-mentioned aspect of the construction of at least a part of the reflectors from a support element and in this (in particular releasably) inserted reflector surfaces results in an embodiment in which the Radiation source and facing away from the support surface surface of at least a portion of the reflector surfaces has a high IR emissivity and / or in good Wärmeleitkontakt with the support member is such that a substantial portion of incident IR radiation components is dissipated in the respective reflector interior.

Im Interesse einer langen Lebensdauer der kostspieligen Strahler ist des weiteren bevorzugt, dass die oder jede Strahlungsquelle durch in das Gehäuse eingeblasene und/oder aus dem Gehäuse abgesaugte Kühlluft zwangsgekühlt ist. In Verbindung mit der weiter oben angesprochenen Strahlungsabsorber-Konstruktion mit Kühlluftkanal ist vorgesehen, dass der Kühlluftkanal des Strahlungsabsorbers Öffnungen zum Luftaustausch mit dem die Strahlungsquelle(n) umgebenden Raum aufweist.In the interest of a long life of the costly radiator is further preferred that the or each radiation source is forcibly cooled by blown into the housing and / or extracted from the housing cooling air. In connection with the above-mentioned radiation absorber construction with cooling air duct, it is provided that the cooling air duct of the radiation absorber has openings for exchanging air with the space surrounding the radiation source (s).

Eine weitere Fortbildung der erwähnten Erfindungsgedanken sieht vor, dass die dem Substrat zugewandte Seite durch eine für die Bearbeitungsstrahlung durchlässige, insbesondere wellenlängenselektiv reflektierende und/oder absorbierende Schutzscheibe im wesentlichen verschlossen ist. Insbesondere hat hierbei die Schutzscheibe die Schutzscheibe einen niedrigen Reflexions- und Absorptionskoeffizienten im UV-Bereich und einen wesentlich höheren Reflexions- und/oder Absorptionskoeffizienten im IR-Bereich hat. Auch hier sind andere Arten von Wellenlängenselektivität ggf. von praktischer Bedeutung und (mit an sich bekannten Mitteln) realisierbar. Es ist aber speziell für sogenannte inertisierte Systeme auch der Einsatz einer nicht-selektiven Schutzscheibe möglich, die dann gleichzeitig zur Trennung zwischen Bestrahlungseinrichtung und Inertkammer dient.A further development of the aforementioned concept of the invention provides that the side facing the substrate is substantially closed by a protective pane permeable to the processing radiation, in particular by a wavelength-selective reflection and / or absorption. In particular, in this case, the protective glass, the protective screen has a low reflection and absorption coefficient in the UV range and a much higher reflection and / or absorption coefficient in the IR range. Again, other types of wavelength selectivity may be of practical importance and may be realized (by means known per se). However, it is also possible, especially for so-called inertized systems, to use a non-selective protective screen, which at the same time serves for the separation between the irradiation device and the inert chamber.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Darstellung einer Bestrahlungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im geschlossenen Zustand (mit abgenommener vorderer Kopfplatte),
Fig. 2
eine perspektivische Darstellung der Bestrahlungseinrichtung aus Fig. 1 im zu Wartungszwecken geöffneten Zustand, aus einem anderen Blickwinkel,
Fig. 3
eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bestrahlungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung im Betriebszustand,
Fig. 4
eine schematische Querschnittsdarstellung der Bestrahlungseinrichtung nach Fig. 3 im Abschalt-Zustand,
Fig. 5
eine schematische Querschnittsdarstellung der Bestrahlungseinrichtung nach Fig. 3 im einseitig geöffneten Zustand zum Wechsel einer Strahlungsquelle,
Fig. 6A und 6B
Prinzipskizzen (in perspektivischer Darstellung) einer bevorzugten Ausführung des steuerbaren Reflektors der Bestrahlungseinrichtung nach Fig. 1 oder Fig. 3,
Fig. 7
eine schematische Querschnittsdarstellung einer Bestrahlungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung im Betriebszustand
Fig. 8
eine schematische Querschnittsdarstellung der Bestrahlungseinrichtung nach Fig. 7 im Abschalt-Zustand und
Fig. 9
eine schematische Querschnittsdarstellung der Bestrahlungseinrichtung nach Fig. 7 im einseitig geöffneten Zustand zum Wechsel einer Strahlungsquelle.
The advantages and expediencies of the invention will become more apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments with reference to FIGS. From these show:
Fig. 1
a perspective view of an irradiation device according to a first embodiment of the invention in the closed state (with removed front head plate),
Fig. 2
a perspective view of the irradiation device Fig. 1 in the opened state for maintenance, from a different angle,
Fig. 3
a schematic cross-sectional view of an irradiation device according to a second embodiment of the invention in the operating state,
Fig. 4
a schematic cross-sectional view of the irradiation device according to Fig. 3 in the shutdown state,
Fig. 5
a schematic cross-sectional view of the irradiation device according to Fig. 3 in one-sided open state for changing a radiation source,
FIGS. 6A and 6B
Schematic diagrams (in perspective view) of a preferred embodiment of the controllable reflector of the irradiation device according to Fig. 1 or Fig. 3 .
Fig. 7
a schematic cross-sectional view of an irradiation device according to a third embodiment of the invention in the operating state
Fig. 8
a schematic cross-sectional view of the irradiation device according to Fig. 7 in the shutdown state and
Fig. 9
a schematic cross-sectional view of the irradiation device according to Fig. 7 in one-sided open state for changing a radiation source.

Fig. 1 und 2 zeigen eine UV-Bestrahlungseinrichtung 100 zum Einsatz in einer Druckmaschine zum Härten von Druckfarben in zwei perspektivischen Darstellungen, und zwar in Fig. 1 im Betriebszustand und in Fig. 2 in einer Wartungsstellung. Fig. 1 and 2 show a UV irradiation device 100 for use in a printing machine for curing inks in two perspective views, in Fig. 1 in the operating state and in Fig. 2 in a maintenance position.

Wie in Fig. 1 gut zu erkennen, hat die Bestrahlungseinrichtung 100 ein Gehäuse 101 in der Grundform eines quadratischen Prismas mit abgeschrägten Ecken.As in Fig. 1 To discern clearly, the irradiation device 100 has a housing 101 in the basic form of a square prism with bevelled corners.

In dem im Betriebszustand oberen Bereich des Gehäuses 101 ist ein sich übe die gesamte Breite der Bestrahlungseinrichtung 100 erstreckender Kühlluftkanal 103 vorgesehen. Zur Unterseite hin wird die UV-Bestrahlungseinrichtung von einer UVdurchlässigen Schutzscheibe 105 begrenzt, die im wesentlichen die gesamte Unterseite des Gehäuses einnimmt. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst das Gehäuse 101 zwei klappbare Seitenwände 107 und 109, die sich ebenso wie die Schutzscheibe 105 über die gesamte Gehäuselänge erstrecken. Stirnseitig ist das Gehäuse 101 durch Kopfplatten 111 abgeschlossen, von denen jeweils nur die hintere dargestellt ist.In the upper portion of the housing 101 in the operating state, a cooling air passage 103 extending over the entire width of the irradiation device 100 is provided. Towards the bottom, the UV irradiation device is delimited by a UV-permeable protective screen 105, which occupies substantially the entire underside of the housing. As in Fig. 2 can be seen, the housing 101 comprises two hinged side walls 107 and 109, which extend as well as the protective plate 105 over the entire housing length. The front side, the housing 101 is closed by top plates 111, of which only the rear is shown.

Als Strahlungsquellen hat die Bestrahlungseinrichtung 100 zwei typgleiche, langgestreckt röhrenförmige UV-Strahler 113, 115, die sich in Längsrichtung der Bestrahlungseinrichtung, parallel zu den Gehäusewandungen, erstrecken. Die UV-Strahler 113, 115 sind im Bereich der Kopfplatten 111 in geeigneter Weise gehaltert und kontaktiert, was jedoch in den Prinzipskizzen der Fig. 1 und 2 nicht dargestellt ist. Beiden UV-Strahlern 113, 115 sind jeweils formgleiche Hilfs- oder Primärreflektoren 117, 119 zugeordnet, die die Strahler zu deutlich mehr als 180° umfassen und deren den Strahlern zugewandte (nicht gesondert bezeichnete) Reflektoroberfläche im wesentlichen trogförmig ist.As irradiation sources, the irradiation device 100 has two type-like, elongated tubular UV radiators 113, 115 which extend in the longitudinal direction of the irradiation device, parallel to the housing walls. The UV lamps 113, 115 are in the region of the top plates 111 suitably supported and contacted, which, however, in the schematic diagrams of the Fig. 1 and 2 not shown. Both ultraviolet radiators 113, 115 are associated with the same shape auxiliary or primary reflectors 117, 119, the emitters to significantly more than 180 ° and their radiators facing (not separately designated) reflector surface is substantially trough-shaped.

Wie in Fig. 2 gut zu erkennen ist, sind die Hilfsreflektoren 117, 119 über eine im oberen Bereich des Gehäuses 111 liegende Drehachse in ähnlicher Weise abklappbar wie die Gehäuse-Seitenwände 107, 109, so dass der zugehörige UV-Strahler von der Gehäuseseite her frei zugänglich wird und leicht ausgetauscht werden kann. Oberhalb und unterhalb der jeweils zugeordneten Strahlungsquelle 113 bzw. 115 hat jeder der Hilfsreflektoren jeweils einen Kühlfluidkanal 117a, 117b bzw. 119a, 119b zum Hindurchleiten von Kühlwasser, mit dem durch die Strahlungsquellen 113, 115 in die Hilfsreflektoren eingetragene Wärme abgeleitet werden kann. Die Hilfsreflektoren 117, 119 sind in der dargestellten Ausführung als Aluminium-Strangpressprofil gebildet.As in Fig. 2 can be clearly seen, the auxiliary reflectors 117, 119 are hinged over a lying in the upper region of the housing 111 axis of rotation in a similar manner as the housing side walls 107, 109, so that the associated UV lamp is freely accessible from the housing side and easy can be exchanged. Above and below each assigned radiation source 113 or 115 each of the auxiliary reflectors each have a cooling fluid channel 117a, 117b and 119a, 119b for passing cooling water, with the registered by the radiation sources 113, 115 in the auxiliary reflectors heat can be derived. The auxiliary reflectors 117, 119 are formed in the illustrated embodiment as an aluminum extruded profile.

An der unteren Begrenzungswand des Kühlluftkanals 103 ist, in engem thermischen Kontakt mit dieser, ein weiteres Aluminium-Strangpressprofil 121 angebracht, welches ebenfalls zwei Kühlfluidkanäle 121a, 121b aufweist und dessen Funktion weiter unten erläutert wird. Während die Oberseite dieses Strangpressprofils 121, entsprechend der Form der unteren Begrenzung des Kühlluftkanals, plan ist, ist seine Unterseite im Querschnitt kreissegmentförmig konkav geformt.At the lower boundary wall of the cooling air channel 103, in close thermal contact with this, another aluminum extruded profile 121 is mounted, which also has two cooling fluid channels 121a, 121b and whose function will be explained below. While the top of this extruded profile 121, according to the shape of the lower boundary of the cooling air duct, is flat, its underside is circular-shaped in cross section in a concave shape.

Mittig zwischen den UV-Strahlern 113, 115 ist auf einer Drehachse 123 ein drehbarer Reflektor 125 in der Grundform eines gleichseitig dreieckigen Prismas mit konkav ausgeformten Seitenwänden vorgesehen. Dieser drehbare Reflektor 125 reflektiert in der in Fig. 1 gezeigten Stellung die direkt auftreffende ebenso wie die über die Hilfsreflektoren 117, 119 umgelenkte Strahlung der UV-Strahler 113, 115 zur Unterseite der Bestrahlungseinrichtung 100, mithin durch die Schutzscheibe 105 hindurch auf ein darunter befindliches (nicht dargestelltes) Werkstück bzw. Substrat. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist hierbei die Form der Hilfsreflektoren 117, 119 derart bestimmt, dass der drehbare Reflektor 125 sich zwischen diesen frei drehen kann und sie zugleich das direkte Auftreffen von Strahlung der Strahlungsquellen 113, 115 auf das Werkstück weitgehend unterbinden. Auch der drehbare Reflektor 125 ist ein Aluminium-Strangpressteil.Centered between the UV lamps 113, 115 is provided on a rotation axis 123, a rotatable reflector 125 in the basic form of an equilateral triangular prism with concave side walls. This rotatable reflector 125 reflects in the in Fig. 1 shown position the directly incident as well as the deflected via the auxiliary reflectors 117, 119 radiation of the UV lamps 113, 115 to the underside of the irradiation device 100, thus through the protective plate 105 therethrough on a underneath (not shown) workpiece or substrate. As in Fig. 1 can be seen, in this case the shape of the auxiliary reflectors 117, 119 is determined such that the rotatable reflector 125 can rotate freely between them and at the same time they largely prevent the direct impingement of radiation of the radiation sources 113, 115 on the workpiece. Also, the rotatable reflector 125 is an aluminum extrusion.

Eine ausgeprägte wellenlängenselektiv (Dichroismus) der Hilfsreflektoren und des drehbaren Reflektors kann - in an sich bekannter Weise - durch Beschichtung der reflektierenden Oberflächen oder Einfügen geeigneter dichroitischer Flächenelemente erreicht werden.A pronounced wavelength-selective (dichroism) of the auxiliary reflectors and the rotatable reflector can - in a conventional manner - be achieved by coating the reflective surfaces or inserting suitable dichroic surface elements.

Die beschriebene Anordnung der UV-Strahler, Primär- bzw. Hilfsreflektoren und des steuerbaren Reflektors (in der Fig. 1 gezeigten Stellung) sichern, dass der Großteil der von den Strahlungsquellen 113, 115 neben der benötigten UV-Strahlung ausgesandten IR-Strahlung zunächst auf die gekühlten Oberflächen der Hilfsreflektoren fällt und dort absorbiert wird und abgeleitet werden kann. Durch eine interne (beispielsweise über eine hohle Drehachse 123 zu realisierende) Kühlung des drehbaren Reflektors 125 lässt sich auch die in diesen durch die IR-Strahlung eingetragene Wärme ableiten.The described arrangement of UV lamps, primary or auxiliary reflectors and the controllable reflector (in the Fig. 1 shown position) ensure that the majority of the radiation emitted by the radiation sources 113, 115 in addition to the required UV radiation IR radiation first falls on the cooled surfaces of the auxiliary reflectors and is absorbed there and can be derived. By an internal (for example, to be realized via a hollow axis of rotation 123) cooling of the rotatable Reflector 125 can also be derived in this by the IR radiation registered heat.

Insgesamt lässt sich durch diesen Aufbau erreichen, dass ein wesentlicher Teil der Wärmestrahlung vor dem Durchtritt der Bearbeitungsstrahlung durch die Schutzscheibe 105 entfernt ist und daher keine Schädigung des Substrates bzw. einer dort vorhandenen Beschichtung bewirken kann. Eine zusätzliche Filterung - allerdings auch verbunden mit einem Verlust an Bearbeitungsstrahlungsleistung - lässt sich durch eine selektiv reflektierende/absorbierende Ausführung der Schutzscheibe erreichen, bei der UV-Anteile weitestgehend durchgelassen, IR-Anteile (und ggf. auch sichtbare Anteile) aber zum Teil zum drehbaren Reflektor und den Hilfsreflektoren zurückreflektiert oder im Scheibenmaterial absorbiert werden.Overall, it can be achieved by this construction that a substantial part of the thermal radiation is removed by the protective glass 105 before the passage of the machining radiation and therefore can not cause any damage to the substrate or to a coating present there. An additional filtering - but also associated with a loss of processing radiation power - can be achieved by a selectively reflective / absorbent design of the protective screen, in the UV components largely transmitted, IR shares (and possibly also visible portions) but in part to the rotatable Reflector and the auxiliary reflectors are reflected back or absorbed in the disc material.

Um die sich auch im Raum zwischen den UV-Strahlern und Reflektoren ansammelnde Wärme hinreichend abführen zu können, ist auch im unteren Teil des Gehäuses der Bestrahlungseinrichtung eine (nicht dargestellte) aktive Luftkühlung vorgesehen.In order to sufficiently dissipate the accumulating heat in the space between the UV lamps and reflectors, (not shown) active air cooling is also provided in the lower part of the housing of the irradiation device.

Ein wesentliches Merkmal der hier gezeigten Anordnung ist es, dass der drehbare Reflektor 125 nicht nur zur Umlenkung der Strahlung der Strahlungsquellen 113, 115 auf ein Substrat, sondern - in einer anderen Drehstellung - auch zum Fernhalten dieser Strahlung vom Substrat und zum Umlenken auf den Strahlungsabsorber 121 dient, von wo die Wärme schließlich über den Kühlluftkanal 103 abgeführt wird. Zur Erläuterung dieser Funktion wird auf die nachfolgende Beschreibung der Figuren 3 bis 5 verwiesen, die eine modifizierte Ausführungsform zeigen.An essential feature of the arrangement shown here is that the rotatable reflector 125 not only for deflecting the radiation of the radiation sources 113, 115 to a substrate, but - in another rotational position - also to keep this radiation away from the substrate and for deflecting the radiation absorber 121 serves, from where the heat is finally dissipated via the cooling air passage 103. To explain this function, reference is made to the following description of FIGS. 3 to 5 referenced showing a modified embodiment.

Diese Figuren 3 bis 5 zeigen in schematischen Querschnittsdarstellungen zum einen wiederum den Betriebszustand (Fig. 3) und den zu Wartungszwecken teilweise geöffneten Zustand (Fig. 5) dieser modifizierten UV-Bestrahlungseinrichtung 300. Zudem zeigen sie aber (in Fig. 4) einen Abschalt-Zustand, in dem die Strahlungsquellen mit verringerter Leistung betrieben werden, aber nicht vollständig abgeschaltet sind und in dem daher eine Beaufschlagung des Werkstücks mit der verbliebenen Strahlungsleistung verhindert werden soll.These FIGS. 3 to 5 show in schematic cross-sectional representations on the one hand the operating state ( Fig. 3 ) and the partially opened state for maintenance ( Fig. 5 ) of this modified UV irradiation device 300. In addition, however, they show (in Fig. 4 ) a shutdown state in which the radiation sources are operated with reduced power, but are not completely switched off and in which therefore an exposure of the workpiece with the remaining radiation power to be prevented.

Der grundsätzliche Aufbau der Bestrahlungseinrichtung 300 ähnelt demjenigen der Bestrahlungseinrichtung 100 nach Fig. 1 und 2, so dass allgemeine Hinweise aus der obigen Beschreibung hier nicht wiederholt werden. Im übrigen ist die Bezeichnung wesentlicher Vorrichtungsteile mit Bezugsziffern an diejenige bei der ersten Ausführungsform angepasst.The basic structure of the irradiation device 300 is similar to that of the irradiation device 100 Fig. 1 and 2 so that general notes from the above description will not be repeated here. Incidentally, the designation of essential device parts with reference numbers is adapted to that in the first embodiment.

Während die Grundform und der Aufbau des Gehäuses 301 mit demjenigen bei der ersten Ausführungsform übereinstimmen, ist die untere Begrenzung des Kühlluftkanals 303 nicht plan, sondern konvex, und anstelle eines einstückigen Absorberelementes sind hier zwei Strahlungsabsorber 321 und 322 vorgesehen, die jeweils einen einzelnen Kühlfluidkanal 321a bzw. 322a aufweisen. Auch die Hilfsreflektoren sind hier zweiteilig ausgeführt und umfassen jeweils einen oberen und unteren Hilfsreflektor 317, 318 bzw. 319, 320 in Zuordnung zu den UV-Strahlern 323 und 325. Jeder der Hilfsreflektoren 317 bis 320 hat hier einen einzelnen Kühlfluidkanal 317a bis 320a.While the basic shape and the structure of the housing 301 are the same as those in the first embodiment, the lower boundary of the cooling air passage 303 is not flat but convex, and instead of a one-piece absorber element, there are provided two radiation absorbers 321 and 322, each having a single cooling fluid channel 321a or 322a. Also, the auxiliary reflectors are here made in two parts and each comprise an upper and lower auxiliary reflector 317, 318 and 319, 320 in association with the UV lamps 323 and 325. Each of the auxiliary reflectors 317 to 320 here has a single cooling fluid channel 317a to 320a.

In den Figuren 3 und 4 ist mit Pfeilen beispielartig der Strahlungsverlauf skizziert. Es wird erkennbar, dass in der Betriebsstellung nach Fig. 3 (also bei geöffnetem "Shutter") die Strahlung der Strahlungsquellen 323, 325 durch Ein- bzw. Mehrfachreflexion im wesentlichen zur Unterseite der Bestrahlungseinrichtung und durch die Schutzscheibe hindurchgelenkt wird, während in der in Fig. 4 gezeigten Abschalt-Stellung die Strahlung im wesentlichen zu den Absorberelementen 321, 322 gelenkt und von der Unterseite der Bestrahlungseinrichtung ferngehalten wird. Die in Fig. 5 gezeigte Wartungsposition entspricht im wesentlichen dem Zustand der rechten Gehäuse-Seitenwand der Bestrahlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in Fig. 2. Es ist zu erkennen, dass die Hilfsreflektoren 319, 320 miteinander verbunden sind und gemeinsam nach oben von der zugehörigen Strahlungsquelle 325 weggeklappt werden können. Der von der Strahlungsquelle nach rechts weisende Pfeil symbolisiert einen Strahlungsquellen-Austausch.In the Figures 3 and 4 is sketched with arrows example of the radiation course. It will be seen that in the operating position after Fig. 3 (That is, when the "shutter" is open) the radiation of the radiation sources 323, 325 by single or multiple reflection substantially to the bottom of the irradiation device and through the protective glass is guided, while in the in Fig. 4 shown shutdown position, the radiation is directed substantially to the absorber elements 321, 322 and kept away from the underside of the irradiation device. In the Fig. 5 shown maintenance position corresponds substantially to the state of the right housing side wall of the irradiation device according to the first embodiment in Fig. 2 , It can be seen that the auxiliary reflectors 319, 320 are connected to each other and can be folded away upward from the associated radiation source 325. The arrow pointing to the right from the radiation source symbolizes a radiation source exchange.

Die zweiteilige Ausführung des Strahlungsabsorbers erleichtert bei diesem Ausführungsbeispiel eine integrierte Kühlluftführung innerhalb des gesamten Gehäuses der Bestrahlungseinrichtung, ggf. in Kombination des sogenannten Blasluft- und Saugluft-Prinzips, d.h. dem Bewirken des Luftaustausches durch Luftzufuhr unter Druck bzw. Luftabsaugung. In diesem Sinne wirkt der Abstandsbereich zwischen den Strahlungsabsorbern 321 und 322 als Kühlluft-Verbindungskanal 308. Im übrigen dienen seitliche Luftkanäle 304, 306 zur Durchleitung von Kühlluft an den Seitenwänden des Gehäuses 301 und somit zur zusätzlichen Wärmeabführung von den Hilfsreflektoren und direkt von den Strahlungsquellen.The two-part embodiment of the radiation absorber facilitates in this embodiment, an integrated cooling air flow within the entire housing the irradiation device, possibly in combination of the so-called Blasluft- and Saugluft principle, ie the effect of air exchange by supplying air under pressure or air suction. In this sense, the distance between the radiation absorbers 321 and 322 acts as a cooling air connection channel 308. Moreover, lateral air ducts 304, 306 serve for the passage of cooling air on the side walls of the housing 301 and thus for additional heat dissipation from the auxiliary reflectors and directly from the radiation sources.

In Fig. 5 ist nur ein Teil der Komponenten bzw. Bereiche der Bestrahlungseinrichtung 300 mit Bezugsziffern bezeichnet, und es sind zusätzlich zu Fig. 3 und 4 schematisch eine Kontakt-Halterung 316 des Strahlers 315 und im Inneren des drehbaren Reflektors 325 drei Kühlfluidkanäle 326 gezeigt.In Fig. 5 only a part of the components or areas of the irradiation device 300 are designated by reference numerals, and in addition to Fig. 3 and 4 schematically shows a contact holder 316 of the radiator 315 and inside the rotary reflector 325 three cooling fluid channels 326 shown.

Fig. 6A und 6B zeigen in Form von Prinzipskizzen als spezielle Ausgestaltung des weiter oben erläuterten drehbaren Reflektors einen segmentierten drehbaren Reflektor 25 auf einer Drehachse 23. Dieser Reflektor 25 hat drei in Längsrichtung aneinandergereihte Abschnitte 25.1, 25.2 und 25.3 mit gleicher Querschnittsgestalt, von denen das Mittelteil 25.2 getrennt vom vorderen und hinteren Teil 25.1 und 25.3 (die miteinander drehfest verbunden sind) drehbar ist. FIGS. 6A and 6B show in the form of schematic diagrams as a special embodiment of the above-mentioned rotatable reflector a segmented rotatable reflector 25 on a rotation axis 23. This reflector 25 has three longitudinally juxtaposed sections 25.1, 25.2 and 25.3 with the same cross-sectional shape, of which the middle part 25.2 separated from the front and rear part 25.1 and 25.3 (which are rotatably connected to each other) is rotatable.

Mit dieser Reflektorausführung lässt sich die weiter oben erwähnte "Formatabschaltung" realisieren: Wird für ein breites Werkstück eine Beaufschlagung mit Bearbeitungsstrahlung von der gesamten Länge der jeweiligen (hier nicht dargestellten) Strahlungsquellen gewünscht, werden sämtliche Teile des Reflektors 25 aus der in Fig. 6A skizzierten Abschalt-Stellung in die Betriebsstellung gedreht. Ist jedoch ein Werkstück (etwa ein Bedruckstoff) mit geringerer Breite ("kleinerem Format") zu bestrahlen, wird die drehfeste Verbindung zwischen Reflektorteilen gelöst und - wie in Fig. 6B dargestellt - nur das Mittelteil 25.2 in die Betriebsstellung gedreht. Aus den Randbereichen der Bestrahlungseinrichtung wird also keine Strahlung emittiert, weil das Vorder- und Hinterteil des drehbaren Reflektors 25 nach wie vor in der Abschalt-Stellung sind.With this reflector design, the above-mentioned "format shutdown" can be realized: If it is desired to apply processing radiation of the entire length of the respective (not shown here) radiation sources for a wide workpiece, all parts of the reflector 25 from the in Fig. 6A outlined turn-off position in the operating position. However, if a workpiece (such as a substrate) with a smaller width ("smaller format") to be irradiated, the rotationally fixed connection between reflector parts is released and - as in Fig. 6B shown - only the middle part 25.2 turned to the operating position. From the edge regions of the irradiation device so no radiation is emitted because the front and rear of the rotatable reflector 25 are still in the off position.

Fig. 7 bis 9 zeigen in an die Figuren 3 bis 5 angelehnter Darstellungsweise - Betriebsstellung, Abschalt-Stellung und Wartungsposition - im Querschnitt als weitere Ausführungsform eine UV-Bestrahlungseinrichtung 700. Auch hier lehnt sich die Bezeichnung mit Bezugsziffern an die Bezeichnung des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels an, und es werden nachfolgend schwerpunktmäßig Abweichungen von den vorab beschriebenen Beispielen erläutert. Fig. 7 to 9 show in the FIGS. 3 to 5 averaged representation - operating position, shut-off position and maintenance position - in cross-section as a further embodiment, a UV irradiation device 700. Again, the name with reference numerals to the name of the first and second embodiment is based, and it will be mainly deviations from the previously described Examples explained.

Zunächst ist festzuhalten, dass beim vorliegenden Ausführungsbeispiel keine Schutz- bzw. Trennscheibe eingezeichnet ist - eine solche ist aber auf der Unterseite der Bestrahlungseinrichtung einfügbar und wird dann durch Metallfedern dort gehalten. Eine weitere wesentliche Abweichung besteht darin, dass der Kühlluftkanal 703 an der Oberseite der Bestrahlungseinrichtung hier nicht über deren gesamte Breite reicht, sondern in das Gehäuseinnere eingebettet ist. Die seitlichen Kühlluftkanäle mit den Bezugsziffern 704 und 706 erstrecken sich also hier bis zur Oberseite der Bestrahlungseinrichtung. Eine weitere wesentliche Abweichung zeigt sich bei der Form des drehbaren Reflektors, die hier eher als V-Form anzusprechen ist. Aus dieser veränderten Form ergibt sich, dass der drehbare Reflektor 725 bei der Umsteuerung zwischen Betriebs- und Abschalt-Stellung um 180° gedreht werden muss, während bei den vorangehenden Ausführungsformen eine Drehung um 60° ausreichte. Dies stellt aber keinen praktisch relevanten Nachteil dar.First, it should be noted that in the present embodiment, no protective or cutting disc is located - but such is inserted on the underside of the irradiation device and is then held by metal springs there. Another essential difference is that the cooling air channel 703 at the top of the irradiation device here does not extend over the entire width, but is embedded in the housing interior. The lateral cooling air channels with the reference numerals 704 and 706 thus extend here as far as the top of the irradiation device. Another significant deviation is reflected in the shape of the rotatable reflector, which is here more likely to be addressed as a V-shape. From this modified form it follows that the rotatable reflector 725 has to be rotated during the reversal between the operating and off position by 180 °, while in the preceding embodiments a rotation of 60 ° was sufficient. However, this does not represent a practically relevant disadvantage.

Eine hervorzuhebende Abweichung gegenüber den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen stellt auch der veränderte Aufbau der Reflektoren aus jeweils einem stranggepressten oder -gegossenen Tragelement und einer eingefügten, anwendungsorientiert optimierten Reflexionsfläche dar. So hat der drehbare zentrale Reflektor 725 ein Tragelement 725.1 und eine auf dieses aufgesteckte, ebenfalls annähernd V-förmige Reflektorfläche 725.2. Ebenso haben die Hilfs-Reflektoren 717, 718, 719 und 720 jeweils ein Tragelement (siehe dazu weiter unten) und eine hierin eingefügte Reflektorfläche 717.2, 718.2, 719.2 bzw. 720.2.An outstanding deviation from the embodiments described above also represents the changed structure of the reflectors from an extruded or -gegossenenen support element and an inserted, application-oriented optimized reflection surface. Thus, the rotatable central reflector 725 has a support member 725.1 and a plugged onto this, also approximately V-shaped reflector surface 725.2. Likewise, the auxiliary reflectors 717, 718, 719 and 720 each have a support member (see below) and a reflector surface 717.2, 718.2, 719.2 and 720.2 inserted therein.

Während die unteren Hilfs-Reflektoren 718 und 720 eigenständige Komponenten mit einem eigenen Tragelement 718.1 bzw. 720.1 sind, sind bei dieser Ausführung die oberen Hilfsreflektoren 717 und 719 im mittleren Bereich der Bestrahlungseinrichtung miteinander durch eine Brücke verbunden, welche zugleich die untere Begrenzung des Kühlluftkanals 703 bildet. Im Unterschied zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen ist hier kein separates Strahlungsabsorberelement vorgesehen, sondern es wirken die mittleren Abschnitte der Hilfsreflektoren und die erwähnte (nicht gesondert bezeichnete) Brücke als Strahlungsabsorber. Aus diesem Grunde weisen diese Abschnitte auch keinen Reflektorbelag auf.While the lower auxiliary reflectors 718 and 720 are independent components with their own support element 718.1 and 720.1 respectively, in this embodiment the upper auxiliary reflectors 717 and 719 are in the central region of the irradiation device connected to each other by a bridge, which also forms the lower boundary of the cooling air channel 703. In contrast to the previously described embodiments, no separate radiation absorber element is provided here, but the middle sections of the auxiliary reflectors and the aforementioned bridge (not separately designated) act as radiation absorbers. For this reason, these sections also have no reflector coating.

Zur Kühlung der Bestrahlungseinrichtung 700 ist anzumerken, dass der zentrale drehbare Reflektor 725 hier einen zentralen Kühlwasserkanal 725a hat und die Flüssigkeits-Innenkühlung der Hilfsreflektoren hierzu analog und wie bei der zweiten Ausführungsform gestaltet ist. Kühlluft kann über die seitlichen Kühlkanäle 704, 706 in das Gehäuse 701 gedrückt werden und streicht dann durch den Spalt zwischen den oberen und unteren Hilfs-Reflektoren und zwischen den UV-Strahlern 713, 715 und dem drehbaren Reflektor 725 wieder nach oben, um durch (nicht dargestellte) Öffnungen schließlich in den großvolumigen zentralen Kühlluftkanal 703 zu gelangen und über diesen schließlich im stark erwärmten Zustand die Bestrahlungseinheit zu verlassen. Ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel die optionale Schutzscheibe eingesetzt, ist es sinnvoll, einen Teil des Kühlluftstroms aus den seitlichen Kanälen 704, 706 seitlich von den unteren Hilfs-Reflektoren 718, 720 auf die Innenseite der Schutzscheibe zu leiten, um auch diese zu kühlen.For cooling the irradiation device 700, it should be noted that the central rotatable reflector 725 here has a central cooling water channel 725a, and the internal liquid cooling of the auxiliary reflectors is designed analogously thereto and as in the second embodiment. Cooling air may be forced into the housing 701 via the lateral cooling channels 704, 706 and then sweeps upward through the gap between the upper and lower auxiliary reflectors and between the UV lamps 713, 715 and the rotatable reflector 725 to pass through (FIG. not shown) openings finally into the large-volume central cooling air channel 703 to arrive and finally leave this in the strongly heated state, the irradiation unit. If the optional protective screen is also used in this exemplary embodiment, it makes sense to direct part of the cooling air flow from the lateral channels 704, 706 laterally from the lower auxiliary reflectors 718, 720 to the inside of the protective screen in order to cool them as well.

Wie aus Fig. 9 (wo wieder eine Reihe von Bezugsziffern fortgelassen ist, die für die Erklärung der Funktion nicht erforderlich ist) ersichtlich ist, wird zum Austausch eines der UV-Strahler 713, 715 zunächst die benachbarte Seitenwand des Gehäuses 701 (in Fig. 9 die linke Seitenwand 707) hochgeklappt und anschließend der jeweilige untere Hilfs-Reflektor (in Fig. 9 der linke Hilfs-Reflektor 718) nach unten geschwenkt, so dass die zugehörige Strahlungsquelle hinreichend zugänglich wird.How out Fig. 9 (where again a series of reference numbers is omitted, which is not necessary for the explanation of the function) is visible, to replace one of the UV lamps 713, 715 first the adjacent side wall of the housing 701 (in Fig. 9 the left side wall 707) folded up and then the respective lower auxiliary reflector (in Fig. 9 the left auxiliary reflector 718) pivoted downward so that the associated radiation source is sufficiently accessible.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen. Insbesondere sollen sämtliche technisch sinnvollen Kombinationen von Merkmalen der abhängigen Ansprüche sowie der einzelnen Ausführungsbeispiele als im Schutzbereich der Erfindung liegend angesehen werden.The embodiment of the invention is not limited to the examples and highlighted aspects described above, but also possible in a variety of modifications, which are within the scope of technical action. In particular, all technically meaningful combinations of features of the dependent Claims and the individual embodiments are considered to be within the scope of the invention.

Claims (34)

  1. Radiation apparatus for technical uses, in particular a UV cross-linking apparatus of a printing press, coating machine or similar, with:
    at least one radiation source that emits a processing radiation,
    at least one controllable and particularly wavelength-selective reflector which is assigned to the radiation source and is used for selectively directing the processing radiation onto a substrate that is to be processed or away from the substrate,
    a driving mechanism which is effectively connected to the reflector
    and
    a housing that at least accommodates one radiation source and at least one reflector,
    characterised in that
    at least a first and a second radiation source are provided for, between which the controllable reflector is arranged and which are particularly capable of separate operation, and the reflector is shaped and held in such a way that, in a first position, it guides the processing radiation of all radiation sources towards the substrate and, in a second position, it guides the processing radiation away from the substrate.
  2. Radiation apparatus according to Claim 1,
    characterised in that
    the radiation sources, the controllable reflector and the housing are stretched out in the form of a profile.
  3. Radiation apparatus according to Claim or 2,
    characterised in that,
    precisely two radiation sources of the same type are arranged on both sides of a mirror-symmetrically realised controllable reflector.
  4. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that
    the controllable reflector is capable of rotating between the first and second positions and the drive unit comprises a single, particularly electrical motor or pneumatic rotary actuator.
  5. Radiation apparatus according to one of the claims 2 to 4,
    characterised in that
    in the angle range around the radiation sources that is not taken up by reflector areas of the controllable reflector, at least one stretched-out, particularly wave-selective, auxiliary reflector each is arranged, which guides processing radiation towards the controllable reflector.
  6. Radiation apparatus according to Claim 5,
    characterised in that
    in the space portions above and below the first and second radiation sources there is one top and bottom auxiliary reflector each which, in their cross-sections, comprise a non-isosceles approximate U-shape.
  7. Radiation apparatus according to one of the claims 2 to 6,
    characterised in that
    an end reflector section is assigned to the respective ends of each radiation source.
  8. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that
    the controllable reflector and/or auxiliary reflectors and/or the end reflector sections each have at least one coolant duct to pass through a cooling fluid.
  9. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that
    the controllable reflector and/or the auxiliary reflectors and/or the end reflector sections comprise a curved reflector surface.
  10. Radiation apparatus according to one of the preceeding claims,
    characterised in that
    the controllable reflector comprises a load-carrying element and at least a reflector surface inserted in it that can be removed.
  11. Radiation apparatus according to Claim 10,
    characterised in that
    one stationary auxiliary reflector is associated to the one, or to each, radiation source and has at least one separably inserted reflector surface that essentially guides the processing radiation towards the controllable reflector.
  12. Radiation apparatus according to Claim or 11,
    characterised in that
    the one, or each, load-carrying element consists of an extruded or continuously cast profile.
  13. Radiation apparatus according to one of the claims 10 to
    12, characterised in that the one, or each, load-carrying element consists of aluminium or an aluminium alloy.
  14. Radiation apparatus according to one of the claims 10 to 13,
    characterised in that
    the one, or each, reflector surface is held by a latching or snap fastener in the load-carrying element.
  15. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that
    the controllable reflector is subdivided in the longitudinal direction, wherein at least one first and second part can be moved independently of one another in such a way that, during operation of the apparatus, optionally only one of them is in the first position, while the other is in the second position.
  16. Radiation apparatus according to Claim 15,
    characterised in that
    between the first and second parts of the controllable reflector there is a driver acting independently of the direction of motion that drives the second part only in one direction of motion along with the first part, but does not drive it in the other direction of motion.
  17. Radiation apparatus according to Claim 16,
    characterised in that
    the first and second parts are capable of rotating on a joint shaft and the driver acts depending on the direction of rotation.
  18. Radiation apparatus according to Claim 15,
    characterised in that the first and second parts are held on a joint hollow shaft and can be driven separately via the shaft or via a separate power transmission element.
  19. Radiation apparatus according to one of the preceeding claims
    characterised in that
    the one, or each, radiation source is associated to at least one auxiliary reflector, which particularly simultaneously constitutes a housing part, and which is capable of tilting or movement so that the respective radiation source becomes accessible by tilting down or moving the auxiliary reflector.
  20. Radiation apparatus according to Claim 19,
    characterised in that
    the auxiliary reflector is designed and held so that the radiation
    source becomes accessible to an adequate extent by tilting it down or moving it.
  21. Radiation apparatus according to Claim 19,
    characterised in that
    auxiliary reflectors are associated to the one, or each, radiation source, the reflectors constituting a housing part and being tiltable or moveable and being designed and held so that the radiation source becomes accessible to an adequate extent for its replacement by tilting them down or moving them.
  22. Radiation apparatus according to one of the claims 19 to 21,
    characterised in that
    the one, or each, auxiliary reflector capable of tilting or moving is held by a latching or snap fastener on a stationary housing part in the operating position
  23. Radiation apparatus according to one of the preceeding claims
    characterised in that an actively cooled radiation absorber is arranged in each emission direction of the controllable reflector, in which the processing radiation is guided away from the substrate.
  24. Radiation apparatus according to Claim 23,
    characterised in that
    the radiation absorber comprises a cooling fluid duct whose surface pointing towards the controllable reflector has a high absorption capacity for the radiation of the radiation source(s).
  25. Radiation apparatus according to Claim 24,
    characterised in that
    the cooling fluid duct of the radiation absorber is realised and dimensioned as a cooling air duct.
  26. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that the one, or each, radiation source is forcibly cooled by cooling air blown into or sucked out of the housing.
  27. Radiation apparatus according to Claim or 26,
    characterised in that
    the cooling air duct of the radiation absorber has openings for an exchange of air with the area surrounding the radiation source(s).
  28. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that the one, or each, radiation source is a medium or high-pressure UV radiation source.
  29. Radiation apparatus according to Claim 28,
    characterised in that
    the wavelength selective controllable reflector and/or auxiliary reflector have a high reflection coefficient in the UV range and a substantially lower reflection coefficient in the IR range.
  30. Radiation apparatus according to Claim 29 and one of the Claims 10 to 28,
    characterised in that
    the surface of at least a part of the reflector surfaces pointing away from the radiation source and the surface of a part of the reflector surfaces pointing towards the load-carrying element has a high IR emission capacity and/or is in good thermal conduction contact with the load-carrying element sin such a way that a substantial part of arriving IR radiationcomponents is dissipated into the respective reflector interior.
  31. Radiation apparatus according to one of the previous claims,
    characterised in that
    the side pointing towards the substrate is essentially sealed by a protective disk that is permeable for the processing radiation, which is particularly wavelength-selectively reflecting and/or absorbing.
  32. Radiation apparatus according to Claim 31,
    characterised in that
    the protective disk has a low reflection and absorption coefficient in the UV range and a substantially higher reflection and/or absorption coefficient in the IR range.
  33. Use of a radiation apparatus according to one of the previous claims for drying printing ink, particularly in a rotary offset or sheet-fed offset press:
  34. Use of a radiation apparatus according to one of the claims 1 to
    32 in a painting or paint coating system.
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