WO2012016891A1 - Device for the uv irradiation of objects - Google Patents

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WO2012016891A1
WO2012016891A1 PCT/EP2011/062877 EP2011062877W WO2012016891A1 WO 2012016891 A1 WO2012016891 A1 WO 2012016891A1 EP 2011062877 W EP2011062877 W EP 2011062877W WO 2012016891 A1 WO2012016891 A1 WO 2012016891A1
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flat cable
cable connection
carrier
led
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PCT/EP2011/062877
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Urs GÜMBEL
Günter Fuchs
Maik Coconcelli
Oliver Treichel
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Ist Metz Gmbh
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the invention relates to a device for UV irradiation of objects, in particular for the curing of coatings, with a plurality of UV lamp modules, each comprising an area arranged on a carrier LED array.
  • US 2006/0127594 A1 discloses a UV curing apparatus which comprises a plurality of UV LED arrangements which are arranged in a staggered manner on a common panel in order to achieve a uniform irradiation in the course of an object transport through the irradiation area.
  • the radiator surface has gaps in the rows, so that object areas are exposed to UV radiation at different times.
  • an extensive space is needed. Proceeding from this, the present invention seeks to further develop the devices known in the art and to ensure a high degree of flexibility, efficiency and quality in the irradiation, especially in a compact design especially for installation units. To solve this problem, the combination of features specified in claim 1 and 14 is proposed. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • each UV radiator module has a flat cable connection provided with a multiplicity of connection lines for the electrical connection of the LED arrangement, and that the flat cable connection is arranged on a connection side of the carrier that can be attached or attached to a further UV radiator module. Due to the lateral power supply, the LED arrays of the individual modules can be mounted on a limited area with high power density and effectively cooled, while the flat cable connection allows a virtually seamless assembly, without restricting the possible combinations.
  • connection lines of the flat cable connection extend at least in the region of the carrier in a plane transverse to the surface of the LED arrangement laterally next to each other, so that only a narrow gap area must be kept free to an adjacent module and a convenient connection option for a planar LED arrangement is created.
  • a further improvement can be achieved in that the flat cable connection has a flexible flat strip containing the connection lines in the form of strip conductors.
  • the flat cable connection is stiffened by a rigid composite part, in particular a sandwich-type laminate structure, on an end section attached to the connection side of the support.
  • the connection lines of the flat cable connection with a small line cross section can be connected to the LED arrangement at the front end via bonding wires.
  • the thickness of the flat cable connection is less than 3 mm, preferably between 1 and 2 mm.
  • the support for the LED arrangement is preferably arranged in the form of a metal plate on a cooler, so that efficient cooling is possible far away from temperature gradients.
  • the radiator protrudes laterally on one side of the carrier.
  • a further advantageous embodiment provides that the LED arrangement is formed by a matrix of LEDs, wherein each two adjacent LED rows are connected in series, so that there is a one-sided connection possibility.
  • the LED arrangement In order to be able to provide the required electrical energy with small, relatively thin conductors, it is advantageous for the LED arrangement to be connected to a DC voltage supply of the UV radiator module via the flat cable connection, the DC voltage provided for a series connection of the LEDs being more than 100 V. , preferably 300 to 500 volts. To achieve a high power density, it is advantageous if the LED arrangement of each UV radiator module has more than 1000, preferably approximately 1500 LEDs formed by individual chips. For the hardening of coatings tions, the UV radiator modules can thus have an optical power density of more than 10 W / cm 2 .
  • the invention also provides a device for UV irradiation of objects, in particular for curing coatings, comprising a plurality of UV radiator modules, each comprising an arrayed on a support LED array and to form a occupied in a regular grid with LEDs common Emitter surface are composable, so that in the region of the connecting sides between the carriers no radiation inhomogeneities arise.
  • the irradiation device 10 shown in the drawing enables the UV irradiation of objects which are transported through the irradiation area, in particular in the form of substrates coated with printing inks, varnishes or adhesives, for example in a printing press for chemical crosslinking or curing of the coating.
  • the irradiation device 10 is composed of a plurality of UV radiator modules 12, which each comprise a grid-shaped LED arrangement 16 applied to a carrier plate 14 and to a connection side 18 which can be attached seamlessly to an adjacent radiator module with a flat cable connection 20 for electrical connection the LED array 16 are provided.
  • radiator modules 12 each are assembled in such a way that the total radiator surface 22 formed is occupied by LEDs 24 in a uniform grid.
  • the individual radiator modules 12 can be seamlessly combined with other modules 12 on one, two or three sides (connecting sides 18) of their rectangular support plate 14, while one remaining side (radiator side 26) of the support plate 14 is kept free for a coolant supply.
  • Each cooler block 28 can be connected via a feed 30 and return 32 with a continuous in the longitudinal direction of the radiator modules 12 two-channel coolant guide 34.
  • the boards 36 of an electronic control system and power supply 38 are arranged, which are also cooled in this way.
  • the web-shaped flat cable connection 20 along a connecting side 18 of the support plate 14 is arranged so that the LED assembly 16 can be connected to the power supply 38 without a disturbing supernatant seamless Combination with a further radiator module 12 prevents.
  • the term "seamless" in this context means that the mutual spacing of the LEDs 24 remains substantially constant over the flat cable connection 20, so that no radiation inhomogeneities arise.To achieve this, the thickness of the flat cable connection 20 is expediently between 1 and 2mm.
  • the flat cable connection 20 has a plurality of connecting lines 40 in the form of parallel conductor tracks, of which only a few are illustrated by dashed lines in FIG. 2 for the sake of clarity. These run at least with their end portions in a plane transverse to the surface of the adjacent support plate 14.
  • region 42 of the flat cable connection 20 is rigid as a rigid composite part, as will be explained in more detail below.
  • the lower board-side region 44 of the flat cable connection is bendable as a flex line, in order to compensate, if necessary, building tolerances.
  • each radiator module 12 can have more than 1000, expediently approximately 1500 LEDs 24 formed by individual chips. In this way, an optical power density of more than 10 W / cm 2 can be achieved at a wavelength of about 395 nm, so that effective crosslinking or hardening of the irradiated coatings is possible. In principle, a combination of different irradiation wavelengths is possible by using LEDs 24 mixed with the desired wavelengths.
  • FIG. 4 likewise shows the wiring of the individual LEDs 24 in a radiator module 12 in a symbolically simplified manner.
  • Two adjacent LED rows 46 are connected in a series connection as a string of approximately 100 LEDs to one another and via the connecting leads 40 of the flat cable connection 20 to a DC voltage can be acted upon by about 400 volts. Due to the high voltage, especially small cable cross sections can be realized.
  • the electrical connection of the LED rows 46 is effected by a direct bonding wire connection 48 between the first and last LED 24 and the free end side of the connection line 40.
  • the upper region 42 of the flat cable connection 20 as a miniaturized board stiffened by a sandwich-like laminate structure 50.

Abstract

The invention relates to a device for the UV irradiation of objects, in particular for curing coatings, comprising a plurality of UV emitter modules (12) each comprising an LED arrangement (16) arranged on a carrier (14) in planar fashion. The invention proposes that each UV emitter module (12) has a flat cable connection (20) provided with a multiplicity of connecting lines (40) for electrically connecting the LED arrangement (16), and that the flat cable connection (20) is arranged on a connection side (18) of the carrier (14), which connection side can be attached or is attached to a further UV emitter module (12).

Description

Vorrichtung zur UV-Bestrahlung von Objekten Beschreibung  Device for UV irradiation of objects Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur UV-Bestrahlung von Objekten, insbesondere zur Härtung von Beschichtungen, mit mehreren UV- Strahlermodulen, die jeweils eine auf einem Träger flächig angeordnete LED- Anordnung umfassen. The invention relates to a device for UV irradiation of objects, in particular for the curing of coatings, with a plurality of UV lamp modules, each comprising an area arranged on a carrier LED array.
Aus der US 2006/0127594 A1 ist ein UV-Härtungsapparat bekannt, der eine Mehrzahl von UV-LED-Anordnungen umfasst, die auf einem gemeinsamen Paneel reihenförmig gestaffelt angeordnet sind, womit im Zuge eines Objekttransports durch den Bestrahlungsbereich eine gleichförmige Bestrahlung erreicht werden soll. Allerdings weist die Strahlerfläche innerhalb der Reihen Lücken auf, so dass Objektbereiche zu unterschiedlichen Zeiten mit UV- Strahlung beaufschlagt werden. Außerdem wird ein ausgedehnter Bauraum benötigt. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weiter zu entwickeln und vor allem bei kompakter Bauweise speziell für Einbauaggregate eine hohe Flexibilität, Effektivität und Qualität bei der Bestrahlung sicherzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 bzw. 14 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, durch eine Kaskadierung gleichartiger Module eine variabel kombinierbare und insgesamt dennoch gleichförmige Strahlerfläche zu schaffen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass jedes UV-Strahlermodul eine mit einer Vielzahl von Anschlussleitungen zum elektrischen Anschluss der LED-Anordnung versehene Flachkabelverbindung aufweist, und dass die Flachkabelverbindung an einer an einem weiteren UV-Strahlermodul anfügbaren oder angefügten Verbin- dungsseite des Trägers angeordnet ist. Durch die seitliche Spannungsversorgung können die LED-Anordnungen der einzelnen Module auf einer begrenzten Fläche mit hoher Leistungsdichte aufgebracht und effektiv gekühlt werden, während durch die Flachkabelverbindung ein gleichsam nahtloses Zusammenfügen möglich ist, ohne die Kombinationsmöglichkeiten einzu- schränken. US 2006/0127594 A1 discloses a UV curing apparatus which comprises a plurality of UV LED arrangements which are arranged in a staggered manner on a common panel in order to achieve a uniform irradiation in the course of an object transport through the irradiation area. However, the radiator surface has gaps in the rows, so that object areas are exposed to UV radiation at different times. In addition, an extensive space is needed. Proceeding from this, the present invention seeks to further develop the devices known in the art and to ensure a high degree of flexibility, efficiency and quality in the irradiation, especially in a compact design especially for installation units. To solve this problem, the combination of features specified in claim 1 and 14 is proposed. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims. The invention is based on the idea to create a variably combinable and overall uniform radiator surface by cascading similar modules. Accordingly, according to the invention proposed that each UV radiator module has a flat cable connection provided with a multiplicity of connection lines for the electrical connection of the LED arrangement, and that the flat cable connection is arranged on a connection side of the carrier that can be attached or attached to a further UV radiator module. Due to the lateral power supply, the LED arrays of the individual modules can be mounted on a limited area with high power density and effectively cooled, while the flat cable connection allows a virtually seamless assembly, without restricting the possible combinations.
Vorteilhafterweise verlaufen die Anschlussleitungen der Flachkabelverbindung zumindest im Bereich des Trägers in einer Ebene quer zu der Fläche der LED-Anordnung seitlich nebeneinander, so dass nur ein schmaler Spalt- bereich zu einem benachbarten Modul freigehalten werden muss und eine günstige Anschlussmöglichkeit für eine flächenhafte LED-Anordnung geschaffen wird. Advantageously, the connection lines of the flat cable connection extend at least in the region of the carrier in a plane transverse to the surface of the LED arrangement laterally next to each other, so that only a narrow gap area must be kept free to an adjacent module and a convenient connection option for a planar LED arrangement is created.
Eine weitere Verbesserung lässt sich dadurch erreichen, dass die Flachka- belverbindung ein die Anschlussleitungen in Form von Leiterbahnen enthaltendes flexibles Flachband aufweist. A further improvement can be achieved in that the flat cable connection has a flexible flat strip containing the connection lines in the form of strip conductors.
Um räumlich definierte bzw. starre Anschlussstellen zu schaffen, ist es auch von Vorteil, wenn die Flachkabelverbindung an einem an der Verbindungs- seite des Trägers angefügten Endabschnitt durch ein Starrverbundteil, insbesondere eine sandwichartige Laminatstruktur ausgesteift ist. Dadurch ist es auch möglich, dass die Anschlussleitungen der Flachkabelverbindung mit geringem Leitungsquerschnitt stirnseitig über Bonddrähte mit der LED- Anordnung verbindbar sind. Für eine nahtlose Kaskadierung ist es vorteilhaft, wenn die Dicke der Flachkabelverbindung weniger als 3 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm beträgt. Besonders vielfältige Kombinationsmöglichkeiten ergeben sich dadurch, dass die UV-Strahlermodule einen rechteckförmigen Träger aufweisen und an mindestens zwei Verbindungsseiten des Trägers mit weiteren UV- Strahlermodulen nahtlos zusammenfügbar sind, so dass die gemeinsam gebildete Strahlerfläche gleichmäßig mit LEDs besetzt ist. In order to provide spatially defined or rigid connection points, it is also advantageous if the flat cable connection is stiffened by a rigid composite part, in particular a sandwich-type laminate structure, on an end section attached to the connection side of the support. As a result, it is also possible that the connection lines of the flat cable connection with a small line cross section can be connected to the LED arrangement at the front end via bonding wires. For seamless cascading, it is advantageous if the thickness of the flat cable connection is less than 3 mm, preferably between 1 and 2 mm. Particularly diverse possible combinations result from the fact that the UV radiator modules have a rectangular carrier and can be seamlessly joined together on at least two connecting sides of the carrier with further UV radiator modules, so that the radiator surface formed together is uniformly occupied by LEDs.
Vorteilhafterweise ist der Träger für die LED-Anordnung vorzugsweise in Form einer Metallplatte auf einem Kühler angeordnet, so dass eine effiziente Kühlung weitgehen frei von Temperaturgradienten möglich ist. Um Kühlung mehrerer Module kombinieren zu können, ist es von Vorteil, wenn der Kühler an einer Seite des Trägers seitlich übersteht. Advantageously, the support for the LED arrangement is preferably arranged in the form of a metal plate on a cooler, so that efficient cooling is possible far away from temperature gradients. In order to combine cooling of several modules, it is advantageous if the radiator protrudes laterally on one side of the carrier.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die LED-Anordnung durch eine Matrix von LEDs gebildet ist, wobei jeweils zwei benachbarte LED-Reihen in Reihenschaltung verbunden sind, so dass eine einseitige Anschlussmöglichkeit besteht. A further advantageous embodiment provides that the LED arrangement is formed by a matrix of LEDs, wherein each two adjacent LED rows are connected in series, so that there is a one-sided connection possibility.
Um die erforderliche elektrische Energie mit geringen relativ dünnen Leitern bereitstellen zu können, ist es vorteilhaft, die LED-Anordnung über die Flach- kabelverbindung mit einer Gleichspannungsversorgung des UV- Strahlermoduls verbunden ist, wobei die für eine Reihenschaltung der LEDs bereitgestellte Gleichspannung mehr als 100 V, vorzugsweise 300 bis 500 Volt beträgt. Zur Erzielung einer hohen Leistungsdichte ist es vorteilhaft, wenn die LED- Anordnung jedes UV-Strahlermoduls mehr als 1000, vorzugsweise ca. 1500 durch Einzelchips gebildete LEDs aufweist. Für die Härtung von Beschich- tungen können somit die UV-Strahlermodule eine optische Leistungsdichte von mehr als 10 W/cm2 aufweisen. In order to be able to provide the required electrical energy with small, relatively thin conductors, it is advantageous for the LED arrangement to be connected to a DC voltage supply of the UV radiator module via the flat cable connection, the DC voltage provided for a series connection of the LEDs being more than 100 V. , preferably 300 to 500 volts. To achieve a high power density, it is advantageous if the LED arrangement of each UV radiator module has more than 1000, preferably approximately 1500 LEDs formed by individual chips. For the hardening of coatings tions, the UV radiator modules can thus have an optical power density of more than 10 W / cm 2 .
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur UV-Bestrahlung von Objekten, insbesondere zur Härtung von Beschichtungen, mit mehreren UV- Strahlermodulen, die jeweils eine auf einem Träger flächig angeordnete LED- Anordnung umfassen und unter Bildung einer in einem regelmäßigen Raster mit LEDs besetzten gemeinsamen Strahlerfläche zusammensetzbar sind, so dass im Bereich der Verbindungsseiten zwischen den Trägern keine Strah- lungsinhomogenitäten entstehen. The invention also provides a device for UV irradiation of objects, in particular for curing coatings, comprising a plurality of UV radiator modules, each comprising an arrayed on a support LED array and to form a occupied in a regular grid with LEDs common Emitter surface are composable, so that in the region of the connecting sides between the carriers no radiation inhomogeneities arise.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: eine aus zwei Reihen von UV-Strahlermodulen zusammengesetzte LED-Bestrahlungsvorrichtung in perspektivischer Darstellung; ein einzelnes Strahlermodul in perspektivischer Darstellung; zwei in ihrer LED-Anordnung nahtlos aneinandergefügte Strahlermodule in der Draufsicht; ein Schaltbild der LED-Anordnung eines Strahlermoduls; eine über einen Flachkabelverbindung angeschlossene Reihe der LED-Anordnung in einem ausschnittsweisen Längsschnitt. In the following the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments schematically illustrated in the drawing. It shows: a composite of two rows of UV lamp modules LED irradiation device in perspective view; a single radiator module in perspective view; two in their LED arrangement seamlessly joined radiator modules in plan view; a circuit diagram of the LED arrangement of a radiator module; a connected via a flat cable connection row of the LED array in a fragmentary longitudinal section.
Die in der Zeichnung dargestellte Bestrahlungsvorrichtung 10 ermöglicht die UV-Bestrahlung von Objekten, die insbesondere in Form von mit Druckfar- ben, Lacken oder Klebstoffen beschichteten Substraten beispielsweise in einer Druckmaschine zur chemischen Vernetzung bzw. Härtung der Be- schichtung durch den Bestrahlungsbereich hindurchtransportiert werden. Zu diesem Zweck ist die Bestrahlungsvorrichtung 10 aus einer Mehrzahl von UV-Strahlermodulen 12 zusammengesetzt, die jeweils eine auf einer Trägerplatte 14 aufgebrachte rasterförmige LED-Anordnung 16 umfassen und an einer nahtlos an ein benachbartes Strahlermodul ansetzbaren Verbindungs- seite 18 mit einer Flachkabelverbindung 20 zum elektrischen Anschluss der LED-Anordnung 16 versehen sind. The irradiation device 10 shown in the drawing enables the UV irradiation of objects which are transported through the irradiation area, in particular in the form of substrates coated with printing inks, varnishes or adhesives, for example in a printing press for chemical crosslinking or curing of the coating. To For this purpose, the irradiation device 10 is composed of a plurality of UV radiator modules 12, which each comprise a grid-shaped LED arrangement 16 applied to a carrier plate 14 and to a connection side 18 which can be attached seamlessly to an adjacent radiator module with a flat cable connection 20 for electrical connection the LED array 16 are provided.
Wie in Beispiel nach Fig. 1 gezeigt, sind zwei Reihen von jeweils acht Strahlermodulen 12 so zusammengesetzt, dass die insgesamt gebildete Strahler- fläche 22 in einem gleichmäßigen Raster mit LEDs 24 besetzt ist. Grundsätzlich lassen sich die einzelnen Strahlermodule 12 an einer, zwei oder drei Seiten (Verbindungsseiten 18) ihrer rechteckförmigen Trägerplatte 14 mit weiteren Modulen 12 nahtlos kombinieren, während jeweils eine verbleibende Seite (Kühlerseite 26) der Trägerplatte 14 für eine Kühlmittelzuführung freigehal- ten ist. Diese erfolgt über einen Kühlerblock 28, der sich von der Kühlerseite 26 her vollflächig unter die Trägerplatte 14 erstreckt. Jeder Kühlerblock 28 kann über einen Vorlauf 30 und Rücklauf 32 mit einer in Reihenlängsrichtung der Strahlermodule 12 durchgehenden zweikanaligen Kühlmittelführung 34 verbunden werden. Unterhalb des Kühlerblocks 28 sind die Platinen 36 einer Steuerelektronik und Spannungsversorgung 38 angeordnet, die auf diese Weise ebenfalls gekühlt werden. As shown in the example according to FIG. 1, two rows of eight radiator modules 12 each are assembled in such a way that the total radiator surface 22 formed is occupied by LEDs 24 in a uniform grid. In principle, the individual radiator modules 12 can be seamlessly combined with other modules 12 on one, two or three sides (connecting sides 18) of their rectangular support plate 14, while one remaining side (radiator side 26) of the support plate 14 is kept free for a coolant supply. This takes place via a radiator block 28, which extends from the radiator side 26 over its entire surface under the support plate 14. Each cooler block 28 can be connected via a feed 30 and return 32 with a continuous in the longitudinal direction of the radiator modules 12 two-channel coolant guide 34. Below the radiator block 28, the boards 36 of an electronic control system and power supply 38 are arranged, which are also cooled in this way.
Wie am besten aus der Einzeldarstellung eines Strahlermoduls 12 gemäß Fig. 2 ersichtlich, ist die bahnförmige Flachkabelverbindung 20 entlang einer Verbindungsseite 18 der Trägerplatte 14 so angeordnet, dass die LED- Anordnung 16 an die Spannungsversorgung 38 anschließbar ist, ohne dass ein störender Überstand die nahtlose Kombination mit einem weiteren Strahlermodul 12 verhindert. Unter dem Begriff„nahtlos" ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der gegenseitige Abstand der LEDs 24 über die Flachkabelverbindung 20 hinweg im Wesentlichen konstant bleibt, so dass keine Strahlungsinhomogenitäten entstehen. Um dies zu erreichen, beträgt die Dicke der Flachkabelverbindung 20 zweckmäßig zwischen 1 und 2mm. Die Flachkabelverbindung 20 weist eine Vielzahl von Anschlussleitungen 40 in Form von parallelen Leiterbahnen auf, von denen in Fig. 2 der besseren Übersichtlichkeit halber nur einige durch gestrichelte Linien veranschaulicht sind. Diese verlaufen zumindest mit ihren Endabschnitten in einer Ebene quer zu der Oberfläche der angrenzenden Trägerplatte 14. Dieser trägersei- tige Bereich 42 der Flachkabelverbindung 20 ist als Starrverbundteil biegesteif ausgeführt, wie es weiter unten näher erläutert wird. Hingegen ist der untere platinenseitige Bereich 44 der Flachkabelverbindung als Flexleitung biegsam, um ggf. Bautoleranzen auszugleichen. 2, the web-shaped flat cable connection 20 along a connecting side 18 of the support plate 14 is arranged so that the LED assembly 16 can be connected to the power supply 38 without a disturbing supernatant seamless Combination with a further radiator module 12 prevents. The term "seamless" in this context means that the mutual spacing of the LEDs 24 remains substantially constant over the flat cable connection 20, so that no radiation inhomogeneities arise.To achieve this, the thickness of the flat cable connection 20 is expediently between 1 and 2mm. The flat cable connection 20 has a plurality of connecting lines 40 in the form of parallel conductor tracks, of which only a few are illustrated by dashed lines in FIG. 2 for the sake of clarity. These run at least with their end portions in a plane transverse to the surface of the adjacent support plate 14. This trägersei- term region 42 of the flat cable connection 20 is rigid as a rigid composite part, as will be explained in more detail below. By contrast, the lower board-side region 44 of the flat cable connection is bendable as a flex line, in order to compensate, if necessary, building tolerances.
In der Draufsicht nach Fig. 3 ist deutlich erkennbar, dass die LED-Anordnung 16 auf jedem Strahlermodul 12 durch eine regelmäßige Matrix von LEDs 24 gebildet ist, die in Reihen 46 in einem definierten gegenseitigen Abstand beispielsweise von wenigen Millimetern angeordnet sind, wobei dieser Abstand auch über die Flachkabelverbindung 20 hinweg zu einem benachbarten Strahlermodul 12 erhalten bleibt. Abweichend von der vereinfachten Darstellung nach Fig. 3 kann dabei jedes Strahlermodul 12 mehr als 1000, zweckmäßig etwa 1500 durch Einzelchips gebildete LEDs 24 aufweisen. Auf diese Weise kann eine optische Leistungsdichte von mehr als 10W/cm2 bei einer Wellenlänge von etwa 395nm erreicht werden, so dass eine effektive Vernetzung bzw. Härtung der bestrahlten Beschichtungen möglich ist. Grundsätzlich ist auch eine Kombination verschiedener Bestrahlungswellenlängen möglich, indem LEDs 24 mit den gewünschten Wellenlängen gemischt eingesetzt werden. In the plan view of FIG. 3, it can be clearly seen that the LED array 16 is formed on each radiator module 12 by a regular matrix of LEDs 24 arranged in rows 46 at a defined mutual distance, for example, of a few millimeters, this distance also remains over the flat cable connection 20 away to an adjacent radiator module 12. Notwithstanding the simplified representation of FIG. 3, each radiator module 12 can have more than 1000, expediently approximately 1500 LEDs 24 formed by individual chips. In this way, an optical power density of more than 10 W / cm 2 can be achieved at a wavelength of about 395 nm, so that effective crosslinking or hardening of the irradiated coatings is possible. In principle, a combination of different irradiation wavelengths is possible by using LEDs 24 mixed with the desired wavelengths.
Fig. 4 zeigt ebenfalls symbolisch vereinfacht die Verdrahtung der einzelnen LEDs 24 in einem Strahlermodul 12. Jeweils zwei benachbarte LED-Reihen 46 sind in einer Reihenschaltung als Strang von ca. 100 LEDs miteinander verbunden und insgesamt über die Anschlussleitungen 40 des Flachkabelverbindung 20 mit einer Gleichspannung von etwa 400 Volt beaufschlagbar. Aufgrund der hohen Spannung können besonders kleine Leitungsquerschnitte realisiert werden. FIG. 4 likewise shows the wiring of the individual LEDs 24 in a radiator module 12 in a symbolically simplified manner. Two adjacent LED rows 46 are connected in a series connection as a string of approximately 100 LEDs to one another and via the connecting leads 40 of the flat cable connection 20 to a DC voltage can be acted upon by about 400 volts. Due to the high voltage, especially small cable cross sections can be realized.
Wie in Fig. 5 veranschaulicht, erfolgt der elektrische Anschluss der LED- Reihen 46 durch eine direkte Bonddrahtverbindung 48 zwischen der ersten bzw. letzten LED 24 und der freien Stirnseite der Anschlussleitung 40. Um dies zu ermöglichen, ist der obere Bereich 42 der Flachkabelverbindung 20 gleichsam als miniaturisierte Platine durch eine sandwichartige Laminatstruktur 50 ausgesteift. As illustrated in FIG. 5, the electrical connection of the LED rows 46 is effected by a direct bonding wire connection 48 between the first and last LED 24 and the free end side of the connection line 40. To enable this, the upper region 42 of the flat cable connection 20 as a miniaturized board stiffened by a sandwich-like laminate structure 50.

Claims

Vorrichtung zur UV-Bestrahlung von Objekten, insbesondere zur Härtung von Beschichtungen, mit mehreren UV-Strahlermodulen (12), die jeweils eine auf einem Träger (14) flächig angeordnete LED-Anordnung (16) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes UV- Strahlermodul (12) eine mit einer Vielzahl von Anschlussleitungen (40) zum elektrischen Anschluss der LED-Anordnung (16) versehene Flachkabelverbindung (20) aufweist, und dass die Flachkabelverbindung (20) an einer an einem weiteren UV-Strahlermodul (12) anfügbaren oder angefügten Verbindungsseite (18) des Trägers (14) angeordnet ist. Apparatus for UV irradiation of objects, in particular for curing coatings, comprising a plurality of UV radiator modules (12) each comprising an LED array (16) arranged flat on a support (14), characterized in that each UV radiator module (12) has a flat cable connection (20) provided with a plurality of connection lines (40) for the electrical connection of the LED arrangement (16), and in that the flat cable connection (20) can be attached or attached to a further UV radiation module (12) Connecting side (18) of the carrier (14) is arranged.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen der Flachkabelverbindung (20) zumindest im Bereich des Trägers (14) in einer Ebene quer zu der Fläche der LED- Anordnung (16) seitlich nebeneinander verlaufen. Apparatus according to claim 1, characterized in that the connection lines of the flat cable connection (20) at least in the region of the carrier (14) in a plane transverse to the surface of the LED array (16) extend laterally side by side.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachkabelverbindung (20) ein die Anschlussleitungen (40) in Form von Leiterbahnen enthaltendes flexibles Flachband aufweist. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the flat cable connection (20) has a connecting lines (40) in the form of conductor tracks containing flexible ribbon.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachkabelverbindung (20) an einem an der Verbindungsseite (18) des Trägers (14) angefügten Endabschnitt durch ein Starrverbundteil (50), insbesondere eine sandwichartige Laminatstruktur ausgesteift ist. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flat cable connection (20) is stiffened at one on the connecting side (18) of the carrier (14) attached end portion by a rigid composite part (50), in particular a sandwich-like laminate structure.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen der Flachkabelverbindung (20) stirnseitig über Bonddrähte (48) mit der LED-Anordnung (16) verbunden sind. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting lines of the flat cable connection (20) are connected at the end via bonding wires (48) to the LED array (16).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Flachkabelverbindung (20) weniger als 3 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 2 mm beträgt. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlermodule (12) einen rechteckförmigen Träger (14) aufweisen und an mindestens zwei Verbindungsseiten (18) des Trägers (14) mit weiteren UV-Strahlermodulen (12) nahtlos zusammenfügbar sind, so dass die gemeinsam gebildete Strahlerfläche gleichmäßig mit LEDs (24) besetzt ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the thickness of the flat cable connection (20) is less than 3 mm, preferably between 1 and 2 mm. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the UV radiator modules (12) have a rectangular carrier (14) and at least two connecting sides (18) of the carrier (14) with further UV radiator modules (12). are seamlessly joined, so that the jointly formed radiator surface is uniformly occupied by LEDs (24).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) für die LED-Anordnung (16) auf einem Kühler (28) angeordnet ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier (14) for the LED assembly (16) on a radiator (28) is arranged.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (28) an einer Seite des Trägers (14) seitlich übersteht. 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the cooler (28) projects laterally on one side of the carrier (14).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass die LED-Anordnung (16) durch eine Matrix von LEDs10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the LED arrangement (16) by a matrix of LEDs
(24) gebildet ist, wobei jeweils zwei benachbarte LED-Reihen (46) in Reihenschaltung verbunden sind. (24) is formed, wherein each two adjacent LED rows (46) are connected in series.
1 1 . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass die LED-Anordnung (16) über die Flachkabelverbindung1 1. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the LED arrangement (16) via the flat cable connection
(20) mit einer Gleichspannungsversorgung des UV-Strahlermoduls (12) verbunden ist, wobei die für eine Reihenschaltung der LEDs (24) bereitgestellte Gleichspannung mehr als 100 V, vorzugsweise 300 bis 500 Volt beträgt. (20) is connected to a DC voltage supply of the UV lamp module (12), wherein the DC voltage provided for a series connection of the LEDs (24) is more than 100 V, preferably 300 to 500 volts.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Anordnung (16) jedes UV-Strahlermoduls (12) mehr als 1000, vorzugsweise ca. 1500 durch Einzelchips gebildete LEDs (24) aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlermodule (12) eine optische Leistungsdichte von mehr als 10 W/cm2 aufweisen. 12. Device according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the LED arrangement (16) of each UV radiator module (12) more than 1000, preferably about 1500 formed by individual chips LEDs (24). Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the UV radiator modules (12) have an optical power density of more than 10 W / cm 2 .
Vorrichtung zur UV-Bestrahlung von Objekten, insbesondere zur Härtung von Beschichtungen, mit mehreren UV-Strahlermodulen (12), die jeweils eine auf einem Träger (14) flächig angeordnete LED-Anordnung (16) umfassen und unter Bildung einer in einem regelmäßigen Raster mit LEDs (24) besetzten gemeinsamen Strahlerfläche zusammensetzbar sind, so dass im Bereich der Verbindungsseiten (18) zwischen den Trägern (14) keine Strahlungsinhomogenitäten entstehen. Apparatus for the UV irradiation of objects, in particular for curing coatings, comprising a plurality of UV radiator modules (12), each comprising one on a support (14) surface arranged LED array (16) and to form a in a regular grid with LEDs (24) occupied common radiator surface are composable, so that no radiation inhomogeneities arise in the region of the connecting sides (18) between the carriers (14).
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