DE10207928A1 - Lampenanordnung - Google Patents
LampenanordnungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen Reflexionsoberfläche, welche die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung für die Emission der Strahlung herunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung darauf aufweist, wobei der Reflektor zwei Körperelemente mit einer geformten Oberfläche umfasst, die zusammenwirken, wenn die Körperelemente in einer ersten Relativposition zur Ausbildung eines Hohlraums gehalten werden, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird. Bei der Leuchtenanordnung ist wenigstens ein Kanal durch jedes Körperelement für einen Kühlwasserfluss und ein Rohr für Kühlwasserfluss in der Nähe der Emissionsöffnung angeordnet, worin der oder ein Kanal in einem der Körperelemente mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem Kanal in dem anderen Körperelement verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leuchtenanordnung, bei der die Quelle in solcher Weise befestigt ist, dass sie mit einem Element in eine zweite Position relativ zu dem anderen Element bewegbar ist, in welcher die Quelle in einer benutzerzugänglichen Position angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft Leuchtenvorrichtungen, insbesondere
Leuchtenvorrichtung zur Verwendung in der Druck- und
Beschichtungsindustrie zum schnellen Aushärten von Tinten oder
ähnlichem auf einer großen Vielzahl von Substratmaterialen. Während des
Aushärtevorgangs wird das Substrat in einem Pfad unterhalb einer
länglichen Leuchtenanordnung bewegt, so dass eine Beschichtung auf
dem Substrat durch die Strahlung der Leuchte bestrahlt wird, um die
Beschichtung in einem kontinuierlichen Vorgang auszuhärten. Das Substrat
kann kontinuierlich sein oder mehrere Blätter umfassen, welche in Folge
unter die Leuchte zugeführt werden.
Es ist gut bekannt, Tinten auf einem Substrat durch die Anwendung von
ultravioletter Strahlung aus einer oder mehreren Mitteldruck-Ultra-Violett-
Leuchten auszuhärten. Es ist auch bekannt, jede Leuchte in einer
Anordnung mit einem Reflektor vorzusehen, welcher eine reflektierende
Oberfläche beinhaltet, die die Leuchte teilweise umgibt, zur Reflektion der
daraus stammenden Strahlung auf das Substrat. Die reflektierende
Oberfläche hat ein konkaves Profil, welches gewöhnlich elliptisch oder
parabolisch ist, die Leuchte ist auf der symmetrischen Mittellinie des Profils
und benachbart zum Scheitelpunkt befestigt.
Der Reflektor erhöht die Intensität der von dem aushärtbaren Material
empfangenen Strahlung. Das Eindringen der Strahlung in das Material ist
ein wichtiger Faktor beim Aushärten und das Eindringen ist um so besser,
je höher die Intensität ist, wobei das Eindringen mit den verschiedenen
Farben und Materialien variiert.
Ein Problem mit bekannten Anordnungen ist, dass die Winkelspreizung der
Ausgangsstrahlung des Reflektors sehr hoch sein kann mit der
Konsequenz, dass die Strahlung über ein breites Band des Substrats
empfangen wird bei variierenden Intensitätspegeln. Die Orte höchster
Intensität hängen von dem Grad der in der Anordnung bereitgestellten
Fokussierung ab, aber es mag Regionen geben, wo der Intensitätspegel
niedrig ist. Die große Winkelspreizung bedeutet, dass das Substrat
langsamer als gewünscht bewegt werden muss, als wenn die
Strahlungsintensität ausreichend hoch ist.
Ein anderes Problem, welches bei bekannten Anordnungen auftritt, ist,
dass Teile der Strahlung auf die Leuchte selbst zurückreflektiert werden,
was den Anteil der für das Aushärten verfügbaren Strahlungsenergie
verringert und zur Aufheizung der Leuchte führt, was den Leuchtenbetrieb
gegenteilig beeinflussen kann und den ohnehin großen Teil der durch die
Anordnung abgegebenen Hitze erhöht, wodurch Verzug und Verzerrung
der Beschichtung und/oder des Substrates verursacht werden kann.
Dieses Problem wurde im französischen Patent 2334966 erkannt, welches
einen Reflektor in der Form zweier Halbschalen beschreibt, von denen jede
um eine Längsachse im Hohlraum schwenkbar zu den Seiten der
symmetrischen Mittellinie davon ist. Das französische Patent schlägt vor,
den oberen Bereich des Reflektors zu verformen, um ihm äußerlich eine
grundsätzlich konkave Form über die Breite der Leuchte zu geben, indem
die obere Kante jeder Halbschale heruntergebogen wird in Richtung der
Leuchte.
Die im französischen Patent 2334966 offenbarte Vorrichtung hat als Folge
ihrer Grundform dahingehend Nachteile, dass ein kompliziertes System
erforderlich ist, um den gewünschten Schwenkvorgang zu erreichen und
dass Platz vorgesehen werden muss, um die Halbschalenverschwenkung
aufzunehmen, was unverträglich ist mit dem derzeitigen Wunsch der
Industrie nach kleineren Aushärtungsanordnungen. Das Kühlen der
Halbschalen wird schwierig sein, wiederum auf Grund der Notwendigkeit,
den Schwenkvorgang unterzubringen. Probleme werden auch als Folge der
in dem französischen Patent vorgeschlagenen Lösung auftreten in Bezug
auf das Problem der Leuchtenselbstaufheizung. Die Verformung des
Reflektors in Richtung der Leuchte führt zur exzessiven Aufheizung der
verformten Abschnitte und macht das Kühlen der benachbarten Bereiche
der Leuchte wesentlich schwieriger.
Der Wunsch der Industrie nach kleineren Aushärtungsanordnungen, wie
zuvor beschrieben, gibt einem Problem Vorschub, dass bei einer
Verringerung der Breite der Anordnung, um ihr zu ermöglichen, einen
kleineren Platz in einer Linie zu belegen, eine Erhöhung der
Winkelspreizung der imitierten Strahlung resultieren kann. Dies wiederum
gibt den zuvor bereits diskutierten Problemen Vorschub.
Das effiziente und effektive Kühlen von Leuchtenanordnungen war ein
dauerndes Problem, welches sogar noch wichtiger geworden ist, da stets
steigende Leuchtenleistungen eingesetzt wurden, um schnelleres
Aushärten zu ermöglichen, so dass die Substratgeschwindigkeiten erhöht
werden konnten. Zum Beispiel waren die Leuchtenleistungen zum
Zeitpunkt des französischen Patentes, 1975, nur im Bereich von 250 Watt
pro Inch (100 Watt pro Zentimeter). Leuchtenleistungen von 200 bis 400
Watt pro Inch (80 bis 160 Watt pro Zentimeter) sind nun üblich und
Leuchten sogar mit höheren Leistungen, 500-600 Watt pro Inch (200-240
Watt pro Zentimeter) werden zunehmend benutzt. Des Weiteren haben die
Vorteile der UV-Aushärtung; beinhaltend die Reinheit und Qualität, zu einer
Nachfrage nach Aushärtesystemen geführt, die für den Betrieb mit einer
breiten Varietät von Substraten geeignet sind, beinhaltend Substrate,
welche sehr empfindlich gegenüber Hitzeschäden sind. Frühere
Anordnungen wurden grundsätzlich nur mittels Luft gekühlt. Bei den ersten
luftgekühlten Systemen wurde die Luft aus dem Reflektor durch eine oder
mehrere Öffnungen entfernt, welche Oberhalb der Leuchte angeordnet
waren, um die Hitze herauszuziehen. In späteren Systemen wurde Kühlluft
in die Anordnung und auf die Leuchte geblasen, wiederum durch
Öffnungen, welche benachbart zur Leuchte angeordnet waren. Ein Problem
mit Luftkühlung ist, dass die benötigten Gebläse die Größe der Anordnung
erhöhen, und es schwierig machen, diese zwischen den Ständen einer
Multistandpresse zu installieren.
Dieses und die steigenden Kühlanforderungen auf Grund höherer
Leuchtleistungen haben zu der Verwendung von Wasserkühlung alleine
oder in Verbindung mit Luftkühlung geführt. Das Kühlwasser wird durch
Röhren eingespiesen, welche an dem Reflektor befestigt sind oder in
diesem integriert geformt sind. Zusätzlich wurde eine Anzahl von
Gestaltungen vorgeschlagen mit Filtern, welche eine oder zwei
Quarzröhren zwischen den Leuchten und dem Substrat vorsehen, durch
welche Flüssigkeit geleitet wird, typischerweise deionisiertes Wasser.
Neben dem Beitragen zur Kühlung haben die Filter die Hauptwirkung
Infrarotstrahlung zu filtern, welche dazu neigt, das Substrat aufzuheizen
und das Licht aus der Leuchte auf das Substrat zu fokussieren. Die
Kühlflüssigkeit wird zu und aus den Röhren durch Kühl- oder Abkühlmittel
zirkuliert.
Da die Leuchtenleistungen steigen werden immer effizientere und
effektivere Kühlsysteme benötigt, um die Temperaturen innerhalb
akzeptabler Grenzen zu halten, nicht nur um Schäden am Substrat
vorzubeugen, sondern auch um Einflüsse auf benachbarte Ausrüstung und
auf Bedienpersonal des Drucksystems zu verhindern. Eine bekannte
Ausbildung einer Leuchtenanordnung hat einen Reflektor in der Form eines
Blocks mit einem Hohlraum auf der Oberfläche, durch welchen die
reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird. Die reflektierende Oberfläche
kann durch Polieren der Hohlraumoberfläche ausgebildet werden oder es
kann ein spezielles Reflektorelement an dieser befestigt werden. In beiden
Fällen ist es bekannt, auf der reflektierenden Oberfläche Beschichtungen
aus einem hitzeabsorbierenden Material vorzusehen.
Das britische Patent Nr. 2315850 offenbart eine Leuchtenanordnung, bei
welcher der Reflektorblock in zwei Teilen ausgebildet ist. Die
Reflektoroberfläche wird durch zwei Reflektorplatten bereitgestellt, von
denen jede zwischen einen Flansch, welcher sich in den Hohlraum
erstreckt und eine Klammer, welche an einem Ende der
Reflektorblockhälfte durch lösbare Befestigungsmittel angebracht ist,
eingepasst ist.
Es ist bekannt, Reflektorblöcke durch die Ausbildung von einer oder
mehreren Kanälen darin für den Fluss von Kühlwasser wasserzukühlen.
Bei zweiteiligen Blöcken erfordert dies Wassereinlass- und Auslassrohre
für beide Teile, das heißt vier Rohre insgesamt. Die Notwenigkeit, diese
Rohre unterzubringen und die Wasserdichtungen zwischen diesem und
den Blockkanälen zu warten, macht die Anordnung insgesamt schlecht
handhabbar und macht es weiterhin schwierig, einen Blockteil relativ zu
dem anderen zu bewegen.
Ein weiteres Problem mit Blockformreflektoren und auch anderen
Reflektoren ist, dass die Strahlungsquelle oft verhältnismäßig unzugänglich
ist und es so eine beträchtliche Zeit erfordert, die Quelle zu wechseln. Dies
bedeutet, dass es beträchtliche Ausfallzeiten geben kann, wenn die
Leuchte oder eine andere Art von Strahlungsquelle gewechselt werden
muss.
Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Leuchtenanordnung bereitzustellen, welche eines oder mehrere der
Probleme, welche mit den bekannten Anordnungen verbunden sind, wie
zuvor besprochen, beseitigt. Es ist insbesondere ein Ziel, eine
Leuchtenanordnung bereitzustellen, welche von kleiner Größe sein kann
aber noch hoch intensive Strahlung bereitstellt durch Reduzierung der
Winkelspreizung der Strahlung. Es ist weiterhin insbesondere Ziel, eine
Lampenanordnung mit einem Wasserkühlsystem bereitzustellen, welche
eine minimale Ausrüstung aufweist und einfacher in der Anordnung
unterzubringen ist. Es ist noch weiterhin insbesondere Ziel, eine
Leuchtenanordnung bereitzustellen, bei der die Leuchte oder eine andere
Strahlungsquelle gut zugänglich ist und so einfach gewechselt werden
kann.
Eine Leuchtenanordnung nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst
eine längliche Strahlungsquelle, einen Reflektor mit einer länglichen
Reflektoroberfläche, welche die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung
zur Emission der Strahlung hinunter in Richtung eines Substrates aufweist,
zum Aushärten einer Beschichtung darauf, wobei der Reflektor zwei
Körperelemente umfasst, von denen jedes eine ausgebildete Oberfläche
hat, welche mit der anderen zusammenwirkt, wenn die Körperelemente in
einer ersten Relativposition gehalten werden, um einen Hohlraum
auszubilden, in dem die Quelle angeordnet ist und wobei auf der
Oberfläche der Körperelemente die reflektierende Oberfläche bereitgestellt
wird und wenigstens ein Kanal durch jedes Körperelement für einen
Kühlwasserfluss läuft und ein Rohr für den Kühlwasserfluss benachbart zur
Ausgangsöffnung angeordnet ist, in der der oder ein Kanal in einem
Körperelement mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem
Kanal in dem anderen Körperelement verbunden ist.
Der Vorteil hiervon ist, dass nur ein Wassereinlassrohr und ein
Wasserauslassrohr benötigt wird, wobei das Auslasswasser von einem
Körperelement der Einlass zum dem anderen Körperelement mittels des
Kühlrohrs ist. Folglich wird das Kühlrohr als Teil des Flussbades zwischen
den Körperelementen benutzt und die Anzahl der Wasserrohre wird halbiert
von vier auf zwei im Vergleich mit bekannten Anordnungen, wo der
Reflektor durch zwei Körperelemente gebildet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Leuchtenanordnung
bereitgestellt, welche eine längliche Strahlungsquelle umfasst, einen
Reflektor mit einer länglichen reflektierenden Oberfläche, welche die Quelle
teilweise umgibt und eine Öffnung zur Emission der Strahlung herunter in
Richtung eines Substrats ausweist zum Aushärten einer Beschichtung
darauf, wobei die reflektierende Oberfläche ein grundsätzlich konkaves
Profil aufweist und die Quelle in der Nähe der Basis der Konkavität
angeordnet ist, wobei der Reflektor zwei Reflektorelemente umfasst, von
denen jedes eine geformte Oberfläche ausweist, die zusammenwirken,
wenn die Elemente in einer ersten Relativposition gehalten werden, um
einen Hohlraum zu bilden, indem die Quelle angeordnet ist und auf der
Oberfläche der Elemente die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird
und wobei die Quelle in der Weise befestigt ist, dass sie mit einem Element
in eine zweite Position relativ zu dem anderen Element bewegbar ist, in
welcher die Quelle in einer für den Benutzer zugänglichen Position
angeordnet ist.
Diese Anordnung überwindet das Problem, welches in
Leuchtenanordnungen vorhanden ist, dass eine beträchtliche Zeit
erforderlich ist, um die Strahlungsquelle zu wechseln. Indem die
Strahlungsquelle so befestigt wird, dass sie mit einem Element des
Reflektors relativ zu dem anderen beweglich ist in eine dem Benutzer
zugängliche Position, kann das Reparieren oder Ersetzen der
Strahlungsquelle schneller ausgeführt werden. Vorzugsweise umfassen die
Reflektorelemente ein Körperelement, welches wenigstens einen Kanal für
Kühlwasserfluss aufweist und der erste und zweite Aspekt werden
kombiniert, indem die Kanäle in den Körperelementen mittels eines Rohres
für Kühlwasser verbunden werden, welches in Nachbarschaft der
Emissionsöffnung angeordnet ist.
Die Kombination ist insbesondere effizient, wenn das bewegliche
Körperelement relativ schwenkbar zu dem anderen Körperelement um eine
Schwenkachse ist, welche parallel zu der Längsachse des Kühlrohrs ist.
Das Kühlrohr wirkt im Effekt als eine Drehverbindung und ermöglicht den
Zugang zu der Strahlungsquelle ohne jeglichen möglichen gegenteiligen
Effekt auf den Zustand der Wasserdichtungen.
In einem noch weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine
Leuchtenanordnung bereit, welche eine längliche Strahlungsquelle, einen
Reflektor mit einer länglichen reflektierenden Oberfläche umfasst, welcher
die Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung zur Emission der Strahlung
hinunter in Richtung eines Substrats ausweist zum Aushärten einer
Beschichtung darin, wobei die reflektierende Oberfläche ein gebogenes,
allgemein konkaves Profil aufweist zwischen den Kanten der
Emissionsöffnung, welches symmetrisch um eine Mittellinie ist, auf welcher
die Quelle angeordnet ist, wobei der Reflektor zwei längliche
Strahlungsablenkungsoberflächen aufweist, welche sich von einer Kante
der Emissionsöffnung herunter erstrecken und angeordnet sind, um
Strahlung zu reflektieren, welche durch die reflektierende Oberfläche
reflektiert wird und sie in Richtung der Mittellinie abzulenken, wodurch die
Winkelspreizung der Strahlung, welche das Substrat erreicht, reduziert
wird.
Es wurde festgestellt, dass durch die Bereitstellung der
Strahlungsablenkungsoberflächen, welche sich von der Emissionsöffnung
herunter erstrecken es möglich ist, die Strahlung in einem schmalen Strahl
zu fokussieren, was auch den Effekt hat, dass die Intensität der Strahlung,
welche das Substrat erreicht, erhöht wird. Die Bereitstellung von
Ablenkungsoberflächen ist insbesondere hilfreich, wenn die Breite der
Anordnung als Ganzes reduziert wurde, da, wie zuvor beschrieben, dies
andernfalls die Möglichkeit für breite Winkelspreizung und die daraus
resultierenden Probleme ergibt.
Die Ablenkungsoberflächen können sich in einem Winkel weg von der
Mittellinie erstrecken und können flach oder leicht gewölbt sein. Wenn sie
so angeordnet sind, ist ihre Hauptwirkung, die Strahlung, welche von den
unteren Seiten der Quelle imitiert wird und welche dazu neigt, in einem
relativ großen Winkel weg von der Mittellinie zu sein, zurück in Richtung
der Mittellinie zu drehen und so mit der Strahlung zu kombinieren, welche
aus der Oberseite und der Unterseite der Quelle ausgestrahlt wird, um
einen fokussierten Strahl von vergleichbar hoher konstanter Intensität
abzugeben.
Der Reflektor kann einen Körper umfassen, der einen Hohlraum aufweist,
in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen Oberfläche die
reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird und die
Ablenkungsoberflächen können auf separaten Endstücken bereit gestellt
werden, welche an dem Körper befestigt werden. Wenn die bekannte
Anordnung, bei der die reflektierende Oberfläche wenigstens eine Platte
umfasst, welche durch eine Klemme auf beiden Seiten der
Emissionsöffnung gehalten wird, übernommen wird, können die Klemmen
als Endstücke wirken. Welche Form die Endstücke auch haben, sie werden
in geeigneter Weise aus einem beschichteten Material hergestellt oder
damit beschichtet, wobei die erste Alternative vorgezogen wird.
Alle drei Aspekte können kombiniert werden, um eine Leuchtenanordnung
zu erzielen, welche klein sein kann, aber noch hoch intensive Strahlung bei
kleiner Winkelspreizung produziert, wobei sie durch ein einzelnes
Wassereingangsrohr und Wasserausgangsrohr wassergekühlt wird.
Weiterhin ist die Anordnung wirtschaftlich im Gebrauch, da die
Strahlungsquelle einfach zugänglich ist und die Ausfallzeit, wenn die Quelle
repariert oder ersetzt werden muss, minimiert ist.
Die Erfindung wird nun weiter beschrieben anhand eines Beispiels mit
Bezug zu den anhängenden Zeichnungen, wobei:
Fig. 1 eine Endansicht eines Teils einer Lampenanordnung nach der
Erfindung in einer ersten geschlossenen Position ist;
Fig. 2 eine Endansicht eines Leuchtenanordnungsteils der Figur in
einer zweiten, offenen Position ist;
Fig. 3 eine perspektivische Endansicht einer Leuchtenanordnung
nach der Erfindung in der ersten geschlossenen Position ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Leuchtenanordnung der Fig.
3 in der zweiten, offenen Position ist und
Fig. 5 ein Strahlungsbild zeigt, welches mit der erfindungsgemäßen
Leuchtenanordnung erzeugt wird und welches mit einer
bekannten Leuchtenanordnung erzeugt wird.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Reflektor 2, welcher einen Teil der
Leuchtenanordnung 4 bildet, die in den Fig. 3 und 4 abgebildet ist. Der
Reflektor 2 umfasst zwei Reflektorkörperelemente 6, 8, von denen jedes
als ein Strangprofil ausgebildet ist. Die Strangprofile 6, 8 haben jeweils eine
geformte Oberfläche 10, welche zusammenwirken, wenn die Strangprofile
6, 8 in einer ersten Relativposition sind, wie in Fig. 1 gezeigt, um einen
Hohlraum 12 auszubilden.
Eine Leuchte 14 ist in dem Hohlraum 12 befestigt zur Emission einer
Strahlung hinunter in Richtung eines Substrates, welches unter dem
Reflektor 2 entlang der Hohlraumöffnung durchläuft, welche zwischen den
unteren Kanten der geformten Oberflächen 10 ausgebildet ist. Die
Strahlung, welche von der Unterseite der Leuchte 14 ausgesendet wird,
wird direkt auf das Substrat übertragen, wo hingegen die Strahlung, welche
von den Seiten und der Oberseite ausgesendet wird, von einem Paar von
Reflektorplatten 16 reflektiert wird, welche an den Strangprofilen 6, 8 gegen
die geformten Oberflächen 10 befestigt sind. Die Reflektorplatten 16
können aus einem dichroitischen Material geformt werden oder damit
beschichtet werden. Jede wird am Platz zwischen einem Flansch 18 der
Strangprofile 6, 8 und einer Klemme 20, welche an den Strangprofilen 6, 8,
an dem unteren Ende der geformten Oberfläche 10 durch Schrauben 22
befestigt ist, gehalten.
Die Klemmen 20 sind grundsätzlich im Querschnitt dreieckig und sind so an
den Strangprofilen 6, 8 befestigt, das die Oberflächen 24, welche die
Hypotenuse des dreieckigen Querschnitts definieren, grundsätzlich quer zu
den benachbarten Anteilen der geformten Oberfläche 10 der Strangprofile
6, 8 sich erstrecken. Die Klemmoberflächen 24 wirken, um die Strahlung
abzulenken, welche darauf empfangen wird durch die bewusste Ausbildung
der Klemmen 20 aus geeignetem reflektierenden Material, so wie Silber.
Alternativ können die Klemmen 20 aus einem nicht reflektierenden Material
hergestellt werden und die Ablenkungsoberflächen 24 mit reflektierendem
Material beschichtet werden. Zwischen den Enden der geformten
Oberflächen 10 und folglich also auch zwischen den Klemmen 20, ist ein
Kühlrohr 26 befestigt. Das Kühlrohr 26 ist so bemessen und angeordnet,
dass im Wesentlichen die gesamte durch die Leuchte 14 ausgesendete
Strahlung durch das Rohr 26 tritt, entweder direkt oder einer Reflektion auf
der Reflektorplatte 16 folgend.
Das Kühlrohr 26 wird vorzugsweise aus Quarz bestehen und wird mit
deionisiertem Wasser gespiesen. Daher wird, zusätzlich zum Kühlen der
Leuchtenanordnung 4, das Kühlrohr 26 als Filter für Infrarotstrahlung
wirken, welche von der Leuchte 14 ausgesendet wird und auch diese
Strahlung auf das Substrat, welches unter dem Reflektor 2 durchläuft
fokussieren.
Die Leuchtenanordnung 4 wird auch durch einen Fluss von Kühlwasser
durch Kanäle 28 gekühlt, welche in den Strangprofilen 6, 8 ausgebildet
sind. Die Kanäle 28 sind so geformt, dass sie den Hohlraum 12 umgeben
und so die Dissipation der in dem Hohlraum 12 durch den Betrieb der
Leuchte 14 erzeugten Hitze maximieren.
Die Strangprofile 6, 8 sind mit entsprechenden Endstücken 30, 32
ausgebildet, von denen eines jeweils in den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist.
An dem Ende der Leuchtenanordnung 4, welche in diesen Figuren gezeigt
ist, ist das Endstück 30 des Strangprofils 6 mit einer Lampenbefestigung 34
ausgebildet, wohingegen das Endstück 32 des Strangprofils 8 mit einer
Kühlrohrbefestigung 36 ausgebildet ist. Die Enden sind so ausgeführt, dass
an dem gegenüberliegenden Ende der Leuchtenanordnung 4 das Endstück
30 des Strangsprofils 6 mit einer Kühlrohrbefestigung 36 ausgebildet ist,
wohingegen das Endstück 32 des Strangprofils 8 mit einer
Leuchtenbefestigung 34 ausgebildet ist.
Die Kühlrohrbefestigungen 36 haben einen grundsätzlich kreisförmigen
Querschnitt und werden in entsprechend bemessenen und ausgeformten
Vertiefungen 38 der Leuchtenbefestigungen 34 aufgenommen. Die
Kombination der Befestigungen 36 und Vertiefungen 38 bilden
Schwenklager, um welche das Strangprofil 6 relativ zum Strangprofil 8
rotieren kann zwischen der geschlossenen Position welche in den Fig.
1 und 3 gezeigt ist und der offenen Position, welche in Fig. 2 und 4
gezeigt ist. In der geschlossenen Position der Fig. 1 und 3 werden die
Strangprofile 6 und 8 durch eine Schraube 40 zusammengehalten, welche
im Strangprofil 8 unverlierbar gehalten ist und in einem Schraubloch 42
befestigt wird, welches im Strangprofil 6 vorgesehen ist.
In der geschlossenen Position, wie bereits ausgeführt, wirken die
geformten Oberflächen 10 zusammen um den Hohlraum 12 auszubilden. In
der offenen Position mit dem Strangprofil 6 relativ zum Strangprofil 8 rotiert,
ist der Hohlraum 12 von oben geöffnet, so dass die Leuchte 14 zugänglich
ist und eine Reparatur oder Ersatz ermöglicht wird. Folglich wird, indem
das Kühlrohr 26 als, in der Wirkung, Drehverbindung verwendet wird, die
Leuchte 14 einfach zugänglich gemacht, so dass Wartung und Ersatz
vereinfacht wird und dementsprechend die Ausfallzeiten reduziert werden,
welche durch solche Wartung und Ersatz bedingt sind.
Das Kühlrohr 26 bleibt, auf Grund seiner Befestigungsweise, stationär,
wenn die Leuchtenanordnung 4 von der offenen in die geschlossene
Position und anders herum bewegt wird. Dies ermöglichst, dass das
Kühlrohr 26 als ein Teil der Flüssigkeitsversorgung zu den Kanälen 28 der
Strangprofile 6, 8 verwendet wird. Dies wiederum ermöglichst, dass die
Anzahl der Wasserrohre, welche für die Leuchtenanordnung 14 benötigt
wird, reduziert wird. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, hat die
Leuchtenanordnung 4 nur zwei Wasserrohre 44, 46. Kühlwasser wird über
eine dieser Rohre 44, 46 in eines der Strangprofile 6 oder 8 eingespiesen.
Das Wasser läuft entlang der Kanäle 28 dieses Strangprofils 6 oder 8 und
dann zu dem Kühlrohr 26 über eine der Kühlrohrbefestigungen 36. Das
Kühlwasser läuft dann über die andere Kühlrohrbefestigung 36 zu dem
anderen Strangprofil 6 oder 8, entlang des Kanals von diesem Strangprofil
und über das zweite Wasserrohr 46 heraus.
Im Gebrauch, mit der Leuchtenanordnung in der geschlossenen Position
und dem Wasser, versorgt über die Rohre 44, 46, wird die Leuchte 14 über
eine Leitung 48 und ein elektrisches Hochspannungskabel 50 versorgt. Ein
zweites Kabel 50 versorgt eine Temperaturanzeige (nicht gezeigt) mit
Niedrigspannung. Strahlung wird von der Leuchte 14 ausgesendet, wie
gezeigt in Fig. 5. Wie diese Figur zeigt, durchläuft nahezu die gesamte
ausgesendete Strahlung das Kühlrohr 26. Weiterhin wurde alle Strahlung,
welche durch das Kühlrohr 26 läuft, zumeist einmalig nur von den
Reflektorplatten 16 reflektiert.
Die Ausformung der Oberflächen 10 und folglich des Hohlraums 12, ist in
solcher Weise, dass die Strahlung, welche aus der Hohlraumöffnung
austritt, eine relativ weite Winkelspreizung aufweist. Dies liegt darin
begründet, dass der Hohlraum 12 so geformt ist, dass er in Richtung der
Öffnung sich verschmälert, was ermöglicht, dass die Leuchtenanordnung 4
insgesamt schmaler ist, als bekannte Anordnungen, so wie in Fig. 5
rechts gezeigt.
Die breite Winkelspreizung der Strahlung wird jedoch durch die
Ablenkoberflächen 24 reduziert. Diese wirken zum Fokussieren der
Strahlung in einen schmaleren Strahl, indem die Strahlung, welche das
Kühlrohr 26 seitlich verlässt, zurück, nach innen in Richtung der Mittellinie
50 des Hohlraums 12 abgelenkt wird, auf welcher die Mitten der Leuchte 14
und des Kühlrohrs 26 liegen. Das Fokussieren der Strahlung, erzeugt durch
die Ablenkoberflächen 24, hat auch den Effekt, die UV-Intensität, welche
das Substrat erreicht, zu erhöhen.
Die Leuchtenanordnung 2 hat eine Anzahl von signifikanten Vorteilen.
Zuerst ist sie schmal, bedingt durch die Form des Hohlraums 12, was es
einfacher macht, sie in eine Bahn einzusetzen. Dabei wird dies erreicht,
ohne Aushärtungseffizienz zu verlieren, durch die Verwendung der
Ablenkoberflächen 24, um die ausgesendete Strahlung in einen engeren
Strahl zu fokussieren, was ebenso in einem Anstieg der UV-Intensität,
welche das Substrat erreicht, resultiert.
Zusätzlich ist der Aufbau der Leuchtenanordnung 4 im Vergleich mit
bekannten Leuchtenanordnungen vereinfacht, da die Anzahl der
Wasserrohe minimiert ist. Der Betrieb ist auch vereinfacht, da die Leuchte
in eine für den Benutzer zugängliche Position bewegt werden kann. Diese
Vorteile werden erreicht, indem das Wasser in ein Strangprofil, durch die
Kühlrohre und dann in das andere Strangprofil eingespiesen wird und die
Wasserkühlrohre so angeordnet sind, dass sie als Drehverbindung wirken.
Claims (15)
1. Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle,
einen Reflektor mit einer länglichen Reflexionsoberfläche, welche die
Quelle teilweise umgibt und eine Öffnung für die Emission der Strahlung
herunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung
darauf aufweist, wobei der Reflektor zwei Körperelemente mit einer
geformten Oberfläche umfasst, die zusammenwirken, wenn die
Körperelemente in einer ersten Relativposition zur Ausbildung eines
Hohlraums gehalten werden, in dem die Quelle angeordnet ist und auf
dessen Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird, wobei
wenigstens ein Kanal durch jedes Körperelement für einen Kühlwasserfluss
und ein Rohr für Kühlwasserfluss in der Nähe der Emissionsöffnung
angeordnet ist, worin der oder ein Kanal in einem der Körperelemente mit
dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem Kanal im dem
anderen Körperelement verbunden ist.
2. Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle,
einen Reflektor mit einer länglichen, reflektierenden Oberfläche, welche
teilweise die Quelle umgibt und eine Öffnung zur Emission einer Strahlung
hinunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung
darauf aufweist, wobei die reflektierende Oberfläche ein grundsätzlich
konkaves Profil aufweist und die Quelle nahe zur Basis der Konkavität
angeordnet ist und der Reflektor zwei Reflektorelemente mit jeweils einer
geformten Oberfläche umfasst, welche zusammenwirken, wenn die
Elemente in einer ersten Relativposition zur Ausbildung eines Hohlraumes
gehalten werden, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen
Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereitgestellt wird und bei der die
Quelle in solcher Weise befestigt ist, dass sie mit einem Element in eine
zweite Position relativ zu dem anderen Element bewegbar ist, in welcher
die Quelle in einer benutzer-zugänglichen Position angeordnet ist.
3. Leuchtenanordnung nach Anspruch 2, bei der die
Reflektorelemente jeweils ein Körperelement umfassen, welches
wenigstens einen Kanal für Kühlwasserfluss aufweist und die Anordnung
ein Rohr für Kühlwasserfluss beinhaltet, welches in der Nähe der
Emissionsöffnung angeordnet ist und bei der der oder ein Kanal in einem
Körperelement mit dem Rohr verbunden ist, welches mit dem oder einem
Kanal in dem anderen Körperelement verbunden ist.
4. Leuchtenanordnung nach Anspruch 3, bei der das bewegliche
Körperelement relativ schwenkbar zu dem anderen Körperelement um eine
Schwenkachse ist, welche parallel zu der Längsachse des Kühlrohrs liegt.
5. Leuchtenanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der die reflektierende Oberfläche ein gekrümmtes,
grundsätzlich konkaves Profil zwischen den Kanten der Emissionsöffnung
aufweist, welches symmetrisch um eine Mittellinie ist, auf welcher die
Quelle angeordnet ist und bei der der Reflektor zwei längliche,
strahlungsablenkende Oberflächen aufweist, welche sich von den Kanten
der Emissionsöffnung hinunter erstrecken und so angeordnet sind, dass sie
die durch die reflektierende Oberfläche reflektierte Strahlung reflektieren
und in Richtung der Mittellinie ablenken.
6. Leuchtenanordnung, umfassend eine längliche Strahlungsquelle,
einen Reflektor mit einer länglichen reflektierenden Oberfläche, welche
teilweise die Quelle umgibt und eine Öffnung zur Emission einer Strahlung
hinunter in Richtung eines Substrats zum Aushärten einer Beschichtung
darauf ausweist, wobei die reflektierende Oberfläche ein gekrümmtes,
grundsätzlich konkaves Profil zwischen den Kanten der Emissionsöffnung
aufweist, welches symmetrisch um eine Mittellinie ist, auf welcher die
Quelle angeordnet ist und bei der der Reflektor zwei längliche
strahlungsablenkende Oberflächen aufweist, welche sich von den Kanten
der Emissionsöffnung hinunter erstrecken um Strahlung zu reflektieren,
welche durch die reflektierende Oberfläche reflektiert wurde und sie in
Richtung der Mittellinie abzulenken, wodurch die Winkelspreizung der
Strahlung, welche das Substrat erreicht, reduziert wird.
7. Leuchtenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die
Ablenkoberflächen in einem Winkel zur Mittellinie erstrecken.
8. Leuchtenanordnung nach Anspruch 7, bei der die
Ablenkoberflächen flach oder leicht gekrümmt sind.
9. Leuchtenanordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, sofern von
Anspruch 6 abhängig, bei der der Reflektor einen Körper mit einem
Hohlraum umfasst, in dem die Quelle angeordnet ist und auf dessen
Oberfläche die reflektierende Oberfläche bereit gestellt wird, und bei der
die Ablenkoberflächen auf separaten Endstücken, welche an dem Körper
befestigt sind, bereitgestellt werden.
10. Leuchtenanordnung nach Anspruch 8 oder 9, wenn abhängig von
einem der Ansprüche 1, 3 und 4, bei der die Ablenkoberflächen auf
separaten Endstücken bereitgestellt sind und an einem der Körperelemente
befestigt sind.
11. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei der
reflektierende Oberfläche durch wenigstens eine Platte bereitgestellt ist,
welche in dem Hohlraum durch eine Klemme auf beiden Seiten der
Emissionsöffnung befestigt ist und bei der die Klemmen auch als die
Endstücke wirken.
12. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der
die Endstücke aus einem reflektierenden Material ausgebildet sind oder
damit beschichtet sind.
13. Leuchtenanordnung nach Anspruch 6 oder 7 oder Anspruch 8,
wenn abhängig von Anspruch 6, bei der ein Rohr für Kühlwasserfluss in der
Nähe der Emissionsöffnung vorgesehen ist.
14. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 13, bei
dem das Rohr so bemessen und relativ zur Emissionsöffnung angeordnet
ist, dass die gesamte Strahlung aus der Quelle hindurchläuft.
15. Leuchtenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 13 und
14, bei der die Leuchte in Bezug auf die Quelle und die reflektierende
Oberfläche so angeordnet ist, dass die Strahlung, welche zu einer Seite der
Quelle reflektiert wird, die Strahlung, welche von der anderen Seite
reflektiert wird, über der Mittelachse der Röhre kreuzt.
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