DE19516053C2

DE19516053C2 - UV-Strahler

Info

Publication number: DE19516053C2
Application number: DE19516053A
Authority: DE
Inventors: Joachim Jung; Bernd Schwarz
Original assignee: IST Metz GmbH
Current assignee: IST METZ GMBH, 72622 NUERTINGEN, DE
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2015-05-05
Also published as: ES2121452T3; DK0741272T3; EP0741272A2; EP0741272B1; DE19516053A1; EP0741272A3; DE59600559D1; US5751008A

Description

Die Erfindung betrifft einen UV-Strahler zur Trock nung oberflächenbeschichteter Substrate mit den Merk malen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

UV-Strahler dieser Art werden als Trocknungsanla gen im Bereich der Bedruckung oder Lackierung von Endloswaren oder Korpusteilen eingesetzt, beispiels weise in Druckmaschinen zur UV-Trocknung der be druckten oder lackierten Bogen. Normalerweise wer den die Substrate nach Beschichtung ihrer Oberfläche nur so kurze Zeit dem UV-Strahler ausgesetzt, daß die UV-Strahlen in der Oberflächenbeschichtung eine che mische Reaktion hervorrufen können, andererseits aber die zusätzlich vom UV-Strahler ausgehende Wärme das Substrat nicht beschädigt, beispielsweise vergilben oder gar entzünden läßt. Kommt es daher, beispielsweise auf grund eines Transportfehlers des Substrates, zu einem Produktionsstop, so muß das in diesem Augenblick dem UV-Strahler ausgesetzte Substrat vor der Wärme des UV-Strahlers geschützt werden.

Ein bekannter UV-Strahler der eingangs genannten Art, bei dem eine Strahlungsquelle innerhalb eines Ge häuses angeordnet ist und durch eine Öffnung desselben ihre Strahlung abgibt weist daher mechanische Klap pen auf, mit denen die Öffnung des Gehäuses verschlos sen werden kann.

Die DE 83 18 696 U1 zeigt einen UV-Strahler zur Bestrahlung einer Fläche mit einem Gehäuse, das eine auf das Substrat ausgerichtete Öffnung aufweist, und einer innerhalb des Gehäuses angeordneten UV-Strahlungsquelle. Die Öffnung ist dabei durch eine mit dem Gehäuse verschraubte Abdeckung aus einem für UV-Strahlung transparenten Werkstoff abgedeckt.

Die DE 35 09 931 zeigt eine Bestrahlungseinrichtung für eine in Bräunungsstudios einzusetzende Schnellbräuneeinrichtung mit einem in Richtung auf die zu bestrahlende Person durch zwei parallel zueinander in geringem Abstand angeordnete Glasscheiben abgedeckten Reflektorgehäuse. Mittels eines Axiallüfters wird ein Luftstrom zwischen den beiden Glasscheiben erzeugt.

Die technische Entwicklung geht sowohl zu immer kleineren als auch zu kompakteren Anlagen zur Ober flächenbeschichtung, was zur Folge hat, daß sich der für den UV-Strahler zur Verfügung stehende Raum verrin gert. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen UV-Strahler zur Trocknung oberflächenbeschichteter Substrate bereit zustellen, der eine kleine Baugröße aufweist und selbst bei einer Transportstörung eine Überhitzung des zu bestrahlenden Substrats verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen UV-Strahler mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen stand der Unteransprüche.

Dadurch, daß an der Öffnung ein Luftauslaß für einen die Öffnung überstreichenden Luftstrom vorgesehen ist, unterdrückt dieser Luftstrom die von der Strahlungs quelle angeregte Konvektion warmer Luft aus dem UV- Strahler heraus zum Substrat hin. Damit entfallen die bisher notwendigen mechanischen Klappen, Schwenk reflektoren oder Blenden, was die Größe und das Ge wicht des UV-Strahlers reduziert und die konstruktive Ausgestaltung des UV-Strahlers deutlich vereinfacht.

Um eine Erwärmung des Substrates durch die von der Strahlungsquelle ausgehende Infrarotstrahlung zu ver hindern, ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein zusätzli cher Luftauslaß für einen das Substrat beaufschlagen den Luftstrom vorhanden ist.

Für eine Reduktion der UV-Strahlung, der das Sub strat ausgesetzt ist, ist es von Vorteil, wenn die Strah lungsquelle außer einem abgeschalteten Zustand und einen Betriebszustand noch wenigstens einen Standby- Zustand mit gegenüber dem Betriebszustand reduzier ter Strahlungsleistung besitzt. Besonders vorteilhaft sind ein oberer Standby-Zustand, in welchem die Strah lungsquelle mit verminderter Leistung brennt, für einen kurzen Produktionsstop, und ein unterer Standby-Zu stand mit noch weiter reduzierter Strahlungsleistung für einen längeren Stop der Oberflächenbeschichtungsanla ge. Mit diesen Maßnahmen erhöht sich die Lebensdauer der Strahlungsquelle. Zugleich wird der Verbrauch elek trischer Energie gesenkt.

Vorteilhafterweise sind Mittel vorgesehen, um die Strahlungsquelle mit einem Luftstrom zur Kühlung zu beaufschlagen. Die Anpassung der Luftkühlung an die Leistung der Strahlungsquelle im Standby-Betrieb er möglicht auch bei sehr geringen Leistungen einen lam penschonenden Betrieb über einen längeren Zeitraum hinweg.

Der erfindungsgemäße UV-Strahler ist vorzugsweise als Trocknungsanlage in einer Vorrichtung zur Oberflä chenbeschichtung von Substraten eingebaut.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert. Es zeigt die einzige Figur einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel.

Das Ausführungsbeispiel betrifft einen UV-Strahler in einer Druckmaschine für Bogen.

In einem Gehäuse 1 ist als Strahlungsquelle 3 eine langgestreckte Hochdruckentladungslampe angeord net, beispielsweise eine Quecksilberdampflampe. In Längsrichtung ist die Strahlungsquelle 3 teilweise von einem halbzylindrischen Reflektor 5 umgeben, der auf seiner Innenseite verspiegelt ist. Dabei liegt die Strah lungsquelle 3 etwa auf der Linie der Brennpunkte des Reflektors 5.

Mit seiner offenen Längsseite ist der Reflektor 5 auf eine Öffnung 7 des Gehäuses 1 ausgerichtet, aus der die Strahlung der Strahlungsquelle 3 direkt oder durch Spiegelung am Reflektor 5 austreten kann. Auf seiner der Öffnung 7 abgewandten Seite weist der Reflektor 5 einen Luftspalt 9 auf, durch den hindurch ein die Strah lungsquelle 3 kühlender Luftstrom treten kann.

Bedingt durch die langgestreckte Form der Strah lungsquelle 3 hat die Öffnung 7 eine Rechteckform. Ent lang des Randes der Öffnung 7, welcher einer Längssei te des Rechteckes entspricht, ist ein erstes Rohr 11 an geordnet, welches über in der Zeichnung nicht darge stellte Leitungen von vorzugsweise kalter Preßluft durchströmt werden kann. In Längsrichtung ist das erste Rohr 11 mit einem Luftauslaß 13 versehen, welcher auf den gegenüberliegenden Rand der Öffnung 7 ausgerich tet ist. Im Ausführungsbeispiel besteht der Luftauslaß 13 aus mehreren nebeneinander im gleichen Abstand ange ordneten Löchern.

Auf der dem ersten Rohr 11 gegenüberliegenden Sei te der Öffnung 7 ist am Gehäuse 11 ein zweites Rohr 15 vorgesehen, welches ebenfalls von Preßluft durchströmt werden kann und ebenfalls einen in Längsrichtung ver laufenden zusätzlichen Luftauslaß 17 für den Austritt eines Luftstromes aufweist.

Zur Kühlung des Gehäuses 1 sind in dessen Wand mehrere, parallel zur Strahlungsquelle 3 verlaufende Kühlmittelkanäle vorgesehen.

Der UV-Strahler ist innerhalb der Anlage zur Be schichtung der Oberfläche eines Substrates 19, im Aus führungsbeispiel also innerhalb der Druckmaschine, so angeordnet, daß die Strahlungsquelle 3 parallel zur Ach se einer Walze 21 verläuft, über welche das beschichtete Substrat 19, im Ausführungsbeispiel also der bedruckte Bogen, am UV-Strahler vorbeigeführt wird. Die Öff nung 7 des Gehäuses 1 ist auf das Substrat 19 ausgerich tet. Der zusätzliche Luftauslaß 17 ist so am zweiten Rohr 15 ausgebildet, daß der aus ihm austretende Luft strom das Substrat 19 etwa in dem Bereich beaufschlagt, auf den die Öffnung 7 ausgerichtet ist. Dieser Luftstrom kühlt nicht nur das Substrat 19, sondern auch zugleich die Walze 21 und gegebenenfalls weitere Teile der Druckmaschine.

In den Stromkreis zur Versorgung der Strahlungs quelle 3 ist ein in Zeichnung nicht dargestelltes Vor schaltgerät eingebaut, mit dem die Leistung der Strah lungsquelle 3 über Spannungs-, Strom- oder Frequenz änderung regelbar ist. Die Strahlungsquelle 3 besitzt dabei außer einem abgeschalteten Zustand und einem Betriebszustand noch einen oberen und einen unteren Standby-Zustand. Im oberen Standby-Zustand ist die Leistung der Strahlungsquelle 3 auf etwa 15% gegen über dem Betriebszustand reduziert, wobei die Strom stärke so gewählt ist, daß die Strahlungsquelle 3 im obe ren Standby-Zustand weiterhin stabil brennt. Dadurch kann die Strahlungsquelle 3 innerhalb weniger Sekun den vom oberen Standby-Zustand in den Betriebszu stand übergehen. Im unteren Standby-Zustand ist die Leistung gegenüber dem Betriebszustand auf etwa 1% bis 3% reduziert, wodurch sich zwar die benötigte Zeit für den Übergang in den Betriebszustand erhöht, dafür aber die Strahlungsquelle 3 lampenschonend über meh rere Stunden hinweg im unteren Standby-Zustand be trieben werden kann, ohne daß ein Abschalten der Strahlungsquelle 3 aufgrund der Wärmeentwicklung notwendig wäre. Dies vergrößert die Lebensdauer der Strahlungsquelle 3 und spart elektrische Energie.

Kommt es zu einem Stillstand der Druckmaschine, so geht die Strahlungsquelle 3 vom Betriebszustand in den oberen Standby-Zustand über. Der aus dem Luftauslaß 13 des ersten Rohres 11 austretende Luftstrom ver schließt wie ein Vorhang die Öffnung 7 gegenüber der Konvektion warmer Luft. Der aus dem Luftauslaß 17 des zweiten Rohres 15 austretende Luftstrom kühlt das Substrat 19 und schützt dieses dadurch vor der Infrarot strahlung der Strahlungsquelle 3. Der aus dem Luftspalt 9 austretende Luftstrom kühlt die Strahlungsquelle 3. Bleibt die Druckmaschine über mehrere Minuten abge schaltet, so führt das Vorschaltgerät die Strahlungsquel le 3 vom oberen Standby-Zustand in den unteren Stand by-Zustand über. Wenn die Druckmaschine wieder an läuft, bringt das Vorschaltgerät die Strahlungsquelle 3 wieder in den Betriebszustand. Je nachdem, wie die Druckmaschine und der UV-Strahler ausgelegt sind und betrieben werden, kann dann auf einen oder mehrere der beschriebenen Luftströme verzichtet werden.

Claims

1. UV-Strahler zur Trocknung oberflächenbeschichteter Substrate (19) mit

a) einem Gehäuse (1), das eine auf das Substrat (19) ausgerichtete Öffnung (7) aufweist,
b) einer innerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Strahlungsquelle (3), dadurch gekennzeichnet,
c) daß die Öffnung (7) abdeckungsfrei ist,
d) daß an der Öffnung (7) wenigstens ein Luftauslaß (13) vorgesehen ist,
e) daß ein aus dem Luftauslaß (13) austretender Luftstrom die Öffnung (7) überstreicht und einen Luftvorhang bildet.

2. UV-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusätzlicher Luftauslaß (17) für einen das Substrat (19) beaufschlagenden Luftstrom vorgesehen ist.

3. UV-Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (3) außer einem abgeschalteten Zustand und einem Betriebszustand noch wenigstens einen Standby-Zu stand mit gegenüber dem Betriebszustand reduzierter Strahlungs leistung besitzt.

4. UV-Strahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (3) beim Übergang vom Betriebszustand in den Standby-Zustand nicht erlischt.

5. UV-Strahler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (3) zwei Standby-Zustände mit unter schiedlicher Strahlungsleistung besitzt.

6. UV-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß Mittel (9) vorgesehen sind, um die Strahlungs quelle (3) in einem Luftstrom zu kühlen."