Die Erfindung betrifft eine flächige UV-Lichtquelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches eins.

Flächige UV-Lichtquellen werden u. a. in der Druckindu- strie verwendet, um UV-härtbare Druckfarben zu trocknen. Derartige Trockner umfassen Quecksilber-Dampflampen. Zum Betreiben derartiger Quecksilber-Dampflampen sind teure und sperrige Netzgeräte notwendig, welche eine hohe Zündspannung eine Brennspannung bereitstellen müs- sen. Typischerweise enthalten derartige Netzgeräte große Drosseln und Kondensatoren.

Es sind ferner flächige UV-Lichtquellen bekannt, die z. B. in Bräunungsbänken verwendet werden. Sie umfassen eine Mehrzahl parallel zueinander verlaufender Leucht¬ röhren. Mit solchen flächigen UV-Lichtquellen kann man jedoch nicht die Strahlungsintensität erzeugen, die für gewerbliche Zwecke, insbesondere das Trocknen von UV-Druckfarben notwendig sind.

Es gibt mittlerweise UV-emittierende Leuchtdioden (UV-LED) Durch die vorliegende Erfindung soll eine flächige UV- Lichtquelle auf der Basis derartiger UV-LEDs geschaf¬ fen werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine UV-Lichtquelle mit den im Anspruch 1 angegebenen Merk¬ malen.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in Unter- ansprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf das Erreichen einer hohen Strahlungs- dichte und auf Gleichförmigkeit des erzeugten Strah¬ lungsfeldes von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird eine weitere Vergleichmäßigung des Strahlungs- feldes erzielt.

Auch die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den An¬ sprüchen 4 bis 9 dienen der Vergleichmäßigung der Ener¬ giedichte im Strahlungsfeld.

Gemäß Anspruch 4 erhält man eine Streuung von UV-Licht, gemäß den Ansprüchen 5 und 6 eine Vergleichmäßigung durch kleine konvexe oder konkave Hohlspiegel. Dabei ist die Brennweite der letzteren so gewählt, daß der Brennpunkt weit von der Ebene der zu beleuchtenden Fläche entfernt ist, so daß auch der konkave Spiegel im Effekt eine Aufweitung eines auf ihn fallenden Teil-Lichtbündels bewirkt.

Typischerweise haben Leuchtdioden auf ihrer Achse die höchste Strahlungsdichte. Mit der Weiterbildung er Er¬ findung gemäß Anspruch 8 wird ein Verschmieren der Ener¬ gie von der Achse einer LED in die von der Achse beab- standeten Raumbereiche erhalten.

Dabei erfolgt bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 9 das Umverlagern von Energie von der Strahlachse zu anderen Raumbereichen gezielt durch vor den LEDs auf deren Achse angeordnete Streuelemente. Diese können z.B. Teilverspiegelungen aufweisen, deren Abfall in radialer Richtung gemäß Aspruch 10 so gewählt ist, daß man unter Berücksichtigung der Strahlungscharakteristik der LED hinter dem Streuelement im wesentlichen gleiche Energiedichte erhält.

Für manche Verwendungszwecke ist es vorteilhaft, eine UV-Behandlung mit unterschiedlichen Wellenlängen vor¬ zunehmen, z. B. um eine Druckfarbe zunächst nur anzutrock¬ nen und dann im Volumen durchzuhärten oder um verschiedene Initiatoren zu aktivieren. Dies ist mit einer Lichtquelle gemäß Anspruch 11 möglich.

Dabei ist mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 gewährleistet, daß bei Verwendung der UV- Lichtquelle zum Behandeln von bewegten Werkstücken die transversal zur Bewegungsrichtung liegenden Oberflä¬ chenbereiche des Werkstückes in gleicher Weise mit UV- Strahlung beaufschlagt sind.

Dabei ist bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 13 ge¬ währleistet, daß insgesamt in einem bewegten Werkstück keine "Streifen" entstehen, da die Stellen kleinster Energiedichte einer LED-Reihe mit den Stellen größter Energiedichte der benachbarten LED-Reihen in Förder- richtung der Werkstücke fluchten.

Bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 14 ist gewähr¬ leistet, daß die an den LEDs auftretende Verlustwärme gut abgeführt werden kann.

Dabei sorgt die Weiterbildung der Erfindung gemäß An¬ spruch 15 für eine gleiche Kühlung der verschiedenen LEDs der Matrix.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 ge- stattet es, zwischen Reihen aufeinanderfolgender be¬ nachbarter LEDs breite Kühlluftschlitze vorzusehen, wobei aber trotzdem gewährleistet ist, daß auch in den entsprechenden Bereichen der Behandlungsfläche die glei- che UV-Strahlungsdichte erzielt wird, da die hinteren LEDs ihre Strahlung durch die Kühlluftschlitze abge¬ ben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 dient einer gleichmäßigen Kühlluftversorgung der verschie¬ denen Kühlluftschlitze und damit einer gleichförmigen Kühlung der verschiedenen LEDs.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ist im Hinblick auf preiswerte Herstellung der Lichtquell von Vorteil.

Eine Lichtquelle, wie sie im Anspruch 19 angegeben ist, eignet sich besonders gut zur Behandlung von Werkstük- ken oder Produkten an einem gekrümmten Abschnitt des Förderweges, längs der die Werkstücke bzw. Produkte bewegt werden. Derartige gewölbte Lichtquellen eig¬ nen sich insbesondere zum Einsatz an Zylindern, durch welche Druckprodukte gefördert werden.

Durch die Anordnung der Leuchtdioden auf einer konkav gekrümmten sphärischen Fläche lassen sich auch hohe Beleuchtungsdichten am Schnittpunkt der Achsen der ver¬ schiedenen Leuchtdioden erzeugen.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 ist im Hinblick darauf vorteilhaft, die Beleuch¬ tungsstärke in der Behandlungsfläche gleichförmig zu haben. Bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 21 ist zum einen eine einfache Montage der LEDs gewährleistet, zum an¬ deren können die zu einer Einheit zusammengefassten LEDs sehr wirkungsvoll und intensiv gekühlt werden.

Dabei ist bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 22 auf sehr einfache Weise ein guter thermischer Kontakt zwi¬ schen Kühlflüssigkeit führenden Kühlrohren und den LEDs gewährleistet.

Bei einer Lichtfläche gemäß Anspruch 23 hat man eine intensive und gleiche Kühlung der verschiedenen LEDs, die von einer Leiterplatte getragen sind.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 24 ist auch im Hinblick auf gute Wärmeabfuhr von den Halbleiter¬ materialien der Leuchtdioden von Vorteil.

Die Anordnung von Wärmekontakten und Stromversorgungs- kontakten, wie sie im Anspruch 25 angegeben ist, ermög¬ licht es, die Abfuhr der Wärme und die Zufuhr von Strom unter Verwendung von Schienen zu bewerkstelligen, die über eine Mehrzahl von Leuchtdioden hinweglaufen. Man erhält so eine besonders übersichtliche und mechanisch einfache Anordnung.

Eine bevorzugte Verschachtelung von Wärmeleitflächen und Stromzuführung erhält man gemäß Anspruch 26.

Bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 27 hat man ein großes wärmeabführendes Metallvolumen in der Nachbar¬ schaft der einzelnen Leuchtdioden, trotzdem aber die Möglichkeit einer einfachen und direkten Energiezufuhr.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 ist im Hinblick auf eine gute Kühlung der Wärmeleitflächen ihrerseits durch Kühlmittelkanäle von Vorteil.

Dabei ist eine Flüssigkeitskühlung, wie sie im Anspruch 29 angesprochen ist, besonders effektiv.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 dient ebenfalls der Wärmeabfuhr aus der Umgebung der Leuchtdioden, wobei das aufgeheizte gasförmige Strömungsmittel bei Bedarf gegen die zu trocknenden bzw. aufzuwärmenden Werkstücke gerichtet werden kann, so daß diese Wärme als Prozeßwärme nutzbar gemacht wird.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 31 erhält man auf einfache Weise eine sichere und präzise positionierte Anbringung der Leuchtdioden bei den Wärme¬ leitflächen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 32 gestattet es, die Halterahmen dicht an dicht an einem Gehäuse festzulegen, welches die Wärmeleitflächen trägt.

Verwendet man eine Lichtquelle gemäß Anspruch 33 zum Bestrahlen von an ihr vorbeibewegten Werkstücken oder bewegt man eine solche Lichtquelle gegenüber einem fest¬ stehenden Werkstück, so werden die verschiedenen Ober¬ flächen des Werkstücks mit gleicher Beleuchtungsstärke bestrahlt. Das Trocknen oder Aushärten der vom Werkstück getragenen Materialschichten erfolgt somit gleichmäßig gut.

Bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 34 können die Befesti¬ gungsmittel zugleich den benachbarten Halterahmen sicher festlegen. Jeder Halterahmen ist somit an beiden Enden festgespannt, was eine sichere und präzise Positionierung der Halterahmen am Gehäuse und damit auch der Leuchtdioden über den mit ihnen zusammenarbeitenden Kontakten und Wärmeleitflächen sicherstellt.

Bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 35 sind die randseiti- gen Halterahmen besonders sicher am Gehäuse festgelegt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 36 ist im Hinblick darauf vorteilhaft, auch die Randbereiche des von den Leuchtdioden jeweils abgegebenen Lichtbündels nicht abzuschatten.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 37 ist wiederum im Hinblick auf gute und sichere Positionierung der Halterahmen am Lichtquellengehäuse von Vorteil.

Gemäß Anspruch 38 kann man das Gehäuse der Lichtquelle auf kostengünstige Weise mit einer Vielzahl unterschied¬ licher Kanäle versehen, die als Kühlmittelkanäle, Dioden- Aufnahmenuten, Montagenuten, Leitungskanäle dienen. Zugleich ist eine gute Wärmeabfuhr von den Leuchtdioden gewährleistet.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 39 ist im Hinblick auf eine einfache Montage der Lichtquelle an einem Maschinenrahmen, auf ein einfaches Zusammensetzen von Lichtquellen zu ausgedehnteren Lichtquellen und im Hinblick auf das Anbringen von Zusatzeinrichtungen an der Lichtquelle von Vorteil.

Eine Lichtquelle gemäß Anspruch 40 hat einen schon von Anfang an eingeformten Luftkanal, der nicht durch mechani¬ sche Bearbeitung erzeugt werden muß.

Ähnlich ist bei einer Lichtquelle gemäß Anspruch 41 schon ein Kabelkanal ganz oder weitgehend vorbereitet.

Leuchtdioden haben typischerweise verhältnismäßig kleine VersorgungsSpannungen (etwa im Bereich von 2,4 V). Faßt man derartige Leuchtdioden in Gruppen zu fünf oder zehn zusammen, die gemäß Anspruch 42 in Reihe geschaltet sind, so kommt man auf VersorgungsSpannungen von 12 V bzw. 24 V oder entsprechenden Vielfachen dieser Werte, und für diese VersorgungsSpannungen stehen preiswerte Netzgeräte als Standardkomponenten zur Verfügung.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 43 erhält man die gewünschte Serienschaltung von Leuchtdioden automatisch mit dem in Kontakt bringen der in Matrix angeordneten Leuchtdioden mit den darunterliegenden Anschlußschaltungen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 44 hat den Vorteil, daß der Ausfall einer einzigen Leuchtdiode nur zu einer geringen Änderung von in der Lichtquelle abgegebenen Gesamtlichtmenge führt.

Mit der im Anspruch 45 angegebenen Dreh-Ausrichtung der Leuchtdioden bezüglich ihrer zur Montagefläche senkrechten Hochsachse wird erreicht, daß man auch dann nebeneinander- liegende Strom-Zuführflächen und Wärmeableitflächen ver¬ wenden kann, wenn die Versorgungskontakte und Wärmeableit- kontakte der Leuchtdioden gleichen Abstand von der Dioden- Hochachse haben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: Einen schematischen Ausschnitt aus einer Druck- maschine, in welchem verschiedene Möglichkei- ten einer UV-Trocknung von über Zylinder lau¬ fenden und frei geförderten Druckprodukten gezeigt sind;

Figur 2: Eine schematische Darstellung eines flachen UV-Trockners, der zum Trocknen von Druckpro¬ dukten in einem geradlinigen Abschnitt ihres Fδrderweges bestimmt ist;

Figur 3: Eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des in Figur 2 gezeigten UV-Trockners, anhand der die Kühlung der Dioden des Trockners erläutert wird;

Figur 4: Einen Schnitt durch einen abgewandelten UV- Trockner, der zum Trocknen vom durch einen Zylinder geförderten Druckprodukten bestimmt ist;

Figur 5: Eine Aufsicht auf einen Teil der Diodenanord¬ nung eines abgewandelten UV-Trockners;

Figur 6: Einen axialen Schnitt durch eine der Dioden der Anordnung nach Figur 5 zusammen mit einem sie umgebenden Bereich eines Spiegels sowie eines vor einer Spiegelöffnung angeordneten Streuelementes;

Figur 7: Eine Aufsicht auf die Rückseite einer Dioden- kachel mit Flüssigkeitskühlung;

Figur 8: Eine Aufsicht auf eine nur teilweise bestückte UV-Lichtkachel, die Teil eines weiter abgewandel¬ ten UV-Trockners ist; Figur 9: Eine Aufsicht auf die Stirnseite der in Figur 8 gezeigten UV-Lichtkachel;

Figur 10: Eine Aufsicht auf zwei voll bestückte benachbarte UV-Lichtkacheln;

Figur 11: Eine Aufsicht auf die Oberseite eines Lichtkachel- Gehäuses ohne Leuchtdioden und Dioden-Halte¬ platten;

Figur 12: Einen transversalen Schnitt durch das in Figur 11 gezeigten Gehäuses längs der dortigen Schnitt¬ linie XII-XII;

Figur 13: Einen transversalen Schnitt durch das in Figur 11 gezeigte Gehäuse längs der dortigen Schnitt¬ linie XIII-XIII;

Figur 14: Eine Aufsicht auf die Bestückungsseite einer An- schlußplatine, die in der UV-Lichtkachel nach den Figuren 8 bis 13 verwendet wird, wobei die Anschlußkontakte verschiedener über der Anschlußplatine zu denkender Leuchtdioden gestrichelt eingezeichnet sind;

Figur 15: Eine Aufsicht auf die Leiterseite der in Figur 14 gezeigten Anschlußplatine;

Figur 16: Eine Aufsicht auf einen Dioden-Halterahmen der UV-Lichtkachel nach den Figuren 8 bis 13;

Figur 17: Einen Längsschnitt durch den in Figur 16 gezeig¬ ten Dioden-Halterahmen;

Figur 18: Einen transversalen Schnitt durch ein abgewandel- tes Gehäuse für eine UV-Lichtkachel, wobei rechts und links der Mittellinie zwei alternative Ausführungsbeispiele gezeigt sind;

Figur 19: Einen transversalen Schnitt durch ein weiteres abgewandeltes Gehäuse für eine UV-Lichtkachel;

Figur 20: Eine vergrößerten transversalen Schnitt durch eine Halteleiste, mit welcher Dioden-Halterahmen am Lichtquellengehäuse festgespannt werden;

Figur 21: Eine vergrößerte Aufsicht auf einen Endabschnitt eines Dioden-Halterahmens; und

Figur 22: Eine schematische Teilaufsicht auf eine UV- Lichtkachel, bei welcher die Leuchtdioden in Parallelschaltung betrieben werden.

In Figur 1 ist ein Ausschnitt aus einer Bogendruckma- schine wiedergegeben, welche zwei Drucktürme 10, 12 umfasst. Jeder der Drucktürme hat ein Farbwerk 14, das Farbe auf einen Auftragszylinder 16 gibt. Dieser ver¬ sorgt einen Druckzylinder 18, welcher mit einem Gegen¬ zylinder 20 zusammenarbeitet.

Ein schematisch angedeuteter Förderer 22 trägt einzelne Druckbogen 24 unter Verwendung von Greifern 26 zum Ge¬ genzylinder 20. Dieser übernimmt die Druckbogen mit eigenen Greifern und trägt sie an dem Druckzylinder 18 vorbei. Hierdurch wird eine Druckfarbenschicht auf dem Druckbogen 24 erzeugt.

Beim Weiterdrehen des Gegenzylinders 20 laufen die Druck¬ bogen an einem insgesamt mit 28 bezeichneten UV-Trockner vorbei, der zur Achse des Gegenzylinders 20 konzentrisch teilzylindrisch ausgebildet ist.

Hinter dem UV-Trockner 28 werden die Druckbogen 24 dann von einem Übergabezylinder 30 übernommen, dessen Mantel- fläche transparent ist (Zylinder aus Quarz, Glas oder UV- transparentem Kunststoff oder Drahtnetz) . Im Inneren des ÜbergabeZylinders 30 ist ein insgesamt mit 32 bezeichneter UV-Trockner angeordnet, der zur Achse des Übertragungs- zylinders 30 konzentrisch teilzylindrisch ausgebildet ist.

Vom Übergabezylinder 30 gelangen die Druckbogen auf einen weiteren Gegenzylinder 34 und werden auf diesem liegend vor einem weiteren UV-Trockner 36 vorbeibe- wegt, der wieder zur Achse des Gegenzylinders 34 kon¬ zentrisch teilzylindrisch ausgebildet ist.

Für die Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß der Gegenzylinder 34 mit einem Druckzylinder 38 zusammen- arbeitet, der eine Klarlackschicht auf die Druckfarbe aufträgt.

Vom Druckzylinder 38 werden die Druckbogen durch einen Endlosfδrderer 40 übernommen.

In einem waagerechten Abschnitt des Fδrderweges des Endlosförderers 40 ist ein weiterer UV-Trockner 42 an¬ geordnet, der eben ist.

Die Figur 1 zeigt somit verschiedene Möglichkeiten der Anordnung von UV-Trocknern an gekrümmten und geraden Abschnitten des Förderweges von Druckbogen.

Figur 2 zeigt Einzelheiten des ebenen UV-Trockners 42. Ein Gehäuse 44 begrenzt einen Verteilerräum 46, der durch ein Gebläse 48 mit Luft beaufschlagt ist.

Eine insgesamt mit 50 bezeichnete Vorderwand 50 des Gehäuses 44 weist eine vordere Schlitzplatte 50V und eine hintere Schlitzplatte 5OH auf, die durch einen Zwischen¬ rahmen 5OZ beabstandet sind.

Die Schlitzplatten 50V und 5OH haben jeweils eine Vielzahl senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Schlitze 52 und dazwischen verbleibende Stege 54.

Die Stege 54 tragen Reihen von Leuchtdioden 56-1, 56-2 und 56-3.

Die Leuchtdioden 56 emittieren im Ultravioletten, und zwar bei unterschiedlichen Wellenlängen: Die Leuchtdioden 56-1 haben eine Wellenlänge von 256 nm, die Leuchtdioden 56-2 eine Wellenlänge von 308 nm und die Leuchtdioden 56-3 von 360 nm.

Falls gewünscht kann man von einer bestimmten Diodensorte auch mehr als eine Reihe auf jeder der Schlitzplatten 50V und 5OH vorsehen, um von einer bestimmten Wellenlänge eine vergrößerte Leistung zu haben.

Die Leuchtdiodenreihen sind getrennt einschaltbar, um ggf. einzelne der Wellenlängen getrennt zu nutzen. Ferner sind zuindest die in den Endbereiche der Stege 54 liegenden Leuchtdioden getrennt schaltbar, um der Breite der Druck¬ produkte Rechnung tragen zu können.

Jede Leuchtdiodenreihe sitzt auf einer gestreckten Leiterplatte 58, welche die Zuleitungen zu den ver- schiedenen Leuchtdioden trägt. Die Leiterplatten 58 sind ihrerseits mit einem Netzgerät 60 verbunden, wel¬ ches die Betriebsspannungen für die verschiedenen Leucht- dioden bereitstellt.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, erzeugen die Leuchtdioden 56 jeweils einen UV-Lichtkegel 62 mit einem Öffnungs¬ winkel von etwa 60°. Auf diese Weise überlappen sich die verschiedenen Lichtkegel aufeinanderfolgender Rei¬ hen in einer Ebene 64, in welcher zu trocknenden Druck- bogen in der Zeichnung von rechts nach links bewegt werden.

Man erkennt, daß die eine Druckfarbenschicht tragenden Druckbogen auf diese Weise UV-Strahlungsbereiche unter- schiedlicher Wellenlänge nacheinander durchlaufen, so daß unterschiedliche chemische Reaktionen in der Druck¬ farbe, welche das Härten und Trocknen bewirken, aus¬ gelöst werden.

Durch die Luftvorhänge 66, welche zwischen den Stegen 54 hindurchtreten, werden die Leuchtdioden 56 gekühlt. Von den Luftvorhängen 66 aufgenommene Wärme wird zu den Oberseiten der Druckbogen 24 gefördert.

In Figur 2 ist der Abstand der Schlitzplatten 50V und 5OH übertrieben groß wiedergegeben, um die Strömungsver¬ hältnisse besser zeigen zu können. Es versteht sich, daß dieser Abstand in der Praxis gerade so groß gewählt wird, daß ausreichende Kühlluftströme gewährleistet sind.

Ein kleiner Abstand ist im Hinblick darauf erwünscht, möglichst den gesamten Lichkegel der hinteren Leuchtdioden durch die Schlitze 54 der vorderen Schlitzplatten direkt durchtreten zu lassen. Eine Verspiegelung der Rückseite der vorderen Schlitzplatte sorgt letztlich aber auch für die Nutzung der von der Rückseite der Schlitzplatte 50V nicht direkt durchgelassener Strahlbpndelanteile.

Figur 3 zeigt Einzelheiten der Anordnung von UV-Leucht¬ dioden bei einer abgewandelten UV-Trocknereinheit. Kom¬ ponenten, die obenstehend schon unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals be- schrieben.

Der Kühlluft-Verteilerraum 46 ist nun durch die selbst als Schlitzplatte ausgebildete Vorderwand 50 und eine Rückwand 68 begrenzt, die in einem Abstand von einigen mm über der Vorderwand 50 angeordnet ist. Die Rückwand 68 hat ihrerseits in größeren Abständen transversale Schlitze 70, die mit dem Inneren von Kühlluftprofilen 72 in Verbindung stehen, welche jeweils an der der Rückwand 68 benachbarten Seite mit einer gestreckten Auslaßdüse 74 versehen ist.

Um auch im Zwischenraum zwischen den von der Vorder- wand 50 getragenen Leuchtdioden UV-Strahlung zu haben, sind auf die Rückwand 68 Leuchtdioden 76 aufgebracht, wobei deren Achsen mit den Achsen der Schlitze 52 fluch¬ ten. Die Anbringung der Leuchtdioden 76 auf der Rückwand 68 erfolgt über nicht näher Leiterplatten, die den Lei¬ terplatten 58 vergleichbar sind.

Die Kühlluftprofile 72 stehen Ihrerseit mit einer Kühl- luftleitung 80 in Verbindung, die über einen Druckreg¬ ler 82 mit einer Quelle 84 für kühle Druckluft in Ver¬ bindung steht.

Man erkennt, daß der in Figur 3 gezeigte Trockner sehr kompakten Aufbau aufweist. Dadurch, daß man die Rück¬ wand 68 konvex oder konkav krümmt, kann man den UV- Trockner so krümmen, daß er konvex oder konkav teil- zylindrisch ist, wie dies die UV-Trockner 32, 36 und 42 von Figur 1 sind.

Figur 4 zeigt einen abgewandelten derartigen gekrümm¬ ten UV-Trockner, bei welchem jedoch wieder ein Gehäuse 44 vorgesehen ist, ähnlich wie beim Trockner nach Fi- gur 2, während die Vorderwand 50 gekrümmt ist, wie so¬ eben beschrieben. Auch bei einem solchen UV-Trockner kann man einige der Leuchtdioden, welche bei 76 ge¬ zeigt sind, wieder so anordnen, daß das von ihnen er¬ zeugte Licht durch die Schlitze 52 der Vorderwand 50 hindurchgeht.

Die Anordnung gemäß Figur 4 kann dazu verwendet werden, die UV-Strahlbündel gemeinsam auf eine Behandlungszone zu richten, bei der dann eine hohe Energiedichte vefügbar ist (wie gezeigt) , oder auch eine Oberflächenabschnitt eines passenden Zylinders, desen Radius nur wenige keiner ist als der der Vorderwand 50 im wesentlichen gleichförmig mit UV-Licht zu beaufschlagen.

Figuren 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Vorderwand 50, welche Leuchtdioden 56 trägt. Die Leuchtdioden 56 sind kreisförmige Scheiben und haben jeweils ein Fenster 86, aus welchem UV-Strahlung austritt, und ein Gehäuse 88, wel¬ ches das UV-emittierende Halbleitermaterial und ggf. die- sem räumlich eng benachbarte weitere elektronische Bau¬ elemente und die Anschlußkontakte der Leuchtdiode auf¬ nimmt.

Die Vorderwand 50 hat insgesamt eine spiegelnde, z.B. glatte und verchromte Vorderseite, und in der Nach- barschaft der Leuchtdioden 56 ist jeweils ein becher¬ förmiger Vorsprung 90 durch Tiefziehen erzeugt. Der Boden des Vorsprunges 90 weist ein Fenster 92 auf, welches der Größe des Fensters 86 entspricht.

An der so stehenbleibende ringförmige Bodenwand des Vor¬ sprunges 90 sind vier in Umfangsrichtung gleich verteilte axiale Arme 94 eingerastet, die an eine Streuscheibe 96 angeformt sind. Die Streuscheibe 96 hat eine plane vordere Stirnfläche 98 und eine kegelförmige hintere Stirnfläche 100. Der Öffnungswinkel des Kegels 100 liegt beim darge¬ stellten Ausführungsbeispiel bei etwa 160°.

Die Streuscheibe 96 ist insgesamt aus im UV-durchlässi- gen Material (z.B. Quarz) hergestellt und die hintere Stirnfläche 98 ist halbdurchlässig bedampft und zwar derart, daß die Durchlässigkeit mit wachsendem Abstand von der Streuscheibenachse zunimmt.

Auf diese Weise reflektiert die Streuscheibe 96 vom mittleren Abschnitt des von der Leuchtdiode 56 erzeug¬ ten Lichtbündels einen größeren Teil als von randnahen Bereichen des Lichtbündels. Die Abnahme des Reflexions¬ faktors in radialer Richtung ist so gewählt, daß sie im wesentlichen die radiale Abnahme der Strahlungsdichte im von der Leuchtdiode 56 erzeugten Lichtstrahl ausgleicht. Die reflektrierten Anteile des UV-Lichtes gelangen auf die radial außerhalb des VorSprunges 90 liegenden Ab¬ schnitte 102 der spiegelnden Vorderwand 50, welche so stark konkav gewölbt sind, daß der Brennpunkt der entsprechenden kleinen Hohlspiegel weit von der Förderebene der Druck¬ bogen entfernt ist.

Auf diese Weise werden die von den Streuscheiben 96 reflektierten Anteile des UV-Lichtes ebenfalls in Rich- tung auf die Behandlungsebene reflektiert, so daß die zwischen den Leuchtdioden liegenden Bereiche der UV- Lichtquelle nicht dunkel sind.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Leuchtdioden 56 aufeinanderfolgender Reihen der Dioden¬ matrix um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt. Bewegt sich z.B. ein zu behandelndes Werkstück in Figur 5 in vertikaler Richtung, so entsprechen die dunkleren Stellen der Strahlungsdichte einer Reihe den helleren Stellen der Strahlungsdichte der nachfolgenden Reihe, so daß man insgesamt eine gleichförmige UV-Bestrahlung der vorbeibewegten Produkte erhält.

Die Vorderseite der verspiegelten Vorderwand 50 kann (vor dem Verspiegeln) sandgestrahlt oder sonstwie uneben ausgebildet sein, um eine diffuse Reflexion an ihr zu erhalten.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, sind die Leuchtdioden praktisch ohne Abstand dicht gepackt. Die nicht strahlenden Ober¬ flächenbereiche sind nur klein, so daß man auf eine in einer hinteren Ebene vorgesehene weitere Leuchtdiodenanordnung verzichten kann, insbesondere wenn man die oben beschrie- bene Vergleichmäßigung des Lichtflusse durch Streuscheiben verwendet.

Statt einzelner Streuscheiben kann man auch eine ent¬ sprechende Teilverspiegelungen aufweisende durchgehende planparallele Platte aus Quarz oder dgl. verwenden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen er¬ folgte das Abführen von Abwärme von den Leuchtdioden 56 durch Kühlluft, die an den Leuchtdioden vorbeige- führt wird. Figur 7 zeigt eine insgesamt mit 104 bezeichnete Dio¬ denkachel mit integrierter Wasserkühlung von der Rückseite her. Die Leuchtdioden befinden sich auf der andere Seite und sind nicht wiedergegeben. Durch Zusammensetzen einer Mehrzahl derartiger Diodenkacheln kann man eben oder gekrümmte UV-Lichtquellen mit größerer Abmessung erzeugen.

Die Diodenkachel 104 umfasst eine Leiterplatte 106, welche auf beiden Seiten mit Kupfer kaschiert ist. Auf der unterhalb der Zeichenebene zu denkenden Ka¬ schierung sind Leiterbahnen ausgebildet, durch welche die verschiedenen von dieser Leiterplattenseite in surface mounted Technik getragenen Leuchtdioden mit dem Netzteil verbunden werden.

Auf der in der Zeichenebene liegenden Kupferschicht 108 der Leiterplatte 106 sind geradlinige Kühlrohre 110 aus Kupfer durchgehend aufgelötet. Die beiden Enden der Kühlrohre 110 sind durch Kopfkanäle 112, 114 verbünde, die ebenfall durchgehend auf die Kupferschicht 108 aufge¬ lötet sind. Von diesen ist unter Einsatzbedingungen einer mit einer Kühlwasserquelle, der andere mit einer Kühl¬ wassersenke verbunden.

Über das durch die Kühlrohre 110 strömende Wasser wird die Kupferschicht 108 gekühlt, und von dort aus erfolgt die Kühlung der Rückseiten der Leuchtdioden 56.

In den Figuren 8 bis 13 ist mit 120 insgesamt eine kachel- förmige Lichtquelleneinheit bezeichnet, die ein Gehäuse 122 aufweist.

Hierbei handelt es sich um ein Stück eines extrudierten Aluminiumprofils, welches auf seiner Oberseite mit einer flachen Vertiefung 124 ausgebildet ist, von welcher drei Aufnahmenuten 126 zurückspringen, deren Seitenwände jeweils eine Schulter 128 aufweist.

Auf die Schultern 128 sind bei fertig montierter Licht¬ quelleneinheit 120 jeweils Anschlußplatinen 130 aufgelegt, die unter Bezugnahme auf die Figuren 14 und 15 später genauer beschrieben werden und in Figur 12 gestrichelt angedeutet sind.

In die Vertiefung 124 ist eine Mehrzahl von insgesamt mit 132 bezeichneten Halteplatten 132 eingeschraubt, die in den Figuren 16 und 17 näher wiedergegeben sind.

Jede der Halteplatten 132 hat auf ihrer Unterseite kreis¬ förmige Vertiefungen 134, die jeweils zur Aufnahme des oberen Endes einer kreis-scheibenförmigen Leuchtdiode 136 dienen, die im UV abstrahlt. Auf der Oberseite ist die Halterplatte 132 mit Fenstern 138 ausgebildet, deren Wände unter einem Winkel von etwa 60 zur Plattenebene angestellt sind.

Jeder der Halterplatten 132 hat zwei Reihen aus jeweils fünf Fenstern 138 und hiermit fluchtenden Vertiefungen 134, und einen in der Zeichnung jeweils rechts gelegenen Plattenabschnitt 140, der von Fenstern frei ist und eine Bohrung 142 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube 144 aufweist.

Der Kopf der Befestigungsschraube 144 arbeitet mit einer kreisförmigen Haltescheibe 146 zusammen, deren Radius so bemessen ist, daß er den benachbarten Rand einer benachbarten Halteplatte 132 noch geringfügig überlappt, wie aus Figur 8 und 10 ersichtlich. Die Halteplatten 132 haben in dem der Bohrung 142 benach¬ barten Abschnitt eine Nut 148, in welcher eine Feder 150 formschlüssig aufgenommen werden kann, die vom anderen Ende der benachbarten Halteplatte 132 getragen ist. Auf diese Weise legt eine Befestigungsschraube 144 die auf Stoß benachbarten Enden zwei benachbarter Halteplatten 132 auf dem Boden der Vertiefung 124 fest.

Die Höhe der Halteplatten 132 ist entsprechend der Tiefe der Vertiefung 124 gewählt, so daß die Vorderseite des Gehäuses 122 und die Vorderseiten der Halteplatten 132 eine durchgehende Fläche bilden.

Wie aus den Figuren 8 und 10 ersichtlich, sind die Halte¬ platten 132 jeweils um eine Teilung der Fenster 138 versetzt. Entsprechend sind Gewindebohrungen 152, die auf dem Boden der Vertiefung 124 vorgesehen sind (vgl. Figur 11) entsprechend gegeneinander versetzt angeordnet.

Die dem Rand der Lichtquelleneinheit 120 benachbarten Halteplatten 132 sind entsprechend der Versetzung der Halteplatten gekürzt und umfassen bei der in Figur 8 gezeigten Lichtquelleneinheit in der obersten Reihe links vier Fensterpaare und rechts (Platte nicht darge¬ stellt) ein Fensterpaar, in der mittleren Reihe links drei Fensterpaare und rechts (nicht gezeigte Platte) zwei Fensterpaare sowie in der untersten Reihe links zwei Fensterpaare und rechts (nicht gezeigte Platte) drei Fensterpaare.

Dies ist auch aus der oberen Hälfte von Figur 10 gut ersichtlich, wo auf die Vertiefung 124 sämtliche Halte¬ platten 132 aufgebracht sind. In Figur 10 ist ferner eine weitere Lichtquelleneinheit 120' dargestellt, die zur Lichtquelleneinheit 120 spie¬ gelbildlich (vertikale Spiegelebene) ist.

Man erkennt, daß eine derartige Doppel-Lichtquelleneinheit in allen vertikalen Spalten jeweils 10 Leuchtdioden aufweist, so daß man gemittelt über die Spalten der Lichtquelleneinheit 120 und 120' jeweils die gleiche Gesamt-Beleuchtungsstärke hat. Werden unter der Doppel- Lichtquelleneinheit von Figur 10 zu bestrahlende Werkstücke hindurchbewegt, erhalten diese somit in allen Bereichen die selbe Menge an UV-Licht.

Um die Leuchtdioden 136 unabhängig von kleinen Fertigungs- Schwankungen gleichermaßen in gutem Kontakt gegen die Anschlußplatinen 130 zu drücken, kann man, wie in Figur 17 angedeutet, bei den Vertiefungen 134 jeweils einen O-Ring 154 vorsehen, welcher die darunter liegende Leucht¬ diode 136 elastisch gegen die Vertiefung 124 bzw. die Anschlußplatine 130 drückt.

Die Anschlußplatinen 130 haben (vgl. Figuren 14 und 15) Kontaktstellen 156A und 156K (oder allgemein 156) , welche mit den Anschlußkontakten (Anode und Kathode) der Leucht- dioden 136 verlötet werden. Oft haben im Handel erhältliche UV-Leuchtdioden schon fertig mit Lötzinn vorbereitete Kontakte, so daß es zum Anlöten der Leuchtdioden an die Anschlußplatine 130 ausreicht, die Leuchtdioden 136 in richtiger Ausrichtung auf die Anschlußplatinen 130 aufzu- setzen und die Lötstellen kurz zu erhitzen, z. B. durch Heißluft.

Bei der in den Figuren 14 und 15 gezeigten Anschlußplatine sind die Kathodenkontakte 156K der Leuchtdioden 136 jeweils mit den Anodenkontakten 156A der benachbarten Leuchtdioden durch eine Leiterbahn 158 verbunden. Die fünf Leuchtdioden einer Reihe sind somit in Serie geschaltet. Bei einer typischen Betriebsspannung für eine Leuchtdiode von 2,4 V erhält man somit eine Betriebsspannung für fünf neben- einander liegende in Reihe geschaltete Leuchtdioden von 12 V.

Verbindet man die in der Zeichnung rechts gelegenen Leiterbahnen durch eine Brücke BR miteinander, so kann man die obere Gruppe von fünf Leuchtdioden mit der unteren Gruppe von fünf Leuchtdioden wiederum in Reihe schalten und man erhält eine Gesamt-Versorgungsspannung für die zwei mal fünf Leuchtdioden in Höhe von 24 V. Man kann jedoch auch beide Gruppen getrennt lassen, so daß man eine Betriebsspannung von 12 V für die Anschlußplatine 130 hat. An diese werden dann an den bezeichneten Stellen ein positiver Versorgungsleiter bzw. ein negativer Ver¬ sorgungsleiter angelötet.

Diese Versorgungsleiter für eine Anschlußplatine 130 erstrecken sich durch fluchtende vertikale Bohrungen 162, die das Gehäuse 122 in vertikaler Richtung durch¬ setzen, wie insbesondere aus Figur 13 gut ersichtlich.

In der Unterseite des Gehäuses 122 ist eine in Längs¬ richtung verlaufende Vertiefung 164 vorgesehen, die zusammen mit einem in Figur 9 gestrichelt angedeuteten Deckel 166, der die Unterseite des Gehäuses 122 verschließt, einen Kabelkanal 168 vorgibt. In diesem erstrecken sich die verschiedenen Versorgungsleitungen 160 bis zur Stirn¬ seite der Lichtquelleneinheit 120 bzw. 120, wo sie mit einem Anschlußstecker verbunden sind, der in Figur 8 gestrichelt bei 170 angedeutet ist.

Wie aus den Figuren 12 und 13 ersichtlich, ist die Lage der Schultern 128 so gewählt, daß die Oberseite der Anschlußplatinen 130 mit dem Boden der Vertiefung 124 fluchtet. Damit stehen Wärmeableitungskontakte 172 der verschiedenen Leuchtdioden 136 zwangsläufig in wärmelei- tendem Kontakt mit der Oberseite des Bodens der Vertiefung 124. Die in den Leuchtdioden 136 beim Betrieb entstehende Wärme wird so gut auf das Gehäuse 122 abgeleitet, welches aus gut wärmeleitendem Material wie Aluminium besteht.

Die Oberseite des Bodens der Vertiefung 124 wird daher auch als Wärmeableitfläche bezeichnet.

In das Gehäuse 122 sind beim Spritzen Kühlmittelkanäle 174 eingearbeitet, welche über auf die Stirnflächen des Gehäuses 122 aufgesetzte Stirnteile 176 mit einer Zuführleitung 178 bzw. einer Rückführleitung 180 für Kühlwasser verbunden sind bzw. miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird die von den Leuchtdioden 136 erzeugte Wärme insgesamt sehr effektiv abgeführt, wobei das Gehäuse 122 kompakte Abmessungen haben kann.

In dem Gehäuse 122 sind ferner weitere in Längsrichtung verlaufende Kühlmittelkanäle 182 vorgesehen, die über die Stirnteile 176 mit einer Druckluftleitung 184 ver- bunden sind. Die Kühlmittelkanäle 182 stehen über vertikale Zweigkanäle 186 mit der Vorderseite der Halteplatten 132 in Verbindung. Dort austretende Luft hat beim Strömen durch das Gehäuse 122 Wärme aufgenommen und kann diese Wärme als Prozeßwärme zum zu behandelnden Werkstück tragen. Über die Menge des über die Kühlmittelkanäle 174 bewegten Wassers läßt sich einstellen, wie warm die Luft ist, die über die Zweigkanäle 186 abgegeben wird.

Wie aus Figur 12 ersichtlich, ist die Breite der Aufnahme- nuten 126 gerade so bemessen, daß sie die Anschlußplatinen 130 aufnehmen können. Deren Breite ist so bemessen, daß man auf der Anschlußplatine 130 in Längsrichtung verlaufende Leiterbahnen unterbringen kann, welche die in einer Reihe aufeinanderfolgenden Leuchtdioden 136 elektrisch in Serie schalten.

Aus Figur 14 ist gut ersichtlich, daß die Wärmeableitungs- kontakte 172 außerhalb der Anschlußplatine 130 zu liegen kommen und somit auf dem Boden der Vertiefung 124 liegen, wenn die Lichtquelleneinheit in betriebsbereitem Zustand zusammengebaut ist.

Figur 18 zeigt links und recht der Mittellinie zwei Alternativen für ein abgewandeltes Gehäuse 122, dessen Unterseite unter Verwendung einer Zwischenwand 188 und eines Deckels 190 in zwei in Längsrichtung verlaufende Kanäle 192, 194 unterteilt werden kann, die als Luftkanal bzw. Kabelkanal verwendbar sind. Bei diesem Gehäuse 122 sind nur die mit Flüssigkeit beaufschlagten Kühlmittel- kanäle 174 vorhanden, weitere offene Kanäle 196, 198, 200 dienen als Aufnahme für selbstschneidende Schrauben, mit welchen Stirnteile des Gehäuses an letzterem ange¬ bracht werden können.

Das in Figur 19 gezeigte nochmals abgewandelte Gehäuse ähnelt demjenigen nach Figur 18, nur sind an den Seiten noch Montagenuten 202, 204 vorgesehen, die Fußabschnitte von an der Lichtquelleneinheit anzubringenden Anbauten oder Gehäuse-Koppelelementen aufnehmen können.

Figur 20 zeigt in vergrößertem Maßstab einen transversalen Schnitt durch eine der beiden Halteleisten 206, welche die randseitigen Enden der Halteplatten 132 übergreift und unter der Kraft von Befestigungsschrauben 208 gegen die Vertiefung 124 drückt.

In Figur 21 ist der Randabschnitt einer Halteplatte 132 um 90° aus seiner Ebene herausgedreht aber in der- jenigen Längs-Relativstellung zur Halteleiste 206 darge¬ stellt, die er in der montierten Lichtquelleneinheit 120 einnimmt. Man erkennt, daß der Rand dieser Halteplatte 132 genau in eine untere Ausnehmung 210 der Halteleiste 206 paßt.

Ferner ist die Halteleiste 206 mit einer Stufenbohrung 212 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube 208 (vgl. Figur 1) versehen.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 8 bis 21 sind die Vorderseiten der Halteplatten 132 geschliffen und verchromt, so daß sie wiederum eine Spiegelfläche bilden.

Figur 22 zeigt eine Aufsicht auf einen Teil einer UV- Lichtkachel 120 ohne die Halteplatten 132. Unter Bezugnahme auf andere Ausführungsbeispiele schon erläuterte Kompo¬ nenten sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn sie sich in Einzelheiten unterscheiden, und werden nicht nochmals detailliert beschrieben.

Leuchtdioden 132 sind so dargestellt, wie wenn sie trans¬ parent wären, um die Anoden-Anschlußkontakte 156A und Kathoden-Anschlußkontakte 156K sowie eine Anoden-Versor- gungsschiene 214A und eine Kathoden-Versorgungsschiene 214K mit zeigen zu können.

Die Versorgungs-Kontakte 156 einer Leuchtdiode 132 (runde Punkte) und deren Wärmeableitkontakte 172 (kleine Quadrate) haben gleichen Abstand von der Achse der Kreischeibe (Hoch- achse der Leuchtdiode) und liegen an den Ecken eines Quadrates. Um trotzdem zu gewährleisten, daß mit parallelen Versorgungsschienen 214 gearbeitet werden kann und die Wärmeableitung zu dem Boden der Vertiefung 124 (Wärmeableit- fläche) erfolgen kann, ist die Quadratkante, welche durch die Verbindunglinie der Versorgungskontakte 156A und 156K vorgegeben ist, um etwa 20 Grad gegen die Richtung der Versorgungsschienen 214 verkippt. Man erzielt dies durch eine entsprechende Verdrehung der Leuchtdioden um ihre Hochachse.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele für flä¬ chenhafte UV-Lichtquellen ergeben durch die hohe Packung von Leuchtdioden eine Strahlungsdichte, die zur Aushärtung von UV-Druckfärben ausreicht. Durch Überlagerung der Lichtbündel bei konvexer Krümmung der die Leuchtdioden tragenden Wand, wie sie in Fi¬ gur 4 gezeigt ist, kann man die Strahlungsdichte in der Behandlungsfläche weiter erhöhen.

Die oben beschriebenen flächenhaften UV-Lichtquellen zeichnen sich durch sehr einfachen mechanischen Auf¬ bau aus. Sie sind auch im Langzeitbetrieb wartungs¬ arm, da die Leuchtdioden verglichen mit herkömmli- chen UV-Lichtquellen lange Lebensdauer haben. Das Netzgerät für den Betrieb solcher UV-Lichtquellen kann sehr kompakt und einfach aufgebaut sein.

Auch die UV-Lichtquelle selbst ist kompakt und läßt sich auf einfache Weise an unterschiedliche Geome¬ trien des Förderweges der zu behandelnden Produkte anpassen.

Obenstehend wurden flächige UV-Lichtquellen in Verbin- düng mit dem Trocknen von Druckfarben auf blattförmigen Druckprodukten beschreiben. Es versteht sich, daß sie auch für andere Bestrahlungszwecke einsetzbar sind, die flächiges oder gebündeltes UV-Licht benötigen. Hierzu gehören insbesondere das Härten oder Trocknen von Kunst- Stoffmassen beim Bedrucken oder Beschichten von Produkten aus Blech, Folien, Holz, Glas und Kunststoffen wie Kunst¬ stoff-Behälter und Leiterplatten. Auch zur flächigen intensiven Desinfizierung, zur Einleitung von chemischen Reaktionen und für biochemische Rekationen können die erfindunggemäßen UV-Lichtquellen mit Vorteil eingesetzt werden.