Vorrichtungen dieser Art werden zur photochemischen Beeinflussung von Bestrahlungsobjekten in vielfältigen Anwendungen eingesetzt, insbesondere zum Vemetzen bzw. Härten von Beschichtungen, Druckfarben und Lacken auf zumeist flächigen Substraten wie Bedruckstoffen, aber auch zur Beauf- schlagung von räumlichen Werkstücken und Formteilen. Vor allem beim Ein- bau in Druckmaschinen steht häufig nur geringer Bauraum zur Verfügung, und bei schnellem Durchlauf in der Drucklinie bzw. kurzen Taktzeiten mu# mit hoher Lampenleistung von bis zu einigen 10 kW pro Geräteeinheit gear- beitet werden. Die somit erforderlichen Kühisysteme beruhen bisher darauf, daß zumindest ein Teil der überschüssigen Wärme über einen extem er- zeugten, linear durch das Gerät hindurchgeleiteten Umgebungsluftstrom ab- geführt wird. Neben klimatechnischen Problemen im Arbeitsraum aufgrund des Luftwechsels und der begrenzten Kühilast ergeben sich Schwierigkeiten beim Härten von UV-vemetzbaren Beschichtungsmaterialien, wo Sauerstoff in der Bestrahlungszone zu einer Inhibierung der Radikalkettenpolymerisati- on fuhrt. In diesem Zusammenhang wurde bereits vorgeschlagen, die Be- strahlungszone am Objekt durch eine UV-lichtdurchlässige Quarzscheibe von dem durch das Aggregat geführten Kühiluftstrom zu trennen und im

Objektbereich eine sauerstoffreduzierte Atmosphäre zu erzeugen. Als nachteilig hat sich dabei neben dem erheblichen Bauaufwand herausgestellt, daß an der Quarzscheibe Verschmutzungs-und Absorptionsproblemen auf- treten und der Abstand zwischen Strahlungsquelle und Objekt unverhaltnis- mäßig erhöht wird.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein einfacher und kompakter Aufbau ermöglicht wird, die Umgebung durch den Betrieb nicht beeinträchtigt wird und vielfältige Einsatzmöglichkeiten insbesondere bei UV- Härtungen eröffnet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprü- chen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, weitgehend autark und modular einsetzbare Einheiten dadurch zu schaffen, daß der Kühigasstrom innerhalb des Gerätegehäuses erzeugt und geführt wird. Demgemäß wird vorgeschla- gen, daß das Kühisystem einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Kühikreislauf zur Umiauflkühlung der Strahlungsquelle durch einen zwangs- geförderten Kühigasstrom aufweist. Damit wird ein platzsparender kompak- ter Aufbau frei von Zu-und Abluftkanälen und ohne Beeinträchtigung der Umgebungsatmosphäre erzielt. Das Gerät kann aufgrund der "Selbstkühlung"auch bei hohen Umgebungstemperaturen betrieben werden, womit sich insbesondere bei der Kombination von IR-Trocknung und UV- Vemetzung Vorteile ergeben. Weiter tritt im wesentlichen kein Gasaustausch zwischen dem Gaskühlkreislauf und der Bestrahlungszone auf, so daß auch weniger Staub aufgewirbelt wird, was bei Naßbeschichtungen oder staubfrei zu haltenden Räumen von Vorteil ist.

Vorteilhafterweise weist der Kühtkreistauf ein in dem Gehäuse angeordnetes Gebläse zur Erzeugung des Kühigasstromes auf. Dabei kann eine an die Wärmeerzeugung einfach anpaßbare gleichmäßige Kühlung dadurch reali- siert werden, daß das Gebläse durch mindestens einen mit seiner Saugseite der Strahlungsquelle längsseitig zugewandten Lüfter gebildet ist. Hinsichtlich eines modularen Geräteaufbaus ist es von Vorteil, wenn das Gebläse durch mehrere über die Länge der Strahlungsquelle verteilt angeordnete Lüfter, vorzugsweise Radiallüfter gebildet ist.

Um die Kühlleistung den Betriebsbedingungen der jeweils ausgeführten An- lage gut anpassen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Fördermenge des Gebläses nach Maßgabe des Ausgangssignals eines in dem Gehäuse an- geordneten Temperaturfühlers vorzugsweise durch Drehzahlsteuerung der Lüfter selbsttätig einstellbar ist.

Eine optimale, großvolumige Umtaufströmung kann vorteilhaft dadurch er- reicht werden, da# der Kühigasstrom im wesentlichen senkrecht zur Längs- richtung der Strahlungsquelle zirkulierend und über deren Länge sich räum- lich erstreckend geführt ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Kühikreislauf einen durch die Gehäusewandung nach außen begrenzten, von dem Gebläse mit Druck beaufschlagten Mantelraum auf. Durch diese Maßnahme wirken sich eventuelle Undichtigkeiten nicht negativ aus. Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht kann dadurch erreicht werden, daß der Kühikreislauf eine saugseitig mit dem Gebläse verbundene Ansaug- kammer aufweist, deren Wandung gegenüber der Gehäusewandung einen auf der Druckseite des Gebläses angeordneten Mantelraum als Rückström- kanal für das Kühigas begrenzt. Damit ist es auch möglich, großflächig la-

minare Strömungsbedingungen bei der Gasrückführung durch die Bestrah- lungszone einzuhalten.

Eine baulich vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß die Ansaugkammer durch einen kastenförmigen Gehäuseeinsatz gebildet ist, wobei der Gehäuseein- satz die Strahlungsquelle längsseitig haubenartig überdeckt und mit einer Durchstrahlöffnung der Gehäuseöffnung zugewandt ist. Dabei ist es für die vorgesehene Strömungsführung günstig, wenn der Gehäuseeinsatz an sei- ner der Durchstrahlöffnung gegenüberliegenden Stirnseite mindestens einen Ausla# zum saugseitigen Anschluß eines vorzugsweise als Radiallüfter aus- gebildeten Lüfters aufweist.

Zur geräteintegrierten Rückkühlung des Kühigasstromes wird vorgeschla- gen, daß in dem Kühlkreislauf ein mit Kühimittel, vorzugsweise Kühlwasser beaufschlagbarer Wärmeaustauscher angeordnet ist. Ein hinsichtlich der Baulänge variabler Geräteaufbau wird dadurch erreicht, daß der Wärme- austauscher durch mehrere in dem Gehäuse in Längsrichtung der Strah- lungsquelle aneinandergesetzte Wärmeaustauschermodule gebildet ist.

Ozon sowie störende, insbesondere vom Objekt abdampfende Fremdsub- stanzen lassen sich dadurch eliminieren, daß in dem Kühikreislauf ein von dem Kühigasstrom durchströmbares Aktivkohlefilter und gegebenenfalls ein Staubfilter angeordnet ist. Dabei ist es weiter von Vorteil, wenn die Strah- lungsquelle, der Reflektor, der Wärmeaustauscher und das Aktivkohlefilter in der Ansaugkammer in Reihe nacheinander durchströmbar angeordnet sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, da# der Kühikreislauf ein unter den Bestrahlungsbedingungen chemisch reaktionsträges oder reaktionsunfähiges Inertgas als Kühigas ent- hält, um so auch bei diffizilen Härtungen optimale Reaktionsbedingungen zu schaffen. Dabei kann der Kühikreislauf sauerstoffreduzierte Luft oder Stick-

stoff oder Kohlendioxid als Kühigas enthalten und vorteilhafterweise über einen in die Ansaugkammer mündenden Gehäuseanschluß mit Kühigas be- füllt werden. Zur Vermeidung von Fremdgaszutritt wird vorgeschlagen, da# das Kühigas im gesamten Kühikreislauf unter Überdruck gegen Atmosphäre gehalten ist. Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, daß die Be- strahlungszone zwischen dem Rand der Gehäuseöffnung und dem daran vorbeigeführten Objekt durch eine Abschirmvorrichtung gegen Zutritt von Umgebungsluft geschützt ist. Zur Einhaltung vorgegebener Betriebsbedin- gungen ist ein zur Erfassung des Sauerstoffgehalts des Kühtgasstromes ausgebildeter Sauerstoffsensor vorgesehen, dessen Mellstelle im Bereich der Gehäuseöffnung angeordnet ist.

Gundsätzlich ist es vorstellbar, daß das Gesamtgehäuse aus mehreren ge- gebenenfalls über Verbindungsleitungen gekoppelten Einzelgehäusen oder Gehäuseteilen besteht, in denen verschiedene Teile des Kühisystems von der Umgebungsluft getrennt verteilt angeordnet sind. Dabei kann die Verbin- dungsleitungen durch ein doppelwandiges Verbindungsrohr zur bidirektio- nalen Kühigasführung gebildet sein. Im Hinblick auf eventuelle Gaslecks ist es vorteilhaft, wenn der Gasdruck im Mantelraum des Verbindungsrohres höher als in dessen Innenraum ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Bestrahlungsgerät zur UV- Bestrahlung eines in der gezeigten Anwendung bahnförmigen Substrats als Bestrahlungsobjekt.

Das in der Zeichnung dargestellte Bestrahlungsgerät besteht im wesentli- chen aus einem Gehäuse 10, einer in dem Gehäuse 10 angeordneten röh- renförmig-langgestreckten Strahlungsquelle 12 zur UV-Bestrahlung des an einer Gehäuseöffnung 14 vorbeigeführten Substrats 16, einem die Strah-

lungsquelle 12 haibschalig umgebenden Reflektor 18 sowie einem insge- samt mit 20 bezeichneten Kühisystem zur Abfuhr der in dem Gehäuse durch den Betrieb der Strahlungsquelle anfallenden Überschußwärme.

Die Strahlungsquelle 12 ist durch eine gegebenenfalls mit Metallhalogeniden dotierte Quecksilberdampf-Gasentladungslampe gebildet, in deren Entla- dungsröhre durch stromstarke Bogenentladung neben UV-Emission und sichtbarem Licht eine erhebliche Menge an IR-Strahlung bzw. Wärme er- zeugt wird. Ein Teil davon dringt durch den für IR-Strahlung durchlässigen Reflektor 18 in ein nachgeordnetes, über die Länge der Strahlungsquelle 12 bzw. des Reflektors 18 sich erstreckendes Absorberprofil 22 ein und wird von dort über von einer Kühlflüssigkeit durchströmte Kühlkanäle 24 abgelei- tet. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle eines solchen Kaltlichtspie- gels einen wasser-oder luftgekühlten Aluminium-Reflektor mit höherem Wärme-Reflektionswert vorzusehen, um das zu behandelnde Objekt zusätz- lich zu erwärmen.

Zur weiteren Wärmeabfuhr weist das Kühisystem 20 einen innerhalb des Gehäuses 10 angeordneten, insgesamt mit 26 bezeichneten Kühikreislauf auf, in welchem ein Kühigasstrom (Strömungspfeile 28) zur Umlaufkühlung der Strahlungsquelle 12 im Gehäuseinneren mittels Gebläse 30 zwangswei- se umgewälzt und dabei über einen stromab von der Strahlungsquelle 12 angeordneten Wärmeaustauscher 32 zur Rückkühlung geleitet wird. Zu die- sem Zweck ist der Innenraum des rechteckig-kastenförmigen Gehäuses 10 durch einen haubenartigen Gehäuseeinsatz 34 in zwei gegenläufig durch- strömbare Strömungsräume unterteilt. Dabei bildet der Innenraum des Ge- häuseeinsatzes 34 eine saugseitig mit dem Gebläse 30 verbundene An- saugkammer 36, während der durch die Wandung 38 des Gehäuseeinsatzes 34 gegenüber der Gehäusewandung 40 begrenzte Mantelraum 42 als Rück- strömkanal mit der Druckseite des Gebläses 30 kommuniziert.

Das Geb ! äse 30 ist durch mehrere über die Länge der Strahlungsquelle 12 bzw. des Gehäuses 10 verteilt angeordnete Radiallüfter 42 gebildet, deren Lüfterachse 44 senkrecht zur Strahlungsquelle 12 ausgerichtet ist und die saugseitig über Ringstutzen 46 auf der Oberseite des Gehäuseeinsatzes 34 mit der Ansaugkammer 36 kommunizieren. Auf diese Weise wird der Kühl- gasstrom wie durch die Strömungspfeile 28 dargestellt im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Strahlungsquelle 12 zirkulierend über deren Länge gleichmäßig umgewälzt. Im Falle einer Änderung der Lampenleistung (z. B. Stand-By-Betrieb) ist es vorgesehen, die Kühigas-Fördermenge durch Regelung der Lüfterdrehzahl anzupassen, wobei das Ausgangssignal eines von dem Kühigas oder der Strahlungsquelle beaufschlagten Temperatur- fühlers 48 als Regelgröße auf eine nicht gezeigte Regeleinrichtung übertra- gen wird.

Einlaßseitig kommuniziert die Ansaugkammer 36 über die der rechteckförmi- gen Gehäuseöffnung 14 zugewandte Öffnung 50 des Gehäuseeinsatzes 34, welche durch einen als Blende wirkenden Profilteil 52 des Absorberprofils 22 längsseitig begrenzt wird. Um das Substrat 16 gegebenenfalls vor übermä- ßiger Strahlungsbeaufschlagung schützen zu können, ist eine Verschlußvor- richtung 54 vorgesehen, welche sich vor der Blende 52 schließen iäßt.

Das in die Ansaugkammer 36 seitlich von dem Mantelraum 42 her einströ- mende Kühigas umspült zunächst den Mantel der Entladungsröhre 12 und strömt dann über einen Längsspalt im Scheitelbereich des Reflektors 18 durch das Absorberprofil 22 hindurch in den Wärmeaustauscher 32 ein, wo es über an Gehäusestutzen 58 eingespeistes Kühlwasser im Querstrom rückgekühit wird. Stromab von dem Wärmeaustauscher 32 wird das Kühigas durch ein Aktivkohlefilter 60 von Fremdstoffen, insbesondere von Ozon und substratseitig abdampfenden Substanzen gereinigt, bevor es über das Ge- blase 30 und den Mantelraum 42 wieder zurückgeleitet wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, den vorstehend beschriebenen Kühlkreislauf in umge-

kehrter Strömungsrichtung zu betreiben, um gereinigtes Kühigas durch den Reflektor 56 zum Objekt 16 hin zu leiten und somit ein frühzeitiges Beschla- gen der Reflektorfläche zu verhindem.

Ein wichtiger Zusatznutzen des Kühlkreislaufes 26 besteht in der Möglich- keit, gegen strahlungsinduzierte Reaktionen inertes Kühigas einzusetzen, um dadurch im Bereich des Objekts 16 eine Inertisierung der Bestrahlungs- zone 62 zu erreichen. Zu diesem Zweck kann der Kühtkreistauf 26 über ei- nen in die Ansaugkammer 36 mündenden Gehäuseanschluß 64 beispiels- weise mit Stickstoff als Kühigas befüllt werden. Durch diese Maßnahme kann der Sauerstoffgehalt im Bereich der Strahlungszone 62 reduziert werden, so daß störende Reaktionen durch Ozon vor allem beim Härten von UV- vernetzbaren Beschichtungen verhindert werden. Um die Bestrahlungszone 62 gegen Sauerstoffzutritt von außen abzuschirmen und übermäßige Kühl- gasverluste zu vermeiden, ist eine Abschirmvorrichtung vorgesehen, welche zwischen dem Rand der Gehäuseöffnung 14 und der das Substrat 16 füh- renden wassergekühiten Gegenblende 66 beispielsweise über eine Ein- laufrakel 68 und eine Auslaufschleuse 70 gegenüber dem durchlaufenden Substrat 16 abdichtet. Ein Sauerstoffsensor 72 ermöglicht über ein Schnüf- felrohr 74 eine Erfassung des Sauerstoffgehalts im Bereich der Gehäuseöff- nung 14.

Aufgrund seines kompakten Aufbaus kann das Bestrahlungsgerät auch unter beengten Einbauverhältnisses vielfältig eingesetzt werden. Es eignet sich zur Bestrahlung und Inertisierung nicht nur von bahnförmigen Substraten, sondem gleichwohl auch von strangförmigen und fadenförmigen Gebilden sowie räumlich geformten Werkstücken.