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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Temperieren
eines Zylinders einer Druckmaschine mittels eines Temperiermittels,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
DE 103 05 594 A1 ist
ein Verfahren zum Temperieren eines Zylinders einer Druckmaschine angegeben,
bei welchem ein Vorwärmen
oder -kühlen
bei Stillstand des Zylinders und eines den Zylinder enthaltenden
Druckwerkes erfolgt. Des Weiteren ist in der genannten Offenlegungsschrift
eine in den Zylinder integrierte Temperiereinrichtung beschrieben,
welche als ein Heizdraht ausgebildet sein kann und die im Druckbetrieb
aktiv ist. Daran ungünstig
ist der hohe Energieverbrauch.
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Deshalb
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Temperieren
eines Zylinders einer Druckmaschine anzugeben, bei welchem der Energieverbrauch
reduziert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren
zum Temperieren eines Zylinders einer Druckmaschine mittels eines
Temperiermittels ist dadurch gekennzeichnet, dass im Druckbetrieb
das Temperiermittel durch den Zylinder gepumpt wird und dass dabei
eine an den Zylinder angeschlossene Temperiereinrichtung zeitlich
zumindest überwiegend
inaktiv gehalten wird.
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Daran
vorteilhaft ist der Verzicht auf der Temperierung dienende Fremdenergie.
Durch diese nach außen
im Wesentlichen neutrale Temperierung wird dem Zylinder weder Wärme entzogen
noch Wärme zugeführt. Stattdessen
bewirkt das Temperiermittel im Druckbetrieb einen lokalen Wärmeentzug
und eine lokale Wärmezufuhr
innerhalb des Zylinders bzw. eine Umverteilung der Wärme aus
Zylinderzonen, in denen die Wärme
unnütz
oder sogar störend ist,
in andere Zylinderzonen, in denen die Wärme nicht stört oder
sogar, z. B. zur Trocknung des Bedruckstoffs, benötigt wird.
Das im Zylinder vorhandene Temperaturgefälle wird hierbei egalisiert
und ausgenutzt.
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Die
Temperiereinrichtung kann inaktiv gehalten werden, indem die Temperiereinrichtung
während des
Druckbetriebes abgeschaltet ist.
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Ebenso
kann die Temperiereinrichtung inaktiv gehalten werden, indem während des
Druckbetriebes die Temperiereinrichtung vom Temperiermittel thermisch
entkoppelt ist. Beispielsweise kann das Temperiermittel, welches
sonst durch die Temperiereinrichtung hindurchströmt, während des Druckbetriebs durch
eine dementsprechende Einstellung eines Wegeventils um die Temperiereinrichtung
herum geleitet werden.
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Das
zuerst genannte Ausschalten der Temperiereinrichtung, bei welcher
z. B. die Zufuhr elektrischen Stroms zur Temperiereinrichtung unterbrochen
wird, ist aber die bevorzugte Variante, weil hierbei nicht nur der
Temperierung des Temperiermittels und des Zylinders dienende Fremdenergie
sondern auch dem Leerlauf der Temperiereinrichtung dienende Fremdenergie
eingespart wird.
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In
den Unteransprüchen
genannte Weiterbildungen werden nachfolgend kurz erläutert:
Bei
einer Weiterbildung wird während
des Druckbetriebs die Temperiereinrichtung ununterbrochen inaktiv
gehalten. Die Temperiereinrichtung arbeitet also während des
Druckbetriebes auch nicht intermittierend.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung ist die Temperiereinrichtung während des
Druckbetriebs ungeregelt. Dies bedeutet, dass im Falle einer Ausbildung der
Temperiereinrichtung als ein geschlossener Regelkreis, z. B. als
eine Zwei-Punkt-Regelung, diese nicht arbeitet. Die Temperiereinrichtung
ist also während
des Druckbetriebes gänzlich
inaktiv.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung wird in Vorbereitung des Druckbetriebs das
Temperiermittel mittels der Temperiereinrichtung vortemperiert. Durch
dieses Vorwärmen oder
Vorkühlen
wird das Temperiermittel und der Zylinder vor Aufnahme des Druckbetriebs
auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht.
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Zur
Erfindung gehört
auch eine Druckmaschine, mit einem Zylinder, der zusammen mit einer Temperiereinrichtung
einen Kreislauf für
ein Temperiermittel bildet, welche Druckmaschine zur Durchführung des
erfindungsgemäßen oder
einer der Weiterbildungen entsprechenden Verfahrens geeignet ausgebildet
ist.
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Bei
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Druckmaschine ist der Kreislauf
innerhalb des Zylinders im Wesentlichen als ein Mäander oder
als ein Gitter ausgebildet.
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Bei
einer Weiterbildung, die hinsichtlich einer Verwendung des Zylinders
zum Trocknen des Bedruckstoffs vorteilhaft ist, befinden sich innerhalb
des Zylinders angeordnete Kanäle
des Kreislaufs höchstens
50 Millimeter unterhalb einer Umfangsoberfläche des Zylinders.
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Weitere
funktionell und konstruktiv vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens
und der Druckmaschine ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
und der dazugehörigen
Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 eine
Druckmaschine mit einem Zylinder und ein Umwälzgerät,
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2 die
innerhalb des Zylinders mäanderförmige Ausbildung
eines Leitungssystems für
ein mittels des Umwälzgerätes in den
Zylinder gepumptes Temperiermittel,
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3 eine
Abwicklung des mäanderförmigen Leitungssystems
aus 2 und
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4 eine
anstelle der mäanderförmigen Ausbildung
mögliche
gitterförmige
Ausbildung des Leitungssystems.
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1 zeigt
eine Druckmaschine 1 mit einem Zylinder 2 zum
Transportieren eines bogenförmigen Bedruckstoffs 3.
Der Zylinder 2 ist ein Gegendruckzylinder für den lithographischen
Offsetdruck oder für das
Lackieren des Bedruckstoffs 3. Neben dem Zylinder 2 ist
ein Trockner 4 angeordnet, der Wärme 16 auf den Zylinder 2 und
den Bedruckstoff 3 strahlt. Der Trockner 4 ist
ein Heissluft- und/oder Infrarottrockner.
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Ein
Umwälzgerät 5 mit
einer Pumpe 6 und einer Temperiereinrichtung 7 bildet
zusammen mit einem Leitungssystem 17 einen Kreislauf 8 für ein flüssiges Temperiermittel,
vorzugsweise Wasser, das mittels der Pumpe 6 im Kreislauf 8 zirkuliert
wird. Der Temperiereinrichtung 7 ist eine elektronische
Steuerungseinrichtung 18 beigeordnet, mittels welcher vom
Bediener oder automatisch die Temperiereinrichtung 7 dem
erfindungsgemäßen Verfahren
entsprechend gesteuert wird. Das Leitungssystem 17 besteht
aus hohlen Kanälen,
wie z. B. Schläuchen, Rohren
und Bohrungen, und erstreckt sich bis in den Zylinder 2 hinein.
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Der
im Zylinder 2 liegende Teil des Leitungssystems 17 umfasst
zur Rotationsachse des Zylinders 2 im Wesentlichen achsparallele
Längskanäle 11 und
bezüglich
des Zylinders 2 im Wesentlichen sekantale Querkanäle 12,
wie dies in 2 gezeigt ist. Die Längskanäle 11 sind
in einen Grundkörper des
Zylinders 2 eingebrachte Bohrungen und endseitig über die
Querkanäle 12 miteinander
verbunden. Die Querkanäle 12 sind
Rohre.
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Das
Leitungssystem 17 ist innerhalb des Zylinders 2 sehr
dicht unter dessen Umfangsoberfläche 19 angeordnet,
wobei der zwischen dem Leitungssystem 17 und der Umfangsoberfläche 19 bestehende
Abstand 1 Millimeter bis 50 Millimeter, vorzugsweise 5
Millimeter bis 30 Millimeter und beispielsweise 8 Millimeter bis
23 Millimeter beträgt.
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Die
Längskanäle 11 und
die Querkanäle 12 haben
einen kreisrunden Strömungsquerschnitt
und könnten
stattdessen einen nicht-runden, z. B. viereckigen, Strömungsquerschnitt
aufweisen. Im Falle des nicht-runden Strömungsquerschnitts beträgt dessen
sogenannter hydraulischer Durchmesser 10 Millimeter bis
20 Millimeter, vorzugsweise 12 Millimeter bis 18 Millimeter und
beispielsweise in etwa 15 Millimeter.
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Der
zwischen einem Einlass 14 und einem Auslass 15 für das Temperiermittel
im Zylinder 2 liegende Teil des Leitungssystems 17 kann
die Form eines Mäanders 9 (vgl. 3)
oder die Form eines Gitters 10 (vgl. 4)
haben.
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Bei
dem in 3 anhand seiner Abwicklung dargestellten Mäander 9 sind
die Längskanäle 11 abwechselnd
hinten und vorne über
die Querkanäle 12 miteinander
verbunden, so dass Schleifen gebildet sind.
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Bei
dem in 4 dargestellten Gitter 10 sind dagegen
Verzweigungen 13 zwischen den Längskanälen 11 und den Querkanälen 12 vorhanden.
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Sowohl
der Mäander 9 als
auch das Gitter 10 ist nicht nur in thermodynamischer Hinsicht,
sondern auch hinsichtlich der Vermeidung von Unwuchten des Zylinders 2 bei
dessen Rotation vorteilhaft. Das Füllvolumen des Temperiermittels
kann verringert werden und das Temperiermittel behält auch
bei Drehzahländerungen
des Zylinders 2 seine rotationssymmetrische Masseverteilung
innerhalb des Zylinders 2 bei. Das zusammen mit dem Zylinder 2 rotierende
Temperiermittel kann aufgrund seines geringen Volumens und seiner
gleichmäßigen Verteilung keine
Unwuchten und daraus resultierende drucktechnische Probleme hervorrufen.
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Unabhängig davon,
ob das Leitungssystem 17 mäander- oder gitterförmig ausgebildet
ist, funktioniert die in den 1 bis 4 dargestellte
Vorrichtung wie folgt:
Die Wärme 16 trifft teils
auf den Bedruckstoff 3 und teils auf vom Bedruckstoff 3 nicht
abgedeckte Oberflächenbereiche
der Umfangsoberfläche 19 des
Zylinders 2 auf. Durch den auf den Bedruckstoff 3 auftreffenden
Anteil der Wärme 16 wird
der Bedruckstoff 3 von oben her getrocknet. Durch einen
Wärmefluss gelangt
der vom Zylinder 2 aufgenommene Wärmeanteil auch in jenen Oberflächenbereich
der Umfangsoberfläche 19,
auf dem der Bedruckstoff 3 aufliegt. Dieser Oberflächenbereich
gibt die Wärme
als Kontaktwärme
an den Bedruckstoff 3 ab, um letzteren von unten her zu
trocknen. Die somit beidseitig erfolgende Trocknung des Bedruckstoffs 3 ist
sehr effektiv und erfolgt sehr schnell.
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Um
den Wärmefluss
aus den warmen in die kalten Zonen des Zylinders 2 zu unterstützen, pumpt die
Pumpe 6 im Druckbetrieb das Temperiermittel durch den Kreislauf 8 einschließlich des
Mäanders 9 oder
des Gitters 10 hindurch. Dabei ist aber die Temperiereinrichtung 7,
welche nur zum Vorwärmen
oder Vorkühlen
des Temperiermittels vor Aufnahme des Druckbetriebes dient, bereits
deaktiviert.
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Beim
Vorwärmen
oder -kühlen
des Temperiermittels kann die Temperiereinrichtung 7 als Zwei-Punkt-Regelung
und somit intermittierend arbeiten. Der Umstand, dass bei einem
kleinen Format des Bedruckstoffs 3 der vom Bedruckstoff 3 abgedeckte
Oberflächenbereich
des Zylinders 2 kleiner und der unabgedeckte Oberflächenbereich
größer als
bei einem großen
Format ist, kann dadurch berücksichtigt
werden, dass für
das kleiner Format das Temperiermittel mittels der Temperiereinrichtung 7 auf
eine niedrigere Temperatur als bei der Verarbeitung des großen Formates
vortemperiert wird und/oder dass bei der Verarbeitung des kleinen
Formats die Leistung des Trockners 4 etwas reduziert wird.
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Aufgrunddessen,
dass die Längskanäle 11 über den
Umfang des Zylinders 2 unter Berücksichtigung von dessen Zylinderkanal 20 in
einer Reihe angeordnet sind und sich im Wesentlichen von der einen
Seite des Zylinders 2 bis zur anderen Seite erstrecken,
erfolgt mittels des Temperiermittels der Wärmetransport aus den warmen
in die kalten Zonen des Zylinders 2 bei jedem Format des
Bedruckstoffs 3 gleichermaßen gut.
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Wesentlich
ist, dass im Druckbetrieb die Temperiereinrichtung 7 überhaupt
nicht arbeitet und dass das im Zylinder 2 vorhandene Temperaturgefälle ausschließlich durch
die Zirkulation des Temperiermittels und dem damit verbundenen Wärmetransport egalisiert
wird.
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Das
ist nicht nur bezüglich
eines niedrigen Energieverbrauchs, sondern ebenso in drucktechnischer
Hinsicht vorteilhaft. Ohne die durch das Temperiermittel bewirkte
Wärmeumverteilung
innerhalb des Zylinders 2 würde sich letzterer konstruktiv
bedingt thermisch verziehen. Dieser Verzug würde Probleme bei der Einstellung
der sogenannten Druckbeistellung in einem vom Zylinder 2 zusammen
mit einem Gummituchzylinder gebildeten Druckspalt bereiten. Ein
vollflächiges
Lackieren des Bedruckstoffs 3 mittels des Gummituchzylinders
wäre nur
noch unter Inkaufnahme einer unakzeptabel hohen Pressung im Druckspalt
möglich.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann
die Pressung reduziert werden, was in drucktechnischer Hinsicht
vorteilhaft ist.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Zylinder
- 3
- Bedruckstoff
- 4
- Trockner
- 5
- Umwälzgerät
- 6
- Pumpe
- 7
- Temperiereinrichtung
- 8
- Kreislauf
- 9
- Mäander
- 10
- Gitter
- 11
- Längskanal
- 12
- Querkanal
- 13
- Verzweigung
- 14
- Einlass
- 15
- Auslass
- 16
- Wärme
- 17
- Leitungssystem
- 18
- Steuerungseinrichtung
- 19
- Umfangsoberfläche
- 20
- Zylinderkanal