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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 der
DE 202 06 407 U1 ist eine Druckmaschine mit einer Temperierwalze beschrieben, die einen thermostatisch regelbaren Kühlmantel aufweist. Temperaturfühler melden die gemessene Temperatur des Kühlmantels an ein Umwälzsystem.
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In der
DE 103 08 408 A1 ist ein Verfahren zur Temperierung einer Druckmaschine beschrieben, bei dem die Temperatur des Temperiermittels während des Fortdrucks an einem anderen Messort gemessen wird als während einer vorangehenden Temperierphase.
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In der
EP 0 574 103 A1 ist ein Thermo-Kontrollverfahren beschrieben, bei dem die Erwärmung eines Lagers oder eines Gestells gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist.
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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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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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Durch das Vorwärmen oder Vorkühlen beim Vortemperieren werden das Temperiermittel und der Zylinder vor Aufnahme des Druckbetriebs auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht.
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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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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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Bezugszeichenliste
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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
