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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Fluidversorgungskreislauf an einer
Druckmaschine mit mehreren Fluidversorgungsleitungen, insbesondere auf
einen Fluidversorgungskreislauf, zur Versorgung verschiedener Verbraucher
mit einem Fluid.
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Hintergrund der Erfindung
und Stand der Technik
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An
Druckmaschinen werden eine Reihe von Fluiden, wie z. B. Farbe, Schmieröl, Hydrauliköl, Reinigungsflüssigkeiten,
Temperierfluide und Feuchtwasser verwendet. Die verschiedenen Fluide
müssen
im Betrieb der Druckmaschine an verschiedenen Verbrauchsstellen
zur Verfügung
stehen. Zum Teil werden die Fluide zentral bereitgestellt und über Pumpen
zu der jeweiligen Verbrauchstelle gepumpt.
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So
sind z. B. Kühl-
und Temperiersysteme für Druckmaschinen
bekannt, bei denen verschiedene Drucktürme durch verschiedene Fluidkreisläufe mit Fluiden
versorgt werden. Zum Beispiel werden für Drucktürme Kühlsysteme bereitgestellt, welche
Walzen in dem jeweiligen Druckturm mit einem Kühlfluid versorgen. Bei den
bekannten Vorrichtungen werden für
jeden Druckturm einer Druckmaschine in der Regel im Wesentlichen
identische Kühlsysteme
einzeln bereitgestellt. Derartige Kühlsysteme weisen eine Reihe
von Komponenten, wie Kühlkomponenten, Temperaturfühler, Zirkulationspumpen,
Regelventile und eine entsprechende Verrohrung auf.
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Die
DE 40 06 594 A1 beschreibt
eine Farbenzuführungs-Antriebseinrichtung
für eine Rotationspresse,
die einen Farbenpumpenantriebsmotor, eine Regel- bzw. Steuereinrichtung,
die den Farbenpumpenmotor wahlweise so regelt bzw. steuert, dass er
durch ein Ausgangssignal des Synchronisationssignalerzeugers synchron
mit und bei einem vorbestimmten Rotationsverhältnis hinsichtlich der Rotation
des Rotationspressen-Antriebssystems oder unabhängig von der Rotation des Rotationspressen-Antriebssystems
angetrieben ist, und ein Umschaltmittel für wahlweise Umschaltung des
Regel- bzw. Steuermodus der Regel- bzw. Steuereinrichtung aufweist. Der
Farbpumpenmotor treibt dabei über
eine Antriebswelle Antriebstragwellen von Farbenpumpen an. Die Antriebstragwellen
sind rechtwinklig zur Antriebswelle angeordnet. Ferner sind die
Antriebstragwellen über
Kupplungen mit der Antriebswelle verbunden, um unabhängig voneinander
zu jeder Zeit Farbe zu einer Farbenschiene zuführen zu können.
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Die
DE 198 57 107 A1 beschreibt
eine Temperiervorrichtung für
Druckmaschinen mit einem Temperierfluidkreislauf, welcher eine Fluidzufuhrleitung
auf der Saugseite einer in ihr enthaltenen Pumpe und eine Fluidrückführleitung
ebenfalls auf der Saugseite der Pumpe hat. Die beiden Leitungen
sind an eine Temperierflüssigkeitsquelle
angeschlossen. Zwischen den Anschlussstellen der beiden Leitungen an
den Temperierfluidkreislauf befinden sich in diesem ein Strömungswiderstand.
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Aufgabe
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Fluidversorgungskreislauf an einer
Druckmaschine zur Versorgung von Fluidverbraucherelementen mit einem Fluid
bereitzustellen, welcher in energetischer Hinsicht optimiert ist
und eine reduzierte Anzahl an Bauelementen aufweist, welche gewartet
werden müssen.
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Lösung der Aufgabe
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Die
Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Weitere
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
offenbart.
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Ein
Aspekt betrifft einen Fluidversorgungskreislauf an einer Druckmaschine
umfassend mehrere Fluidversorgungsleitungen mit jeweils einer Fluidförderbaugruppe,
wobei jede der mehreren Fluidversorgungsleitungen getrennt von den
anderen der mehreren Fluidversorgungsleitungen zur Versorgung eines
von mehreren Fluidverbraucherelementen mit einem Fluidstrom vorgesehen
ist, wobei mehrere Fluidförderbaugruppen
ein gemeinsames Antriebselement aufweisen, wobei mehrere Fluidförderbaugruppen
eine gemeinsame Antriebswelle aufweisen, die mit dem Antriebselement
verbunden ist, und wobei die Fluidförderbaugruppen fest auf der
gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind, so dass sie mit derselben
Antriebsdrehzahl antreibbar sind. Die einzelnen Fluidförderbaugruppen
können
daher ohne jeweils eigenen Antrieb ausgeführt werden, also als antriebslose
Einzelbaugruppen. Dadurch kann die benötigte Anzahl der Antriebselemente
reduziert werden. Dadurch kann das System kompakter und preisgünstiger
realisiert werden, da die Bereitstellung eines Antriebselements,
z. B. eines Motors, ausreichend sein kann. Durch diese Gestaltung
kann eine Vielzahl von elektrischen Komponenten, wie Schütze und Überstromauslöser eingespart
werden. Ferner kann z. B. ein Schaltkasten, welcher elektrische Komponenten
beinhaltet, kleiner ausgeführt
werden. Eine solche gemeinsame Antriebswelle kann ein- oder mehrstückig mit
einer Abtriebswelle des Antriebselements verbunden sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
eines solchen Fluidversorgungskreislaufs, können die Fluidverbraucherelemente
Feuchtwerke und/oder Druckwalzen und die Fluidversorgungsleitungen
Temperiermittelvorlaufleitungen der Feuchtwerke und/oder der Druckwalzen
sein. Ein solcher Fluidversorgungskreislauf kann auch als Feuchtmittelkreislauf
bezeichnet werden. Das verwendete Temperiermittel wird im Fall der
Versorgung von Feuchtwerken in der Regel Feuchtmittel sein. Auch
im Fall der Versorgung von Druckwalzen kann Feuchtmittel als Temperiermittel
zum Einsatz kommen. Zur Temperierung von Druckwalzen können aber
auch andere Temperiermittel eingesetzt werden. Der Begriff Temperiermittel wird
daher im Folgenden, auch in den zusammengesetzten Formen, als Oberbegriff
für Feuchtmittel
und andere Fluide, die zur Versorgung von Feuchtwerken oder zur
Temperierung von Komponenten der Druckmaschine eingesetzt werden
verwendet. Bei einer anderen Ausführungsform können die
Fluidverbraucherelemente Reinigungsvorrichtungen, wie z. B. Gummituchreinigungsvorrichtungen
oder Farbwerksreinigungsvorrichtungen, und die Fluidversorgungsleitungen
Reinigungsmittelzufuhrleitungen der Reinigungsvorrichtungen sein.
Bei noch einer anderen Ausführungsform
können
die Fluidverbraucherelemente Farbzufuhrvorrichtungen und die Fluidversorgungsleitungen
Farbzufuhrleitungen der Farbzufuhrvorrichtungen sein.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
eines solchen Fluidversorgungskreislaufs können die Temperiermittelvorlaufleitungen
jeweils Bestandteil eines Temperiermittelteilkreislaufs sein, wobei
sich die Temperiermittelvorlaufleitungen jeweils zu einem Feuchtwerk
und/oder zu einer Druckwalze erstrecken und wobei jeder Temperiermittelteilkreislauf
ferner eine Temperiermittelrücklaufleitung
aufweisen kann. Ein Temperiermittelteilkreislauf in dem Sinn kann
ein offener Kreislauf sein, bei dem ein Teil des zirkulierten Temperiermittels
beim Druckvorgang verbraucht wird und bei dem ein anderer Teil des
Temperiermittels rezirkuliert werden kann. Dieser andere Teil des
Temperiermittels kann in der Temperiermittelrücklaufleitung z. B. in zwei
Teilströme
aufgespalten werden von denen ein erster Teilstrom einer Temperiermittelaufbereitungsanlage
zugeführt
werden kann, um für
eine erneute Verwendung aufbereitet zu werden, wobei ein zweiter
Teilstrom der Fluidförderbaugruppe über Rücklaufbypassleitungen
direkt erneut zugeführt
werden kann. Dabei können
jeweils vollständig
voneinander getrennte Temperiermittelteilkreisläufe vorgesehen sein, die jeweils
eine Temperiermittelaufbereitungsanlage aufweisen, oder die Temperiermittelvorlaufleitungen
können
Bestandteil eines zentralen Temperiermittelkreislaufs mit einer
zentralen Temperiermittelaufbereitungsanlage sein.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
eines solchen Fluidversorgungskreislaufs kann der Fluidversorgungskreislauf
eine zentrale Vorlaufleitung und eine zentrale Rücklaufleitung aufweisen, wobei
sich die mehreren Temperiermittelvorlaufleitungen der jeweiligen
Temperiermittelteilkreisläufe parallel
zu einander von der zentralen Vorlaufleitung zu der jeweiligen Fluidförderbaugruppe
des jeweiligen Temperiermittelteilkreislaufs und weiter zu dem jeweiligen
Feuchtwerk und/oder zu der jeweiligen Druckwalze erstrecken und
wobei sich die jeweiligen Temperiermittelrücklaufleitungen parallel zu
einander von dem jeweiligen Feuchtwerk und/oder von der jeweiligen
Druckwalze zu der zentralen Rücklaufleitung
erstrecken. Die zentrale Rücklaufleitung
kann die Temperiermittelteilrückströme aus den
verschiedenen Temperiermittelrücklaufleitungen
zusammenführen
und gemeinsam einer zentralen Temperiermittelaufbereitungsanlage
und/oder einem zentralen Wärmetauscher
zuführen.
Ein aufbereiteter und/oder temperierter Gesamtstrom kann dann über die
zentrale Vorlaufleitung den einzelnen Temperiermittelvorlaufleitungen
zugeführt
und in die jeweiligen Temperiermittelvorlaufströme aufgespalten werden.
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Bei
einem solchen Fluidversorgungskreislauf, kann jeder Temperiermittelteilkreislauf
ferner eine Rücklaufbypassleitung
aufweisen, welche sich die zentrale Vorlaufleitung und die zentrale
Rücklaufleitung überbrückend von
der jeweiligen Temperiermittelrücklaufleitung
zur jeweiligen Temperiermittelvorlaufleitung erstreckt, wobei jeder
Temperiermittelteilkreislauf ein Steuerventil aufweist, über welches
der von einem Feuchtwerk und/oder von einer Druckwalze abfließende Temperiermittelstrom
in zwei Teilströme
aufgespalten werden kann, von denen ein erster Teilstrom in die
zentrale Rücklaufleitung
geleitet werden kann und von denen ein zweiter Teilstrom über die
jeweilige Rücklaufbypassleitung direkt
in die jeweilige Temperiermittelvorlaufleitung geleitet werden kann.
Derartige Steuerventile können als
steuer- oder regelbare Dreiwegeventile ausgebildet werden. Die Steuerventile
können
an einer Verbindungsstelle zwischen der jeweiligen Temperiermittelrücklaufleitung,
der zentralen Rücklaufleitung und
der jeweiligen Rücklaufbypassleitung
angeordnet sein oder an einer Verbindungsstelle zwischen der zentralen
Rücklaufleitung
und der jeweiligen Rücklaufbypassleitung
und der jeweiligen Temperiermittelvorlaufleitung.
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Bei
einem weiteren solchen Fluidversorgungskreislauf kann die Fluidförderbaugruppe
als Verdrängerförderbaugruppe
oder als Strömungsförderbaugruppe
ausgeführt
sein. Derartige Fluidförderbaugruppen
können
entsprechende Pumpenkammern aufweisen, durch welche das zu fördernde
Fluid gefördert
wird. Eine Verdrängerförderbaugruppe kann
z. B. eine oder mehrere Kolben-Zylinder-Baugruppen oder eine oder
mehrere Membranpumpenbaugruppen umfassen. Eine Strömungsförderbaugruppe
kann z. B. die funktionalen Elemente einer Kreiselpumpe, wie z.
B. ein Pumpenrad und das Pumpenradgehäuse umfassen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
eines solchen Fluidversorgungskreislaufs kann das Antriebselement
als Elektromotor, als pneumatisch oder als hydraulisch betriebener
Motor, oder als Verbrennungsmotor ausgebildet sein.
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Bei
noch einem weiteren solchen Fluidversorgungskreislauf können die
Fluidförderbaugruppen über die
gemeinsame Antriebswelle mit derselben Antriebsdrehzahl antreibbar
und derart gestaltet sein, dass sie trotz gleicher Antriebsdrehzahl
unterschiedliche Förderströme fördern können. Derartige
Fluidförderbaugruppen
können
z. B. in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten mit variablem Kolbenhub, durch
saugseitig zuflussgesteuerte Strömungsförderbaugruppen
oder durch druckseitig abflussgesteuerte Strömungsförderbaugruppen bereitgestellt
werden. So können
z. B. die Förderbaugruppen
in Art einer Kreiselpumpe ausgeführt
werden, wobei mehrere Pumpenräder
mit derselben Antriebsdrehzahl angetrieben werden. Durch Einstellung
unterschiedlicher Strömungswiderstände auf
der Saugseite und/oder auf der Druckseite eines Kreiselpumpenelements kann
der Fluidstrom eingestellt werden. Dies kann z. B. durch eine geeignete
Einstellung des obengenannten Steuerventils oder durch Bereitstellung
und Einstellung eines anderen Strömungselementes in der jeweiligen
Temperiermittelvorlaufleitung und/oder in der jeweiligen Temperiermittelrücklaufleitung
bewirkt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Anordnung.
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Detaillierte Beschreibung
der Zeichnung
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Anordnung an einer Druckmaschine.
Die Druckmaschine selber ist in dieser Figur nicht dargestellt.
Gezeigt sind jedoch eine Reihe von Fluidverbraucherelementen 31, 32, 33, 34, 35 der
Druckmaschine. Derartige Fluidverbraucherelemente 31, 32, 33, 34, 35 können z.
B. Walzen der Druckmaschine sein. Bei einer anderen Ausführungsform
können
die Fluidverbraucherelemente 31, 32, 33, 34, 35 auch
Feuchtwerke sein oder umfassen. Denkbar ist ebenfalls, dass bei
anderen Ausführungsformen
weitere Fluidverbraucherelemente 31, 32, 33, 34, 35 vorgesehen sind.
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Die
Fluidverbraucherelemente 31, 32, 33, 34, 35 werden
in der dargestellten Ausführungsform jeweils über einen
Temperiermittelteilkreislauf 1, 2, 3, 4, 5 mit
einem Temperiermittel versorgt. Ein derartiges Temperiermittel kann
im Fall von Feuchtwerken ein Feuchtmittel sein. Bei der Temperierung
von Walzen der Druckmaschine, wie z. B. Farbwerkswalzen, Gummituchzylindern,
Gegendruckzylindern, Druckplattenzylindern oder anderen Walzen sind
auch andere Arten eines Temperiermittels denkbar. Auch in derartigen
Ausführungsformen
kann die Anordnung mit Feuchtmittel betrieben werden.
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In
der dargestellten Ausführungsform
sind fünf
Temperiermittelteilkreisläufe 1, 2, 3, 4, 5 jeweils mit
einer Fluidversorgungsleitung 11, 12, 13, 14, 15 dargestellt,
welche das Temperiermittel zum jeweiligen Fluidverbraucherelement 31, 32, 33, 34, 35 leiten.
In der dargestellten Ausführungsform
sind die Fluidversorgungsleitungen 11, 12, 13, 14, 15 als Temperiermittelvorlaufleitungen
der Temperiermittelteilkreisläufe 1, 2, 3, 4, 5 ausgebildet.
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In
jeder der Fluidversorgungsleitungen 11, 12, 13, 14, 15 ist
eine Fluidförderbaugruppe 21, 22, 23, 24, 25 vorgesehen.
Die Fluidförderbaugruppen 21, 22, 23, 24, 25 werden über ein
gemeinsames Antriebselement 101 angetrieben. In der dargestellten Ausführungsform
ist das Antriebselement 101 als Elektromotor ausgeführt. Andere
Bauformen eines Antriebselement ist 101 sind ebenfalls
denkbar. Das Antriebselement 101 ist in der dargestellten
Ausführungsform über eine
Steuerleitung 107 mit einer Steuervorrichtung 110 verbunden. Über eine
entsprechende Ansteuerung kann die Drehzahl des Antriebselements 101 beeinflusst
werden. Das Antriebselement 101 weist eine Abtriebswelle
auf, die in der dargestellten Ausführungsform identisch (also
einstückig)
mit einer gemeinsamen Antriebswelle 102 ausgeführt ist.
Denkbar ist ebenfalls, dass eine solche Antriebswelle 102 aus
mehreren Teilen besteht.
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Vom
jeweiligen Fluidverbraucherelement 31, 32, 33, 34, 35 führt jeweils
eine Temperiermittelrücklaufleitung 41, 42, 43, 44, 45 weg.
Die Temperiermittelrücklaufleitungen 41, 42, 43, 44, 45 münden jeweils
an einer Verbindungsstelle 71, 72, 73, 74, 75 in eine
zentrale Rücklaufleitung 105.
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Die
zentrale Rücklaufleitung 105 leitet
das Temperiermittel zu einem zentralen Wärmetauscher 103. Anstelle
des zentralen Wärmetauschers 103 kann
bei einer anderen Ausführungsform
eine Temperiermittelaufbereitungsanlage wie z. B. eine Feuchtmittelaufbereitungsanlage
vorgesehen werden. Eine solche Temperiermitteaufbereitungsanlage kann
auch einen entsprechenden zentralen Wärmetauscher 103 aufweisen.
Von dem zentralen Wärmetauscher 103 führt eine
zentrale Vorlaufleitung 104 jeweils zu einer weiteren Verbindungsstelle
des jeweiligen Temperiermittelteilkreislaufs 1, 2, 3, 4, 5,
an der in der dargestellten Ausführungsform
jeweils über
ein Steuerventil 81, 82, 83, 84, 85 eine
Strömungsverbindung
zwischen der zentralen Vorlaufleitung 104 und den Abschnitten
der jeweiligen Temperiermittelvorlaufleitungen geschaffen wird.
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In
der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich zwischen den Verbindungsstellen 71, 72, 73, 74, 75 und
den Verbindungsstellen, an denen die Steuerventile 81, 82, 83, 84, 85 angeordnet
sind, jeweils eine Rücklaufbypassleitung 61, 62, 63, 64, 65, über die
jeweils ein Teil des Fluidstroms der jeweiligen Temperiermittelteilkreisläufe 1, 2, 3, 4, 5 aus
den Temperiermittelrücklaufleitungen 41, 42, 43, 44, 45 an
dem zentralen Wärmetauscher 103 vorbei
geleitet werden kann.
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Die
Steuerventile 81, 82, 83, 84, 85 können wie
in 1 dargestellt als Dreiwegeventile ausgeführt werden.
Die Dreiwegeventile oder andere Ventilbauformen können über eine
oder mehrere Steuerleitung(en) 106 mit einer oder mehreren
Steuervorrichtung(en) 110 verbunden sein und gemeinsam oder
getrennt voneinander angesteuert werden.
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Über eine
derartige Ansteuerung kann eine Aufteilung der Fluidströme der jeweiligen.
Temperiermittelteilkreisläufe 1, 2, 3, 4, 5 gesteuert
oder geregelt werden.
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So
kann über
ein Verhältnis
der Fluidströme z.
B. die Temperatur des in die jeweilige Temperiermittelvorlaufleitung
gelangenden Fluidstroms eingestellt oder geregelt werden. Ferner
kann die Größe des in
die jeweilige Temperiermittelvorlaufleitung gelangenden Fluidstroms,
also das Fluidvolumen pro Zeiteinheit, eingestellt oder geregelt
werden. Letzteres kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Fluidförderbaugruppen 21, 22, 23, 24, 25 derart
gestaltet sind, dass sie z. B. druckabhängig bei verschiedenen Drehzahlen
jeweils unterschiedliche Fluidströme erzeugen können. Dies
ist z. B. bei Strömungspumpen, wie
z. B. Kreiselpumpen, der Fall, bei denen der geförderte Volumenstrom von der
Drehzahl und dem saugseitigen oder druckseitigen Förderdruck
abhängt.
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Eine
entsprechende Regelung der Steuerventile 81, 82, 83, 84, 85 kann
z. B. in Abhängigkeit von
Temperaturinformationen und/oder druckmaschinenbezogenen Betriebsdaten
und/oder beliebigen anderen geeigneten Informationen erfolgen. In
der dargestellten. Ausführungsform
ist z. B. in der jeweiligen Temperiermittelrücklaufleitung 41, 42, 43, 44, 45 jeweils
ein Temperatursensor 51, 52, 53, 54, 55 vorgesehen.
Die Temperatursensoren 51, 52, 53, 54, 55 können wie
dargestellt über
eine oder mehrere Datenleitungen 109 mit der Steuervorrichtung 110 verbunden
sein, so dass die Steuervorrichtung die Steuerventile 81, 82, 83, 84, 85 basierend
auf diesen Informationen ansteuern kann.
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Die
Steuervorrichtung 110 kann z. B. ferner über eine
Steuerleitung 108 mit einem zentralen Temperierstromventil 111 verbunden
sein, welches einen Temperierstrom des Wärmetauschers 103 steuern
und/oder regeln kann.
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So
kann die Steuervorrichtung 110 derart gestaltet sein, dass über die
Steuervorrichtung 110 verschiedene Steuergrößen in Abhängigkeit
von verschiedenen Informationen angesteuert oder geregelt werden
können,
so dass die einzelnen Temperiermittelteilkreise unabhängig voneinander
die jeweiligen Fluidverbraucherelemente 31, 32, 33, 34, 35 mit
einem Temperiermittelstrom mit einer gewünschten Temperatur und/oder
mit einem gewünschten
Volumenstrom versorgen können.
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In
der dargestellten Ausführungsform
weist die Anordnung 5 Temperiermittelteilkreisläufe 1, 2, 3, 4, 5 auf.
Denkbar ist ebenfalls, dass in anderen Ausführungsformen einer Anordnung
lediglich 2, 3, 4 oder mehr als 5 Temperiermittelteilkreisläufe mit
entsprechenden Komponenten vorgesehen sind. Denkbar ist ebenfalls,
dass einzelne Temperiermittelteilkreisläufe nicht sämtliche beschriebene Komponenten
oder zusätzliche
nicht dargestellte Komponenten aufweisen, dass die Temperiermittelteilkreisläufe somit
unterschiedlich ausgestaltet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1,
2, 3, 4, 5
- Temperiermittelteilkreislauf
- 11,
12,
- 13,
14, 15 Fluidversorgungsleitung
- 21,
22, 23, 24, 25
- Fluidförderbaugruppe
- 31,
32, 33, 34, 35
- Fluidverbraucherelement
- 41,
42, 43, 44, 45
- Temperiermittelrücklaufleitung
- 51,
52, 53, 54, 55
- Temperatursensor
- 61,
62, 63, 64, 65
- Rücklaufbypassleitung
- 71,
72, 73, 74, 75
- Verbindungsstelle
- 81,
82, 83, 84, 85
- Steuerventil
- 101
- Antriebselement
- 102
- Antriebswelle
- 103
- zentraler
Wärmetauscher
- 104
- zentrale
Vorlaufleitung
- 105
- zentrale
Rücklaufleitung
- 106,
107, 108
- Steuerleitung
- 109
- Datenleitung
- 110
- Steuervorrichtung
- 111
- zentrales
Temperierstromventil
