DE102011075109A1 - Thermoluft-Trocknungseinrichtung mit Abwärmenutzung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trocknungseinrichtung für eine Bogendruckmaschine, die einem Lack- oder Druckwerk nachgeordnet oder im Aufgang eines Bogenauslegers angeordnet sein kann. Die Trockner wirken als Thermolufttrockner. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trocknungseffekt effizient und energiesparend zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Trocknungseinrichtung für eine Druckmaschine in der eine Warmluftrückführung aus dem Trocknerbereich erfolgt. Vorgesehen ist eine Warmluftabführung 12 aus einem ersten Absaugbereich 11, deren Rückführmengen zu einem Trocknerschrank 16 mittels einer Warmluftsteuerung 13 einstellbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Thermoluft-Trocknungseinrichtung mit Abwärmenutzung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zugehöriges Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.
• Trocknungseinrichtungen mit Nutzung von erwärmter Trocknerluft sind für eine Bogen- oder Rollendruckmaschine geeignet und können dort insbesondere im Nachgang zu einem Lack- oder Farbwerk im Bereich der Druckmaschine oder des Aufgangs eines Auslegers angeordnet sein. Die Trocknungswirkung wird durch Beaufschlagung des Bedruckstoffes mit einem erhitzten Gas, insbesondere Trocknerluft, hier auch häufig als Thermoluft bezeichnet, herbeigeführt.
• Die mit Thermoluft arbeitende Trocknungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass Druckprodukte, welche beispielsweise mit auf Wasser basierenden Beschichtungsmedien, wie Lacken, veredelt werden, mittels einer Endtrocknung u. a. unter Zuhilfenahme von Thermoluft vor der Auslage der Druckprodukte in einem Ausleger oder mittels einer Zwischentrocknung u. a. unter Zuhilfenahme von Thermoluft in einem Zwischentrockner nach einem Lackauftrag innerhalb einer Druckmaschine und vor deren Ausleger getrocknet werden. Für eine ausreichende Trocknungswirkung muss die Thermoluft auf ca. 80 bis 120°C erwärmt werden. Dabei muss eine nicht unerhebliche Menge an Energie zur Aufheizung aufgebracht werden.
• Um etwaige infolge der Erwärmung des Bedruckstoffes eintretende Verformungen desselben möglichst gering zu halten ist es bekannt, den Bedruckstoff im Bereich seiner der Trockenluftbeaufschlagungsseite abgewandten Rückseite durch Kühlung einer hier angeordneten Bogenbahn zu kühlen.
• Aus der DE 33 24 130 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen bedruckter oder gefärbter Bahnen mittels Wärme bekannt. Das Verfahren zum Trocknen bedruckter oder gefärbter Bahnen mit Wärme soll sich dadurch kennzeichnen, dass die bedruckte Bahn in einer ersten Stufe einem kontaktlosen Hitzeschock unterworfen wird, danach in einer zweiten Stufe mit geringerer Temperatur als in der ersten Stufe kontaktbeheizt wird und im Anschluss daran in einer dritten Stufe über direkten Kontakt gekühlt wird. Dabei wird die bei der Kühlung gewonnene Energie mittels eines Kühlaggregates in andere Anlagenteile transferiert.
• Aus der DE 202 06 407 U1 ist eine Druckmaschine mit einer Trocknungsstation bekannt. Die Druckmaschine ist mit mehreren in Reihenbauweise angeordneten und von einer Bedruckstoffbahn durchlaufenen Druckwerken ausgestattet. Jedem Druckwerk ist eine Trocknungsstation nachgeordnet. Jede der Trocknungsstationen ist jeweils am Umfang einer einzelnen, die Bedruckstoffbahn abstützenden Temperierwalze angeordnet. Hierin ist vorgesehen, dass die von der Temperierwalze abgeführte Wärme für die Vorheizung von Trocknungsluft verwendet wird.
• Weiterhin ist in der DE 298 19 202 U1 eine Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen frisch bedruckter Papierbahnen beschrieben. Die Vorrichtung zum Trocknen und Kühlen frisch bedruckter Papierbahnen ist mit einem Trockner, einem in Durchlaufrichtung an den Trockner anschließenden Kühler, längs der Durchlaufstrecke angeordneten Düsen zum Aufblasen von heißem Trocknungsgas oder kalter Luft auf die durchlaufende Papierbahn; einer Nachbrennkammer mit einer Absaugleitung für mit flüchtigen öl- oder harzartigen Substanzen angereichertes Trocknungsgas aus dem Innern des Trockners und mit Zuleitungen für Reingas zu den Düsen und einem Abgaskanal für überschüssiges Reingas versehen. Eine Absorptionskälteanlage mit Kältemittel ist mit dem Trockner und dem Kühler in der Weise wärmetechnisch verknüpft, dass dem Kältemittel Wärme zugeführt wird, die dem durch den Abgaskanal abströmenden Reingas entzogen wird. Außerdem wird dem Verdampfer der Kälteanlage Wärme zugeführt, die der im Kühler befindlichen kalten Luft oder der dem Kühler zuströmenden Frischluft entzogen wird.
• Weiterhin sind aus der EP 2 047 991 A2 eine Thermoluft-Trocknungseinrichtung und ein Verfahren zur Bewerkstelligung der Trocknung eines Bedruckstoffes bekannt. Dabei wird es möglich, die durch etwaige im Bereich des Auslegers installierte IR/TL-Trockner erzeugte intensive Wärmeleistung, die sich auch auf die sehr intensive Erwärmung der darunter liegenden Bogenbahn auswirkt zur Vorheizung des Trockenluftstromes zu verwenden. Die zur Aufheizung der Trocknerluft vorgesehene Heizeinrichtung ist im Luftströmungsweg der Vorwärmwärmetauschereinrichtung nachgeordneten. Die Heizeinrichtung muss damit nur noch einen zur Aufheizung der Trocknerluft auf die geforderte Endtemperatur erforderlichen Energieeintrag in die bereits vorgewärmte Trocknerluft leisten.
• Zur Vermeidung von Feuchtigkeitseintrag aus der vorgewärmten Trocknerluft, was eine schlechtere Trockenwirkung nach sich ziehen würde, ist im Bereich der Luftaufbereitung eine Konditionierung mittels Feuchtigkeitsabscheider vorgesehen. Insbesondere zur Ableitung der im Bereich der Trocknungsvorrichtung anfallenden, mit Emissionen befrachteten Abluft ist vorzugsweise eine Abführungseinrichtung vorgesehen. Diese Abluftabführungseinrichtung ist vorzugsweise so gestaltet, dass hierbei eine weitere Führung der Abluft über eine Wärmetauschereinrichtung erfolgt, wobei der hierbei aus der Abluft abgegriffene Wärmestrom ebenfalls zur Vorwärmung der Trocknerluft herangezogen werden kann.
• Die zum Aufblasen der erhitzten Trocknerluft auf den Bedruckstoff vorgesehene Düsenanordnung kann insbesondere durch einen Blaskasten gebildet sein, wobei dieser Blaskasten vorzugsweise eine Ausblasdüsenplatte umfasst, durch welche eine hinreichend gleichmäßige Aufblasung der erhitzten Luft auf den Bedruckstoff erreicht wird. Insbesondere bei der Realisierung der Aufblaseinrichtung unter Verwendung eines Blaskastens ist es möglich, die erfindungsgemäß zur Vorwärmung der Trocknerluft vorgesehene Vorwärmwärmetauschereinrichtung und ggf. auch die beispielsweise als elektrische Heizschlange ausgebildete Heizeinrichtung auch noch in diesen Blaskasten einzubinden.
• Die bekannten Vorrichtungen weisen aufwändige Bauformen auf, um Wärmeenergie, die bei der Kühlung von Anlagenteilen anfällt, in anderen Anlageteilen, wie einem Trockner wieder einzusetzen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen zu schaffen durch welche ein geforderter Trocknungseffekt auf einfache Weise in einer verfahrenstechnisch und insbesondere hinsichtlich der Maschinenbetriebskosten gegenüber bisherigen Ansätzen vorteilhafteren Weise erreicht werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1 sowie mit den Merkmalen eines zugehörigen Verfahrens nach Patentanspruch 7.
• Dabei ist vorgesehen eine mit Thermoluft arbeitende Trocknungseinrichtung für eine Druckmaschine zu verwenden. Diese weist eine Aufblaseinrichtung zur Aufleitung eines Trockenluftstromes auf einen Bedruckstoff, eine Fördereinrichtung zur Förderung des Trockenluftstromes durch die Aufblaseinrichtung, eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des Trockenluftstromes bzw. Thermoluftstromes, eine Regeleinrichtung zur Einstellung der Temperatur des Trockenluftstromes auf. Durch eine teilweise Nutzung der warmen Abluft aus dem Bereich der Trocknereinrichtung wird hierbei erhebliche Energie eingespart, indem ein Teil der warmen Abluft des Trocknerbereiches zusammen mit frischer, d. h. unbehandelter Luft wieder der Thermolufterzeugung zugeführt wird.
• Die teilweise wieder genutzte warme Abluft hat bereits zum Trocknungsprozess beigetragen und hat somit Feuchtigkeit aufgenommen. Je feuchter diese Abluft dabei ist, umso schlechter stellt sich die Trocknungswirkung für eine weitere Verwendung in der Trocknungseinrichtung ein.
• Diesen Nachteil nimmt man bewusst im Kauf, um Energie für die Lufterwärmung einzusparen. Eine reduzierte Trocknungswirkung hat aber im Produktionsprozess zwangsläufig eine langsamere Produktionsgeschwindigkeit zur Folge.
• In Abhängigkeit von der vorgesehenen Lackauftragsmenge und dem jeweils verwendeten Lacktyp muss aber im Trocknungsprozess der Lackschicht auf dem Druckprodukt relativ viel Feuchtigkeit entzogen werden, die sich wenigstens teilweise in der warmen Abluft wiederfindet und mit dieser abtransportiert wird. Die Feuchtigkeit wird bei einer Abluftrückführung dem Trocknungsprozess wieder teilweise zugeführt. Erfindungsgemäß lässt sich die Feuchtigkeit der Trocknungsluft in Abhängigkeit von den Trocknungsbedingungen so regeln, dass auch unter schwierigen Bedingungen immer gewährleistet ist, dass eine maximale Trocknungswirkung in Relation zur gewählten Lufttemperatur und Luftmenge verfügbar ist. Die Druckmaschine kann daher mit uneingeschränkter Produktionsgeschwindigkeit betrieben werden.
• Zusätzlich führt die erfindungsgemäße Regelung zur Aufbereitung der Trocknerluft zu einer Erhöhung der verfahrenstechnischen Sicherheit hinsichtlich der erforderlichen Trocknung der Druckprodukte.
• Die erfindungsgemäße Trocknereinrichtung ist vorzugsweise thermisch weitgehend gekapselt. Diese thermische Kapselung kann insbesondere durch eine Verkleidungseinrichtung erreicht werden, die als solche die Aufblaseinrichtung und vorzugsweise auch den Bogenbahnkühler von der weiteren Umgebung der Druckmaschine, soweit möglich, abschirmt. Zur weiteren Unterstützung der Trocknerwirkung ist vorzugsweise auch eine Strahlereinrichtung vorgesehen zur Beaufschlagung des Bedruckstoffes mit einer den Trocknungsvorgang unterstützenden Strahlung. Diese Strahlung kann insbesondere durch einen IR-Strahler oder auch einen UV-Strahler generiert werden.
• Die teilweise Nutzung der warmen aber zusätzlich noch feuchten Abluft aus dem Bereich der Trocknereinrichtung zur Erzeugung der frischen Thermoluft für die Trocknereinrichtung wird vorzugsweise geregelt ausgeführt.
• Die Beeinflussung der Abluftnutzung kann in einfacher Ausführung über eine einstellbare Klappe erfolgen, mittels der die Menge der warmen Abluft, die zur Trocknereinrichtung zurückgeführt wird, steuerbar ist. Die Einstellung lässt prinzipiell einen Rückführungsanteil zwischen 0 und 100% Nutzung der Abluft (= Zuführung zur Thermolufterzeugung) zur. Die hierbei nicht genutzte warme Abluft kann dann entweder ins Freie direkt oder mit der restlichen Trocknerabluft abgeleitet werden. Außerdem ist eine anderweitige Nutzung z. B. für Wärmerückgewinnung oder Hallenheizung etc. möglich.
• Mittels eines Feuchtigkeitssensors in der Thermoluftzuführung zur Maschine kann die Klappenstellung zwischen 0 und 100% auch automatisch geregelt werden, so dass konstante Bedingungen in Bezug auf die Feuchtigkeit der für die Trocknereinrichtung eingesetzten Thermoluft eingehalten werden.
• Weiterhin kann auch die Maschinengeschwindigkeit zur Verbesserung der Regelung herangezogen werden. Somit können Druckaufträge in gleichbleibender Qualität oder aber mit Vorzug auf eine erhöhte Produktivität abgearbeitet werden.
• Einstellwerte der Abluftrückführung lassen sich für Wiederholaufträge abspeichern und ggf. über ein Fernwartungssystem abrufen.
• In vorteilhafter Weise kann erfindungsgemäß also bei geringeren Trocknungsanforderungen durch einen hohen Nutzungsanteil der warmen Abluft viel Energie eingespart werden.
• Bei anspruchsvolleren Druckaufträgen, bei denen eine sicherere Trocknung auch noch bei hohen Druckgeschwindigkeiten erwartet wird, kann auf der anderen Seite eine angemessene verfahrenstechnische Trocknungssicherheit durch eine Reduzierung der erfindungsgemäßen Nutzung der warmen, aber auch noch feuchten Abluft sichergestellt werden.
• Auf einen kostenintensiven Kreuzstromwärmetauscher zur Nutzung der warmen Abluft zum Erhalt von trockener warmer Luft kann verzichtet werden, so dass sich erfindungsgemäß die Installationskosten gering halten lassen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs angegebenen Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zur Bewerkstelligung der Trocknung eines durch eine Druckmaschine geführten Bedruckstoffes, bei welchem mittels einer Aufblaseinrichtung ein Trockenluftstrom auf einen Bedruckstoff aufgeleitet wird, und ein Abluftstrom aus einem Bereich der Trocknereinrichtung entnommen und die somit aufgegriffene Wärme zur Vorwärmung des Trockenluftstroms durch Beimischung verwendet wird.
• Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
• Darin zeigt:
• 1 eine Schemadarstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Trocknungseinrichtung zur Bewerkstelligung der Trocknung eines vorzugsweise bogenförmigen Bedruckstoffes.
• Die in 1 dargestellte Druckmaschine zeigt beispielhaft ein Druckwerk 1 zum Drucken eines Farbbildes auf Druckbogen und ein Lackmodul 2 zum Beschichten der bedruckten Bogen mit einer Lackschicht als Schutzschicht oder zur Erzeugung von Glanzwirkungen. Die Druckbogen werden einem endlosen Bogentransportsystem 3 zugeführt, an dem die Druckbogen dann zu einem Bogenausleger 4 transportiert und auf einem Auslegerstapel 5 abgelegt werden. Im Bereich des Bogentransportsystems 3 ist eine Mehrzahl von Trocknungseinrichtungen vorgesehen. Dazu ist die Trocknerstrecke des Bogenauslegers 4 im Ausführungsbeispiel durch ein besonders langes Bogentransportsystem 3 gekennzeichnet. Diese Trocknungseinrichtungen dienen als solche der Trocknung von durch die Trocknungseinrichtung geführten Bedruckstoffen in Form von Druckbogen. Die Trocknungseinrichtungen umfassen zum einen etliche Trockner, die als Blaseinrichtungen ausgeführt und bei diesem Ausführungsbeispiel als so genannte TL- oder auch Thermolufttrockner 6 kombiniert mit einem oder mehreren IR- oder Infrarot-Trockner 7 ausgeführt sind. Die Thermolufttrockner 8 sind über Thermoluftzuführungen 10 und ein Heizregister bzw. eine Verteilstation 9 mittels einer Zuführleitung 8 mit einem Trocknerschrank 16 zur Aufbereitung der Trocknerluft verbunden. Die Thermoluft für die Trocknung wird also vom Trocknerschrank 16 (Luftansaugung 17, Gebläse 18, Abluftfilter 19) bereitgestellt, im Heizregister aufgeheizt und in der Verteilstation 9 auf die Thermolufttrockner 8 verteilt. Über die Thermolufttrockner 8 wird es möglich, einen Trockenluftstrom auf die Druckbogen des Bedruckstoffs für eine effektive Trocknung aufzublasen. Zur Einspeisung des Trockenluftstromes in die Thermolufttrockner 8 ist das Gebläse 18 im Trocknerschrank 16 vorgesehen.
• Die Heizleistung des Heizregisters 19 wird durch eine Regeleinrichtung geregelt. Für die Bereitstellung von Regelgrößen für die Heizleistung können Sensoren im Bereich des Bogentransportes im Bogentransportsystem 3 zur Erfassung einer Bedruckstofftemperatur, im Bereich der Trockner zur Erfassung einer Trocknerwirkung oder im Bereich des Auslegerstapels 5 zur Erfassung einer Stapeltemperatur vorgesehen sein.
• Als Bedruckstoff sind Bahnen oder Bogen aus unterschiedlichsten Materialien bekannt und geeignet. Dabei wird der Bedruckstoff jeweils im Bereich der Trocknungseinrichtungen von Führungsflächen geführt, die als Führungsbahn oder als Bogenbahn ausgeführt sein können.
• Die Trocknungseinrichtung kann weiterhin eine als Bogenbahnkühler oder Führungsbahnkühler ausgeführte Kühleinrichtung umfassen, die als solche der Kühlung der zur Führung des Bedruckstoffes im Bereich der Trocknungseinrichtung vorgesehenen Bogenbahn dient.
• Die erfindungsgemäße Trocknungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Warmluftstrom einem ersten Absaugbereich 11 des Bogenauslegers 4 im Bereich des Bogentransportsystems 3 entnommen wird. Dieser erste Absaugbereich ist relativ weit vorn am Anfang des Transportweges der Druckprodukte vom letzten Druckwerk bzw. Lackmodul 2 zum Auslegerstapel 5. In diesem Bereich ist bereits warme Luft durch Thermolufttrockner 6 und Infrarot-Trockner 7 erzeugt worden, die Trocknerluft ist aber noch nicht so stark mit Feuchtigkeit gesättigt bzw. mit Ballaststoffen befrachtet.
• Dieser daher noch relativ trockene und relativ saubere Warmluftstrom wird – ggf. mit Gebläseunterstützung – mit einer Warmluftabführung 12 zur Vorwärmung des Trockenluftstromes unter Nutzung des im Trocknerbereich abgegriffenen Wärmestroms im Trocknerschrank 16 verwendet. Dazu wird der Warmluftstrom über die Warmluftabführung 12 aus dem Absaugbereich 11, über eine Warmluftsteuerung 13 und über sich daran anschließende Warmluftabführungen 12A oder 12B abgeleitet. Die Warmluftabführung 12A dient dabei als Warmluftrückführung zum Trocknerschrank 16. Dort wird die zurückgeführte Warmluft über ein Abluftfilter 19 der mittels einer Luftansaugung 17 bereitgestellten Frischluft zugemischt. Danach wird die so vorgewärmte Trocknerluft mittels des Gebläses 18 dem Heizregister und der Verteilerstation 9 zugeführt, wo sie auf die notwendige Temperatur zum Trocknen aufgeheizt wird. Aus Heizregister und Verteilerstation 9 wird die Trocknerluft dann an die Thermolufttrockner 8 weitergeleitet. So wird sichergestellt, dass das Heizregister 9 die bereits durch die angewärmt beigemischte Luft vorgewärmte Trocknerluft auf die geforderte Endtemperatur aufheizen kann.
• An dem Bogenausleger 4 ist weiterhin ein zweiter Absaugbereich 14 vorgesehen, der sich in Transportrichtung des Bogentransportsystems 3 dem ersten Absaugbereich 11 nachgeordnet näher am Auslegerstapel 5 befindet. Dort wird die Hauptabsaugung der Trockenluft und deren Entfernung über eine Abluftführung 15 aus der Druckmaschine vorgenommen. Die Abluft kann von dort aus in die Umwelt oder zur Aufbereitung ggf. mit Wärmerückgewinnung geführt werden.
• Für die Luftversorgung zu erzeugende Thermoluft kann zusätzlich am Eingang zur Trocknungseinrichtung konditioniert werden. Das grundlegende Ziel dieser Behandlung ist, zur Steigerung der erreichbaren Trocknungswirkung einen Feuchtigkeitsentzug der für die Trocknung zu gewinnenden Thermoluft durchzuführen.
• Erfindungsgemäß werden Druckprodukte, die mit wasserbasierenden Lacken veredelt werden, in einer Zwischen- oder Endtrocknung etwa mit warmer Thermoluft vor der Auslage der Druckmaschinen getrocknet. Zur Erwärmung der Luft auf 80 bis 120°C muss erhebliche Energie aufgebracht werden, die durch teilweise Nutzung der warmen Abluft eingespart werden soll, indem ein Anteil der warmen Abluft zusammen mit frischer Luft der Thermolufterzeugung zugeführt wird. Allerdings hat die teilweise wiederbenutzte warme Abluft bereits am Trockenprozess teilgenommen und dabei Feuchtigkeit aufgenommen. Das führt zu Nachteilen, denn je feuchter die Luft ist, desto schlechter ist die Trocknungswirkung. Erfindungsgemäß wird unter Inkaufnahme dieser Nachteile Energie eingespart, wobei zu berücksichtigen ist, dass die reduzierte Trocknungswirkung eine langsamere Produktionsgeschwindigkeit zur Folge haben kann.
• Abhängig von der Lackmenge und dem Lacktyp muss im Trocknungsprozess viel Feuchtigkeit dem Lack entzogen werden. Diese ist in der warmen Abluft enthalten und wird dann dem Trocknungsprozess teilweise wieder zugeführt.
• Eine Konditionierung der Luft durch Trocknen kann vermieden werden, wenn erfindungsgemäß die Feuchtigkeit der Trocknungsluft geregelt wird. Dies kann einfach in dem oben anhand von 1 beschriebenen System im Bereich der Warmluftabführung 12 erfolgen. Hierbei ist die Warmluftsteuerung 13 als eine einstellbare Klappe ausgeführt, welche die Menge der warmen Abluft regelt, die über die Warmluftabführung 12A dem Trocknerschrank 16 zur Aufbereitung der Trocknerluft zugeführt wird. Prinzipiell kann ein Wert zwischen 0 und 100% Nutzung der Abluft entsprechend Zuführung zur Thermolufterzeugung einstellbar sein. Dabei ist das Verhältnis des Anteils der zurückgeführten Warmluft an der gesamten Trocknerluft einstellbar.
• Die nicht genutzte warme Abluft kann dabei entweder über die Warmluftabführung 12B ins Freie abgeleitet oder anderweitig genutzt werden, um etwas eine Hallenheizung o. ä. zu betreiben.
• Die Steuerung bzw. Regelung der Warmluftrückführung erfolgt mit Hilfe einer Steuerung 20, die die Luftbeimischung von Warmluft bzw. die Menge der Warmluft bestimmt, die aus dem Warmluftstrom von der Absaugung 11 an den Trocknerschrank 16 zur Aufbereitung weitergeleitet wird.
• An die Steuerung 20 können steuerungstechnische Verbindungen zu weiteren Aggregate angekoppelt werden. Vorgesehen sind hierbei vorzugsweise
• – eine Steuerungsverbindung 21 zu einer Maschinensteuerung der Druckmaschine,
• – eine Steuerungsverbindung 22 zur Luftaufbereitung für die Thermolufttrockner im Trockenschrank 26 und oder zur Trocknersteuerung,
• – eine Steuerungsverbindung 24 zu einem Feuchtigkeitssensor 23 in der Rohrleitung 8 für die Trocknerluftzuführung zum Heizregister bzw. zur Verteilerstation 9,
• – eine Steuerungsverbindung zu einem Leitstand 26 für die Bedienung der Druckmaschine,
• – eine Steuerungsverbindung zu einer Sensorik für die Feuchtigkeitsmessung im Auslegerstapel 5,
• – eine Steuerungsverbindung zu einer Sensorik für die Feuchtigkeitsmessung im Anlegerstapel 5 und
• – eine Steuerungsverbindung zu einer Sensorik für die Temperaturmessung im Auslegerstapel 5.
• Über einen Feuchtigkeitssensor 23 in der Rohrleitung 8 der Thermoluftzuführung von dem Trocknerschrank 16 zur Druckmaschine kann weiterhin die Einstellung der Warmluftsteuerung 13 auf ihren Durchlass von 0 bis 100% gezielt und automatisch gesteuert werden, so dass konstante Bedingungen (Feuchtigkeitsbedingungen) eingehalten werden. Je mehr Feuchtigkeit in der Trocknerzuluft enthalten ist, umso weniger Abluft aus dem Absaugbereich 11 wird man dem Trocknerschrank 16 zur Aufbereitung zuführen. Dazu wird im Verlauf des Trocknungsprozesses während eines Produktionsvorganges eine ständige Überwachung durchgeführt.
• In diesem Zusammenhang kann auch die Maschinengeschwindigkeit zur Optimierung der Regelung herangezogen werden. Das heißt, dass bei starkem Trockenbedarf die Maschinengeschwindigkeit an die Situation schnelleres Drucken oder Drucken mit höherer Druckqualität bzw. besserer Trocknung anpassbar ist. Somit können Druckaufträge in gleichbleibender Qualität bei stets angepasster Produktivität ausgeführt werden.
• Einstellwerte für die Warmluftrückführung lassen sich für Wiederholaufträge abspeichern oder auch durch Bewertung des Druckproduktes vor Druckbeginn ermitteln. Hier kann schon am Anfang festgestellt werden, ob eine stärkere oder schwächere Feuchtigkeitsbelastung der Trocknerluft vorliegen wird und daraus kann die Warmlufteinbindung eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann eine Vorgabe vom Leitstand 26 erfolgen, nach der die Trocknungssicherheit vorrangig bewertet werden soll. So kann für schwierige oder mit hoher Priorität auszuführende Aufträge die Warmluftrückführung an der Warmluftsteuerung 13 über die Steuerung 20 abgestellt werden. So wird die Trocknersteuerung 22 den vollen Energieeinsatz für eine sichere Trocknung über das Heizregister 9 sicherstellen.
• Bei Druckaufträgen mit niedrigeren Trocknungsanforderungen kann durch einen hohen Nutzungsanteil der warmen Abluft aus dem Absaugbereich 11 vergleichsweise viel Energie eingespart werden.
• Bei anspruchsvollen Druckaufträgen kann dem gegenüber eine entsprechend wünschenswerte verfahrenstechnische Trocknungssicherheit durch eine geringere Nutzung der warmen und ggf. zu feuchten Abluft sichergestellt werden.
• Ein Vorteil der Erfindung ist, dass teure Kreuzstromwärmetauscher zum Nutzen warmer Abluft und zum Erhalt von trockener und warmer Luft verzichtbar werden. Auch die Installationskosten sind vergleichsweise gering, da im Grundausbau lediglich eine Klappe als Warmluftsteuerung 13 und die zugehörige Verrohrung gebraucht werden.
• Die Erfindung kann auch auf die Rückführung von Warmluft aus dem Bereich der Abluftführung 15 ausgedehnt werden. Dann wird die Warmluftrückführung durch eine Verbindung von der Abluftführung 15 zum Trocknerschrank 16 ergänzt. Zu berücksichtigen ist hier, dass diese Abluft etwa durch Feuchtigkeit und ggf. Puderreste oder Papierstaub etc. stärker belastet ist und damit mittels des Abluftfilters 19 stärker gefiltert werden muss. Eine derartige Verschaltung kann über die Warmluftsteuerung 13 oder eine eigene Stelleinrichtung in der Abzweigung der Ablauft aus der Abluftführung 15 erfolgen.
• Schließlich kann auch noch die Abführung der überschüssigen zurückgeführten Warmluft an die Außenluft oder aber über die Abluftführung 15 erfolgen.
• Als Vorteile einer derartigen Einrichtung stellen sich vor allem dar, dass die erzeugte trockene und heiße Luft hat folgende Eigenschaften hat:
• – Zum Einen ist eine auf einen Standard bezogen unveränderte und hoher Thermolufttemperatur vorhanden und
• – es ist zusätzlich eine deutlich vergrößerte Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit vorhanden als zuvor.
• Auf diese Weise kann die Leistung der Trocknereinrichtung zusätzlich gesteigert werden. Dies gilt vor allem für Anwendungen, bei denen über keinerlei weiter beeinflussbare Parametern noch mehr Leistung zu erzielen wäre. In diesem Zusammenhang sind beispielhaft zu nennen,
• – Betrieb bei hohen Maschinenlaufgeschwindigkeiten,
• – veranschlagtes sehr breites Produktionsspektrum oder
• – die Ausführung von Druckaufträgen, bei denen Prozessstabilität von besonders großer Bedeutung ist.
• Ebenso einfach ergibt sich der Vorteil, dass gegenüber den Werten bei Standardprozessen bei unveränderter Luftfeuchtigkeit eine deutlich niedrigere notwendige Thermolufttemperatur ermöglicht wird.
• Hier bei niedrigeren Temperaturen können empfindliche Materialien, bzw. Farben/Lacke effizient getrocknet werden. Unter beiden Betrachtungsweisen wird es möglich einen großen Teil der Heizenergie durch die beschriebenen Mittel auf relativ einfache Weise einzusparen.
• Damit wird also die eingesetzte Wärmeenergie inklusive der umgesetzten Energierückgewinnung in einer präziseren und effizienteren Weise genutzt. Dies bedeutet eine deutliche Energieeinsparung und die Verwendung des erfindungsgemäßen Trocknersystems leistet einen Beitrag zur Gestaltung und zum Betrieb einer energie- und damit auch kostensparenden Druckmaschine. Da das Trocknungssystem modular aufgebaut ist und parametrisiert werden kann, ermöglicht es schon bei der Entwicklung und erst recht bei der Anwendung eine flexible und preiswerte Optimierung der Trocknungsergebnisse für diverse Anwendungsfelder.
• Es ist möglich, die hier gezeigte Trocknereinrichtung durch hier nicht näher dargestellte Verkleidungselemente thermisch von der Umgebung der Druckmaschine abzukoppeln, sodass der Abwärmeaustrag aus der erfindungsgemäßen Thermoluft-Trocknungseinrichtung in den Umgebungsbereich der Druckmaschine möglichst gering ist.
• Durch das erfindungsgemäße Konzept wird die Umgebungsluft im Vorwärmwärmetauscher vom Kühlkreis der Bogenbahn vorgeheizt. Die Betriebstemperatur des Thermolufttrockners wird anschließend im Heizregister weiter erhöht und auf den geforderten Temperaturwert eingestellt. Damit diese Temperatur einen bestimmten Sollwert erreicht, wird das Heizregister 9 mit einer Regelgröße geregelt, die von der Zuführung der warmen Abluft abhängt. Das Heizregister wird dann leistungsmäßig vorzugsweise nach unten geregelt. Die zugeführte elektrische Leistung wird damit reduziert Das Heizregister ist vorzugsweise direkt am Trockner installiert, damit der Weg für die Thermoluft vom Heizregister zum Trockner so kurz wie möglich gehalten werden kann, wodurch der Wirkungsgrad der Anlage verbessert wird.
• Der erfindungsgemäße Aufbau des Trocknersystems leistet einen erheblichen Beitrag zur Gestaltung einer energiesparenden Druckmaschine. Das erfindungsgemäße System kann modular aufgebaut werden und ermöglicht die flexible und preiswerte Optimierung der Trockenergebnisse. Die im Rahmen der Kühlung der Bogenlaufebene abgeführte Wärmeleistung wird erfindungsgemäß zur Vorheizung der Trocknerluft verwendet. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird der Verbrauch der für die Erwärmung der Thermoluft notwendigen elektrischen Energie reduziert, indem man die zum Heizregister zugeführte Umgebungsluft mittels Beimischung von erwärmter Trocknerluft vorheizt. Dank dieser Maßnahme lässt sich nicht nur ein Teil der zum System zugeführten Energie für die Trocknung wiedergewinnen, so dass der Wirkungsgrad verbessert wird, sondern es wird auch ein Beitrag zur Luftreinhaltung durch Abfilterung von Verunreinigungen geleistet.
• Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit Trocknereinrichtungen verwendet werden, in denen IR-Strahler, UV-Strahler oder Mikrowellenstrahler in Verbindung mit Thermolufttrocknern zur Energieumsetzung verwendet werden.
• Bezugszeichenliste

1

Druckwerk

2

Lackmodul

3

Bogentransportsystem

4

Bogenausleger

5

Auslegerstapel

6

Thermolufttrockner

7

Infrarottrockner

8

Rohrleitungssystem

9

Heizregister/Verteilstation

10

Thermoluftzuführung

11

erster Absaugbereich

12

Warmluftabführung/Warmluftrückführung

12A

Warmluftabführung, Zuführung zur Luftaufbereitung

12B

Warmluftabführung, Abführung des Luftüberschusses

13

Warmluftsteuerung

14

zweiter Absaugbereich

15

Abluftführung

16

Aufbereitung der Trocknerluft

17

Luftansaugung

18

Gebläse

19

Abluftfilter

20

Steuerung der Luftbeimischung für die Warmluft

21

Steuerungsverbindung zur Maschinensteuerung

22

Steuerungsverbindung zur Luftaufbereitung/Trocknersteuerung

23

Feuchtigkeitssensor in der Thermoluftzuführung

24

Steuerungsverbindung zum Feuchtigkeitssensor

25

Steuerungsverbindung zur Warmluftsteuerung

26

Leitstand

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 3324130 A1 [0005]
• DE 20206407 U1 [0006]
• DE 29819202 U1 [0007]
• EP 2047991 A2 [0008]

Claims (9)

1. Mit Thermoluft arbeitende Trocknungseinrichtung in einem Bogenausleger (4) einer Bogen verarbeitende Druckmaschine, mit: – Thermolufttrocknern (6) zum Leiten eines Luftstroms auf beschichtete Bedruckstoffbögen, die mittels eines Bogentransportsystems (3) längs einer Transportstrecke von Druckwerken (1) oder Lackmodulen (2) der Druckmaschine zu einem Bogenstapel (5) des Bogenauslegers (4) gefördert werden, – einem Trocknerschrank (16) zur Förderung des Trockenluftstromes durch die Thermolufttrockner (6), – einer Heizeinrichtung (9) zum Aufheizen des Trockenluftstromes, – einer Trocknersteuerung zur Einstellung der Temperatur des Trockenluftstromes, und – einer Warmluftrückführung (12) von einem Bereich des Bogentransportsystems (3) zu dem Trocknerschrank (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftrückführung (12) aus einem ersten Absaugbereich (11) in einem vorderen Bereich, der nahe an der Druckmaschine gelegen und den ersten Thermolufttrocknern (6) in Transportrichtung nachgeordnet ist, vorgesehen ist, und dass in der Warmluftrückführung (12) eine Warmluftsteuerung (13) angeordnet ist, mittels derer ein Anteil der zurück zu führenden Abluftmenge aus der Warmluftrückführung (12) zu dem Trocknerschrank (16) oder zur Ableitung derselben einstellbar ist.
2. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (20) zur Luftbeimischung mit Warmluft vorgesehen ist, die in Verbindung mit der Warmluftsteuerung (13) steht und mit wenigstens einer weiteren Steuerungseinrichtung in Verbindung steht, wobei die weitere Steuerungseinrichtung eine Maschinensteuerung der Druckmaschine und/oder eine Trocknersteuerung für den Trocknerschrank (16) und die Thermolufttrockner (6) ist.
3. Trocknungseinrichtung Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (20) über eine Verbindung (24) mit einem Feuchtigkeitssensor (23) gekoppelt ist und dass der Feuchtigkeitssensor (23) in der Zuführleitung (8) für Trocknerluft von dem Trocknerschrank (16) zu den Thermolufttrocknern (6) angeordnet ist.
4. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abluftführung (15) in Verbindung mit einer zweiten Absaugeinrichtung (14) vorgesehen ist, wobei diese Absaugeinrichtung (14) am Bogentransportsystem (3) stromabwärts in Richtung zum Bogenausleger (4) angeordnet ist.
5. Trocknungseinrichtung nach Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen der Abluftführung (15) und dem Trocknerschrank (16) zur Beimischung von Abluft aus der Abluftführung (15) in die Trocknerluft vorgesehen ist.
6. Trocknungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmluftrückführung die Warmluftabführung (12) und die Abluftführung (15) umfasst.
7. Verfahren zur Bewerkstelligung der Trocknung eines durch eine Bogen verarbeitende Druckmaschine geführten Bedruckstoffes, bei welchem: – mittels Thermolufttrocknern (6) ein Trockenluftstrom auf einen bedruckten und/oder beschichteten Bedruckstoff aufgeleitet wird, und – ein Warmluftstrom mittels einer Warmluftabführung (12, 15) von einem Trocknerbereich (11, 14) im Transportbereich zur Führung eines Bedruckstoffes zu einem Trocknerschrank (16) zur Aufbereitung eines Trocknerzuluftstroms geführt wird und – der zurückgeführte Warmluftstrom in einem frei einstellbaren Anteil mittels einer Warmluftsteuerung (13) der aufzubereitenden Trocknerzuluft zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Trocknerzuluftstroms in der Trocknerluftzuführung (8) erfasst wird und – dass danach der Anteil der beizumischenden als Warmluftstrom zurückgeführten Abluft mittels der Warmluftsteuerung (13) so eingestellt wird, dass bei höherem Feuchtigkeitsgehalt eine geringerer Anteil an Abluft als Warmluftstrom der Trocknerzuluft beigemischt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung (20) zur Beimischung von Warmluft eine Einstellung der Warmluftsteuerung (13) unter Verwendung von Daten einer Maschinensteuerung der Druckmaschine und/oder einer Trocknersteuerung und/oder eines Leitstandes (26) voreinstellbar und abspeicherbar erfolgt

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