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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung und/oder Regelung einer Temperierung von Bauteilen einer Druckmaschine, insbesondere einer Druckmaschine mit einer oder mehreren als Drucktürme ausgebildeten Druckeinheiten für den beidseitigen mehrfarbigen Druck gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 7.
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Durch die
WO 2004/054805 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Temperierung eines Bauteils einer Druckeinheit bekannt, wobei ein in einem Kreislauf umlaufendes Fluid in thermischem Kontakt zum zu temperierenden Bauteil steht. Das Fluid des Kreislaufs wird hierbei zur Einstellung einer gewünschten Fluidtemperatur über einen Primärkreislauf bei Bedarf mit temperiertem Fluid gespeist. Es kann jedoch statt dessen auch ein Heiz- oder Kühlaggregat im Temperierkreislauf vorgesehen sein.
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Auch die
WO 2006/072558 A1 offenbart ein Temperiersystem zum Temperieren von Bauteilen. Hierbei erfolgt eine Bereitstellung von Temperiermittel dreierlei Temperaturniveaus über drei Versorgungskreisläufe zu einer dezentralen, druckturmnahen Versorgungseinheit hin. Durch diese Versorgungskreisläufe werden einzelne Temperierkreisläufe für die Walzen/Zylinder je nach Erfordernis mit zudosiertem Fluid aus einem der Versorgungskreisläufe gespeist.
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Die
EP 0 383 295 A2 offenbart eine Temperiereinrichtung einer Druckwerkswalze, wobei an einem Vierwegeventil als Knotenpunkt zwischen einem Primärkreislauf und dem das Bauteil temperierendem Temperierkreislauf durch entsprechende Zu- und Abflüsse eine gewünschte Mischtemperatur für den Temperierkreislauf herstellbar ist. Im Primärkreislauf ist ein Wärmetauscher zur Kühlung des Fluids sowie für den Bedarfsfall eines Vorheizens ein Heizelement vorgesehen.
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In der
EP 0 886 577 B1 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Temperieren eines Bauteils offenbart. In einer Ausführung zirkuliert Kühlmittel kontinuierlich in einem Temperierkreislauf durch den oder die zu temperierenden Zylinder und durch eine Kühleinheit, in welcher die Temperatur des Kühlmittels nach Vorgaben aus einer Steuereinheit gesteuert wird. Ein zu durchströmender Zylinder weist auf der Getriebeseite einen Einlass und Auslass für das Kühlmittel auf. Die Kühleinheit kann dazu ausgebildet sein, die Temperatur des Kühlmittels zu senken oder zu erhöhen. In einer Ausführung ist eine Temperierung einer der Bedienseite gegenüber liegenden getriebeseitigen Wand des Druckwerks vorgesehen. Dies erfolgt mittels des in einem Kreislauf zirkulierenden Getriebeöls, welches über einen Wärmetauscher durch einen eine Temperatursteuereinheit aufweisenden Primärkreislauf temperierbar ist.
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Durch die
DE 38 22 486 A1 ist eine zum Messen der Bahnspannung ausgebildete angetriebene Walze offenbart, welche auf einer Stirnseite ein Antriebsrad und, in einer speziellen Ausführung der Walze als Kühlwalze, auf der anderen Seite eine Kühlmittelzu- und Abfuhr aufweist.
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Die
DE 10 2007 003 619 A1 betrifft eine Bogendruckmaschine mit einer zentralen Temperiereinrichtung. Die Bogendruckmaschine weist vertikal hintereinander eine Mehrzahl von Druckwerken auf, deren Farb- und Feuchtwerke temperiert werden. Hierzu ist ein durch die Temperiereinrichtung temperierter Primärkreislauf vorgesehen, aus dessen Vorlauf innere, jeweils eine Pumpe aufweisende Temperierkreisläufe über Dosierventile gespeist werden. Mit der Temperiereinrichtung kann das Primärkreisfluid gekühlt oder erwärmt werden.
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Die
DE 10 2005 005 303 A1 offenbart ein Temperiersystem, wobei von einer Kältezentrale temperiertes Fluid in einem äußeren Kühlkreislauf geführt wird. Für die Druckwerke eines oder mehrerer Drucktürme einer Sektion ist jeweils eine dezentrale Versorgungsreinrichtung vorgesehen, wobei in dieser Versorgungseinrichtung mehrere innere Temperierkreisläufe zur Temperierung von Walzen und Zylindern des Druckturms aus dem äußeren Kühlkreislauf je nach Bedarf gespeist werden. Die Versorgungseinheit umfasst für die inneren Kreisläufe jeweils ein Regelventil für die Zudosierung des Fluids in den inneren Kreislauf sowie eine den inneren Kreislauf fördernde Pumpe. Zusätzlich kann ein äußerer Heizwasserkreislauf vorgesehen sein, welchem ebenfalls im Bereich der Versorgungseinheit Fluid zur Temperierung mehrerer innerer Temperierkreise entnommen werden kann.
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In der
US 5 603 261 A ist eine Druckmaschine mit vertikal hintereinander angeordneten Druckwerken mit zu temperierenden Walzen beschrieben. Die Temperierung erfolgt über Schlauchleitungen von einer zentralen Temperiereinrichtung her.
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Die
DE 200 12 101 U1 offenbart ein Konzept zur Versorgung einer Druckmaschine und lehrt, sämtliche Versorgungssysteme für periphere Funktionen einer Druckmaschine als Module in einer Kompaktversorgungsanordnung zentral zusammenzufassen. In einem Kältemodul wird Kühlfluid bereitgestellt, welches eines ersten In einem „Flüssigkeitsmodul“ wird beispielsweise das Feuchtmittel durch das Kühlfluid des ersten Kreises gekühlt, bevor es den Feuchtwerken der Druckmaschine wieder zugeführt wird. Ferner kann im Flüssigkeitsmodul eine Einrichtung zur Temperierung von Farbreiberwalzen über einen Temperierkreis vorgesehen sein, wobei die Kälteenergie dem Temperierkreis im Flüssigkeitsmodul über einen Wärmetausch mit dem Fluid des Kältemoduls oder mittels Beimischung von Kühlfluid aus dem Kreislaufs des Kältemoduls zugeführt wird. In einer Ausführung des Trockenoffset mit der Anforderung unterschiedlicher Fluidtemperaturen für unterschiedliche Walzen ist für jedes Temperaturniveau ein Temperierkreis mit je einer Pumpe und je einem Regelventil 29 im zentralen Modul vorgesehen. Ferner kann jedem Temperierkreis im zentralen Modul ein elektrisches Heizelement zugeordnet sein.
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Die
WO 2010/105711 A2 offenbart eine Temperiereinrichtung von Zylindern und/oder Walzen einer mindestens einen Druckturm aufweisenden Druckmaschine wobei Zylinder und/oder Walzen einer Mehrzahl von Druckwerken durch mehrere parallele Temperierkreisläufe temperierbar sind, welche fluidtechnisch mit einer selben, Kühlfluid für die Temperierkreisläufe bereitstellenden Kältequelle verbunden sind.
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Durch die
DE 602 22 706 T2 ist eine Flexodruckmaschine mit Mitteln zu einer Luftzirkulation offenbart.
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Durch eine Internetseite der Fa. KROHNE ist ein magnetisch-induktiver Durchflussmesser, WATERFLUX 3300, bekannt, welcher u.a. für die Bilanzierung von Kältemengen in eichpflichtigen Anwendungen geeignet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung und/oder Regelung einer Temperierung von Bauteilen einer Druckmaschine zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 7 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine gleichmäßige hohe Druckqualität gewährleistet ist und/oder ein schnelles Erkennen von Fehlern oder Abweichungen und ggf. ein Einleiten von Gegenmaßnahmen ermöglicht ist.
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Durch die Vorrichtung werden beispielsweise Fehler in Zylinder- und/oder Walzenanstellungen im Druckwerk schnell erkannt. Derartige Fehler sind bislang oftmals lediglich über einen längeren Zeitraum durch Begutachtung von Zylinder- bzw. Walzenoberflächen sichtbar. Durch die Vorrichtung und das Verfahren zur Überwachung sind Rückschlüsse bereits während des Betriebes erkennbar, ohne dass bereits erhöhte Abnutzung oder gar Schäden feststellbar sind. Je stärker beispielsweise Walzen bzw. Zylinder des Druckwerks aneinander angestellt sind, um so mehr Wärme wird durch Deformation erzeugt und muss im Fall des Kühlens abgeführt werden.
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Zur Überwachung wird ein Temperierkreislauf, insbesondere Fluidkreislauf, einer Temperiervorrichtung hinsichtlich seines thermischen Energieinhalts im Vor- und Rücklauf, insbesondere hinsichtlich der Differenz im thermischen Energiestrom zwischen Vor- und Rücklauf, überwacht und ist vorzugsweise – kontinuierlich oder abrufbar – an einem Leitstand anzeigbar.
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Vorzugsweise erfolgt die Überwachung durch Messung der Temperatur jeweils im Vor- und Rücklauf und durch Messung des Volumenstroms in zumindest Vor- oder Rücklauf sowie durch entsprechende Verarbeitung der Messwerte. Das Produkt aus Temperatur und Volumenstrom stellt über die Wärmekapazität ein Maß für den Energiestrom dar, wobei die Differenz zwischen den Energieströmen in Vor- und Rücklauf ein Maß für die an das Bauteil bzw. an die Bauteile abgegebene Wärme, d. h. im Heizfall die Heizleistung, bzw. ein dem Bauteil bzw. den Bauteilen durch das Fluid entzogene Wärme, d. h. im Kühlfall die wirksame Kühlleistung, darstellt. Verallgemeinernd für das Kühlen und Heizen wird dies im Folgenden auch als Maß für die ermittelte Temperierleistung des betrachteten Temperierkreises bezeichnet.
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Die Temperatur des Fluids wird im Vorlauf vor dem bzw. vor dem ersten durch den Temperierkreislauf zu temperierenden Bauteil, und im Rücklauf nach dem bzw. nach dem letzten durch den Temperierkreislauf gemessen. Der Volumenstrom wird im Vorlauf vor dem zu temperierenden Bauteil bzw. vor einer ggf. vorliegenden Teilung (z.B. einer ersten von mehreren Entnahmestellen) und/oder im Rücklauf nach dem zu temperierenden Bauteil bzw. nach einem Wiedervereinigen geteilter Ströme (z. B. einer ersten von mehreren Rückgabestellen) ermittelt.
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Der überwachte Temperierkreislauf kann in einer ersten Ausführung ein einzelner, mit einem oder mehreren zu temperierenden Bauteilen in Kontakt stehender Temperierkreislauf sein. Für den Fall dieser Ausführung ist der Fehler bzw. die Auffälligkeit direkt diesem Kreislauf, und daher z.B. dem mit diesem Kreislauf thermisch zusammenwirkenden Druckwerk, zurechenbar. Die ermittelte Temperierleistung bzw. das Maß hierfür kann beispielsweise an einer Anzeigeeinrichtung des Leitstandes angezeigt und überwacht werden bzw. sein.
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Zur Überwachung können die Temperierleistung mehrerer derartiger Temperierkreisläufe, vorzugsweise gleichzeitig, an einer Anzeigevorrichtung an einem Leitstand angezeigt werden bzw. sein, so dass durch das Bedienpersonal beispielsweise eine Auffälligkeit bzw. ein Fehler durch Beurteilung des Wertes und/oder durch Vergleich mehrerer, insbesondere bzgl. der Art und Ausführung vergleichbarer Temperierkreisläufe, feststellbar ist. Weicht beispielsweise die Temperierleistung eines Temperierkreislauf von einem oder mehreren vergleichbaren Temperierkreislauf und/oder von einem üblichen Wertebereich signifikant ab, so kann auf eine Anomalie bzw. einen Fehler geschlossen werden. Stattdessen oder zusätzlich ist es in einer Variante auch möglich, die durch den betrachteten Temperierkreislauf ermittelte Temperierleistung, z.B. Kühlleistung, im zeitlichen Verlauf mit einem zuvor ermittelten Ergebnis zu vergleichen. Im stationären Produktionsbetrieb kann eine Veränderung des Wertes für die wirksame Temperierleistung ein Indiz für einen Fehler im mit dem Temperierkreislauf zusammen wirkenden Druckwerk und/oder ein Indiz für eine Fehlfunktion im Temperierkreislauf sein.
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Im Hinblick auf die i. d. R. hohe Anzahl von Druckwerken einer Druckmaschine, insbesondere einer mehrere Drucktürme aufweisenden Druckmaschine, kann eine Ausführung von Vorteil sein, wobei die Temperierleistung mehrerer Temperierkreisläufe gemeinsam überwacht wird. Für den Fall dieser Ausführung ist der Fehler bzw. die Auffälligkeit direkt dieser Gruppe, und daher z.B. einem der Temperierkreisläufe dieser Gruppe, und somit einem der mit diesen Kreisläufen thermisch zusammenwirkenden Druckwerke, zurechenbar. Die für diese Gruppe ermittelte Temperierleistung bzw. das Maß hierfür kann beispielsweise wieder an einer Anzeigeeinrichtung des Leitstandes angezeigt und überwacht werden. Für den Fall, dass eine Gruppe von mehreren derartiger Temperierkreisläufe als sog. Sekundärkreisläufe durch einen gemeinsamen Primärkreislauf, z.B. Primärkreislaufzweig, gespeist werden, kann die Überwachung dieser Gruppe von Sekundärkreisläufen bzw. der diesen zugeordneten Druckwerke durch die Überwachung der Temperierleistung des Primärkreislaufs, z. B. Primärkreislaufzweig, erfolgen. Die Temperatur des Fluids wird hierbei z. B. im Vorlauf des betreffenden Primärkreislaufs, z.B. Primärkreislaufzweiges, vor einer ersten Teilung, z.B. vor einer ersten Entnahmestelle eines Sekundärkreislaufs, und im Rücklauf nach dem letzten Zusammenführen, z. B. nach der letzten Rückgabestelle, gemessen. Der Volumenstrom wird im Vorlauf vor einer ersten Teilung (z.B. einer ersten von mehreren Entnahmestellen) und/oder im Rücklauf nach einem letzten Wiedervereinigen der vormals geteilten Ströme (z. B. einer ersten von mehreren Rückgabestellen) ermittelt. Eine Gruppe kann beispielsweise durch die die Bauteile einer selben Druckturmseite temperierenden Sekundärkreisläufe gebildet sein, welche in Fluidaustausch zum gemeinsamen, zu betrachtenden Primärkreislauf stehen. Es können dann die Temperierleistungen der beiden Druckturmhälften überwacht und/oder miteinander verglichen werden bzw. sein. Es kann auch eine Gruppe durch die sämtliche Bauteile eines Druckturms temperierenden, in Fluidaustausch zum gemeinsamen, zu betrachtenden Primärkreislauf stehenden Sekundärkreisläufe sein. Hierbei können dann die Temperierleistungen zweier oder mehrerer Drucktürme überwacht und/oder miteinander verglichen werden bzw. sein.
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Zur Ermittlung des Fluidstroms im zu betrachtenden Temperierkreislauf, z. B. Primär- oder Sekundärkreislauf, kann zwar grundsätzlich ein beliebiger Durchflussmesser eingesetzt sein. Von Vorteil ist jedoch eine Ausführung, welche nicht auf mechanischem Messprinzip beruht und ohne bewegliche Teile auskommt. Insbesondere von Vorteil ist die Ausführung als magnetisch-induktiver Durchflussmesser. Von besonderem Vorteil für eine hohe Messgenauigkeit ist ein Durchflussmesser mit einer Verjüngung des Leitungsquerschnittes im Bereich der Messstrecke ausgebildet. Infolge der beengten Raumverhältnisse und ist eine Ausführung von Vorteil, bei welcher die Querschnittsverjüngung und – erweiterung direkt im Bauteil des Durchflussmessers integriert ist. Der magnetisch-induktive Durchflussmesser ist vorzugsweise mit einem Magnetfeld getaktet wechselnder Polarität ausgebildet. So können bestehende Abweichungen von einem inhomogenen Strömungsprofil besser „ausgemittelt“ werden.
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Die Überwachung ist insbesondere vorteilhaft in einer Temperiereinrichtung einsetzbar, in welcher durch eine entsprechende Architektur eine Mehrzahl kleinerer, bauteilnah angeordneter Sekundärkreisläufe über einen Primärkreislauf versorgt werden. Dies gewährleistet schnellere Reaktionszeiten für die Temperierung der zu temperierenden Bauteile, insbesondere Zylinder und/oder Walzen. Zum einen werden erheblich kürzere Leitungswege, und dadurch weniger umlaufendes Temperierfluid und kürzere Transportzeiten benötigt. Insbesondere von Vorteil ist die Anordnung der Aggregate des Primärkreises für die Walzen- bzw. Zylindertemperierung auf einer der Antriebsseite gegenüberliegenden Maschinenseite der Druckeinheit (häufig auch als Bedienseite bezeichnet), da Zu- und Rückfluss ohne Rücksicht auf Antriebsmimik der Zylinder/Walzen erfolgen kann. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, die bzw. zumindest wesentliche Aggregate des Primärkreises bzw. einer der Druckeinheit zugeordneten Schleife des Primärkreises in einer Ebene unterhalb der Hauptbedienebene und/oder in einer Ebene unterhalb des Fußes der Druckeinheit, z. B. in einer beispielsweise abdeckbaren Vertiefung bzw. Grube, anzuordnen. Durch die bauteilnahe Anordnung sämtlicher Baugruppen bzw. Aggregate des Primärkreises sind neben der kürzeren Leitungen auch geringere Pumpleistungen erforderlich.
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In einer Ausführung mit im Sekundärkreislauf angeordnetem Heizaggregat kann ein Vorhalten von Heizfluid, ein eigener Heiz-Primärkreislauf oder ein Aufheizen eines Primärkreislaufs entfallen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Druckeinheit;
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2 eine schematische Seitenansicht einer Druckeinheit auf beispielsweise einer der Antriebsseite gegenüberliegenden Maschinenseite;
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3 eine schematische Draufsicht auf ein Druckwerk der Druckeinheit in einer ersten Ausführung;
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4 eine Schemadarstellung der Temperierung anhand eines Sekundärkreislaufs;
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5 eine schematische Draufsicht auf ein Druckwerk der Druckeinheit in einer zweiten Ausführung;
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6 eine Schemadarstellung der Temperierung in zweiter Ausführung gemäß 5 anhand eines Sekundärkreislaufs;
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7 eine schematische Seitenansicht eines vorteilhaften Durchflussmessers;
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8 ein schematischer Schnitt durch einen vorteilhaften Durchflussmesser nach 7.
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Eine Druckmaschine, z. B. Rollenrotationsdruckmaschine, weist ein oder mehrere Druckeinheiten 01 für den beidseitigen mehrfarbigen Druck von Bedruckstoffen, z.B. Materialbahnen, vorzugsweise Papierbahnen, insbesondere von Bahnen aus Zeitungspapier auf. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung für eine Ausführung einer Druckeinheit 01, in welcher eine nicht dargestellte Materialbahn, kurz Bahn, beidseitig einfach oder insbesondere nacheinander mehrfach, z.B. hier vierfach, oder aber mehrere Bahnen gleichzeitig ein- oder mehrfach bedruckbar sind. Die als Druckturm 01 – mit im wesentlichen vertikalem Bahnlauf – ausgebildete Druckeinheit 01 weist mehrere Druckwerke 04, insbesondere mehrere (im vorliegenden Fall vier) vertikal übereinander angeordnete Doppeldruckwerke aus jeweils zwei zusammen wirkenden Druckwerken 04 für den beidseitigen Druck im Gummi-gegen-Gummi-Betrieb auf. Es könnten jedoch auch grundsätzlich Satellitendruckeinheiten zu einem Druckturm 01 gestapelt vorgesehen sein. Auch dies soll aufgrund der vertikal gestapelten Druckwerke und dem Bahnlauf von unten nach weiter oben als Druckturm mit im wesentlichen vertikalem Bahnlauf – im Gegensatz zu beispielsweise Illustrationsdruck – verstanden sein. Die Druckeinheit 01 weist zwei Seitengestelle 02; 03 auf, in welchen die Zylinder und Walzen der Druckeinheit 01 stirnseitig gelagert sind. In vorteilhafter Ausführung ist die Druckeinheit 01 im Bereich ihrer (Doppel-)Druckstelle(n) 05, betriebsmäßig, d.h. für Rüst- und Wartungszwecke (im Gegensatz zum Zerlegen bzw. einer Demontage), teilbar ausgeführt ist. Hierzu sind die Druckwerkszylinder 06; 07 der mehreren (vier) übereinander angeordneten Doppeldruckwerke rotierbar in bzw. an einem rechten und einem linken Gestell- bzw. Wandabschnitt in der Weise gelagert, dass die beiden Druckwerkszylinder 06; 07 eines selben Druckwerkes 04 dem selben Gestell- bzw. Wandabschnitt zugeordnet sind. Vorzugsweise sind die Druckwerkszylinder 06; 07 mehrerer, insbesondere aller die Bahn auf der selben Seite bedruckenden Druckwerke 04 am selben Gestell- bzw. Wandabschnitt des entsprechenden Seitengestells 02; 03 gelagert. Die beiden Wandabschnitte eines Seitengestells 02; 03 sind samt der durch diese getragenen Druckwerke 04 in einen Abstand zueinander verbringbar.
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Die Druckeinheit 01 steht mit ihren Seitengestellen 02; 03 auf einer Grundebene G der Druckmaschine, welche gleichzeitig auch im wesentlichen eine Hauptbedienebene G zumindest für die unteren Druckwerke 04 der Druckeinheit 01 darstellt. In dieser, z.B. auch die Standfläche der Druckeinheit 01 aufweisenden, Grundebene G sind in einer Ausführung Aggregate einer unten näher erläuterten Temperiereinrichtung, z.B. in einer entsprechend ausgebildeten Vertiefung 09, z. B. Grube 09, versenkt angeordnet. Die Aggregate der Temperiereinrichtung sind, bzw. die Grube 09 ist hierbei vorzugsweise auf der von einer Seite S II, z. B. Antriebsseite S II (s. u.) verschiedenen Seite S I der Druckeinheit 01 angeordnet.
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Die in 2 schematisch dargestellten Doppeldruckwerke werden jeweils durch zwei Druckwerke 04 gebildet, welche je einen als Übertragungszylinder 06 und einen als Formzylinder 07 ausgebildeten Zylinder 06; 07, z.B. Druckwerkszylinder 06; 07, sowie jeweils ein Farbwerk 08 aufweisen. Jeweils zwischen den beiden Übertragungszylindern 06 wird in Anstelllage eine (Doppel-)Druckstelle 05 gebildet. Die genannten Bauteile sind lediglich am obersten Doppeldruckwerk der 2 bezeichnet, wobei die übereinander angeordneten (Doppel-)Druckwerke 04 jedoch im wesentlichen – insbesondere in der Ausgestaltung der für die Erfindung relevanten Merkmale – identisch ausgeführt sind. Die vier Zylinder 06; 07 der Doppeldruckwerke können vorzugsweise – wie dargestellt – in Druck-An-Stellung mit ihren Rotationsachsen in einer gemeinsamen Ebene liegend ausgeführt sein.
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Wenigstens einer Druckwerkszylinder 06; 07, insbesondere der Formzylinder 07 jeden Druckwerks 04 ist temperierbar ausgebildet und durch z.B. eine unten näher weiter Temperiereinrichtung temperierbar.
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Die Druckwerke 04 sind hierbei vorzugsweise als Trockenoffsetdruckwerke für den „Trockenoffset“ bzw. „wasserlosen Offsetdruck“ ausgeführt, d.h. die Ausführung von Druckform und Farbwerk 08 ist dergestalt, dass kein Feuchtmittel und somit kein Feuchtwerk vorgesehen ist. Die Zylinder 06; 07 jeden Doppeldruckwerks sind durch mindestens einen mechanisch von anderen Doppeldruckwerken unabhängigen Antriebsmotor 11 rotatorisch angetrieben (3). Vorteilhaft sind die beiden Zylinder 06; 07 eines jeden Druckwerks 04 durch mindestens einen Antriebsmotor 11, vorzugsweise jedoch jeweils durch einen eigenen Antriebsmotor 11 rotatorisch angetrieben.
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Das Farbwerk 08 weist wenigstens eine zu temperierende Walze 12, z.B. Farbwerkswalze 12 auf. Es ist hierbei in einer ersten vorteilhaften Ausführung als sog. Kurzfarbwerk 08 ausgebildet und weist eine zu temperierende Walze 12 mit Haschuren oder Näpfchen, z.B. eine Rasterwalze 12 auf, welche die Farbe aus einer Farbauftragvorrichtung, insbesondere einer Kammerrakel (oder auch über einen nicht dargestellten Walzenzug von einem Farbkasten her) bezieht und über mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei, Walze(n), z.B. Auftragwalzen, insbesondere mit gegenüber der Rasterwalze 12 weicheren Oberfläche, an die Druckform des Formzylinders 07 abgibt. Die Farbwerkswalze 12 kann rotatorisch über eine Antriebsverbindung von den Druckwerkszylindern 06; 07 her angetrieben sein, ist vorzugsweise jedoch durch einen eigenen, von den Zylindern 06; 07 unabhängigen Antriebsmotor 13 rotatorisch angetrieben. Die übrigen Walzen sind vorzugsweise durch Friktion getrieben.
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Die Antriebsmotoren 11; 13 zumindest der Zylinder 06; 07 und vorzugsweise der Walzen 12 (sowie ggf. vorhandene Antriebsverbindungen) sind auf einer Seite II, z. B. Antriebsseite S II, der Druckeinheit 01 angeordnet. Auf dieser Seite S II kann auch eine Leitung eines die Antriebsmotoren 11; 13 temperierenden Kühlkreislaufs vorgesehen sein. Bei teilbar ausgebildeter Druckeinheit 01 sind dann zumindest zwei die Antriebsmotoren 11; 13 temperierende Kühlkreisläufe, nämlich mindestens einer je Wandabschnitt, vorgesehen.
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Mindestens ein rotierendes Bauteil 07; 12, insbesondere ein als Walze 12 und/oder ein als Zylinder 06; 07 der Druckeinheit 01, vorzugsweise jeden Druckwerks 04 der Druckeinheit 01, ausgebildetes Bauteil 06; 07; 12 ist temperierbar ausgebildet. Hierzu steht die betreffende Walze 12 bzw. der betreffende Zylinder 06; 07 in thermischer Wechselwirkung mit einem Temperierkreislauf 14; 16 (4). Dieser ist hier als ein Fluid führender Sekundärkreislauf 14; 16 ausgebildet, wobei dem Bauteil 06; 07; 12 (des „Typs“ Walze und/oder des „Typs“ Zylinder, insbesondere Formzylinder) Fluid über einen Zufluss 17 zu- und über einen Auslass 18 abgeführt wird. Vorzugsweise ist für jedes der Druckwerke 04 der Druckeinheit 01 ein Temperierkreislauf 14 zur Temperierung eines als Formzylinder 07 ausgebildeten Bauteils 07 sowie ein Temperierkreislauf 16 zur Temperierung eines als Rasterwalze 12 ausgebildeten Bauteils 12 vorgesehen.
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Der Zu- und Abfluss von Temperierfluid am zu temperierenden Bauteil 07; 12 erfolgt vorzugsweise auf der der Antriebsseite II gegenüberliegenden Seite I der Druckeinheit 01, d.h. auf der Seite des „bedienseitigen“ Seitengestells 02. Zufluss 17 und Auslass 18 sind hier lediglich durch Pfeile angedeutet und können in an sich bekannter Weise als Drehdurchführungen, insbesondere als koaxial zueinander und zur Rotationsachse liegende Führungen, ausgebildet sein.
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Die Temperiereinrichtung wird zum einen durch den bereits oben erwähnten, mit dem zu temperierenden Bauteil 07; 12 in Kontakt stehenden Temperierkreislauf 14; 16 (als Sekundärkreislauf 14; 16) gebildet. Das Fluid des Sekundärkreislaufs 14; 16 kann zu dessen Temperierung je nach Erfordernis durch Fluid eines Primärkreislaufs 19 über eine entsprechende Verbindungsstrecke 20 durch kälteres Fluid gespeist werden (4). Hierzu weist der Temperierkreislauf 14; 16 zumindest eine Einspeisstelle 21 für Fluid aus dem Primärkreislauf 19 sowie eine Pumpe 22 und wenigstens einen Temperatursensor S01; S02; S03; S04; S05, insbesondere zumindest einen dem Bauteil 07; 12 vorgeordneten oder zugeordneten Temperatursensor S01; S02; S03 auf. Die unabhängig voneinander temperierbaren Temperierkreisläufe 14; 16 sind somit jeweils durch Austausch eines Teils des im Temperierkreislauf 14; 16 umlaufenden Fluids aus einem Primärkreis unabhängig voneinander temperierbar.
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Vorzugsweise weist der Temperierkreislauf 14; 16 zumindest einen einspeisstellennahen Temperatursensor S01 sowie einen bauteilnahen Temperatursensor S02; S03 auf. Der einspeisstellennahe Temperatursensor S01 befindet sich vorzugsweise zwischen Einspeisstelle 21 und Pumpe 22. Letztere befindet sich vorteilhaft stromaufwärts des zu temperierenden Bauteils 07; 12. Zwischen Einspeisstelle 21 und erstem Temperatursensor S01 kann vorteilhaft eine Verwirbelungskammer 23 vorgesehen sein, welche aufgrund ihrer von der Zuführleitung in ihrem Querschnitt abweichenden Ausprägung für ein durch Wirbel erzeugtes Durchmischen sorgt. Neben, bzw. teilweise anstatt, den genannten Temperatursensoren S01; S02; S03 kann stromabwärts des Bauteils 07; 12 im Rückfluss ein bauteilnaher ein Temperatursensor S04 und/oder ein einspeisstellennaher Temperatursensor S05 vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführung ist – z. B. als die Temperatur am Zielort liefernder Sensor – ein das Bauteil 12; 14; 19; 21, insbesondere die Mantelfläche detektierender Sensor 03 (z. B. als IR-Sensor) vorgesehen. In einer, beispielsweise aus Kosten-, Wartungs- oder Bauraumgründen, alternativen Ausführung ist – als z. B. die Temperatur am Zielort liefernder „Sensor“ – ein virtueller Sensor 03’ vorgesehen, welcher ein Paar von Sensoren S02; S04, nämlich einen im Zuflussstrom befindlichen Sensor 02 und einen im Rückflussstrom angeordneten Sensor 04 sowie einen z.B. tabellarisch und/oder als Berechnungsalgorithmus (z.B. thermodynamisches Modell) hinterlegten Zusammenhang (z.B. empirisch und/oder rechnerisch ermittelt) umfasst. Durch die beiden Messwerte der Sensoren S02; S04 kann dann – unter Anwendung der hinterlegten Erfahrungswerte und/oder des ggf. empirisch zu ermittelnde Parameter beinhaltenden Berechnungsalgorithmus – auf die z.B. am Bauteil 12; 14; 19; 21, insbesondere dessen Mantelfläche, vorliegende Isttemperatur geschlossen werden. Hierbei kann die Berechnung anhand eines parametrierbaren mathematischen Modells erfolgen, der z. B. durch Kalibriermessungen über entsprechende Einstellung der Parameter an die tatsächlichen Verhältnisse anzupassen ist. In die Berechnung kann vorzugsweise auch eine Information über die jeweils aktuell vorliegende und/oder angestrebte Maschinengeschwindigkeit Eingang finden. Sowohl der die Temperatur des Bauteils 12; 14; 19; 21 unmittelbar detektierende reale Sensor S03 als auch der die Temperatur des Bauteils 12; 14; 19; 21 mittelbar erschließende virtuelle Sensor S03’ (eine ausreichend gurte Modellierung und Kalibrierung vorausgesetzt) stellen somit die Isttemperatur am Zielort „Bauteil“ dar.
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Der Messwert des mindestens einen Temperatursensors bzw. mehrerer der dargestellten oder aller dargestellter Temperatursensoren S01; S02; S03; S03’; S04; S05 wird einer lediglich in 4 ohne Bezug zur räumlichen Anordnung angedeuteten Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25 zugeführt, welche auf ein zwischen Primärkreislauf 19 und Sekundärkreislauf 14; 16 angeordnetes Ventil 24, z. B. Dosierventil 24, insbesondere ein digitales Zumischventil, wirkt. In einer Ausführung kann das Ventil 24 auch direkt im Sekundärkreislauf 14; 16, z.B. als Dreiwegeventil, angeordnet sein, wobei dann in diesem Fall der primärkreisseitige Eintritt in das Ventil 24 gleichzeitig die Einspeisstelle 21 darstellt. Es ist dann zwar eine Einspreisstelle 21 und ein Ventil 24 vorgesehen, wobei diese dann quasi räumlich zusammen fallen.
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In einer vorteilhaften Ausbildung des Sekundärkreislaufs 14; 16, insbesondere für einen der Rasterwalze 12 zugeordneten Sekundärkreislauf 16, ist im Kreislauf zusätzlich eine wahlweise durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25 aktivierbare und/oder steuerbare Heizeinrichtung 26, z. B. eine elektrische Heizeinrichtung, z.B. als sog. „Heizpatrone“ vorgesehen. Über diese Heizeinrichtung 26 kann die Temperatur des umlaufende Fluids, und damit das zu temperierende Bauteil 07; 12 erwärmt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil in der Startphase der Maschine, insbesondere für die Temperierung der Rasterwalze 12, da über die Temperatur der Rasterwalze 12 die aufzunehmende Farbmenge gesteuert wird. Für die Temperierung des Formzylinders 07 kann die Heizeinrichtung 26 entfallen, da das Verhalten weniger sensibel auf die Temperatur reagiert.
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Durch die Möglichkeit eines anfänglichen Erwärmens kann die Rasterwalze 12 somit bereits ohne durch den Betrieb entstehende Reibungswärme auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht werden. Steigt die Temperatur später während des Betriebs der Druckmaschine an, so kann die Heizeinrichtung 26 deaktiviert, und die Temperatur durch bedarfsweises Zuführen von Kühlfluid aus dem kälteren Primärkreislauf 19 temperiert werden. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der Heizeinrichtung 26 ebenfalls über die o.g. Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25. Die Temperaturregelung am Sekundärkreislauf 14; 16 erfolgt beispielsweise folgendermaßen: Der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25 werden – z. B. von einer einer übergeordneten Maschinensteuerung oder einer einem Leitstand implementierten Logik – den Druckvorgang betreffende Daten, insbesondere eine Angabe zur Soll- und/oder Ist-Geschwindigkeit v und/oder Daten zum verwendeten Farbtyp zugeführt. Aufgrund dieser Daten wird durch entsprechende Speicher- und/oder Rechenmittel eine geeignete Soll-Temperatur (ggf. lediglich Maximaltemperatur) für das zu temperierende Bauteil 07; 12 ermittelt. Die Mittel zur Bestimmung der Soll-Temperatur müssen baulich nicht in einer selben gegenständliche Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25 untergebracht sein, sondern können auch im Leitstand selbst oder einer Maschinensteuerung vorgesehen sein. In diesem Fall werden die Soll-Temperaturen der o. g. Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25 als Sollvorgabe datentechnisch übermittelt. Eine ein- oder mehrschleifigen Regelung der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 25 wirkt durch Vergleich einer oder mehrerer der Ist-Temperaturen (an S01 etc.) mit dem betreffenden Sollwert entsprechend ihrer implementierten Logik auf das Ventil 24, und falls vorhanden und bei Bedarf, auf die Heizeinrichtung 26, um die Soll-Temperatur am Bauteil 07; 12 bzw. zumindest an der betreffenden Temperaturmessstelle zu erreichen.
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Wie oben dargelegt, ist in den jeweiligen Sekundärkreislaufs 14; 16 kälteres Fluid von einem Primärkreislauf 19 zudosierbar. Dieser Primärkreislauf 19 kann im einfachsten Fall (in 4 strichliert dargestellt) ein lediglich den Sekundärkreisläufen 14; 16 eines Druckturms 01 zugeordneter Temperierkreislauf (19) mit einer Pumpe 27; 28 und einer Kältequelle 33’, z.B. einem Kälteaggregat 33’, sowie einer Entnahmestelle und einer Rückgabestelle je zu versorgendem Sekundärkreislauf 14; 16 sein. Er kann jedoch auch – wie hier vorliegend – einen übergeordneten Kreislauf 29 aufweisen, welcher mehrere parallele Primärkreisläufe 35 als Primärkreislaufzweige 35, z.B. einen für jede zu temperierende Druckeinheit 01 bzw. Druckturm 01, speist.
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Der Primärkreislauf 19 (bzw. bei mehreren angeschlossenen Druckeinheiten 01 ein Zweig des Primärkreislaufs 19) weist mindestens eine Pumpe 27; 28 sowie eine Kältequelle, z. B. ein Kühlaggregat 33, zur Bereitstellung eines unter Umgebungstemperatur abgekühlten Kühlfluids (z.B. eine Kältemaschine, ggf. mit einem Vorlagebehältnis) sowie eine Vorlaufleitung 31; 34 und eine Rücklaufleitung 32; 36 auf. Im hier vorliegenden Fall setzt sich die Vorlaufleitung 31, 34 aus einem Leitungsstück der Vorlaufleitung 31 des übergeordneten Kreislaufs 29 bis zu einer Entnahmestelle 37 und einem Leitungsstück der Vorlaufleitung 34 des betreffenden Primärkreislaufzweiges 35 zusammen. Entsprechend setzt sich die Rücklaufleitung 32, 36 aus einem Leitungsstück der Rücklaufleitung 32 des übergeordneten Kreislaufs 29 bis zu einer Rückgabestelle 38 und einem Leitungsstück der Rücklaufleitung 36 des betreffenden Primärkreislaufzweiges 35 zusammen. Die Vorlauf- und Rücklaufleitungen 34; 36 verlaufen in der Druckeinheit 01 vorzugsweise im wesentlichen vertikal als Steig- und Fallleitungen.
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Vorzugsweise in der Ausführung mit einem übergeordneten Kreislauf 29 weist sowohl dieser übergeordnete Kreislauf 29 als auch der Primärkreislaufzweige 35 eine Pumpe 27; 28 auf. Hiermit kann sichergestellt werden, dass die jeweiligen Primärkreislaufzweige 35 trotz ggf. unterschiedlicher wirksamer Leitungswiderstände jeweils mit geeignetem Druck betrieben werden können.
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Neben dieser eigenen Pumpe 27 weist der Primärkreislaufzweig 35 z.B. auch ein Druckausgleichsgefäß 42 auf. Der Primärkreislaufzweig 35 kann zwischen einer letzten Entnahmestelle 44 und einer der ersten Rückgabestelle 46 ein Ventil 39, z.B. ein Drosselventil aufweisen, um ein Druckgefälle zwischen Vorlaufleitung 34 und Rücklaufleitung 36 zu erzeugen und/oder auch bei keiner oder geringfügiger Entnahme von Fluid in die angeschlossenen Sekundärkreisläufe 14; 16 einen Mindestumlauf von Fluid im Primärkreislaufzweig 35 zu gewährleisten. Das Ventil 39 ist vorzugsweise in seiner Wirkung veränderbar, insbesondere fernbetätigbar ausgebildet. Besonders vor oder während eines Neustartes der Maschine kann dann das in den Leitungen des Primärkreislaufzweiges 35 stehende „warme“ Fluid schnell temperiert bzw. ausgetauscht werden, sodass dieses nicht erst durch die zu temperierenden Bauteile strömen muss.
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Die Pumpe 27 ist vorzugsweise bzgl. eines Differenzdruckes zwischen Vorlauf und Rücklauf, insbesondere zwischen einer Messstelle in der Vorlaufleitung 34 nach der Pumpe 27 und vor der ersten Entnahmestelle 44 und einer Messstelle in der Rücklaufleitung 36 nach der letzten Rückgabestelle 46 in den Primärkreislaufzweig 35 und vor der Rückgabestelle 38 in den übergeordneten Kreislauf 29, geregelt betrieben bzw. zusammen mit den Messstellen derart betreibbar ausgeführt. Vorzugsweise wird sie bzw. ein ihr zugeordnetes Regelmodul auf einen gewünschten Differenzdruck, z.B. einen zwischen 1 und 3 bar liegenden Differenzdruck, insbesondere einen Differenzdruck von 1,8 bis 2,3 bar, eingestellt. Ändern sich die Leitungswiderstände, z.B. durch sich ändernde Entnahmeströme in die Sekundärkreisläufen oder durch Änderung in der Einstellung des Ventils 39, so wird dennoch das geeignete Differenzdruckniveau zwischen Vor- und Rücklauf aufrechterhalten. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Bedingungen beim Zudosieren in die Sekundärkreisläufe 14; 16 immer konstant sind und dadurch ein besser kalkulierbarer Regelungsprozess stattfinden kann.
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Ebenso kann der übergeordnete Kreislauf 29 zwischen der letzten Entnahmestelle 37 und der ersten Rückgabestelle 38 ein Ventil 41, z.B. ein Drosselventil, aufweisen, um ein Druckgefälle zwischen Vorlaufleitung 31 und Rücklaufleitung 32 zu erzeugen und/oder auch bei keiner oder geringfügiger Entnahme in die Primärkreislaufzweige 35 einen Mindestumlauf von Fluid im übergeordnete Kreislauf 29 zu gewährleisten.
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In der vorliegenden Ausführung sind für die Druckeinheit 01 mehrere Sekundärkreisläufe 14; 16 mit den entsprechenden Aggregaten, insbesondere mindestens einen Temperatursensor S01–S05, eine Pumpe 22, das Dosierventil 24 und ggf. eine Heinzeinrichtung 26, z.B. Heizaggregat 26, vorgesehen. Vorteilhaft sind der Druckeinheit 01 druckwerksnah, insbesondere übereinander, mehrere, Aggregate der Sekundärkreisläufe 14; 16 aufweisende Baugruppen 43 zugeordnet (siehe 1 bis 3). Diese Baugruppen 43 weisen jeweils die Dosierventile 24 auf. Vorzugsweise befinden sich die Baugruppen 43 in etwa auf Höhe der Druckwerke 04, die die durch diese Baugruppe 43 zu temperierenden Bauteile 07; 12 enthalten. Die Baugruppen 43 sind vorzugsweise stirnseitig der Druckeinheit 01 (d.h. auf einer stirnseitigen Maschinenseite der Zylinder 06; 07) z.B. am Seitengestell 02; 03 oder einem mit letzteren verbundenen Rahmenteil, insbesondere innerhalb eines stirnseitigen, z. B. Versorgungsleitungen sowie ggf. Nebenaggregate aufweisenden, Raum 10, auch als stirnseitiger Schaltschrank 10 (z. B. Versorgungs- und/oder Schaltanlagen und Mechanik enthaltend) bezeichnet, angeordnet. Dieser ist z.B. durch das Seitengestell 02 einerseits, und eine mit dem Seitengestell 02 einen Raum 10 einschließende Verkleidung durch ggf. seitliche Wände und eine schließbare Vorderfront gebildet ist. Diese im oder am Seitengestell 02 integrierte Anordnung der Baugruppen 43 ermöglicht die druckwerksnahe Anordnung jeden Sekundärkreislaufes 14; 16, insbesondere die druckwerksnahe Einspeisstelle 21, was eine erheblich verkürzte Reaktionszeit bewirkt. Der Raum 10 kann über die Stirnseite grundsätzlich durchgehend oder z.B. im Fall von mittig teilbaren Druckeinheiten 01 (wie dargestellt) als zwei zumindest teilweise zur Mitte hin abgetrennte Räume 10 ausgebildet sein. Im Fall teilbarer Druckeinheiten 01 kann jedoch ebenfalls lediglich ein Raum 10 vorgesehen sein, deren Hälften dann z.B. bei geöffneter Stellung der Druckeinheit 01 zur Mitte hin ebenfalls offen sind.
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Vorzugsweise sind die Sekundärkreisläufe 14; 16 auf der der Antriebsseite S II gegenüberliegenden Stirnseite angeordnet.
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Je Rasterwalze 12 der Druckeinheit 01 ist vorzugsweise ein Sekundärkreislauf 16 mit den entsprechenden Aggregaten (mindestens ein Temperatursensor S01–S05, eine Pumpe 22, für den Fall der Rasterwalze 12 ist im Sekundärkreislauf 16 vorzugsweise zusätzlich ein Heizaggregat 26) vorgesehen. Diese Sekundärkreisläufe 16 sind dann in vorteilhafter Ausführung entsprechend der Darstellung in 1 und der schematischen Darstellung in 2 in den einzelnen Baugruppen 43 druckwerksnah untergebracht.
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Grundsätzlich können zu temperierende Formzylinder 07 unterschiedlicher Druckwerke 04 durch einen gemeinsamen Sekundärkreislauf 14 versorgt werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn jeder Formzylinder 07 durch einen eigenen Sekundärkreislauf 14 temperierbar ist.
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Für den Fall, dass die Formzylinder 07 und die Rasterwalzen 12 sämtlicher Druckwerke 04 der Druckeinheit 01 jeweils eine eigene Temperierung aufweisen, sind eine der Anzahl der Druckwerke 04 entsprechende Anzahl (hier acht) von den Formzylindern 07 zugeordneten Sekundärkreisläufen 14 und eine der Anzahl der Druckwerke 04 entsprechende Anzahl (hier acht) von den Rasterwalzen 12 zugeordneten Sekundärkreisläufen 16 vorgesehen. Die Aggregate der das selbe Druckwerk 04 betreffenden Sekundärkreisläufe 14; 16 können hierbei vorzugsweise in der Art einer Baugruppe 43 ausgebildet sein. Diese kann dann in einer entsprechend der Anzahl der Druckwerke 04 entsprechenden Anzahl in im wesentlichen der selben Ausführung in der Druckeinheit 01 bzw. an deren Stirnseite, insbesondere übereinander auf voneinander verschiedenen Höhen, angeordnet sein. Grundsätzlich können auch Aggregate von mehreren, insbesondere benachbarten, Druckwerken 04 betreffende Sekundärkreisläufe 14; 16 in der Art einer Baugruppe 43 ausgebildet sein. So könnten beispielsweise die Aggregate zweier Sekundärkreisläufe 16 von Rasterwalzen 12 und die Aggregate eines Sekundärkreislaufs 14 für zwei Formzylinder 07 oder zweier Sekundärkreisläufe 14 zweier Formzylinder 07 in der Art einer Baugruppe 43 mehrfach, z. B. insgesamt vierfach (je Seite zwei übereinander), in der Druckeinheit 01 bzw. der seitlichen Einhausung angeordnet sein.
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Vorteilhaft ist eine Ausführung, insbesondere für den Fall einer teilbar ausgebildeten Druckeinheit 01, in welcher für die linken Druckwerke 04 ein linker Primärkreislaufzweig 35 und für die rechten Druckwerke 04 ein rechter Primärkreislaufzweig 35 mit jeweils den entsprechenden Vorlauf- bzw. Rücklaufleitungen 34; 36 vorgesehen ist. Auf dem Leitungsweg zwischen den Steig- und Fallleitungen des beweglichen Teils einer teilbaren Druckeinheit 01 und der jeweiligen Entnahme- bzw. Rückgabestelle 37; 38 aus dem übergeordneten Kreislauf 29 sind dann vorzugsweise flexible Leitungsstücke, z.B. Schlauchstücke, vorgesehen.
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Wie oben bereits erwähnt ist es von Vorteil, wenn einer bestimmten Druckeinheit 01 zugeordnete Aggregate des Primärkreislaufs 19 – z. B. die Pumpe(n) 27 und ggf. vorgesehene Druckausgleichsgefäße 42 – in einer Ebene unterhalb der Grundebene G, d.h. unterhalb der Hauptbedienebene G, und/oder in einer Ebene unterhalb des Fußes der Druckeinheit 01, z. B. in der beispielsweise abdeckbaren Vertiefung 09, angeordnet werden. Im Fall einer in Tischaufstellung, also auf einer Galerieebene aufgestellten Druckeinheit 01, ist die Vertiefung 09 beispielsweise ebenfalls als unterhalb der Standebene bzw. Trittebene des Bedienpersonals im Fußrahmen oder als im Galerierahmen angeordnete Aussparung ausgebildet. Ist die Vertiefung 09 bzw. Grube 09 – wie vorteilhaft – wahlweise abdeckbar ausgestaltet, so ist sie zugänglich, jedoch räumlich für das Bedienen der Maschine von der Stirnseite her nicht störend. Auch mit der Maßnahme der versenkt angeordneten Aggregate werden die Leitungslängen verkürzt, wobei gleichzeitig die stirnseitige Zugänglichkeit zum Instrumentenraum gewährleistet ist.
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Bei mehreren Druckeinheiten 01 weisen in dieser Ausführung somit alle Druckeinheiten 01 die stirnseitige, insbesondere abdeckbare Vertiefung 09 auf. In dieser Vertiefung 09 sind die das Fluid im jeweiligen Primärkreiszweig 35 fördernde Pumpen 27, sowie vorteilhaft die Anschlussstellen (Entnahme- und Rückgabestellen 37; 38) zwischen übergeordnetem Primärkreis 29 und dem entsprechenden Primärkreislaufzweig 35 (der betreffenden Druckeinheit 01), bei Bedarf einfach zugänglich, angeordnet.
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Die „Architektur“ der Temperiervorrichtung ist somit effektiv, raumsparend und äußerst reaktionsschnell ausgebildet, indem ein übergeordneter Kreislauf 29 (im wesentlichen überwiegend horizontal zwischen den Drucktürmen 01 verlaufend) ein auf unterhalb der Umgebungstemperatur gekühltes Fluid führt, an den jeweiligen Drucktürmen 01 jeweils Fluid aus dem übergeordneten Kreislauf 29 entnommen und in einem (im wesentlichen vertikal durch die bzw. an den Drucktürmen 01 verlaufenden) Primärkreislaufzweig 35 umläuft, wobei Entnahmestellen 44 aus dem Primärkreiszweig 35 für die zu temperierenden Sekundärkreisläufe 14; 16 sowie deren wesentliche Aggregate (z. B. Pumpe 22 und Dosierventil 24) möglichst bauteilnah, d.h. im Druckturm 01 verteilt auf verschiedene Höhen, angeordnet sind.
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Wie bereits oben angedeutet, ist durch die Temperiereinrichtung Wärme abzuführen, welche sich bei Betrieb durch z. B. durch die Deformation und das „Walken „ aufeinander abrollender Zylinder bzw. Walzen ergibt. So entsteht beispielsweise durch Abrollen des am „weichen“ Übertragungszylinder angestellten „harten“ Formzylinder und/oder durch Anstellung von Farbwerkswalzen weicher Mantelfläche an den Formzylinder 07 und/oder an Farbwerkswalzen mit harter Mantelfläche Wärme, die die Druckformkomponenten und dadurch die geförderte Druckfarbe in unzulässiger Weise erwärmen. Durch die Temperierung auf eine bestimmte Zieltemperatur, wie vorzugsweise oben beschrieben, ist dies gewährleistet. Durch die Temperiereinrichtung besteht jedoch andererseits die Gefahr, dass sie Fehler in den Druckwerken, insbesondere z. B. in der Anstellung der Walzen und/oder Zylinder, oder Beschädigungen in den Walzenbezügen (Gummituch oder Farbwalzenbezug) überdeckt, welche zu Schäden und/oder zu hohem Energieverbrauch führen kann. Beispielsweise wird bei zu hoher Anstellkraft eine erhöhte Wärmemenge produziert, die üblicher Weise an einer Druckwerkserwärmung oder spätestens an einer Verschlechterung der Druckqualität feststellbar wäre. Mit der Temperierung jedoch wird den nachteiligen Effekten entgegengewirkt, indem die Kälteleistung gesteigert wird.
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Um diesen Nachteilen zu begegnen, werden Temperierkreisläufe 35; 14; 16, welche Untermengen der Gesamtheit an durch eine gemeinsame Kältequelle 33 zu versorgende Temperierkreisläufe bilden, hinsichtlich ihrer Temperierleistung L1; L2, insbesondere ihrer Kühlleistung L1; L2 überwacht. Dies kann ein Primärreislauf 35, insbesondere Primärkreislaufzweig 35, der eine definierte Gruppe von Sekundärkreisläufen 14; 16 speist. Es können jedoch auch einzelne Temperierkreisläufe 14; 16 in der genannten Weise überwacht werden bzw. sein.
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Zur Überwachung wird der zu betrachtende Temperierkreislauf 35; 14; 16 hinsichtlich seines thermischen Energieinhalts im Vor- und Rücklauf, z.B. in der Vorlaufleitung 31; 47 und der Rücklaufleitung 32; 48 überwacht und ist vorzugsweise – kontinuierlich oder durch das Bedienpersonal abrufbar – auf einer Anzeigeeinrichtung 40, z.B. einem Leitstandsmonitor 40, an einem Leitstand anzeigbar.
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Hierbei erfolgt die Überwachung durch Messung der Temperatur jeweils im Vor- und Rücklauf und durch Messung des Volumenstroms mittels eines Durchflussmessers 15; 15.1; 15.2 in zumindest Vor- oder Rücklauf sowie durch entsprechende Verarbeitung der Messwerte in einem zur Auswertung ausgebildeten Mittel 30, z.B. einer entsprechend ausgestalteten Auswerteeinrichtung 30. Diese weist eine entsprechend ausgebildete elektronischen Schaltung oder ein entsprechend ausgebildetes Rechenmittel auf, so dass aus den gemessenen Temperaturen und dem Volumenstrom das Maß für die umgesetzte Kühlleistung ermittelbar ist.
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In der Ausführung nach 2 sind in der Vorlaufleitung 31 und der Rücklaufleitung 32 des Primärkreislaufs 35, z. B. Primärkreislaufzweiges 35, jeweils Temperatursensoren S06; S07 (S06.1; S07.1 für einen ersten Temperierkreislauf 35 und S06.2; S07.2 für einen zweiten Temperierkreislauf) vorgesehen. Hierbei ist der Sensor S06.1; S06.2 des Vorlaufs vorzugsweise in der Vorlaufleitung 31 des Primärkreislaufs 35 vor einer ersten Teilung, z. B. vor einer ersten Entnahmestelle eines der Sekundärkreisläufe 14; 16, und der Sensor S07.1; S07.2 des im Rücklauf vorzugsweise nach dem letzten Zusammenführen, z. B. nach der letzten Rückgabestelle, vorgesehen. Der Volumenstrom im betreffenden Primärkreislauf 35 wird in der Vorlaufleitung 31 vor einer ersten Teilung (z.B. einer ersten von mehreren Entnahmestellen) und/oder vorteilhaft in der Rücklaufleitung 32 nach einem letzten Wiedervereinigen der vormals abgezweigten Ströme ermittelt. Das Produkt aus der jeweils ermittelten Temperatur und dem Volumenstrom stellt über die Wärmekapazität ein Maß für den Energiestrom dar, wobei die Differenz zwischen den Energieströmen in Vor- und Rücklauf ein Maß für die an das Bauteil bzw. an die Bauteile abgegebene Wärme, d. h. im Heizfall die Heizleistung L1; L2, bzw. ein dem Bauteil bzw. den Bauteilen durch das Fluid entzogene Wärme, d.h. im Kühlfall die wirksame Kühlleistung L1; L2, darstellt. Verallgemeinernd für das Kühlen und Heizen wird dies im Folgenden auch als Maß für die ermittelte Temperierleistung L1; L2 des betrachteten Temperierkreises bezeichnet. Die Temperierleistung L1; L2 bzw. zumindest ein Maß hierfür wird für den betroffenen Temperierkreislauf 35 durch die Auswerteeinrichtung 30 aus den Messwerten gewonnen und z.B. in einem Speicher aufgezeichnet und/oder an der Anzeigeeinrichtung 40 angezeigt.
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Eine dem überwachten Primärkreislaufzweig 35 zugeordnete definierte Gruppe von Sekundärkreisläufen 14; 16 kann beispielsweise durch die die Zylinder 07 und/oder Walzen 12 der mit einer selben Bahnseite zusammenwirkenden Druckwerke 04 temperierenden, in Fluidaustausch zu einem gemeinsamen, zu betrachtenden Primärkreislauf 35 stehenden Sekundärkreisläufe 14; 16 gebildet sein.
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Es werden dann vorzugsweise die Temperierleistungen L1; L2 der Temperierkreisläufe 35 der beiden Druckturmhälften überwacht und/oder angezeigt. Diese können durch das Bedienpersonal und/oder eine Softwareroutine miteinander verglichen werden bzw. sein.
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In einer anderen Ausführung der Architektur der Temperiereinrichtung des Druckturms 01 mit nur einem für beide Druckturmseiten gemeinsamen Primärkreislauf 35 kann auch eine Gruppe durch sämtliche Sekundärkreisläufe 14; 16 von zu temperierenden Walzen 12 und Formzylindern 07 eines Druckturms gebildet sein, welche dann in Fluidaustausch zum gemeinsamen, zu betrachtenden Primärkreislauf 35 bzw. Primärkreislaufzweig 35 stehen. Hierbei können dann die Temperierleistungen L1; L2 zweier oder mehrerer Drucktürme 01 überwacht und/oder angezeigt und z. B. durch das Bedienpersonal und/oder eine Softwareroutine miteinander verglichen. Für den Fall des Vergleichs und der Beurteilung durch eine Softwareroutine wird beispielsweise ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgegeben.
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Wird nun in einem der betrachteten Temperierkreisläufe 35, z.B. einer von zwei Druckturmhälften oder einem von mehreren Drucktürmen 01, eine auffällige und/oder z. B. mindestens um 1 % abweichende Temperierleistung L1; L2 festgestellt, so kann auf einen Fehler in einem der durch die Gruppe von Sekundärtemperierkreisen 14; 16 temperierten Druckwerke 04 geschlossen werden. Es kann eine gezielte Suche nach der Ursache eingeleitet werden.
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Beim Vergleich von Temperierleistungen L1; L2 sind vergleichbare Gruppen, z.B. die Temperierkreise von Druckturmhälften mit denjenigen einer anderen Druckturmhälfte oder ganze Drucktürme 01 mit denjenigen eines vergleichbaren Druckturms 01, zu berücksichtigen.
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Stattdessen oder zusätzlich zu der beschriebenen Überwachung der Temperierleistung L1; L2 über eine Gruppe von Sekundärkreisläufen 14; 16 durch Ermittlung in einem von mehreren Sekundärkreisläufen 35 kann eine Überwachung einer Temperierleistung L3 einzelner Sekundärkreisläufe 14; 16 vorgesehen sein (5, 6).
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Die Temperatur des Fluids wird im Vorlauf, z.B. einer Vorlaufleitung 47 vor dem zu temperierenden Bauteil 07; 12, vorzugsweise nach der Einspeisestelle 21, und im Rücklauf, z. B. einer Rücklaufleitung 48, nach dem zu temperierenden Bauteil 07; 12, jedoch vor einem Abzweig von ggf. in den Primärkreislauf 19; 35 abzugebenden Fluids, gemessen. Der Volumenstrom kann im Vorlauf, ,z. B. der Vorlaufleitung 47 vor dem zu temperierenden Bauteil 07; 12 und/oder vorteilhaft im Rücklauf, z. B. der Rücklaufleitung 48, nach dem zu temperierenden Bauteil 07; 12 ermittelt werden.
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Zur Überwachung können nun die Temperierleistung L3 mehrerer derartiger Temperierkreisläufe 14; 16, vorzugsweise gleichzeitig, an der Anzeigevorrichtung 40 des Leitstandes angezeigt werden bzw. sein, so dass durch das Bedienpersonal beispielsweise wieder eine Auffälligkeit bzw. ein Fehler durch Beurteilung des Wertes und/oder durch Vergleich mehrerer, insbesondere bzgl. der Art und Ausführung vergleichbarer Temperierkreisläufe 14; 16, feststellbar ist. Weicht nun beispielsweise die Temperierleistung L3 eines Temperierkreislauf 14; 16 von einem oder mehreren vergleichbaren Temperierkreisläufen 14; 16 und/oder von einem üblichen Wertebereich ab, so kann auf eine Anomalie bzw. einen Fehler, z. B. auf einen schadhaften Zylinderaufzug oder Walzenbezug, oder einen Fehler in einer Anstelllage geschlossen werden.
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Für sämtliche Ausführungen ist vorzugsweise eine – z.B. über eine entsprechende Eingabeschnittstelle anwählbare oder kontinuierlich angezeigte Bildschirmmaske oder Fenster vorgesehen, welche durch ein zugeordnetes Softwareprogramm erzeugt wird und in einem hierfür vorgesehenen Feld das Maß für die im betreffenden Temperierkreislauf 14; 16; 35 aktuell umgesetzten Kühlleistung bzw. in entsprechenden Feldern mehrerer im jeweils betreffenden Temperierkreislauf 14; 16; 35 aktuell umgesetzten Kühlleistung anzeigt. Beispielsweise werden bzw. sind die Werte für das Maß der Kühlleistung jeweils zweier Druckturmhälften mindestens eines Druckturms 01 oder das Maß der Kühlleistung mindestens die zweier Drucktürme 01 angezeigt.
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Weiter ist es auch möglich, die durch den betrachteten Temperierkreislauf ermittelte Temperierleistung, z.B. Kühlleistung, im zeitlichen Verlauf in einem Speicher aufzuzeichnen und/oder mit einem zuvor ermittelten Ergebnis für den betroffenen Temperierkreislauf 14; 16 zu vergleichen.
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Zur Ermittlung des Volumenstroms (Fluidstroms) im zu betrachtenden Temperierkreislauf 35; 14; 16, z.B. Primär- oder Sekundärkreislauf 35; 14; 16, kann grundsätzlich ein beliebig ausgebildeter Durchflussmesser 15; 15.1; 15.2 eingesetzt sein. Von Vorteil ist jedoch eine Ausführung, welche im Gegensatz zu von Schwebekörpersystemen nicht auf mechanischem Messprinzip beruht und ohne bewegliche Teile auskommt. Insbesondere von Vorteil ist die Ausführung als magnetisch-induktiver Durchflussmesser 15; 15.1; 15.2. Vorzugsweise ist der Durchflussmesser mit einer Verjüngung des Leitungsquerschnittes im Bereich der Messstrecke ausgebildet. Die Querschnittsverjüngung 49 und anschließende Wiedererweiterung ist hierbei vorzugsweise direkt im Bauteil des beidseitig mit Anschlussstutzen versehenen Durchflussmessers 15; 15.1; 15.2 integriert (7). Der als magnetisch-induktiver Durchflussmesser 15; 15.1; 15.2 ausgebildete Durchflussmesser 15; 15.1; 15.2 ist vorzugsweise mit einem Magnetfeld getaktet wechselnder Polarität ausgebildet. Vorzugsweise ist die Querschnittsverjüngung 49 im Bereich der Messstrecke, d.h. zwischen den Polen der Magnete 51; 52 nicht kreisscheibenförmig, sondern elliptisch oder im wesentlichen rechteckförmig (ggf. mit abgerundeten Ecken) ausgebildet (8). Die längere Ausdehnung des elliptischen oder rechteckförmigen Querschnitts verläuft in Richtung zwischen die elektrischen Signale des Durchflussmessers abnehmenden Elektroden 52; 53 und/oder senkrecht zu den zwischen den Polen 51; 52 verlaufenden Magnetfeldlinien.
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Von besonderem Vorteil im Zusammenhang mit der hier vorliegenden Struktur der Temperiereinrichtung ist die auf diese Weise erreichte kurze Bauart des Durchflussmessers 15, sodass dieser für den Fall des Temperierkreislaufzweiges 35 zusammen mit den übrigen Bauteilen mit in der Grube 09, und für den Fall der einzelnen Temperierkreisläufe 14; 16 baulich in die nur kurzen Rohrleitungswege integrierbar ist. Eine sonst oftmals erforderliche lange gerade Rohrleitungsstrecke vor und nach dem Durchflussmesser 15; 15.1; 15.2 kann dann ohne Nachteile im Hinblick auf die Genauigkeit entfallen.
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Die am Beispiel eines Druckturms 01 mit Kurzfarbwerke 08 aufweisenden Druckwerken 04 beschriebenen Prinzipien der Temperierung und Überwachung sind in gleicher Weise auf Drucktürme 01 anzuwenden, welche in anderer Weise ausgebildete Farbwerke 08 aufweisen. Insbesondere ist dies auf Druckwerke 04 anzuwenden, welche anstelle der als Rasterwalze 12 ausgebildeten Farbwerkswalze 12 eine oder mehrere anders geartete zu temperierende Farbwerkswalzen 08, z.B. einen oder mehrere zu temperierende als Reibzylinder 08 ausgebildete Farbwerkswalzen 08 aufweisen und z.B. als Zonenfarbwerk mit in axialer Richtung nebeneinander angeordneten, einstellbaren Farbmessern ausgebildet sind.
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Die für die Überwachung dargelegte Ausführungen mit den beiden Sensoren Sx und dem Durchflussmesser 15 sind auch auf Temperiervorrichtungen anzuwenden, wobei die Temperierkreisläufe 14; 16 (Sekundärkreisläufe) fluidtechnisch vom Primärkreislauf 19; 35 getrennt, jedoch über einen Wärmetauscher thermisch an einen Primärkreislauf 19; 35 oder eine hiervon abgezweigte Primärkreislaufschleife gekoppelt bzw. koppelbar sind. Der Durchflussmesser und die beiden Sensoren Sx sind in diesem Fall primärkreisseitig, z. B. in einer den Wärmetauscher primärkreisseitig versorgenden Primärkreisschleife angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Druckeinheit, Druckturm
- 02
- Seitengestell
- 03
- Seitengestell
- 04
- Druckwerk
- 05
- (Doppel-)Druckstelle
- 06
- Druckwerkszylinder, Zylinder, Übertragungszylinder
- 07
- Druckwerkszylinder, Zylinder, Formzylinder, Bauteil
- 08
- Farbwerk, Kurzfarbwerk
- 09
- Vertiefung, Grube
- 10
- Raum, Schaltschrank
- 11
- Antriebsmotor
- 12
- Walze, Farbwerkswalze, Rasterwalze, Bauteil
- 13
- Antriebsmotor
- 14
- Temperierkreislauf, Sekundärkreislauf
- 15
- Durchflussmesser
- 16
- Temperierkreislauf, Sekundärkreislauf
- 17
- Zufluss
- 18
- Auslass
- 19
- Primärkreislauf (29, 35)
- 20
- Verbindungsstrecke
- 21
- Einspeisstelle
- 22
- Pumpe
- 23
- Verwirbelungskammer
- 24
- Ventil, Dosierventil
- 25
- Steuer- und/oder Regeleinrichtung
- 26
- Heizeinrichtung, Heizaggregat
- 27
- Pumpe
- 28
- Pumpe
- 29
- Kreislauf, übergeordnet
- 30
- Mittel zur Auswertung, Auswerteeinrichtung
- 31
- Vorlaufleitung
- 32
- Rücklaufleitung
- 33
- Kälteaggregat
- 34
- Vorlaufleitung
- 35
- Primärkreislaufzweig
- 36
- Rücklaufleitung
- 37
- Entnahmestelle
- 38
- Rückgabestelle
- 39
- Ventil
- 40
- Anzeigeeinrichtung, Leitstandsmonitor
- 41
- Ventil
- 42
- Druckausgleichsgefäß
- 43
- Baugruppe
- 44
- Entnahmestelle (34)
- 45
-
- 46
- Rückgabestelle (36)
- 47
- Vorlaufleitung
- 48
- Rücklaufleitung
- 49
- Querschnittsverjüngung
- 50
-
- 51
- Pol (Magnet)
- 52
- Pol (Magnet)
- 53
- Elektrode
- 54
- Elektrode
- 33’
- Kälteaggregat
- G
- Grundebene, Hauptbedienebene
- v
- Soll- und/oder ist Geschwindigkeit
- S01
- Temperatursensor
- S02
- Temperatursensor
- S03
- Temperatursensor
- S03’
- Temperatursensor, virtuell
- S04
- Temperatursensor
- S05
- Temperatursensor
- S06
- Temperatursensor
- S07
- Temperatursensor
- L1
- Temperierleistung, Kühlleistung
- L2
- Temperierleistung, Kühlleistung
- L3
- Temperierleistung, Kühlleistung
- SI
- Seite
- SII
- Seite, Antriebsseite
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2004/054805 A1 [0002]
- WO 2006/072558 A1 [0003]
- EP 0383295 A2 [0004]
- EP 0886577 B1 [0005]
- DE 3822486 A1 [0006]
- DE 102007003619 A1 [0007]
- DE 102005005303 A1 [0008]
- US 5603261 A [0009]
- DE 20012101 U1 [0010]
- WO 2010/105711 A2 [0011]
- DE 60222706 T2 [0012]
