In der GB 1 242 095 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem ein Temperatur-
Messfühler einer Zuführ- bzw. Vorlaufleitung für das Temperiermittel zugeordnet ist.
In dem DE-GM 73 43 273 ist ein Farbwerk beschrieben, bei welchem die Temperatur des
aus Walzen austretenden Temperiermittels mit Messfühlern gemessen wird, welche
Abführ- bzw. Rücklaufleitungen zugeordnet sind.
In der DE 42 11 379 C2 ist eine Temperaturerfassung erwähnt, bei welcher
Thermoelemente in ein Kühlungssystem eingesetzt sind, wobei die Temperaturen des zu-
und abgeführten Kühlmittels gemessen werden.
In der DE 198 37 174 A1, auf welche im Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1 Bezug
genommen wird, ist ein Verfahren zur Temperierung beschrieben, bei welchem ein
Mischbehälter verwendet wird, welchem aus einer Farbkastenwalze zurückfließendes und
als Temperiermittel verwendetes Maschinenöl zugeführt wird und in den auch mittels eines
Kühlaggregates temperiertes Maschinenöl gelangt. Zur Durchführung des Verfahrens wird
weiterhin ein Temperatur-Messfühler und eine Temperatur-Regeleinrichtung verwendet.
Der gesamte vorstehend genannte Stand der Technik vermag ein bereits längere Zeit bei
der Temperierung von Druckmaschinen bestehendes Problem nicht zufriedenstellend zu
lösen. Das Problem besteht darin, dass einerseits eine sehr lange Vorwärm- und
Warmlaufphase nötig ist, bis die Druckmaschine auf ihre erforderliche Betriebstemperatur
temperiert ist, falls bei der Temperierung lediglich die Vorlauftemperatur des einem
Druckwerk der Druckmaschine zugeführten Temperiermittels als Mess- und
Steuerparameter verwendet wird, und andererseits mit Temperaturschwankungen von bis
zu 7 Kelvin des Temperiermittels zu rechnen ist, die wiederum unzumutbar große optische
Farbdichteschwankungen im Druckbild verursachen, falls bei der Steuerung der
Temperierung ausschließlich die Rücklauftemperatur des aus dem Druckwerk abgeführten
Temperiermittels als Mess- und Steuerparameter verwendet wird.
Ein ähnliches Problem besteht bei Druckmaschinen, die an Orten mit über der
Betriebstemperatur der Druckmaschine liegenden Umgebungstemperaturen aufgestellt sind
und deshalb einer dem Fortdruck vorangehenden Vorkühl- bzw. Kühllaufphase bedürfen,
die der Einstellung der Betriebstemperatur dient. Die Vorkühl- bzw. Kühllaufphase,
während welcher das Temperiermittel (hier: Kühlflüssigkeit) durch die Druckmaschine
zirkuliert wird und noch nicht gedruckt werden kann, weil die Druckmaschinentemperatur
noch nicht genug abgesenkt worden ist, dauert bei bekannten Verfahren zu lange.
Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Temperierung
einer Druckmaschine anzugeben, bei welchem im Fortdruck nur vertretbar kleine
Temperaturschwankungen auftreten, und bei dem die dem Fortdruck vorangehende
Temperierphase (Abkühl- oder Warmlaufphase) nicht unnötig lang ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das der eingangs genannten Gattung entsprechende, erfindungsgemäße Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während des Fortdruckes zur Regelung an
einem ersten Messort gemessen wird und während einer dem Fortdruck vorangehenden
Temperierphase (Abkühl- oder Warmlaufphase) der Druckmaschine an einem zweiten
Messort gemessen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die jeweiligen Nachteile der vom Stand der
Technik her bekannten Vorlaufmessung bzw. -temperierung und der ebenfalls vom Stand
der Technik her bekannten Rücklaufmessung bzw. -temperierung eliminiert.
Durch die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Steuerungs- bzw.
Regelungsstrategie wird einerseits eine unnötige Verlängerung der Temperierphase der
Druckmaschine vermieden und andererseits gewährleistet, dass die Temperatur des
Temperiermittels im Fortdruck nur äußerst geringfügig schwankt.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es eigen, dass die Temperatur des Temperiermittels
niemals von an den beiden Messorten gleichzeitig gemessenen Messwerten ausgehend
gesteuert bzw. geregelt wird. Es ist zwar möglich, dass die Temperaturen an beiden
Messorten gleichzeitig gemessen werden, jedoch wird im Augenblick der gleichzeitigen
Messung der Temperaturen immer nur einer der an den beiden Messorten gewonnenen
Messwerte zur Steuerung bzw. Regelung der Temperatur des Temperiermittels verwendet.
Wird zu einem bestimmten Zeitpunkt die Temperatur des Temperiermittels ausgehend von
dem am ersten Messort gewonnenen Messwert geregelt, so wird der zu diesem Zeitpunkt
möglicherweise am zweiten Messort gewonnene Messwert nicht zur Regelung der
Temperatur verwendet. Wird zu einem anderen Zeitpunkt die Temperatur des
Temperiermittels ausgehend von einem am zweiten Messort gewonnenen Messwert
gesteuert, so wird der zu dem zuletzt genannten Zeitpunkt möglicherweise am ersten
Messort gewonnene Messwert nicht zur Steuerung der Temperatur des Temperiermittels
verwendet. Mit anderen Worten gesagt, dienen die beiden Messorte zwar zeitlich
nacheinander jedoch nie gleichzeitig zur Gewinnung der zur Steuerung bzw. Regelung
erforderlichen Messwerte.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
Unteransprüchen genannt und werden nachfolgend kurz erläutert.
Bei einer hinsichtlich der Entlastung des Bedienpersonals von Bedieneingriffen
vorteilhaften Weiterbildung wird die Temperatur des Temperiermittels mittels einer
Regeleinrichtung geregelt, die so beschaffen ist, dass sie sich selbsttätig von einer Nutzung
des zweiten Messortes auf eine Nutzung des ersten Messortes umschaltet, sobald die
gemessene Temperatur einen der Regeleinrichtung vorgegebenen Temperatur-Grenzwert
entweder überschreitet (falls die Temperierphase eine Warmlaufphase ist) oder
unterschreitet (falls die Temperierphase eine Abkühlphase ist).
Bei einer hinsichtlich einer durch ein Druckwerk der Druckmaschine unbeeinflussten
Vorlauftemperierung des Temperiermittels während des Fortdruckes vorteilhaften
Weiterbildung wird als der erste Messort ein solcher verwendet, der einem der Erwärmung
des Temperiermittels dienenden Heizer (und/oder einem der Abkühlung des
Temperiermittels dienenden Kühler) und einem Einlass für das Temperiermittel
zwischengeordnet ist. Die Druckwerkstemperatur, welche z. B. in Abhängigkeit von
Maschinengeschwindigkeiten des Druckwerkes schwankt, kann somit nicht mehr als
Störgröße die Qualität und Genauigkeit der Temperaturregelung des Temperiermittels im
Fortdruck negativ beeinflussen. Der erwähnte Einlass für das Temperiermittel ist ein
Druckwerkseinlass, vorzugsweise ein Farbwerkseinlass und z. B. ein Walzeneinlass.
Bei einer hinsichtlich der Verwendung einer vergleichsweise preiswerten Regeleinrichtung
zur Regelung der Temperatur des Temperiermittels vorteilhaften Weiterbildung wird zur
Dämpfung von Temperaturschwankungen des dem Druckwerk zugeführten
Temperiermittels ein dem ersten Messort und dem Einlass zwischengeordneter Mischtank
bzw. -behälter für das Temperiermittel verwendet. Die Temperaturschwankungen, deren
Größe von der Regelgenauigkeit der Regeleinrichtung abhängig ist, treten zwangsläufig bei
jeder Regeleinrichtung auf. Je höher die Anforderungen an die Regelgenauigkeit und je
geringer somit die Temperaturschwankungen sind, desto teurer ist die erforderliche
Regeleinrichtung. Durch das Vorhandensein und die gewählte Anordnung des Mischtankes
und eines dem Mischtank unmittelbar vorgeschalteten Ausgleichstanks werden die von der
vorhandenen Regeleinrichtung zwangsläufig verursachten Temperaturschwankungen
weitestgehend kompensiert, so dass die Anforderungen an die Regelgenauigkeit der
vorhandenen Regeleinrichtung gering gehalten werden können und als diese eine
vergleichsweise preiswerte Regeleinrichtung verwendbar ist. Obwohl die vorhandene
Regeleinrichtung z. B. nur eine besonders preiswerte Zweipunkt-Regeleinrichtung zu sein
braucht, lässt sich mit einer solchen eine hohe Regelgenauigkeit erreichen, die der
Regelgenauigkeit einer viel teureren Servoregelung gleichkommt, welche somit nicht
erforderlich ist.
Bei einer hinsichtlich der Berücksichtigung des Anstieges der Druckwerkstemperatur
während der Warmlaufphase zur Steuerung der Temperatur des Temperiermittels
vorteilhaften Weiterbildung wird als der zweite Messort ein solcher verwendet, der
zwischen einem Auslass für das Temperiermittel und dem der Erwärmung des
Temperiermittels dienenden Heizer angeordnet ist.
Bei einer hinsichtlich der Berücksichtigung des Abfalls der Druckwerkstemperatur
während der Abkühlphase zur Steuerung der Temperatur des Temperiermittels
vorteilhaften Weiterbildung wird als der zweite Messort ein solcher verwendet, der
zwischen einem Auslass für das Temperiermittel und dem der Abkühlung des
Temperiermittels dienenden Kühler angeordnet ist.
Der Auslass für das Temperiermittel ist bei den beiden zuvor erläuterten Weiterbildungen
jeweils ein Druckwerksauslass, vorzugsweise ein Farbwerksauslass und z. B. ein
Walzenauslass.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles und der dazugehörigen Figur.
Eine in dieser einzigen Figur im Ausschnitt dargestellte Druckmaschine 1 umfasst ein
Druckwerk 2, speziell ein Offset-Druckwerk, und ein Temperiergerät 3, welches neben
dem Druckwerk 2 angeordnet ist und über eine Vorlaufleitung 4 und eine Rücklaufleitung
5 mit Walzen 6 bis 9 des Druckwerkes 2 zu einem von einem flüssigen Temperiermittel,
speziell Wasser, durchströmten Temperiermittel-Kreislaufsystem zusammengeschlossen
ist.
Die hohl ausgebildeten Walzen 6 bis 9, von denen die Walze 6 eine Farbkastenwalze ist
und die Walzen 7 bis 9 axial changierende Reibwalzen eines Farbwerkes sind, sind über
Verbindungsleitungen miteinander in Reihe geschaltet. Bei diesen Verbindungsleitungen
und ebenso bei der Vorlaufleitung 4 und der Rücklaufleitung 5 handelt es sich um
Schläuche oder Rohre.
Das Temperiergerät 3 umfasst eine Pumpe 10, einen Heizer (Durchlauferhitzer) 11 und
einen Kühler 12, die ebenfalls über Verbindungsleitungen der genannten Art miteinander in
Reihe geschaltet sind. Außerdem umfasst das Temperiergerät einen Ausgleichstank 13, in
welchem sich ein erster Messfühler und somit ein erster Messort 14 befindet.
Ein Mischtank 15 ist in die Vorlaufleitung 4 integriert und zwar zwischen dem
Ausgleichstank 13 und einem Einlass 16 der Walze 9, durch welchen hindurch das
Temperiermittel in die Walze 9 hineinströmt. In die Rücklaufleitung 5, die an einem
Auslass 17 der Walze 6, durch welchen hindurch das Temperiermittel aus der Walze 6
herausströmt, beginnt, ist ein einen zweiten Messort 18 vorgebender zweiter Messfühler
integriert.
Die beiden Messorte 14, 18 gehören zu einer schematisch angedeuteten Regeleinrichtung
19, mittels welcher die Temperatur des Temperiermittels und infolgedessen die Temperatur
der Walzen 6 bis 9 und der darauf transportierten Druckfarbe regelbar ist.
Die Regeleinrichtung 19 bildet einen geschlossenen Regelkreis und steuert den Heizer 11,
den Kühler 12 und gegebenenfalls die Pumpe 10 an.
Innerhalb des Temperiermittel-Kreislaufsystems sind der Mischtank 15 und der erste
Messort 14 der Pumpe 10, dem Heizer 11 und dem Kühler 12 nachgeordnet und dem
Einlass 16 vorgeordnet und ist der zweite Messort 18 dem Auslass 17 nachgeordnet und
der Pumpe 10, dem Heizer 11 und dem Kühler 12 vorgeordnet. Der Mischtank 15 befindet
sich innerhalb des Temperiermittel-Kreislaufsystems zwischen dem ersten Messort 14 und
dem Einlass 16.
Die Druckmaschine 1 wird gemäß folgenden Verfahrens betrieben:
Nach einer längeren Betriebspause, z. B. wenn die Druckmaschine 1 über Nacht außer
Betrieb war, wird die Druckmaschine 1 eingeschaltet, wobei ein die Walzen 6 bis 9
bewegender Motor und die das Temperiermittel durch das Temperiermittel-
Kreislaufsystem hindurch pumpende Pumpe 10 sowie der Heizer 11 aktiviert werden.
Zu diesem Zeitpunkt der Inbetriebnahme, dem sogenannten "Kaltstart", entspricht die von
der Regeleinrichtung 19 mittels des zweiten Messfüllers am zweiten Messort 18 gemessene
Temperatur des Temperiermittels der Umgebungstemperatur von z. B. 20°C, d. h. das
Temperiermittel hat noch nicht die für den Fortdruck erforderliche Betriebstemperatur von
z. B. 35°C.
Um diese Betriebstemperatur zu erreichen, ist eine Warmlaufphase erforderlich, während
welcher das zirkulierende Temperiermittel mittels des Heizers 11 allmählich erwärmt wird.
Während dieser Warmlaufphase wird die Regeleinrichtung 19 in einem Betriebsmodus
betrieben, welcher "Rücklaufmessung bzw. -temperierung" genannt wird und für den
typisch ist, dass die steigende Temperatur des Temperiermittels ausschließlich am zweiten
Messort 18 durch die Regeleinrichtung 19 gemessen wird. Mit anderen Worten gesagt,
dient im Betriebsmodus "Rücklaufmessung bzw. -temperierung" nur die im zweiten
Messort 18 gemessene Temperatur als Messgröße (Ist-Wert) der Regeleinrichtung 19. Die
Regeleinrichtung 19 hält während besagter Warmlaufphase den Kühler 12
selbstverständlich in einem inaktiven Zustand und nur den Heizer 11 in dem aktiven
Zustand, wobei der Heizer 11 das Temperiermittel auf eine über 30°C liegende Vorlauf-
Temperatur erwärmt, die das Temperiermittel zum Zeitpunkt seines Eintritts in das
Druckwerk 2 innehat.
Am Anfang der Warmlaufphase gibt das Temperiermittel die vom Heizer 11
aufgenommene Wärme zu einem großen Teil an die noch kalten Walzen 6 bis 9 ab, so dass
die im zweiten Messort 18 erfasste Rücklauf-Temperatur des Temperiermittels geringer als
dessen Vorlauf-Temperatur ist. Am Ende der Warmlaufphase haben sich die Walzen 6 bis
9, z. B. aufgrund von Lagerreibung, bereits so weit erwärmt, dass die Walzen 6 bis 9
Wärme an das die Walzen 6 bis 9 durchströmende Temperiermittel abgeben, so dass die im
zweiten Messort 18 erfasste Rücklauf-Temperatur höher als die Vorlauf-Temperatur ist
und mit z. B. 35°C genau der erforderlichen Betriebstemperatur entspricht oder zumindest
innerhalb eines definierten zulässigen Toleranzbereichs dieser Betriebstemperatur liegt und
eine untere Grenze dieses Toleranzbereiches nicht unterschreitet.
Sobald die Regeleinrichtung 19 detektiert, dass das Temperiermittel die erforderlicher
Betriebstemperatur erreicht hat, wechselt die Regeleinrichtung 19 selbsttätig von ihrem
Betriebsmodus "Rücklaufmessung bzw. -temperierung" in einen Betriebsmodus
"Vorlaufinessung bzw. -temperierung" über.
In dem Betriebsmodus "Vorlaufmessung bzw. -temperierung" wird die Temperatur des
Temperiermittels nicht mehr am zweiten Messort 18 sondern stattdessen nur am ersten
Messort 14 von der Regeleinrichtung 19 erfasst und die am ersten Messort 14 mittels des
ersten Messfühlers gemessene Temperatur als Messgröße (Ist-Wert) für die Regelung
verwendet.
Nunmehr kann mit dem Fortdruck begonnen werden, während welchem die
Regeleinrichtung 19 ausschließlich im Betriebsmodus "Vorlaufmessung bzw.
-temperierung" arbeitet und bei einer übermäßigen Erwärmung des zirkulierenden
Temperiermittels den Heizer 11 abschaltet und den Kühler 12 einschaltet.
Während des Fortdruckes werden Temperaturschwankungen der Vorlauf-Temperatur, d. h.
der Temperatur, welche das Temperiermittel unmittelbar vor dessen Eintritt in das
Druckwerk 2 aufweist, durch den Mischtank 15, in welchem sich den
Temperaturschwankungen entsprechend geringfügig unterschiedlich temperierte
Temperiermittelvolumina miteinander vermischen, gedämpft, d. h. ausgeglichen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren, nach welchem die Druckmaschine 1
gesteuert und betrieben wird, ist es stets sichergestellt, dass das Druckwerk 2 im Fortdruck
vom Temperiergerät 3 mit dem dabei nur äußerst minimalen, definierten
Temperaturschwankungen unterliegenden Temperiermittel versorgt wird, so dass aus den
Temperaturschwankungen zwangsläufig resultierende und im Druckbild messbare optische
Farbdichteschwankungen in tolerablen Grenzen gehalten werden und praktisch
vernachlässigbar klein sind.
Selbstverständlich entfällt die Warmlaufphase bei einer Wiederinbetriebnahme der
Druckmaschine 1, d. h. einem sogenannten "Warmstart", welcher einer kurzen
Druckunterbrechung (Stopper) folgt. Bei dem "Warmstart" ist am zweiten Messort 18
bereits eine der Betriebstemperatur entsprechende oder innerhalb besagten
Toleranzbereiches der Betriebstemperatur geringfügig über letzterer liegende Temperatur
des Temperiermittels gegeben, so dass die Regeleinrichtung 19 automatisch sofort in ihren
Betriebsmodus "Vorlaufmessung bzw. -temperierung" umschaltet bzw. diesen beibehält.
Bezugszeichenliste
1 Druckmaschine
2 Druckwerk
3 Temperiergerät
4 Vorlaufleitung
5 Rücklaufleitung
6 Walze (Farbkastenwalze)
7 Walze (Reibwalze)
8 Walze (Reibwalze)
9 Walze (Reibwalze)
10 Pumpe
11 Heizer
12 Kühler
13 Ausgleichstank
14 Messort (erster)
15 Mischtank
16 Einlass
17 Auslass
18 Messort (zweiter)
19 Regeleinrichtung