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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Druckmaschine mit einem Zylinder, einem eine Pumpe
und eine Temperiereinrichtung aufweisenden Umwälzgerät und einer Steuerungseinrichtung.,
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In
DE 103 05 594 A1 ist ein Verfahren zum Temperieren
eines Zylinders einer Druckmaschine angegeben, bei welchem ein Vorwärmen oder
-kühlen
bei Stillstand des Zylinders und eines den Zylinder enthaltenden
Druckwerkes erfolgt. Des Weiteren ist in der genannten Offenlegungsschrift
eine in den Zylinder integrierte Temperiereinrichtung beschrieben,
welche als ein Heizdraht ausgebildet sein kann und die im Druckbetrieb
aktiv ist. Daran ungünstig
ist der hohe Energieverbrauch.
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Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Druckmaschine mit reduziertem Energieverbrauch zu
schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Druckmaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfidungsgemäße Druckmaschine umfasst einen
Zylinder, ein Umwälzgerät mit einer
Pumpe und einer Temperiereinrichtung, welches zusammen mit dem Zylinder
einen Kreislauf für
ein Temperiermittel zum Temperieren des Zylinders bildet, und eine
Steuerungseinrichtung, durch welche das Umwälzgerät derart gesteuert ist, dass
im Druckbetrieb mittels der Pumpe das Temperiermittel durch den
Zylinder gepumpt wird und dass dabei die Temperiereinrichtung zeitlich
zumindest überwiegend
inaktiv gehalten wird.
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Daran vorteilhaft ist der Verzicht
auf der Temperierung dienende Fremdenergie. Durch diese nach außen im Wesentlichen
neutrale Temperierung wird dem Zylinder weder Wärme entzogen noch Wärme zugeführt. Stattdessen
bewirkt das Temperiermittel im Druckbetrieb einen lokalen Wärmeentzug
und eine lokale Wärmezufuhr
innerhalb des Zylinders bzw. eine Umverteilung der Wärme aus
Zylinderzonen, in denen die Wärme
unnütz
oder sogar störend ist,
in andere Zylinderzonen, in denen die Wärme nicht stört oder
sogar, z. B. zur Trocknung des Bedruckstoffs, benötigt wird.
Das im Zylinder vorhandene Temperaturgefälle wird hierbei egalisiert
und ausgenutzt.
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Die Temperiereinrichtung kann inaktiv
gehalten werden, indem die Temperiereinrichtung während des
Druckbetriebes abgeschaltet ist.
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Ebenso kann die Temperiereinrichtung
inaktiv gehalten werden, indem während
des Druckbetriebes die Temperiereinrichtung vom Temperiermittel thermisch
entkoppelt ist. Beispielsweise kann das Temperiermittel, welches
sonst durch die Temperiereinrichtung hindurchströmt, während des Druckbetriebs durch
eine dementsprechende Einstellung eines Wegeventils um die Temperiereinrichtung
herum geleitet werden.
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Das zuerst genannte Ausschalten der
Temperiereinrichtung, bei welcher z. B. die Zufuhr elektrischen
Stroms zur Temperiereinrichtung unterbrochen wird, ist aber die
bevorzugte Variante, weil hierbei nicht nur der Temperierung des
Temperiermittels und des Zylinders dienende Fremdenergie sondern auch
dem Leerlauf der Temperiereinrichtung dienende Fremdenergie eingespart
wird.
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In den Unteransprüchen genannte Weiterbildungen
werden nachfolgend kurz erläutert:
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Bei einer Weiterbildung wird während des Druckbetriebs
die Temperiereinrichtung ununterbrochen inaktiv gehalten. Die Temperiereinrichtung
arbeitet also während
des Druckbetriebes auch nicht intermittierend.
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Bei einer weiteren Weiterbildung
ist die Temperiereinrichtung während
des Druckbetriebs ungeregelt. Dies bedeutet, dass im Falle einer
Ausbildung der Temperiereinrichtung als ein geschlossener Regelkreis,
z. B. als eine Zwei-Punkt-Regelung, diese nicht arbeitet. Die Temperiereinrichtung
ist also während
des Druckbetriebes gänzlich
inaktiv.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung
wird in Vorbereitung des Druckbetriebs das Temperiermittel mittels
der Temperiereinrichtung vortemperiert. Durch dieses Vorwärmen oder
Vorkühlen
wird das Temperiermittel und der Zylinder vor Aufnahme des Druckbetriebs
auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht.
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Bei Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Druckmaschine
ist der Kreislauf innerhalb des Zylinders im Wesentlichen als ein
Mäander
oder als ein Gitter ausgebildet.
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Bei einer Weiterbildung, die hinsichtlich
einer Verwendung des Zylinders zum Trocknen des Bedruckstoffs vorteilhaft
ist, befinden sich innerhalb des Zylinders angeordnete Kanäle des Kreislaufs
höchstens
50 Millimeter unterhalb einer Umfangsoberfläche des Zylinders.
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Weitere funktionell und konstruktiv
vorteilhafte Weiterbildungen der Druckmaschine ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnung.
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In dieser zeigt:
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1 eine
Druckmaschine mit einem Zylinder und ein Umwälzgerät,
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2 die
innerhalb des Zylinders mäanderförmige Ausbildung
eines Leitungssystems für
ein mittels des Umwälzgerätes in den
Zylinder gepumptes Temperiermittel,
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3 eine
Abwicklung des mäanderförmigen Leitungssystems
aus 2 und
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4 eine
anstelle der mäanderförmigen Ausbildung
mögliche
gitterförmige
Ausbildung des Leitungssystems.
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1 zeigt
eine Druckmaschine 1 mit einem Zylinder 2 zum
Transportieren eines bogenförmigen Bedruckstoffs 3.
Der Zylinder 2 ist ein Gegendruckzylinder für den lithographischen
Offsetdruck oder für das
Lackieren des Bedruckstoffs 3. Neben dem Zylinder 2 ist
ein Trockner 4 angeordnet, der Wärme 16 auf den Zylinder 2 und
den , Bedruckstoff 3 strahlt. Der Trockner 4 ist
ein Heissluft- und/oder Infrarottrockner.
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Ein Umwälzgerät 5 mit einer Pumpe 6 und
einer Temperiereinrichtung 7 bildet zusammen mit einem
Leitungssystem 17 einen Kreislauf 8 für ein flüssiges Temperiermittel,
vorzugsweise Wasser, das mittels der Pumpe 6 im Kreislauf 8 zirkuliert
wird. Der Temperiereinrichtung 7 ist eine elektronische
Steuerungseinrichtung 18 beigeordnet, mittels welcher vom
Bediener oder automatisch die Temperiereinrichtung 7 dem
erfindungsgemäßen Verfahren
entsprechend gesteuert wird. Das Leitungssystem 17 besteht
aus hohlen Kanälen,
wie z. B. Schläuchen, Rohren
und Bohrungen, und erstreckt sich bis in den Zylinder 2 hinein.
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Der im Zylinder 2 liegende
Teil des Leitungssystems 17 umfasst zur Rotationsachse
des Zylinders 2 im Wesentlichen achsparallele Längskanäle 11 und
bezüglich
des Zylinders 2 im Wesentlichen sekantale Querkanäle 12,
wie dies in 2 gezeigt ist.
Die Längskanäle 11 sind
in einen Grundkörper des
Zylinders 2 eingebrachte Bohrungen und endseitig über die
Querkanäle 12 miteinander
verbunden. Die Querkanäle 12 sind
Rohre.
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Das Leitungssystem 17 ist
innerhalb des Zylinders 2 sehr dicht unter dessen Umfangsoberfläche 19 angeordnet,
wobei der zwischen dem Leitungssystem 17 und der Umfangsoberfläche 19 bestehende
Abstand 1 Millimeter bis 50 Millimeter, vorzugsweise 5 Millimeter
bis 30 Millimeter und beispielsweise 8 Millimeter bis 23 Millimeter
beträgt.
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Die Längskanäle 11 und die Querkanäle 12 haben
einen kreisrunden Strömungsquerschnitt
und könnten
stattdessen einen nicht-runden, z. B. viereckigen, Strömungsquerschnitt
aufweisen. Im Falle des nicht-runden Strömungsquerschnitts beträgt dessen
sogenannter hydraulischer Durchmesser 10 Millimeter bis
20 Millimeter, vorzugsweise 12 Millimeter bis 18 Millimeter und
beispielsweise in etwa 15 Millimeter.
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Der zwischen einem Einlass 14 und
einem Auslass 15 für
das Temperiermittel im Zylinder 2 liegende Teil des Leitungssystems 17 kann
die Form eines Mäanders 9 (vgl. 3) oder die Form eines Gitters 10 (vgl. 4) haben.
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Bei dem in 3 anhand seiner Abwicklung dargestellten
Mäander 9 sind
die Längskanäle 11 abwechselnd
hinten und vorne über
die Querkanäle 12 miteinander
verbunden, so dass Schleifen gebildet sind.
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Bei dem in 4 dargestellten Gitter 10 sind dagegen
Verzweigungen 13 zwischen den Längskanälen 11 und den Querkanälen 12 vorhanden.
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Sowohl der Mäander 9 als auch das
Gitter 10 ist nicht nur in thermodynamischer Hinsicht,
sondern auch hinsichtlich der Vermeidung von Unwuchten des Zylinders 2 bei
dessen Rotation vorteilhaft. Das Füllvolumen des Temperiermittels
kann verringert werden und das Temperiermittel behält auch
bei Drehzahländerungen
des Zylinders 2 seine rotationssymmetrische Masseverteilung
innerhalb des Zylinders 2 bei. Das zusammen mit dem Zylinder 2 rotierende
Temperiermittel kann aufgrund seines geringen Volumens und seiner
gleichmäßigen Verteilung keine
Unwuchten und daraus resultierende drucktechnische Probleme hervorrufen.
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Unabhängig davon, ob das Leitungssystem 17 mäander- oder
gitterförmig
ausgebildet ist, funktioniert die in den 1 bis 4 dargestellte
Vorrichtung wie folgt:
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Die Wärme 16 trifft teils
auf den Bedruckstoff 3 und teils auf vom Bedruckstoff 3 nicht
abgedeckte Oberflächenbereiche
der Umfangsoberfläche 19 des Zylinders 2 auf.
Durch den auf den Bedruckstoff 3 auftreffenden Anteil der
Wärme 16 wird
der Bedruckstoff 3 von oben her getrocknet. Durch einen
Wärmefluss
gelangt der vom Zylinder 2 aufgenommene Wärmeanteil
auch in jenen Oberflächenbereich
der Umfangsoberfläche 19,
auf dem der Bedruckstoff 3 aufliegt. Dieser Oberflächenbereich
gibt die Wärme als
Kontaktwärme
an den Bedruckstoff 3 ab, um letzteren von unten her zu
trocknen. Die somit beidseitig erfolgende Trocknung des Bedruckstoffs 3 ist
sehr effektiv und erfolgt sehr schnell.
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Um den Wärmefluss aus den warmen in
die kalten Zonen des Zylinders 2 zu unterstützen, pumpt die
Pumpe 6 im Druckbetrieb das Temperiermittel durch den Kreislauf 8 einschließlich des
Mäanders 9 oder
des Gitters 10 hindurch. Dabei ist aber die Temperiereinrichtung 7,
welche nur zum Vorwärmen
oder Vorkühlen
des Temperiermittels vor Aufnahme des Druckbetriebes dient, bereits
deaktiviert.
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Beim Vorwärmen oder -kühlen des
Temperiermittels kann die Temperiereinrichtung 7 als Zwei-Punkt-Regelung
und somit intermittierend arbeiten. Der Umstand, dass bei einem
kleinen Format des Bedruckstoffs 3 der vom Bedruckstoff 3 abgedeckte
Oberflächenbereich
des Zylinders 2 kleiner und der unabgedeckte Oberflächenbereich
größer als
bei einem großen
Format ist, kann dadurch berücksichtigt
werden, dass für
das kleiner Format das Temperiermittel mittels der Temperiereinrichtung 7 auf
eine niedrigere Temperatur als bei der Verarbeitung des großen Formates
vortemperiert wird und/oder dass bei der Verarbeitung des kleinen
Formats die Leistung des Trockners 4 etwas reduziert wird.
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Aufgrunddessen, dass die Längskanäle 11 über den
Umfang des Zylinders 2 unter Berücksichtigung von dessen Zylinderkanal 20 in
einer Reihe angeordnet sind und sich im Wesentlichen von der einen
Seite des Zylinders 2 bis zur anderen Seite erstrecken,
erfolgt mittels des Temperiermittels der Wärmetransport aus den warmen
in die kalten Zonen des Zylinders 2 bei jedem Format des
Bedruckstoffs 3 gleichermaßen gut.
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Wesentlich ist, dass im Druckbetrieb
die Temperiereinrichtung 7 überhaupt nicht arbeitet und dass
das im Zylinder 2 vorhandene Temperaturgefälle ausschließlich durch
die Zirkulation des Temperiermittels und dem damit verbundenen Wärmetransport egalisiert
wird.
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Das ist nicht nur bezüglich eines
niedrigen Energieverbrauchs, sondern ebenso in drucktechnischer
Hinsicht vorteilhaft. Ohne die durch das Temperiermittel bewirkte
Wärmeumverteilung
innerhalb des Zylinders 2 würde sich letzterer konstruktiv
bedingt thermisch verziehen. Dieser Verzug würde Probleme bei der Einstellung
der sogenannten Druckbeistellung in einem vom Zylinder 2 zusammen
mit einem Gummituchzylinder gebildeten Druckspalt bereiten. Ein
vollflächiges
Lackieren des Bedruckstoffs 3 mittels des Gummituchzylinders
wäre nur
noch unter Inkaufnahme einer unakzeptabel hohen Pressung im Druckspalt
möglich.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann
die Pressung reduziert werden, was in drucktechnischer Hinsicht
vorteilhaft ist.
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Zylinder
- 3
- Bedruckstoff
- 4
- Trockner
- 5
- Umwälzgerät
- 6
- Pumpe
- 7
- Temperiereinrichtung
- 8
- Kreislauf
- 9
- Mäander
- 10
- Gitter
- 11
- Längskanal
- 12
- Querkanal
- 13
- Verzweigung
- 14
- Einlass
- 15
- Auslass
- 16
- Wärme
- 17
- Leitungssystem
- 18
- Steuerungseinrichtung
- 19
- Umfangsoberfläche
- 20
- Zylinderkanal