EP0437665A2

EP0437665A2 - Temperiereinrichtung für das Feuchtmittel in Offset-Druckmaschinen

Info

Publication number: EP0437665A2
Application number: EP90105618A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Jagusch
Original assignee: Jagusch & Co
Current assignee: Jagusch & Co
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-03-24
Publication date: 1991-07-24
Anticipated expiration: 2010-03-24
Also published as: DE59004036D1; EP0437665B1; DE4000912C1; EP0437665A3; ATE99229T1

Abstract

Bei einer Temperiereinrichtung zur Einstellung und Konstanthaltung der Temperatur des Feuchtmittels in Offset-Druckmaschinen mit einem oder mehreren Feucht- und Druckwerken bzw. Farbwerken, wobei das gekühlte Feuchtmittel aus einem Feuchtmittelvorratsbehälter (15) entnommen und auf eine Solltemperatur temperiert über Zuströmungsleitungen (7) je einem Feuchtwerkkasten (1) zugeführt und von einem Feuchtmittelheber (9) diesem entnommen und mittels Feuchtwalzen übertragen wird, welcher Feuchtwerkkasten mit dem Feuchtmittelvorratsbehälter über eine Rückströmungsleitung (8) verbunden ist, ist zur Erzielung einer hohen Regelgüte bei schnellem Regelverhalten ein erster, aus Zuströmungs- und Rückströmungsleitungen gebildeter Teilkreislauf vorgesehen, der über eine motorgesteuerte (12) Mischereinrichtung (11) strömend mit einem zweiten, gekühltes Feuchtmittel führenden Teilkreislauf verbunden ist. Für die Steuerung der Mischereinrichtung ist ein Steuergerät mit einer Regelschaltung vorgesehen, das eine Prozessorsteuereinheit (22) aufweist, die nach einem Programm eine Steuergröße in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturwerten des Feuchtmittels in dem Feuchtwerkkasten und/oder an der Oberfläche einer das Feuchtmittel übertragenden Walze, der Sollwertvorgabe und vorgegebenen beaufschlagbaren Störgrößen für jedes Druckwerk ermittelt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung zur Einstellung und Konstanthaltung des Feuchtmittels in Offset-Druckmaschinen mit einem oder mehreren Feucht- und Druckwerken bzw. Farbwerken, wobei das gekühlte Feuchtmittel aus einem Feuchtmittelvorratsbehälter entnommen und auf eine Solltemperatur temperiert über Zuströmungsleitungen je einem Feuchtwerkkasten zugeführt und von einem Feuchtmittelheber diesem entnommen und mittels Feuchtwalzen übertragen wird, welcher Feuchtwerkkasten mit dem Feuchtmittelvorratsbehälter über eine Rückströmungsleitung verbunden ist.
Eine solche Temperiereinrichtung ist aus der DE-AS 1 191 833 bekannt. Mit der bekannten Einrichtung wird das Feuchtmittel auf eine Temperatur von etwa 2 bis 10° C gekühlt und mittels Feuchtwalzen des Feuchtwerkes übertragen. Das mittels eines Kühlaggregates gekühlte Feuchtmittel wird dabei aus einem Feuchtmittelvorratsbehälter unmittelbar entnommen und über eine Zuströmungsleitung dem Feuchtwerkkasten zugeführt, der über einen Überlauf und eine Rückströmungsleitung mit dem Feuchtmittelvorratsbehälter verbunden ist, so daß überlaufendes Feuchtmittel in den Feuchtmittelvorratsbehälter zufließen kann. Dem Feuchtwerkkasten wird das Feuchtmittel mittels eines Feuchtmittelhebers in Form einer Walze entnommen und über weitere damit zusammenwirkende Walzen in an sich bekannter Weise an die Druckwalze übertragen. Feuchtmittelvorratsbehälter, Zuströmungs-, und Rückströmungsleitung sind thermisch isoliert, um eine Erwärmung des Feuchtmittels in dem Kreislauf über das Rohrleitungssystem zu verhindern. Mit der bekannten
Temperiereinrichtung wird der Feuchtmittelverbrauch verringert und durch die anzuwendende niedrige Temperatur der Emulgierungsfaktor erheblich erniedrigt. Durch das gekühlte Feuchtmittel wird die Temperaturerhöhung der Farbe während des Druckes teilweise abgebremst, was der Emulsionierung entgegenwirkt und außerdem eine Konstanthaltung der physikalischen Eigenschaften der Farbe bewirkt. Darüber hinaus kann eine unerwünschte Betauung bei der geringen auf die Druckplatte gelangenden Wassermenge nicht eintreten, weil die Temperatur der Druckplatte dadurch nicht hinreichend abgesenkt wird.
Weiterhin ist es aus der DE-AS 1 611 233 bekannt, das Feuchtmittel auf eine Temperatur abzukühlen, die jeweils tiefer liegt als die Temperatur der auf der Druckform ankommenden Druckfarbe. Hierdurch soll vermieden werden, daß die Temperatur des Feuchtmittels ansteigt, was auch zu einer steigenden Verdunstungsgeschwindigkeit führen würde. Dadurch sinkt die Grenzflächenspannung Farbe-Feuchtung ab und der Emulgierungsfaktor steigt an. Eine der Folgen ist die kontinuierlich zunehmende Verschmutzung der Feuchtwalzen im Feuchtwerk, was eine Ungleichmäßigkeit beim Transport der Feuchtung bewirkt. Die Schrift lehrt weiterhin, daß durch empirische Ermittlung der günstigste Wert der Temperierung der Druckfarbe und des Feuchtmittels ermittelt wird, ohne jedoch geeignete Temperiereinrichtungen anzugeben.
Das Prinzip des Offset-Drucks beruht auf dem richtigen Verhältnis von Druckfarben und Feuchtmittelanteil auf der Druckplatte, wobei nur die bildführenden Stellen der Druckplatte mit Druckfarbe benetzt werden. Die erforderliche Farbmenge wird zonenweise genau dosiert, die entsprechende Feuchtmittelmenge ebenfalls. Welche Feuchtmittelmenge erforderlich ist, ist von der Art ihrer Aufbereitung und Zusammensetzung, ihrer Zuführung und Temperatur, aber auch von den physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Druckfarbe, der Qualität des Druckstoffes bzw. Druckpapiers und von den Umgebungsfaktoren des Druckraumes abhängig. Während des Fortdruckes erwärmt sich auch das Feuchtwerk, das über die Feuchtauftragswalzen im unmittelbaren Kontakt mit dem Druckwerk steht. Das Ansteigen der Temperaturen beeinflußt die rheologischen Eigenschaften der Druckfarben. Mit zunehmender Erwärmung während des Maschinenlaufes wird das zirkulierende Feuchtmittel aufgewärmt. Dies führt zu einer rascheren Verdunstung des Feuchtmittels auf den Walzen und der Platte. Die höhere Verdunstung des Feuchtmittels wird durch eine erhöhte Feuchtmittelführung ausgeglichen, wodurch Tonen und Schmieren vermieden werden. Bei ungeregelten Systemen gleicht der Drucker den Abfall der Volltondichte durch Erhöhung der Farbführung aus. Als Folge der höheren Verdunstung muß der Alkoholanteil oder der Anteil des Alkoholersatzstoffes des Feuchtmittels kontinuierlich erhöht werden. Zur Vermeidung von gesundheitlichen Schäden bei den Druckern müssen Absaugvorrichtungen installiert sein, um die Alkoholdämpfe und sonstigen Dämpfe chemischer Zusätze absaugen zu können.
Motorgesteuerte Mehrwegemischer, wie Drei- und Vierwegemischer, sind in Regelsystemen von Zentralheizungen in verschiedensten konstruktiven Ausgestaltungsformen bekannt. Bei allen Mischern wird aus dem Rücklauf des Heizungssystems ein Teil des rückströmenden Heizungswassers entnommen und dem von der Kesselanlage kommenden heißen Heizungswasser zugesetzt, um eine Temperatur des Heizungswassers im Vorlauf zu erreichen, die der jeweils z. B. vorhandenen Außentemperatur, außerhalb des Gebäudes, angepasst ist, um eine gleichmäßige Beheizung des Raumes, aber auch eine schnelle Beheizung durch entsprechende Einstellung zu ermöglichen. Ein solches Mischerstellglied ist aus der DE 32 07 427 C2 bekannt und weist eine zylinderische Mischkammer mit einer drehbar darin gelagerten Mischklappe auf, die über eine Antriebswelle mit einem Motor verbunden ist. Axial neben der Mischkammer ist eine zylinderische Bypaßkammer vorgesehen, mit in den Rücklauf und den Heizungsvorlauf mündenden Öffnungen. Das Bypaßstellglied ist ein mit der Antriebswelle drehfest verbundener Drehschieber, dessen Winkelstellung in bezug auf die Mischklappe voreinstellbar ist. Mischer haben den Vorteil, daß einerseits durch die Stellung der Mischklappe eine schnelle Temperaturregelung und andererseits durch das Mischverhältnis eine Feinregulierung des Vorlaufes möglich ist.
Für den Mehrfarbendruck werden in Reihenbauweise in der Regel, je nach Farbendruck, zwei, drei, vier oder fünf gleiche Anlagen hintereinander angeordnet. Beim Vierfarbendruck besteht die Maschine aus vier Anordnungen zum Ausdrucken der Farben: Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz bzw. Gelb, Rot, Blau und Schwarz. Da sämtliche Farben unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen, muß die Farbwerkstemperierung diesen Eigenschaften Rechnung tragen. Dem angepasst, ist es erforderlich, daß auch in den einzelnen Feuchtwerken der Maschinenanordnung das Feuchtmittel auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten wird.
Aus der älteren deutschen Patentanmeldung P 39 04 854 ist eine Temperiereinrichtung für die Farbwerkstemperierung von Offset-Druckmaschinen bekannt, bei der ein geschlossener
Temperiermittelkreislauf über einen motorgesteuerten Mehrwegemischer vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Sollvorgabe und den ermittelten Temperaturen an der Oberfläche einer Walze des Farbwerkes sowie der festgestellten Vor- und Rücklauftemperatur in den Zu- und Rückströmungsleitungen so gesteuert wird, daß keine sprunghaften Temperaturänderungen auftreten und auf eine konstante Oberflächentemperatur der Farbwalze hingeregelt wird, die der Farbtemperatur gleichzusetzen ist. Gesteuert wird der Antriebsmotor des Mischers von einer mit Störgrößen beaufschlagbaren Steuereinrichtung mit Regelschaltungen.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Temperiereinrichtung für das Feuchtmittel für ein Feuchtwerk eingangs beschriebener Art so auszubilden, daß eine hohe Regelgüte bei schnellem Regelverhalten und unter Einbeziehung beaufschlagbarer Störgrößen gegeben ist und die Feuchtmitteltemperatur individuell auf die optimalen Verarbeitungstemperaturen ohne Eingriff in die Druckmaschine hinregelbar ist. Die Temperiereinrichtung soll auch nachträglich in Druckmaschinen einsetzbar sein.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene technische Lehre. Danach ist zur Temperierung des Feuchtmittels ein erster aus Zuströmungs- und Rückströmungsleitungen gebildeter Teilkreislauf vorgesehen, der über eine motorgesteuerte Mischereinrichtung strömend mit einem zweiten, gekühltes Feuchtmittel führenden Teilkreislauf verbunden ist. Der motorgesteuerte Mischer wird von einer Steuergröße von einem Steuergerät gesteuert, das eine Regelschaltung und eine Prozessorsteuereinheit aufweist, die nach einem Programm eine Steuergröße in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturwerten des Feuchtmittels in dem Feuchtwerkkasten und/oder an der Oberfläche einer das Feuchtmittel übertragenden Walze, der Sollwertvorgabe und vorgegebenen beaufschlagbaren Störgrößen für jedes Druckwerk ermittelt.
Grundsätzlich ist die Erfindung als Einzelanlage zur Temperierung eines Feuchtwerkes einer einzigen Offset-Druckmaschine einsetzbar. Bei Verwendung der Erfindung in einer Mehrfarben-Druckmaschine mit mehreren Anlagen können für jede dieser Anlagen nach der Erfindung ausgebildete Temperiereinrichtungen eingesetzt werden, die unabhängig voneinander arbeiten. Dies gilt sowohl für die mechanischen Anordnungen, wie Zuströmungs- und Rückführungsleitung, Feuchtmittelvorratsbehälter, Kühlaggregat und ggf. Pumpenanordnungen, als auch für die elektronische Steuerung mittels des Steuergerätes. Zweckmäßig ist es jedoch, zumindest die elektronische Steuereinrichtung für die Feuchtwerke der einzelnen Anlagen zusammenzufassen und in einem gemeinsamen Steuergerät die Regelschaltungen zu integrieren. Da es sich dabei um programmierbare Steuergeräte handelt, kann in einem solchen Steuergerät der Rechenprozess nur mit einem einzigen Mikroprozessor des Steuergerätes abgearbeitet werden, der, zyklisch oder manuell vorgegeben, die einzelnen Prozesse unter Einbeziehung der ermittelten Istwert- und Sollwertvorgaben und der Störgrößen berechnet.
Nach Anspruch 3 ist für die Feuchtwerke einer Mehrfarben-Druckmaschine ein gemeinsamer erster Teilkreislauf vorgesehen, in welchem die Temperatur des vorlaufenden Feuchtmittels durch Beimischung aus dem zweiten Teilkreislauf auf eine Temperatur geregelt wird, die unterhalb der benötigten niedrigsten Temperatur des Feuchtmittels in einem Feuchtwerk liegt, so daß über Abzweigzuströmungsleitungen, in denen sich motorgesteuerte Ventile befinden, über deren Steuerung der Durchströmungsquerschnitt veränderbar ist, nur eine so große Menge des vorlaufenden Temperiermittels abgezweigt wird, daß das Feuchtmittel in dem Feuchtwerkkasten bzw. das Feuchtmittel an einer der Übertragungswalzen die gewünschte Temperatur aufweist. Das in den Abzweigungszuströmungsleitungen eingesetzte motorgesteuerte Ventil dient somit zur indirekten Feinregulierung der Temperatur des Feuchtmittels in dem Feuchtwerkkasten der jeweiligen Einzelanlage. Die zuströmende Temperiermittelmenge muß dabei immer mindestens so groß sein, daß der Verbrauch beim Druck ausgeglichen wird und ein Mindestniveau im Feuchtwerkkasten erhalten bleibt. Der Feuchtwerkkasten ist mit dem Überlauf an eine Rückströmungsleitung angekoppelt, die mit der Rückströmungsleitung in ersten Teilkreislauf verbunden ist. In dieser Ausführung muß das Steuergerät so ausgelegt sein, daß zum einen die Mischereinrichtung und zum anderen auch die einzelnen Ventile von ihm gesteuert werden. Dies ist durch entsprechende Umprogrammierung des Programmes bzw. durch Erweiterung des Programmes und der Erfassungs- und Steuersysteme auf einfache Weise möglich.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen der Temperiereinrichtung sind in den Unteransprüchen im einzelnen angegeben.
Zur Ermittlung der Temperaturen an der Oberfläche der das Feuchtmittel übertragenden Walzen oder der die Farbe übertragenden Walzen, wie Verreibewalze, ist es zweckmäßig, die Sensoren zum Raum hin, d.h. zum Maschineninnenraum hin, oder nach außen hin abzuschirmen, so daß nur die tatsächliche Oberflächentemperatur als Abstrahlungswärme erfasst wird, die von der Walze bzw. dem Feuchtmittel oder der Farbe abgegeben wird. Durch die geringe Abstandsanordnung der Sensoren zur Oberfläche der jeweiligen Walze, werden die Einflüsse der Umgebungstemperatur in unmittelbarer Nähe der Walze miterfasst und ausgewertet. Andere Temperatursensoren können aber auch unmittelbar in dem Feuchtwerkkasten angeordnet sein, und zwar unterhalb des Feuchtmittelspiegels, um die tatsächliche Temperatur des Feuchtmittels innerhalb des Feuchtwerkkastens zu ermitteln. Die Sensoren, dies gilt für alle Sensorenanordnungen, können dabei verteilt über die Breite der Walzen bzw. verteilt über die Breite des Feuchtwerkkastens angeordnet sein, so daß Temperaturschwankungen über die Länge einer Walze oder des Feuchtmittels innerhalb des Feuchtwerkastens punktuell erfasst werden können. Diese Werte wertet die Steuereinrichtung, z. B. gemittelt, aus.
Die Ansprüche 4 und 5 geben Beispiele der Ausbildung von Mischereinrichtungen an, die wirkungsgleich sind. Aus der Heizungsklimatechnik sind Mehrwegemischer, Drei- oder Vierwegemischer, bekannt, wie sie eingangs beschrieben worden sind, die auch hier zweckmäßigerweise eingesetzt sind. Es ist aber auch eine Mischereinrichtung nach Anspruch 5 einsetzbar, bei der im Vorlauf des zweiten Teilkreislaufes ein steuerbares Ventil angeordnet ist, dessen Durchströmungsquerschnitt veränderbar ist. Die Beimischung aus dem Rücklauf, d.h. aus der Rückströmungsleitung in die Zuströmungsleitung des ersten Teilkreislaufes erfolgt dabei über eine Verbindungsleitung, die in die Zuströmungsleitung mündet. Je nach Öffnungsstellung des Ventiles im zweiten Kreislauf wird gekühltes Feuchtmittel mehr oder weniger beigemischt. Die Umlaufgeschwindigkeit im ersten Teilkreislauf kann durch eine Umlaufpumpe drehzahlgesteuert erhöht oder erniedrigt werden, so daß auch hierüber eine zusätzliche Feinregulierung möglich ist.
Um eine Feinregulierung des Systems zu ermöglichen, ist nach Anspruch 6 vorgesehen, daß die Feuchtmitteltemperatur in den einzelnen Teilkreisläufen, hier in den Zuströmungs- und Rückströmungsleitungen, gesondert ermittelt und als Störgröße von dem Steuergerät mit erfasst und bei der Festlegung der Steuergröße berücksichtigt wird. Auch hierfür muß das entsprechende Softwareprogramm die Abarbeitung dieser Störgrößen ermöglichen.
Anspruch 7 sieht generell vor, daß drehzahlgesteuerte Umlaufpumpen zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des Feuchtmittels vorgesehen sind. Dies hat zusätzlich den Vorteil, daß bei besonders langen Zuströmungs- und Rückströmungsleitungen Erwärmungen durch die langen Leitungen weitestgehend vermieden werden und eine genauere Regulierung ermöglicht wird.
Da Feuchtmittel und Feuchtmitteltemperatur und die Wechselwirkung zur Druckfarbe Auswirkungen auf den Druckprozess und die Druckqualität haben, was hinlänglich bekannt ist, ist als weitere Störgröße die Temperatur einer die Farbe übertragenden oder verreibenden Walze nach Anspruch 8 mit berücksichtigt, so daß die Temperatur des Feuchtmittels optimal der jeweiligen Farbe und der Verarbeitungstemperatur der Farbe anpassbar ist. Als weitere Störgrößen können auch die Farbdichte, Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Alkoholanteil oder Anteil des Alkoholersatzmittels in dem Feuchtmittel, die Farbdichte, Farbverarbeitungsfaktoren und die Papierkonstante berücksichtigt werden. Entsprechende Störgrößeneingänge und Eingabeinrichtungen sind dann für das Steuergerät vorzusehen.
Wenn mit festen Faktoren für Störgrößen gearbeitet werden kann, so können diese auch über eine Tastatur direkt dem Prozessor des Steuergerätes zugeführt werden.
Bei einer Vierfarben-Maschine können die einzelnen Vorgaben für jede Einzelanlage in das Steuergerät eingegeben werden. Zweckmäßig ist es, zur Kontrolle der Eingaben, eine Anzeige des Istzustandes aller Meßpunkte vorzusehen. Diese Werte werden auf einem Bildschirm einer Anzeigevorrichtung dargestellt. Die Darstellung kann alphanumerisch oder auch graphisch erfolgen, damit der Drucker sich während des Betriebes über den Betriebszustand der einzelnen Druck- und Feuchtwerke der Anlage einen Überblick verschaffen kann.
Die Temperiereinrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß eine Feinregulierung des Feuchtmittels bis in Größenordnungen von ± 0,3° C möglich ist, wodurch eine optimale Anpassung der Temperatur des Temperiermittels an die Temperatur der Druckfarbe möglich ist, so daß eine hohe Druckqualität erzielbar ist. In bekannten Anlagen sind Temperaturdifferenzen in einer Einzelanlage von ± 5°C üblich. Bei Einsatz einer solchen Temperiereinrichtung in einer Maschine, bei der, nach dem gleichen Prinzip arbeitend, die Temperierung des Farbwerkes erfolgt, wie es in der älteren Patentanmeldung P 39 04 854 angegeben ist, wird erreicht, daß auch nach stundenlangem Betrieb der Druckeinrichtung die Druckqualität unverändert gegenüber den Erstdrucken erzielt wird. Weiterhin ist es durch die Temperiereinrichtung möglich, den Alkoholgehalt des Feuchtmittels oder einen Alkoholersatzstoff prozentual sehr niederig zu halten gegenüber herkömmlichen Anlagen, so daß gesundheitsschädigende Dämpfe den Maschinen nur in beschränktem Umfang entweichen, so daß besonders aufwendige Absaugvorrichtungen nicht vorgesehen sein müssen. Während der Anlaufphase der Maschine ist durch einen fast geschlossenen ersten Teilkreislauf, bei dem nur geringfügig Feuchtmittel über Mischereinrichtungen zugesetzt wird, eine schnelle Anpassung des Feuchtmittels an die gewünschte Temperatur möglich. Während der Anlaufphase empfiehlt es sich, daß das Steuergerät nach einer Feuchtmitteltemperierkurve eine Einlauf- und Ablaufsteuerung vornimmt. Erst wenn die Solltemperatur im Feuchtwerkkasten oder an der Oberfläche einer das Feuchtmittel übertragenden Walze festgestellt worden ist, setzt die Regelung ein, so daß dann eine konstante Feinregelung über die Temperiereinrichtung gewährleistet ist. Unter Berücksichtigung der Farbverarbeitungsfaktoren, bestimmter Farben und einer Papierkonstante eines bestimmten Papieres, ist es z. B. bei einer Vierfarben-Offset-Druckmaschine mit vier Farbwerken und vier Feuchtwerken erforderlich, daß folgende in der Tabelle festgehaltenen Temperaturwerte für Farben mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und für das Feuchtmittel eingehalten werden:
Übliche Solltemperaturen des Feuchtmittels liegen zwischen 5°C und 16°C, d.h. die Kühlaggregate, die das Feuchtmittel in dem Feuchtmittelvorratsbehälter kühlen, müssen so dimensioniert sein, daß auch bei ständigem Betrieb der Maschine das Kühlmittel stets auf die untere Temperatur gekühlt wird. Im Bedarfsfall kann durch eine Heizspirale in der Zuströmungsleitung oder diese umgebend das Feuchtmittel auch auf eine höhere abweichende Temperatur erwärmt werden, um z. B. während des Anlaufens der Maschine schneller auf die gewünschte Solltemperatur zu gelangen.
Die Rückströmungsleitung des ersten Teilkreislaufes braucht auch nicht unmittelbar in der des zweiten einzumünden. So können Sammelbecken, Filter und ggf. auch Ausgleichsbehälter zwischengeschaltet sein. Es empfiehlt sich, diese Anlagenbestandteile, ebenso wie die übrigen Teile der Temperiereinrichtung, zu isolieren, damit Außentemperaturen keine merklichen Einflüsse auf die Temperatur des Temperiermittels im Vor- oder Rücklauf bewirken.
Weiterhin ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in der Steuereinheit eine Regelschaltung vorgesehen ist, die eine Steuergröße für das Kühlaggregat in Abhängigkeit von der Temperatur des Feuchtmittels in dem Feuchtmittelvorratsbehälter und der Vorgabe des niedrigsten Sollwertes der Temperatur des Feuchtmittels im Vorlauf des ersten Teilkreislaufes ermittelt. Zu diesem Zweck ist ein Temperatursensor in dem Feuchtmittelvorratsbehälter vorgesehen. Der Temperaturwert wird über einen Eingang dem Steuergerät zugeführt und dort von dem Prozessor nach einem eingeschriebenen Programm verarbeitet. Die ausgegebene Steuergröße regelt die Einschaltzeit des Kühlaggregates, so daß die Temperatur des Feuchtmittels in dem Feuchtmittelvorratsbehälter, z. B. auf Temperaturen von 3° C ± 1° C gehalten wird
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: in schematischer Darstellung vier Feuchtwerke mit einer temperierten Feuchtmittelzuführung,
Fig. 2: eine Mischervariante, die der Rückströmungsleitung direkt rückströmendes Feuchtmittel entnimmt und
Fig. 3: eine weitere Mischervorrichtung mit einem Vierwegemischer.

In Fig. 1 sind schematisch vier Feuchtwerke einer Vierfarben-Offset-Druckmaschine dargestellt. Das einzelne Feuchtwerk weist einen Feuchtwerkkasten 1 mit einem Überlauf 2 und einer Abzweigrückströmungsleitung 3 auf. In die Bodenplatte des Feuchtwerkkastens 1 mündet - im Beispiel zentrisch - eine Abzweigzuströmungsleitung 4. In dieser Abzweigzuströmungsleitung 4 ist ein motorgesteuertes Drosselventil 5 eingebracht, daß von einem Motor 6 schrittweise steuerbar ist. Der durch die Abzweigzuströmungs- und Abzweigrückströmungsleitung gebildete dritte Teilkreislauf ist mit dem ersten Teilkreislauf verbunden, der im wesentlichen eine Zuströmungsleitung 7 und eine Rückströmungsleitung 8 aufweist, die jeweils mit den Abzweigzuströmungsleitungen 4 der einzelnen Feuchtwerke und den Rückströmungsleitungen 3 verbunden sind, derart, daß das Feuchtmittel diese durchströmen kann.
In den Feuchtwerkkasten 1 des Feuchtwerkes A greift ein Feuchtmittelheber 9 in Form einer Tauchwalze ein. Durch die Drehung des Feuchtmittelhebers 9 wird das Feuchtmittel dem Feuchtwerkkasten entnommen und über weitere Walzen in an sich bekannter Weise an die nicht dargestellte Druckplatte abgegeben. Eine einzige, der Übertragung dienende Verreibewalze 10 ist schematisch oberhalb des Feuchtmittelhebers 9 eingezeichnet. Dieselbe Anordnung, die im Feuchtwerk A zu finden ist, ist auch in den Feuchtwerken B, C und D der Vierfach-Druckmaschine gegeben, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen in diesen Zeichnungen die Bezugszeichen nicht mehr aufgenommen worden sind.
Der erste Teilkreislauf mit der Zuströmungsleitung 7 und der Rückströmungsleitung 8 ist mit einem zweiten Teilkreislauf über einen Mischer 11 strömend verbunden. Bei dem hier eingezeichneten Mischer handelt es sich um einen Dreiwegemischer, der von einem Motor 12 schrittweise oder kontinuierlich steuerbar ist. In dem rechten Eingang mündet eine Verbindungsleitung 13 ein, die an einem Abzweig der Rückströmungsleitung 8 angekoppelt ist. Mit dem Abzweig ist ferner eine Rückströmungsleitung 14 verbunden, die in einen Feuchtmittelvorratsbehälter 15 mündet, in welchem das Feuchtmittel beispielsweise auf einen Temperaturwert zwischen 3° C und 10° C gekühlt wird. Zu diesem Zweck ist ein Kühlaggregat 16 vorgesehen, das über Kühlschleifen 17 dem Feuchtmittel im Inneren des isolierten Feuchtmittelvorratsbehälters 15 die Wärme entzieht.
Zum zweiten Teilkreislauf gehörend, ist eine Zuströmungsleitung 18 an einem Auslauf 19 des Feuchtmittelvorratsbehälters 15 angeschlossen, die in den unteren Einlauf des Mischers 11 einmündet. Die inneren Ventilklappen des Mischers 11 sind über den Motor 12 in eine solche Position gebracht, daß das gekühlte Feuchtmittel aus dem Feuchtmittelvorratsbehälter 15 mit einem bestimmten Anteil des über die Rückströmungsleitung 8 und der Verbindungsleitung 13 zugeführten über die Solltemperatur erwärmten Feuchtmittels gemischt wird. Dieses gemischte Feuchtmittel fließt über den oben eingezeichneten Ausgang des Mischers in die Zuströmungsleitung 7. Die Durchflußgeschwindigkeit wird durch eine Pumpe 20, deren Förderungsleistung durch Motordrehzahländerung des Motors 21 ebenfalls steuerbar ist, bestimmt.
Um nun die Temperatur des Feuchtmittels in den einzelnen Feuchtwerken A, B, C, D, den spezifischen Anforderungen der Druckfarbe und des Laufwerkes in den von der ersten Anlage A differierenden Anlagen B, C, D anpassen zu können, sind in den Abzweigungszuströmungsleitungen 4 der einzelnen Anlagen die Drosselventile 5 vorgesehen. Das Drosselventil 5 ist jeweils so eingestellt, daß die Solltemperatur in dem Farbwerkkasten 1 der einzelnen Anlagen auf eine Solltemperatur eingestellt ist, wobei die zugeführte Feuchtmittelmenge mindestens so groß sein muß, daß ein geforderter Feuchtmittelpegel in dem Feuchtwerkkasten aufrechterhalten wird, wobei das im Feuchtwerkkasten 1 vorhandene Feuchtmittel durch Zuführung von optimal angepasst gekühltem, neu zugeführtem Feuchtmittel auf einem nahezu konstanten Temperaturniveau gehalten wird.
Für die Regelung und Ausgabe der entsprechenden Steuergrößen für die Motoren des Mischers 12, der Pumpe 20 und der Drosselventile 5 ist ein Steuergerät 22 vorgesehen, das über einen gemeinsamen Steuerbus 23 die Steuersignale an die Motoren abgibt. Weiterhin werden über den gemeinsamen Bus 23 die Temperaturen an der Oberfläche der Verreibewalze 10, die mittels eines Temperatursensors 24 erfasst sind, wertmäßig an das Steuergerät durchgegeben oder von diesem abgefragt. Weiterhin ist in dem Feuchtwerkkasten 1 ein Temperatursensor 25 vorgesehen. Auch die von ihm erfassten Temperaturwerte werden analog oder digital über den Bus 23 dem Steuergerät zugeführt. Weiterhin sind Temperatursensoren 26 und 27 in der Zuströmungsleitung 7 und in der Rückströmungsleitung 8 des ersten Teilkreislaufes vorgesehen. Auch die hiermit ermittelten Temperaturwerte werden über den Bus 23 dem Steuergerät 22 zugeführt. Anhand der gemessenen Temperaturwerte und der über die Tastatur 28 des Steuergerätes eingegebenen Sollwerte ermittelt das Steuergerät die entsprechenden Steuergrößen zur Steuerung des Mischermotors 12, um die geforderte Grundmischung des Temperiermittels im ersten Teilkreislauf herbeizuführen. Weiterhin gibt sie die Steuergrößen an die einzelnen Motoren 6 der Anlage aus, um die Drosselventile 5 so zu steuern, daß die gewünschte Solltemperatur des Feuchtmittels an der Verreibewalze 10 und/oder in dem Feuchtwerkkasten 1 sich einregelt. Das Steuergerät 22 ist programmgesteuert und weist hierzu eine Mikroprozessorsteuereinheit auf. Das Programm ist so auszulegen, daß sämtliche Messwerte erfasst und für die Regelung und Steuerung mit herangezogen werden können. Weiterhin können als feste Faktoren vorgegebene Störgrößen mittels der Tastatur 28 eingegeben werden. Alle gemessenen Werte und Eingaben sind mittels eines Anzeigegerätes 29 mit Bildschirm anzeigbar. Dies kann in alphanumerischer Weise oder aber auch in graphischer Weise erfolgen. In dem Steuergerät ist ferner eine Anlaufkurve eingegeben, die es ermöglicht, daß während des Anlaufens der Druckmaschinen die Temperatur des Feuchtmittels nach einer vorgegebenen Sollkurve gesteuert wird. Erst mit Erreichen der Solltemperatur in den einzelnen Feuchtwerken wird dann die Regelung in Abhängigkeit der gemessenen Istwerte und der vorgegebenen Störgrößen sowie der ermittelten Störgrößen, z. B. denen der Vor- und Rückströmungsleitungen im ersten Teilkreislauf ermittelt. Anstelle des eingezeichneten Dreiwegemischers kann auch ein Vierwegemischer vorgesehen sein. Für diesen Fall ist die Zuleitung 14 zum Feuchtmittelvorratsbehälter 15 in der Rückströmungsleitung nicht erforderlich. Diese Leitung würde dann von dem weiteren Ausgang des Vierwegemischers abgehen. Ebenfalls ist es nicht unbedingt erfoderlich, einen dritten Teilkreislauf vorzusehen, wenn die verarbeitenden Druckfarben größere Temperaturdifferenzen des Feuchtmittels zulasssen. Bei aufwendigerer Ausführung kann auch für jede der Anlagen A bis D jeweils ein Einzelkreislauf vorgesehen sein, der nach dem gleichen Prinzip arbeitet, so daß dann die Feuchtmitteltemperatur durch eine eigene Temperiereinrichtung und einen eigenen Kreislauf für jedes der Feuchtwerke der Maschinenanlage optimal auf die zu verarbeitende Druckfarbe und die Druckqualität hingeregelt wird.
Es ist ersichtlich, daß durch einen Aufbau, so wie er im Beispiel angegeben ist, eine Feinregulierung der Temperatur des Feuchtmittels erfolgt, so daß bei höchster Druckqualität die geringste Verdunstung gegeben ist. Das überschüssige Feuchtmittel in dem Feuchtwerkkasten 1, das über den Überlauf 2 wieder den Rückströmungsleitungen zugeführt wird, kann darüber hinaus in Sammelbehältern zwischengespeichert, mittels Filteranlagen vorgefiltert und dann gereinigt wieder dem Feuchtmittelvorratsbehälter 15 zugeführt werden, wodurch Fremdkörper im Feuchtmittel, wie Papierstaub und Strichpartikel, zur Vermeidung von Schlammansammlungen im Feuchtwerkkasten 1 aber auch im Feuchtmittelvorratsbehälter 15 vermieden werden.
Über das Steuergerät ist ebenfalls das Kühlaggregat 16 steuerbar. Auch dies ist durch die Anschlußleitung, die mit dem Bus 23 verbunden ist, dargestellt. Hierdurch wird erreicht, daß das Kühlaggregat 16 nicht ständig in Betrieb sein muß, was allerdings von der Größe des Vorratsbehälters und der Kühlleistung des Kühlaggregates 16 abhängig ist.
In Fig. 2 ist eine Mischervorrichtung zwischen dem ersten und zweiten Teilkreislauf schematisch dargestellt, die oberhalb eines motorgesteuerten Dreiwegemischers 11,12 eine Verbindungsleitung 30 zusätzlich zur Verbindungsleitung 13 zwischen der Rückströmungsleitung 8 und der Zuströmungsleitung 7 aufweist. Hierüber wird ein Teil des rückfließenden Feuchtmittels dem gemischten Feuchtmittel beigegeben. Die Menge ist von der Pumpenleitung der Pumpe 20 und der Dimensionierung der Rohrleitungen 7, 8, 30 abhängig. Der zweite Teilkreislauf (Kühlkreislauf) ist abhängig von der Stellung des Dreiwegemischers 11. Von der Pumpe 31 über die Zuleitung 18 kann dabei gekühltes im Behälter 15 gespeichertes Feuchtmittel über die Rohrleitungen 13 und 14 auch wieder zurückgeführt werden. Das Kühlaggregat 16/17 ist zur Vereinfachung nicht eingezeichnet.
Eine weitere Variante einer Mischereinrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Hierin wird der erste und der zweite Teilkreislauf unmittelbar über einen mittels eines Motors 33 gesteuerten Vierwegemischers 32 miteinander derart gekoppelt, daß das temperierte Feuchtmittel, aus Rücklauf und gekühltem Feuchtmittel gemischt, den Feuchtwerken über die Zuströmungsleitung 7 zugeführt wird. Die weiteren Leitungen 8, 18, 14 entsprechen denen in den Fig. 1 und 2. Die Pumpe 31 bewirkt die Zuführung des gekühlten Feuchtmittels zum Vierwegemischer 32, der, je nach Stellung der Ventilklappen, einen Teil über die Rohrleitung 14 in den Behälter 15 zurückführt und den anderen Teil einem Teil des über die Rückströmungsleitung 8 fließenden Kühlmittels beimischt. Andere Varianten sind ebenfalls einsetzbar.

Claims

Temperiereinrichtung zur Einstellung und Konstanthaltung der Temperatur des Feuchtmittels in Offset-Druckmaschinen mit einem oder mehreren Feucht- und Druckwerken bzw. Farbwerken, wobei das gekühlte Feuchtmittel aus einem Feuchtmittelvorratsbehälter entnommen und auf eine Solltemperatur temperiert über Zuströmungsleitungen je einem Feuchtwerkkasten zugeführt und von einem Feuchtmittelheber diesem entnommen und mittels Feuchtwalzen übertragen wird, welcher Feuchtwerkkasten mit dem Feuchtmittelvorratsbehälter über eine Rückströmungsleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein erster aus Zuströmungs- ( 7) und Rückströmungsleitungen (8) gebildeter Teilkreislauf vorgesehen ist, der über eine motorgesteuerte Mischereinrichtung (11) strömend mit einem zweiten, gekühltes Feuchtmittel führenden Teilkreislauf verbunden ist,

und daß ein Steuergerät (22) mit einer Regelschaltung vorgesehen ist, das eine Prozessorsteuereinheit aufweist, die nach einem Programm eine Steuergröße in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturwerten des Feuchtmittels in dem Feuchtwerkkasten (1) und/oder an der Oberfläche einer das Feuchtmittel übertragenden Walze (10), der Sollwertvorgabe und vorgegebenen beaufschlagbaren Störgrößen für jedes Druckwerk ermittelt, und daß die jeweilige Steuergröße die motorgesteuerte Mischereinrichtung (11) steuert.
Temperiereinrichtung nach Anspruch 1 für mehrere Feuchtwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuergerät jeweils eine Regelschaltung für jedes Feuchtwerk (A, B, C, D) vorgesehen ist, und daß jedem Feuchtwerk (A, B, C, D) eine solche, die Teilkreisläufe verbindende motorgesteuerte Mischereinrichtung (11) zugeordnet ist.
Temperiereinrichtung nach Anspruch 1 für mehrere Feuchtwerke einer Mehrfarben-Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Feuchtwerke (A, B, C, D) der Offset-Druckmaschine ein gemeinsamer zweiter Teilkreislauf und eine strömend verbindende motorgesteuerte Mischereinrichtung vorgesehen ist, und daß mit den Zu- und Rückströmungsleitungen (7, 8) steuerbare dritte Teilkreisläufe verbunden sind, die aus einer Abzweigzuströmleitung (4) und einer Abzweigrückströmleitung (3), die mit der Zuströmleitung (7) und Rückströmleitung (8) im ersten Teilkreislauf und mit dem Feuchtwerkkasten (1) verbunden sind, vorgesehen sind, und daß in jeder Abzweigzuströmungsleitung (4) ein motorgesteuertes Ventil (5) angeordnet ist, und daß in dem Steuergerät (22) zusätzlich zur Regelschaltung für die den ersten und zweiten Teilkreislauf strömend verbindende Mischereinrichtung (11) zur gemeinsamen Vorlauftemperierung des Feuchtmittels im ersten Teilkreislauf weitere Regelschaltungen für jedes Feuchtwerk (A, B, C, D) vorgesehen sind, die je eine Steuergröße in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturwerten, der Sollwertvorgabe und vorgegebenen beaufschlagbaren Störgrößen in einem Feuchtwerk (A, B, C, D) und unter Berücksichtigung der Temperatur des Temperiermittels in der Zuströmungsleitung (7) des ersten Teilkreislaufes für jedes Feuchtwerk ermittelt, und daß die jeweilige Steuergröße das adressierte motorgesteuerte Ventil (5) in dem jeweiligen dritten Teilkreislauf steuert.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die motorgesteuerte Mischereinrichtung (11) aus einem Mehrwegemischer besteht, über welchen Teile des über die Rückströmungsleitung (8) in den Vorratsbehälter (15) zurückfließenden Temperiermittels mit Teilen des gekühlten, aus dem Vorratsbehälter (15) entnommenen Kühlmittels in Abhängigkeit der anliegenden Steuergröße gemischt werden.
Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischereinrichtung aus einem Ventil mit veränderbarem Durchströmungsquerschnitt in der Zuströmungsleitung des zweiten Teilkreislaufes besteht, und daß die Rückströmungsleitung des ersten Teilkreislaufes über eine Verbindungsleitung mit der Zuströmungsleitung im ersten Teilkreislauf und mit der Rückströmungsleitung des zweiten Teilkreislaufes, rückströmendes Temperiermittel führend, verbunden ist, und daß hinter dem Einlauf der Verbindungseinleitung in der Zuströmungsleitung des ersten Teilkreislaufes eine drehzahlgesteuerte Umlaufpumpe zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des Feuchtmittels vorgesehen ist, die durch von einer Regelschaltung in dem Steuergerät erzeugte Stellsignale steuerbar ist.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß Temperatursensoren (26, 27) in der Zuströmungs- (7) und Rückströmungsleitung (8) des ersten Teilkreislaufes und/oder des dritten Teilkreislaufes vorgesehen sind, deren Temperaturwerte als Istwertvorgaben dem Steuergerät (22) zugeführt werden.
Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß in den Teilkreisläufen drehzahlgesteuerte Umlaufpumpen (20) zur Veränderung der Durchflußgeschwindigkeit des Feuchtmittels vorgesehen sind, die durch von der Regelschaltung in dem Steuergerät (22) erzeugte Stellsignale steuerbar sind.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß in jedem Farbwerk in unmittelbarer Nähe mindestens einer Walze (10) ein Sensor (24) zur Erfassung der Temperatur an der Oberfläche der jeweiligen Walze (10) vorgesehen ist, und daß der gemessene Temperaturwert als weitere Störgröße der Regelschaltung zur Beeinflussung der Steuergröße zugeführt wird.
Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß eine fotoelektrische Meßeinrichtung zur Ermittlung der Farbdichte vorgesehen ist, und daß der gemessene Wert als weitere Störgröße der Regelschaltung zugeführt wird.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die weiteren Störgrößen Faktoren, wie Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Alkoholanteil oder Anteil des Alkoholersatzmittels in dem Feuchtmittel und Farbdichte, Farbverarbeitungsfaktoren und Papierkonstante sind, und daß das Steuergerät Störgrößeneingänge und Eingabeeinrichtungen zur Eingabe dieser Störgrößen aufweist.
Temperiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Störgrößen als feste Faktoren und die Solltemperatur mit einer Eingabetastatur (28) in das Steuergerät (22) eingebbar sind.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät während des Anlaufs der Maschine vor dem Einsatz der Regelung nach einer vorgegebenen Feuchtmitteltemperierkurve eine Anlauf-/Ablaufsteuerung des Temperierkreislaufes vorgibt, und daß mit Erreichen einer Sollwertvorgabe des Temperiermittels in dem Feuchtmittelwerk das Steuergerät auf die störgrößenabhängige Regelung umschaltet.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Regelschaltung eine Anzeigevorrichtung (29) für die Ist- und Solltemperaturen, die eingegebenen Faktoren und die jeweiligen Meßwerte vorgesehen ist, die abrufbar in einem Speicher in dem Steuergerät abgelegt sind, und daß aus dem Speicher alle Störgrößen und Informationen der jeweiligen Feuchtwerke alphanumerisch oder graphisch wahlweise einzeln oder gemeinsam auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung (29) anzeigbar sind.
Temperiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Feuchtmittels in dem Feuchtmittelvorratsbehälter (15) erfaßt und als Istwert einer Regelschaltung in dem Steuergerät (22) zugeführt wird, und daß das Steuergerät unter Berücksichtigung des niedrigsten Sollwertes der Temperatur des Feuchtmittels eine Steuergröße für die Steuerung des Kühlaggregates (16) ermittelt.