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Die
Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer
Druckmaschine, eine Druckmaschine und ein Verfahren zum Temperieren von
Druckmaschinen.
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Druckmaschinen
benötigen
verschiedene Prozeßmedien,
wie etwa Kühlmittel
zum Kühlen
der unterschiedlichen Walzen, entweder mittels einer Durchleitung
des Kühlmittels
durch die Walzen selbst oder durch bspw. Besprühen der Walzen mit einem Feuchtmittel.
Ferner wird insbesondere beim Anlaufen der Druckmaschine ein Anwärmen der
Druckmaschine und insbesondere ihrer Walzen benötigt, um sie so schnell auf
die benötigte
Arbeitstemperatur zu bringen, da nur durch das Einhalten von engen
Solltemperaturbereichen das optimale Druckergebnis erreicht werden
kann.
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Hierbei
ergibt sich das Problem, der Druckmaschine das benötigte Temperiermittel
in der benötigten
Temperatur und in ausreichender Menge zuzuführen. Insbesondere stellt sich
das Problem, der Druckmaschine – und
insbesondere ihren entsprechenden Verbraucherkreisläufen – schnell,
also ohne oder nur mit minimaler zeitlicher Verzögerung, die benötigte Temperiermittelmenge
bereitzustellen. Es soll eine schnelle Reaktionszeit der Temperaturregelung und/oder
-steuerung der Druckmaschine erreicht werden.
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Erfindungsgemäß wird eine
Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Druckmaschine bereitgestellt,
welche insbesondere bestimmte Teile oder Fluide einer Rotationsdruckmaschine
temperiert. Hierbei sind zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe vorgesehen,
deren Temperaturen unabhängig voneinander
steuer- und/oder regelbar sind und wobei die Temperiermittelkreisläufe Temperiermittelströme bereitstellen,
welche gesteuert und/oder geregelt der Druckmaschine zuführbar sind.
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Die
erfindungsgemäße Temperiervorrichtung ist
an eine Druckmaschine angeschlossen, die zumindest einen Verbraucherkreislauf
(VK-Kreislauf) aufweist, der in vorteilhafter Weise eine eigene
Verbraucherkreispumpe aufweisen kann und so auch autark bzw. unabhängig umlaufend
betreibbar ist. Wenn nun die gemessene Ist-Temperatur (z. B. 28°C) in einem
dieser VK-Kreisläufe
von einer Solltemperatur (z. B. 24°C) abweicht, kann von einem der
Temperiermittelkreisläufe
der Temperiervorrichtung ein Temperiermittelstrom (z. B. Kaltwasser
KW mit 8°C)
abgezweigt werden, welcher in diesen VK-Kreislauf geleitet wird.
Da dieser Temperiermittelstrom eine von der VK-Kreislauf abweichende
Temperatur aufweist, ergibt sich über die Mischung eine neue
VK-Temperatur, wobei sich bei entsprechender Regelung/Steuerung
die Solltempertur (z. B. 24°C) ergibt.
Ein Vorteil dieser Vorrichtung ergibt sich im schnellen Ansprechverhalten.
Bei herkömmlichen Anlagen
ist häufig
ein Wärmetauscher
vorgesehen, welcher aktiviert werden muß, was deutlich langsamer ist,
als eine Zumischung entsprechend temperierter Flüssigkeit.
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In
obigen Beispiel kann die verwendete KW-Temperatur auf 8°C bestimmt
werden, was deutlich niedriger ist, als die Solltemperatur eines
angeschlossenen VK-Kreislaufs.
So kann über
die Mischungsverhältnisse
eine relativ kleine Menge des relativ kühlen KW-Temperiermittels die
vorhandene Temperatur des VK-Kreislaufs deutlich verändern. So kann
zum einen die in der Temperiervorrichtung umlaufende Temperiermittelmenge
reduziert werden oder alternativ mit einer vorhandenen Temperiermittelmenge
eine deutlich höhere
Temperierleistung übertragen
werden.
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Je
größer demnach
die Differenz der Temperaturen des von der Temperiervorrichtung
abgezweigten Temperiermittelstroms zu der Soll-Temperatur des VK-Kreises
im Vergleich zu der Ist-Soll-Abweichung des VK-Kreises ist, desto
kleiner wird die benötigte
Menge des abgezweigten Temperiermittelstroms. Auf diese Art können die
Kälte-
und Heizaggregate kleiner ausgelegt werden.
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Auch
können über Bereitstellung
von mehreren Temperiermittelströmen
aus einem Temperiermittelkreislauf mehrere Verbraucherkreisläufe der Druckmaschine,
welche sich ggf. in ihren Solltemperaturen unterscheiden, bedient
werden.
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Nicht
nur die Kühlung
ist möglich,
sondern auch die Zuführung
eines Temperiermittelstroms mit einer höheren Temperatur und somit
einer Erhöhung der
VK-Temperatur. Die Temperiervorrichtung umfaßt zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe, welche vorteilhafter
Weise mit unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden. Das Temperieren
eines VK-Kreislaufs mit einer höheren
Temperatur, also das Wärmen,
ist bspw. beim Anfahren der Druckmaschine zum schnellen Erreichen
der Betriebstemperatur sinnvoll.
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Erfindungsgemäß wird die
Zuführung
der Temperiermittelströme
an die Druckmaschine gesteuert und/oder geregelt, vorzugsweise durch
eine mengenmäßige Steuerung
und/oder Regelung.
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Hierbei
kann die Steuerung und/oder Regelung so ausgeführt sein, daß wahlweise
lediglich ein Temperiermittelstrom von einem Temperiermittelkreislauf
an die Druckmaschine und insbesondere an einen ihrer Verbraucherkreisläufe weitergeleitet
wird oder mehrere Temperiermittelströme entweder gemischt oder getrennt
voneinander an zumindest einen VK-Kreislauf der Druckmaschine weitergeleitet werden.
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Die
genannte Mischung sorgt für
eine schnelle Reaktionszeit der Druckmaschinentemperierung.
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Erfindungsgemäß wird ferner
eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Druckmaschine, insbesondere
bestimmter Teile oder Fluide einer Rotationsdruckmaschine, bereitgestellt,
wobei zumindest ein Temperiermittelkreislauf vorgesehen ist, dessen
Temperatur steuer- und/oder regelbar ist und wobei der Tempiermittelkreislauf
unabhängig
von der Druckmaschine und insbesondere ihren Verbraucherkreisläufen betreibbar
ist. Hierbei sind von dem Temperiermittelkreislauf zumindest Temperiermittelströme abzweigbar,
welche gesteuert und/oder geregelt Verbraucherkreisläufen der
Druckmaschine zuführbar
sind.
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Der
zumindest eine Temperiermittelkreislauf kann als geschlossener Kreislauf
ausgeführt
sein und beispielsweise parallel zu der Druckmaschine verlegt sein,
ohne selbst im Austausch mit der Druckmaschine oder ihren Verbraucherkreisläufen zu
stehen. Der Temperiermittelkreislauf weist Abzweigungen auf, an
denen Temperiermittelströme
abgezweigt und zu Verbraucherkreisläufen geführt werden können. Diese
Verbraucherkreisläufe
können,
wie bereits beschrieben, unabhängig
bzw. autark von dem oder den Tempiermittelkreisläufen ausgeführt sein. Wenn nun bspw. die
Temperatur in einem der Verbraucherkreisläufe zu hoch ist und somit Kühlung notwendig
wird, wird die benötigte
Menge des Temperiermittelstroms gesteuert und/oder geregelt in den Verbraucherkreislauf
eingeleitet. Durch diese Einleitung bzw. Mischung kann, wie oben
bereits beschrieben, entsprechend schnell und effektiv die Temperatur
in den Verbraucherkreisläufen
eingestellt werden.
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Zumindest
ein Temperiermittelkreislauf kann in vorteilhafter Weise einen Pufferbehälter bzw.
Vorratsbehälter,
welcher zur Aufnahme von größerer Mengen
von Temperiermittel dient, umfassen. Vorzugsweise weist jeder Temperiermittelkreislauf
einen Pufferbehälter
zur Aufnahme von Temperiermittel auf.
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Bei
bestimmten Betriebsarten muß die Druckmaschine
stärker
und insbesondere sehr schnell gekühlt oder erwärmt werden.
Da eine Druckmaschine üblicherweise über eine
Vielzahl von Verbraucherkreisen verfügt wird, muß so eine große Energiemenge
entweder abgeführt
oder zugeführt
werden. Diese Wärmeenergie
kann in Pufferbehältern, wie
einem oder mehreren Kaltwasserspeichern oder einem oder mehreren
Warmwasserspeichern bevorratet werden. Auf diese Art kann die Druckmaschine schnell
auf die gewünschte
Betriebstemperatur gesteuert und/oder geregelt werden.
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Vorteilhafter
Weise sind zumindest zwei der Temperiermittelströme bei der Zuführung zu
der Druckmaschine mischbar. Es ist zumindest ein Verbraucherkreis
der Druckmaschine so eingerichtet, daß er mit zumindest zwei Temperiermittelkreisen
der Temperiervorrichtung in Kontakt steht. Von dort werden zumindest
zwei Ströme
an den Verbraucherkeis geleitet, wo sie sich vereinigen können. Dabei
können
die Ventile, die die Temperiermittelströme steuern, auch so eingestellt
werden können,
daß lediglich ein
Temperiermittelstrom zu dem entsprechenden Verbraucherkreis weitergeleitet
wird.
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Die
Temperiervorrichtung ist vorteilhafter Weise so eingerichtet, daß nach Zuführung der
Temperiermittelströme
zu der Druckmaschine lediglich aufgrund anschließender Rückführung aus einem der Verbraucherkreisläufe der
Druckmaschine ein Austausch des Temperiermittels zwischen den Temperiermittelkreisläufen stattfinden
kann. Die Temperiermittelkreisläufe
sind vorteilhafter Weise getrennte Kreisläufe, welche unabhängig voneinander
in ihren Temperaturen steuer/und oder regelbar sind und/oder deren
Kreisläufe
ohne eine Überschneidung
oder Austausch untereinander stehen. Die Temperiermittelkreisläufe weisen
Abzweigungen auf, welche zu zumindest einem Verbraucherkreislauf führen und
von dort zu den Temperiermittelkreisläufen zurück führen. Austausch zwischen den
Temperiermittelkreisläufen
bedeutet, daß über eine
Steuerung der Ventile im Bereich eines Verbraucherkreislaufs Temperiermittel
von einem Temperiermittelkreislauf dem Verbraucherkreislauf zugeführt wird und
von dort einem anderen Temperiermittelkreislauf zugeführt werden
kann. Im Fall, daß in
einem Temperiermittelkreislauf nicht ausreichend (oder übermäßig viel)
Temperiermittel vorhanden ist, kann auf diese Weise sogar ein mengenmäßiger Ausgleich
vorgenommen werden. Insbesondere kann Temperiermittel, welches mit
hoher Temperatur aus einem Verbraucherkreislauf zurückgeführt werden
soll, dem Temperiermittelkreislauf zugeführt werden, der im Vergleich
zu einem anderen Temperiermittelkreislauf die höhere Temperatur aufweist sowie
auch umgekehrt.
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Alternativ
können
die Temperiermittelkreisläufe
jeweils gegeneinander hydraulisch getrennt sein und über Wärmetauscher
mit den Verbraucherkreisläufen
der Druckmaschine in Verbindung stehen, wodurch kein Flüssigkeitsaustausch
zwischen den Kreisläufen
besteht. So können
unterschiedliche Zusammensetzungen der Fluide, beispielsweise mit unterschiedlichen
Additiven, in den einzelnen Kreisläufen verwendet werden.
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In
vorteilhafter Weise ist für
die Zuführung der
Temperiermittelströme
an die Druckmaschine an jedem Temperiermittelstrom ein Schaltventil
vorgesehen. Ferner kann ein Regelventil vorgesehen sein, welches
einem Verbraucherkreislauf der Druckmaschine vorgelagert ist.
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Die
Schaltventile sind vorzugsweise so ausgestaltet, daß sie nur über zwei
Schaltzustände: „geschlossen" oder „geöffnet" verfügen. Vorteilhafter Weise
ist nur eines der einem Verbraucherkreislauf vorgelagerten Schaltventile,
also auf der Vorlaufseite, zu jedem Zeitpunkt geöffnet, und das oder die anderen
Schaltventile sind geschlossen. So kann ein Temperiermittelstrom
von nur einem der Temperiermittelkreisläufe über das geöffnete Schaltventil und das
Regelventil zu dem Verbraucherkreislauf gelangen.
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Während die
Schaltventile die Auswahl vornehmen, von welchem Temperiermittelkreislauf
das Temperiermittel entnommen werden soll, steuert und/oder regelt
das Regelventil die Menge des zugeführten Temperiermittels.
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Bei
dieser Betriebsweise ist zuführseitig
oder vorlaufseitig somit jeweils nur ein Temperiermittelkreislauf
mit dem Verbraucherkreislauf verbunden. So können keine Wechselwirkungen
aufgrund von unterschiedlichen Druckverhältnissen in den Temperiermittelkreisläufen entstehen.
Ansonsten könnte
es u. U. möglich
sein, daß über unterschiedliche
geöffnete
Schaltventile Temperiermittel von einem Temperiermittelkreislauf
in einen anderen gelangen könnte.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist bei der Zuführung
der Temperiermittelströme
an die Druckmaschine an jedem Temperiermittelstrom ein Regelventil
vorgesehen. Durch eine Regelung der Menge, welche von unterschiedlichen Temperiermittelkreisläufen einem
Verbraucherkreislauf der Druckmaschine zugeführt wird, kann die gewünschte Temperatur
gezielt eingestellt/geregelt werden.
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Vorteilhafter
Weise verfügt
jeder der zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe über je eine Temperiermittelzuführung und
je eine Temperiermittelrückführung zur
Verbindung an einen Verbraucherkreislauf der Druckmaschine. Ein
Verbraucherkreislauf, der an zwei Temperiermittelkreisläufe angeschlossen
ist, verfügt
somit über
zwei Zuführungen und
zwei Abführungen.
Durch geeignete Steuerung der Ventile, welche sich in den Zu- und
Rückführungen
befinden, ist es möglich,
Temperiermittel einem Temperiermittelkreislauf zu entnehmen und
dem gleichen oder einem anderen Temperiermittelkreislauf wieder
zuzuführen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann ein Feuchtmittelkreislauf an einem Temperiermittelkreislauf,
vorzugsweise einem Kaltwasserkreislauf, angeschlossen sein. Hierbei
ist der Feuchtmittelkreislauf als offener Kreislauf ausgeführt und über einen
Wärmetauscher
mit dem Temperiermittelkreislauf verbunden.
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Offene
Kühlkreisläufe, bei
denen beispielsweise ein Feuchtmittel auf Teile der Druckmaschine, insbesondere
eine oder mehrere ihrer Walzen, wie z. B. Farbreiberwalzen aufgebracht
wird, werden auch als Feuchtmittelkreisläufe bezeichnet. Hierbei wird an
das Feuchtmittel andere Anforderungen hinsichtlich der chemischen
Zusammensetzung gestellt, als an das Temperiermedium innerhalb der
Temperiervorrichtung. Aus diesem Grund wird ein Feuchtmittelkreislauf
vorzugsweise hydraulisch getrennt betrieben und die benötigte Kühlenergie
aus dem Temperiermittelkreislauf über einen Wärmetauscher übertragen.
Hydraulisch getrennt heißt,
daß kein
Temperiermedienübertritt
zwischen den Kreisen stattfinden kann.
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Die
Verbraucherkreisläufe
der Druckmaschine können
unterschiedlich ausgestaltet sein. Im einfachsten Fall weisen sie
eine Zuführung
oder Vorlauf auf, ferner einen Bereich in dem temperiert wird, wie beispielsweise
flüssigkeitsdurchströmte Walzen
und eine Rückführung oder
Rücklauf, über die
das Temperiermittel die Druckmaschine verläßt.
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Bevorzugt
weist ein Verbraucherkreislauf einen Rücklauf des Temperiermittels
auf, der mit dem Vorlauf des Temperiermittels dieses Verbraucherkreislaufs über eine
Bypassverbindung verbunden ist. Dabei weist der Verbraucherkreislauf
vorzugsweise eine Verbraucherkreispumpe auf. Diese Bypassverbindung
ist vorteilhafter Weise durch Schalt- und/oder Regelventile gegenüber den
Temperiermittelkreisläufen
getrennt ausgeführt.
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Durch
diesen Aufbau kann das Temperiermittel unabhängig von der Temperiervorrichtung
im Verbraucherkreislauf zirkulieren. Die Verbindungen zu der Temperiervorrichtung,
also KW-Vorlauf und WW-Vorlauf, dienen als eine zusätzliche
Speisung. Vorteilhaft ist eine derartige Ausführung, da die Verbraucherkreispumpe
dafür sorgt,
daß sämtliche
Bereiche des entsprechenden Verbraucherkreises ausreichend mit Temperiermittel
versorgt werden. Da der Verbraucherkreislauf im Vergleich zur gesamten Temperiervorrichtung
relativ klein ist, wird keine sonderlich hohe Leistung der Verbraucherkreispumpe benötigt.
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Vorteilhafter
Weise ist die Temperiervorrichtung so einrichtbar, daß zumindest
temporär
die von der Druckmaschine an einen der Temperiermittelkreisläufe abgegebene
Temperiermittelmenge größer ist,
als die zeitgleich von diesem Temperiermittelkreislauf aufgenommene
Temperiermittelmenge.
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Eine
derartige Einrichtung ist u. a. dann vorteilhaft, wenn eine Druckmaschine
angefahren werden soll. Hierbei ist es i. d. R. notwendig, dass
Verbraucherkreisläufe
der Druckmaschine auf Arbeitstemperatur gebracht werden (bspw. 26°C). Dies
geschieht mit der Zuführung
von Temperiermittel aus einem Warmwasserkreislauf von bspw. 30°C, welches seine
Wärme abgibt
und im Rücklauf
auf bspw. 20°C abgekühlt ist.
Wenn nun die Wärmeleistung
des Heizelements des Warmwasserkreislaufs nicht ausreicht, um diesen
Temperaturverlust unverzüglich auszugleichen,
würde 20°C warmes
Wasser in den Warmwasserspeicher gelangen und so dessen (Durchschnitts)-Temperatur
senken, was dafür
sorgt, dass kein Temperiermittel mit 30°C mehr zur Verfügung steht,
was den Anfahrvorgang verzögert.
Um dies zu vermeiden, kann das von dem Verbraucherkreislauf rücklaufende
Temperiermittel in den Kaltwasserkreislauf abgegeben und von dessen
Kaltwasserspeicher aufgenommen werden. Zu diesem Zeitpunkt bzw.
in dieser Zeitspanne nimmt also der Kaltwasserkreislauf von dem
Verbraucherkreislauf mehr Temperiermittel auf, als er an den Verbraucherkreislauf
abgibt. Das Gleiche gilt in umgekehrter Weise für Zustände, bei denen der Rücklauf eine
erhöhte Temperatur
aufweist, d. h. für
Zustände
während
des laufenden Betriebs der Druckmaschine.
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In
vorteilhafter Weise weist zumindest ein Tempiermittelkreislauf eine
Temperiermittelpumpe und ein Druckhalteventil auf und die Abzweigung
von zumindest einem Temperiermittelstrom ist nach der Temperiermittelpumpe
und vor dem Druckhalteventil vorgesehen. Auf diese Weise ist sichergestellt,
daß der
von der Temperiermittelpumpe aufgebaute Temperiermitteldruck schnell
und direkt auf den oder die abgezweigten Temperiermittelströme wirkt
und so die Temperiermittelströme
unter definierten Druckbedingungen auf die Verbraucherkreisläufe der
Druckmaschine wirken. Vorteilhafter Weise weisen jeder der Temperiermittelkreisläufe je eine
Temperiermittelpumpe und ein Druckhalteventil auf.
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In
einem Verfahren zur Temperierung von Druckmaschinen, insbesondere
Rotationsdruckmaschinen, wird zuerst die Temperatur von Temperiermittel
in zumindest zwei Temperiermittelkreisläufen durch eine Steuerung voneinander
unabhängig
gesteuert und/oder geregelt. So wird erreicht, daß in jedem
Temperiermittelkreislauf Temperiermittel mit einer vorbestimmten
Temperatur zirkuliert.
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In
dem Schritt des Temperierens wird zumindest ein von einem der Temperiermittelkreisläufe bereitgestellter
Temperiermittelstrom an eine Druckmaschine geleitet. Auch kann eine
Mischung von mehreren von den Temperiermittelkreisläufen (KW,
WW) bereitgestellten Temperiermittelströmen stattfinden und anschließend das
Gemisch der Druckmaschine zugeführt
werden.
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Nachdem
das Temperiermittel zu einem Bereich der Druckmaschine geleitet
wurde, insbesondere einem Bereich der temperiert werden soll, also
insbesondere einem Verbraucherkreislauf der Druckmaschine, wird
das Temperiermittel an einen der zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe zurückgeführt. Hierbei
muß das
Temperiermittel nicht an den Temperiermittelkreislauf zurückgeführt werden,
von dem es entnommen wurde.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Temperiervorrichtung ist schematisch
in 1 dargestellt.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eine Temperiervorrichtung für eine Druckmaschine. Im
Wesentlichen sind zwei Temperiermittelkreisläufe KW und WW mit Abzweigungen,
welche zu den Verbraucherkreisläufen
VK1, VK2 und VK3 führen,
dargestellt. Ferner ist an dem Temperiermittelkreislauf KW, welches
einen Kaltwasserkreislauf darstellt, ein Feuchtmittelkreis FM angeschlossen.
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Der
Kaltwasserkreislauf KW ist ein geschlossener Kreislauf, in welchem
Kaltwasser umlaufend mittels der im Kreislauf eingebundenen Kaltwasserpumpe 3 gefördert wird.
Als Hauptbestandteile des Kaltwasserkreislaufs KW sind die Kaltwasserpumpe 3,
der Kaltwasserspeicher 5, das Druckhalteventil 15 und
der Kaltwasserwärmetauscher 9 zu
nennen. Diese Hauptbestandteile haben je einen Ein- und einen Ausgang
und sind in Reihe bzw. so hintereinander geschaltet, dass bei dem
Umlauf des Temperiermittels, also des Kaltwassers, diese Hauptbestandteile ständig durchströmt werden.
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Das
Druckhalteventil 15 hat die Funktion, in dem ihm vorgelagerten
Bereich des Kreislaufs den Druck des Temperiermittels auf einem
gewünschten Wert
zu halten. Falls der vorhandene Druck den eingestellten Solldruck übersteigt, öffnet das
Druckhalteventil 15 und läßt den Fluß des Temperiermittels durch
das Druckhalteventil 15 zu. Hierbei kann das Druckhalteventil 15 so
gestaltet sein, daß über eine eingebaute
Feder, deren Vorspannkraft vorzugsweise einstellbar ist, das Ventil geschlossen
gehalten wird und es bei einem Temperiermitteldruck, welcher größer als
der Solldruck ist, öffnet.
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Der
Kaltwasserspeicher 5 ist ein vorzugsweise geschlossener
Behälter
der ausreichend groß gewählt ist,
um größere Mengen
Kaltwassser bzw. Temperiermittel aufnehmen bzw. speichern zu können, um
der Druckmaschine im Bedarfsfall unmittelbar ausreichend Temperiermittel
betreffender Temperatur zuführen
zu können,
so daß ein
kaum zeitverzögertes
also unmittelbares Kühlen
auf die gewünschte Temperatur
stattfinden kann. Der Kaltwasser-Wärmetauscher 9 ist
vorzugsweise mit einer Kältemaschine
(nicht dargestellt) verbunden, über
welche dem Temperiermittel, also dem Kaltwasser, Wärme entzogen
wird. Die Kaltwasserpumpe 3 ist vorzugsweise eine industrieübliche Flüssigkeitspumpe.
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Hierbei
ist die Reihenfolge der genannten Hauptbestandteile im Wesentlichen
beliebig. In vorteilhafter Weise ist aber das Druckhalteventil 15 in Fließrichtung
des Temperiermittels hinter der Kaltwasserpumpe 3 angeordnet.
Zwischen der Kaltwasserpumpe 3 und dem Druckhalteventil 15 sind
Kaltwasservorläufe 17 als
Abzweigungen von dem Kaltwasserkreislauf KW zu den Verbraucherkreisläufen VK1, VK2, und VK3 angeordnet. Das Druckhalteventil 15 sorgt
dafür,
daß in
den Kaltwasservorläufen (KW-Vorlauf) 17 ein
annähernd
ständig
konstanter Druck bereitgestellt wird. Der in 1 dargestellter Aufbau
ist vorteilhaft, da hinter der Kaltwasserpumpe 3 der Kaltwasserspeicher 4 und
direkt hinter dem Kaltwasserspeicher 4 die Abzweigungen
der KW-Vorläufe 17 angeordnet
sind, da so das im Kaltwasserspeicher 5 befindliche Temperiermittel
schnell den Verbraucherkreisläufen
VK1, VK2, VK3 ... zugeführt werden kann.
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Der
Aufbau des Warmwasserkreislauf WW ist vorzugsweise prinzipiell vergleichbar
zu dem Aufbau des Kaltwasserkreislauf KW und umfaßt einen Warmwasserspeicher 6,
ein Heizelement 7, eine Warmwasserpumpe 2, ein
Druckhalteventil 15 und ebenfalls eine Verbindung (z. B.
eine Rohrleitung), welche diese Komponenten verbindet. Das Heizungselement 7 kann
auch als ein Wärmetauscher ausgeführt sein.
Auch an dem Warmwasserkreislauf WW sind Abzweigungen in Form von Warmwasservorläufen (WW-Vorlauf) 18 vorgesehen,
welche an einem der Warmwasserpumpe 2 nachgeschalteten und
dem Druckhalteventil 15 vorgeschalteten Bereich des Warmwasserkreislaufs
WW abzweigen.
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1 zeigt,
daß der
Warmwasserspeicher 6 mit dem Heizungselement 7 in
einer Baugruppe integriert ist. Wie bei dem Kaltwasserkreislauf
KW beschrieben, ist die Anordnung und Reihenfolge der Komponenten
auch bei dem Warmwasserkreislauf WW prinzipiell frei bestimmbar,
wobei Warmwasserspeicher 6 und Heizungselement 7 auch
getrennt ausgebildet sein können.
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Auch
ist der Aufbau der Temperiervorrichtung nicht nur auf zwei Temperiermittelkreisläufe KW, WW
begrenzt, sondern es können
auch weitere Kreisläufe
vorgesehen sein, um so beispielsweise Temperiermittel mit einer
anders geregelten Temperatur den Verbraucherkreisläufen VK
zuzuführen oder über eine
höhere
Anzahl von Temperiermittelkreisläufen
den Verbraucherkreisläufen
VK eine größere Temperiermittelmenge
zuführen
zu können.
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Für jeden
der Temperiermittelkreisläufe
KW, WW wird eine Solltemperatur bestimmt. So kann die Solltemperatur
des Kaltwasserkreislaufs 8°C
und die des Warmwasserkreislaufs 30°C betragen. Die Kreisläufe sind
mit Temperatursensoren (nicht dargestellt) ausgerüstet, welche
vorteilhafter Weise in Nähe
der oder in den Kaltwasserspeicher 5 oder Warmwasserspeicher 6 angeordnet
sind. Wenn die gemessenen Temperaturen von der Solltemperatur abweichen, wird
entweder über
den Wärmetauscher 9 Wärme entzogen,
oder über
die Heizung 7 Wärme
zugeführt und
so die Temperiermitteltemperatur geregelt. Diese Regelung kann je
Temperiermittelkreislauf unabhängig
voneinander durchgeführt
werden oder eine gemeinsame Steuerung/Regelung kann die Temperaturen
unterschiedlicher Temperiermittelkreisläufe regulieren.
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Der
Kaltwasserkreislauf KW umfaßt
neben den bereits erwähnten
Abzweigungen der KW-Vorläufe 17,
bei denen Temperiermittel zu den Verbraucherkreisläufen VK
abgeleitet wird, auch Verzweigungen, bei denen Temperiermittel dem Kaltwasserkreislauf
KW zugeführt
wird. Diese Verzweigungen werden als Kaltwasser-Rücklauf (KW-Rücklauf) 20 bezeichnet.
Diese Verzweigungen sind vorteilhafter Weise hinter dem Druckhalteventil 15,
also auf dessen Niederdruckseite und vor der Kaltwasserpumpe 3 angeordnet.
Entsprechend umfaßt
auch der Warmwasserkreislauf WW Warmwasserrückläufe (WW-Rücklauf) 19, welche
in entsprechender Weise in den WW-Kreislauf eingebunden sind.
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Die
Druckmaschine umfaßt üblicherweise eine
Vielzahl von Verbraucherkreisläufen
VK. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
sind in 3 nur drei Verbraucherkreisläufe VK1, VK2 und VK3 dargestellt. Ein Verbraucherkreislauf leitet
das Temperiermittel an den Teil der Druckmaschine, der temperiert
werden soll. Temperieren kann bedeuten, dass gekühlt werden soll. Das heißt, die
durch den Druckvorgang und/oder die dabei benötigten Einrichtungen erzeugte
Wärme soll
abgeführt
werden. Temperieren kann auch bedeuten, daß Wärme zugeführt wird. Dies ist insbesondere
beim Anlauf der Druckmaschine notwendig, um so die Druckmaschine
schnell auf benötigte
Arbeitstemperaturen zu bringen.
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Vor
allem Walzen der Druckmaschine müssen
temperiert werden, nämlich
insbesondere die Raster-, Auftrags-, Kühl-, Duktor- und/oder Reibwalzen.
Diese Walzen werden u. a. dadurch temperiert, daß in einem geschlossenem Kreislauf
das Temperiermittel innerhalb der jeweiligen Walze in Temperierkanälen geführt wird.
Auch werden offene Kreisläufe
verwendet, bei denen das Temperiermittel (oder Feuchtmittel) als
Sprühnebel
auf die entsprechende(n) Walze(n) aufgesprüht wird.
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Ein
direkter Einsatz des Temperiermittels ist denkbar, wie auch ein
indirekter Einsatz, bei dem über
einen Wärmetauscher
eine Flüssigkeitstrennung
zwischen dem Temperiermittel eines Verbraucherkreislaufs und den
Kreisläufen
der Temperiervorrichtung realisiert ist.
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Für einen
indirekten Einsatz kann ein Wärmetauscher
von dem Temperiermittel des Temperiermittelkreislaufs durchströmt sein.
Einen derartiger Aufbau ist in dem Feuchtmittelkreislauf FM der 1 gezeigt,
welcher über
einen Feuchtmittel- Wärmetauscher 44 an
den Kaltwasserkreislauf KW angeschlossen ist und ferner eine Feuchtmittelpumpe 46 umfaßt, welche
das Feuchtmittel aus einem Feuchtmitteltank 40 zu dem Feuchtmittelwärmetauscher 44 fördert und
von dort zu einem Feuchtmittelverbraucher (nicht dargestellt). Die
Kühlleistung
des Feuchtmittelwärmetauschers 44 wird
durch ein Dreiwegeventil 42 reguliert, welches wahlweise
mehr oder weniger Kühlmittel
durch den FM-Wärmetauscher 44 leitet. Prinzipiell
unterscheidet sich der dargestellte Feuchtmittelkreislauf FM von
einem Verbraucherkreislauf VK durch den zwischengeschalteten Wärmetauscher 44.
Der Feuchtmittelkreislauf FM ist als ein offener Kreislauf ausgeführt und
das Feuchtmittel besteht im Wesentlichen aus Wasser und möglichen
Additiven.
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1 zeigt
Teile von drei Verbraucherkreisläufen
VK1, VK2 und VK3, deren Fließrichtungen durch die nach
unten gerichteten Pfeile an der VK-Vorlauf 24 und die nach
oben gerichteten Pfeile an den VK-Rücklauf 26 gekennzeichnet
sind. Der VK-Vorlauf 24 führt zu Bereichen, z. B. Walzen
der Druckmaschine, die temperiert werden sollen. Diese z. B. Walzen
sind aus Gründen
der Übersichtlichkeit nicht
dargestellt. Die Verbraucherkreisläufe VK1 und VK2 verfügen
ferner über
eine Bypassverbindung 22, welche jeweils den VK-Vorlauf 24 und
VK-Rücklauf 26 miteinander
verbinden. Wenn beispielsweise die Ventile 10, 11, 12 und 13 geschlossen
sind, ist es möglich,
daß die
im VK-Vorlauf 24 enthaltene Verbraucherkreispumpe 1 das
Temperiermittel in einem kontinuierlichen Prozeß innerhalb des Kreislaufs
VK1 umlaufend fördert.
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Jeder
der Verbraucherkreisläufe
VK ist vorteilhafter Weise mit jedem Temperiermittelkreislauf KW,
WW über
eine Zuführung
und eine Rückführung des
Temperiermittels verbunden, wie dies bei dem Verbraucherkreislauf
VK1 mit dem Kaltwasservorlauf (KW-Vorlauf) 17,
dem Warmwasservorlauf (WW-Vorlauf) 18, dem Warmwasserrücklauf (WW-Rücklauf) 19 und
dem Kaltwasserrücklauf
(KW-Rücklauf) 20 dargestellt
ist.
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Um
den jeweiligen Verbraucherkreislauf VK mit Temperiermittel der gewünschten
Temperatur zu versorgen, sind an den Vor- und Rückläufen 17, 18, 19 und 20 in vorteilhafter
Weise diverse Ventile vorgesehen, welche auf unterschiedliche Weisen
betrieben werden können.
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Zum
einen kann der Verbraucherkreislauf VK1 in
dem KW-Vorlauf 17 ein Kaltwasservorlaufventil (KW-VL-Ventil) 10 umfassen.
Entsprechend sind in den anderen Warmwasservorlaufventile (WW-VL-Ventil) 11 und
in den Rückläufen die
Warmwasserrücklaufventile
(W-RL-Ventil) 12 sowie Kaltwasserrücklaufventile (KW-RL-Ventil) 13 vorgesehen.
Die Rohrführung
ist so gestaltet, daß die
Temperiermittel des KW-Vorlaufs 17 und des WW-Vorlaufs 18 nach
den Ventilen KW-VL-Ventil 10 und WW-VL-Ventil 11 ineinander
münden
und zu einem Regelventil 14 geführt werden. Nach dem Regelventil 14 beginnt
der Verbraucherkreislauf VK1 mit der Verbraucherkreispumpe 1,
dem VK-Vorlauf 24, VK-Rücklauf 26 und
der Bypassverbindung 22.
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Wenn
beispielsweise die Solltemperatur des Temperiermittels in dem Verbraucherkreislauf
VK1 auf 25°C definiert wurde, die gemessene
Temperatur jedoch 28°C
beträgt,
kann das KW-VL-Ventil 10 und KW-RL-Ventil 20,
welche vorteilhafter Weise als Schaltventile nur über die
Zustände „voll geöffnet„ oder „geschlossen„ verfügen, in
den geöffneten
Zustand gebracht werden. Über
eine Mengen-Regelung des Durchflusses durch das Regelventil 14 kann
soviel Kühlmittel
aus dem Kaltwasserkreislauf KW, dessen Temperatur bspw. 8°C beträgt, zugeführt werden,
bis sich in der Mischung die gewünschte
Temperatur (Solltemperatur) ergibt. Die Menge des über das Regelventil 14 in
den Verbraucherkreis VK1 zugeführten Kühlmittels
entspricht der Menge, die über
die Ventile WW-RL-Ventil 12 und/oder KW-RL-Ventil 13 zu
der Temperiervorrichtung rückgeführt wird.
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Alternativ
kann, wie bei VK3 dargestellt, an jedem
der KW-Vorlauf und WW-Vorlauf je ein Regelventil 14b und 14c verwendet
werden, welche so betrieben werden, daß sich im Verbraucherkreislauf VK3 die benötigte
Solltemperatur ergibt. Der Verbraucherkreislauf VK3 ist
ohne einen Bypass 22 dargestellt. Natürlich ist es auch möglich, die
Variante der genannten Regelventilen 14b und 14c auch
in einem Verbraucherkreislauf mit einem Bypass 22 zu betreiben.
Auch können
die Regelventile 14b und 14c weggelassen werden.
Auch ist die Verbraucherkreispumpe 1 des VK3 nicht
zwingend notwendig, da auch die Pumpenleistung einer der Temperiermittelpumpen 5 oder 6 genutzt
werden kann.
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Bei
der in VK3 dargestellten Ausführungsform
wird die gesamte umlaufende Temperiermittelmenge über die
Temperiervorrichtung mit zumindest einen ihrer Temperiermittelkreisläufe KW,
WW geleitet. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn
eine besonders starke und oder schnelle Temperierung gewünscht ist
und/oder wenn die in diesem Verbraucherkreis benötigte Solltemperatur der Solltemperatur
eines der Temperiermittelkreisläufe
KW, WW entspricht.
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Neben
den genannten Varianten der Steuerung der Zuführung der Temperiermittel an
die Verbraucherkreisläufe
VK sind auch beliebige weitere denkbar, wie über Mischbatterien, Mischung
von Temperiermittel aus mehr als nur zwei Temperiermittelkreisläufen. Die
genannten Varianten des Aufbaus der Temperiervorrichtung und der
Steuerung sind beliebig miteinander kombinierbar.
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- KW
- Kaltwasserkreislauf
- WW
- Warmwasserkreislauf
- FM
- Feuchtmittelkreislauf
- VK1, VK2, VK3
- Verbraucherkreisläufe
- 1
- Verbraucherkreispumpe
- 2
- Warmwasserpumpe
- 3
- Kaltwasserpumpe
- 5
- Kaltwasserspeicher
- 6
- Warmwasserspeicher
- 7
- Heizungelement
- 9
- Kaltwasser-Wärmetauscher
- 10
- KW-VL-Ventil
(Schaltventil)
- 11
- WW-VL-Ventil
(Schaltventil)
- 12
- WW-RL-Ventil
(Schaltventil)
- 13
- KW-RL-Ventil
(Schaltventil)
- 14,
14a, 14b
- Regelventil
- 15
- Druckhalteventil
- 17
- KW-Vorlauf
- 18
- WW-Vorlauf
- 19
- WW-Rücklauf
- 20
- KW-Rücklauf
- 22
- Bypassverbindung
- 24
- VK-Vorlauf
- 26
- VK-Rücklauf
- 40
- Feuchtmitteltank
- 42
- Dreiwegeventil
- 44
- Feuchtmittel-Wärmetauscher
- 46
- Feuchtmittelpumpe