DE102007043644A1

DE102007043644A1 - Temperiergerät für Druckmaschinen

Info

Publication number: DE102007043644A1
Application number: DE200710043644
Authority: DE
Inventors: Andreas Harig; Karsten Revers
Original assignee: Technotrans SE
Current assignee: Technotrans SE
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-19

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Druckmaschine, insbesondere bestimmter Teile oder Fluide einer Rotationsdruckmaschine. Hierbei sind zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe KW, WW vorgesehen, deren Temperaturen unabhängig voneinander steuer- und/oder regelbar sind. Hierbei werden Temperiermittelströme bereitgestellt, welche gesteuert und/oder geregelt der Druckmaschine zugeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Druckmaschine, eine Druckmaschine und ein Verfahren zum Temperieren von Druckmaschinen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Auch können über Bereitstellung von mehreren Temperiermittelströmen aus einem Temperiermittelkreislauf mehrere Verbraucherkreisläufe der Druckmaschine, welche sich ggf. in ihren Solltemperaturen unterscheiden, bedient werden.
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.
Erfindungsgemäß wird die Zuführung der Temperiermittelströme an die Druckmaschine gesteuert und/oder geregelt, vorzugsweise durch eine mengenmäßige Steuerung und/oder Regelung.
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.
Die genannte Mischung sorgt für eine schnelle Reaktionszeit der Druckmaschinentemperierung.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Temperiervorrichtung ist schematisch in 1 dargestellt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

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

Claims

Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Druckmaschine, insbesondere bestimmter Teile oder Fluide einer Rotationsdruckmaschine, wobei zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) vorgesehen sind, deren Temperaturen unabhängig voneinander steuer- und/oder regelbar sind und wobei die Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) Temperiermittelströme bereitstellen, welche gesteuert und/oder geregelt der Druckmaschine zuführbar sind.
Temperiervorrichtung zum Temperieren einer Druckmaschine, insbesondere bestimmter Teile oder Fluide einer Rotationsdruckmaschine, wobei zumindest ein Temperiermittelkreislauf (KW, WW) vorgesehen ist, dessen Temperatur steuer- und/oder regelbar ist und der Tempiermittelkreislauf (KW, WW) unabhängig von der Druckmaschine und insbesondere ihren Verbraucherkreisläufen betreibbar ist, und wobei von dem Temperiermittelkreislauf (KW, WW) Temperiermittelströme abzweigbar sind, welche gesteuert und/oder geregelt Verbraucherkreisläufen der Druckmaschine zuführbar sind.
Temperiervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest einer der Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) einen Pufferbehälter (5, 6) zur Aufnahme von Temperiermittel aufweist und wobei vorzugsweise jeder Temperiermittelkreislauf (KW, WW) einen Pufferbehälter (5, 6) zur Aufnahme von Temperiermittel aufweist.
Temperiervorrichtung einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest zwei der Temperiermittelströme (17, 18) bei der Zuführung zu der Druckmaschine mischbar sind.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) so eingerichtet sind, daß ausschließlich über eine Rückführung von der Druckmaschine ein Austausch des Temperiermittels zwischen den Temperiermittelkreisläufen (KW, WW) stattfinden kann.
Temperiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) jeweils gegeneinander hydraulisch getrennt sind und insbesondere über Wärmetauscher in Verbindung mit Verbraucherkreisläufen (VK) der Druckmaschine stehen.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei bei der Zuführung der Temperiermittelströme (17, 18) an die Druckmaschine an jedem Temperiermittelstrom (17, 18) ein Schaltventil (10, 11) und einem Verbraucherkreislauf (VK) der Druckmaschine vorgelagert ein Regelventil (14) vorgesehen ist.
Temperiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei bei der Zuführung der Temperiermittelströme (17, 18) an die Druckmaschine an jedem Temperiermittelstrom (17, 18) ein Regelventil (14b, 14c) vorgesehen ist.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei jeder der zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) je eine Temperiermittelzuführung (17, 18) und je eine Temperiermittelrückführung (19, 20) zur Verbindung an einen Verbraucherkreislauf (VK) der Druckmaschine aufweist.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei an zumindest einem Temperiermittelkreislauf (KW, WW), vorzugsweise einem Kaltwasserkreislauf (KW), ein Feuchtmittelkreis (FM) angeschlossen ist, welcher als offener Kreislauf der Druckmaschine zugeführt wird und wobei insbesondere der Feuchtmittelkreis (FM) über einen Wärmetauscher (8) mit dem Temperiermittelkreislauf (KW, WW) verbunden ist.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Rücklauf (26) des Temperiermittels von einem Verbraucherkreislauf (VK) mit dem Vorlauf (24) des Temperiermittels zu diesem Verbraucherkreislauf (VK) über eine Bypassverbindung (22) verbunden ist und insbesondere der Verbraucherkreislauf (VK) eine Verbraucherkreispumpe (1) aufweist.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Temperiervorrichtung so einrichtbar ist, daß zumindest temporär die von einer Druckmaschine an einen der Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) abgegebene Temperiermittelmenge größer ist, als die zeitgleich von diesem Temperiermittelkreislauf (KW, WW) aufgenommene Temperiermittelmenge.
Temperiervorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest ein Tempiermittelkreislauf (KW, WW) eine Temperiermittelpumpe (5, 6) und ein Druckhalteventil (15) aufweist und die Abzweigung von zumindest zwei Temperiermittelströmen von dem Temperiermittelkreislauf nach der Temperiermittelpumpe (5, 6) und vor dem Druckhalteventil (15) vorgesehen ist.
Druckmaschine mit einer Temperiervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verfahren zur Temperierung von Druckmaschinen, insbesondere Rotationsdruckmaschinen, umfassend die Schritte: – voneinander unabhängiges Steuern und/oder Regeln der Temperaturen von Temperiermittel in zumindest zwei Temperiermittelkreisläufen (KW, WW); – Zuführen zumindest eines von einem der Temperiermittelkreisläufe (KW, WW) bereitgestellten Temperiermittelstroms (10, 11) an eine Druckmaschine und/oder – Mischen von mehreren von den Temperiermittelkreisläufen (KW, WW) bereitgestellten Temperiermittelströmen (10, 11) mit der anschließenden Zuführung an eine Druckmaschine.
Verfahren nach Anspruch 15 aufweisend den Schritt der Rückführung des Temperiermittelstroms (19, 20) von der Druckmaschine, insbesondere einem Verbraucherkreislauf (VK) der Druckmaschine, in einen der zumindest zwei Temperiermittelkreisläufe (KW, WW).
Verfahren nach Anspruch 16, aufweisend den Schritt der Rückführung des Temperiermittels von dem Verbraucherkreislauf (VK) der Druckmaschine in einen Temperiermittelkreislauf (KW, WW), der von dem Temperiermittelkreislauf (KW, WW) abweicht, von welchem das Temperiermittel zum Verbraucherkreislauf (VK) zugeführt wurde.