[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung
von Kondenswasserbildung in Druckmaschinen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und
15.
[0002] In Druckereien und Druckmaschinen-Prüfeinrichtungen besteht das Problem, daß sich
insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsdruckmaschinen auf den für den Schutz des Maschinenbedienpersonals
sehr wichtigen Sicherheitselementen, wie Handschutzbügeln, Fingerschutzspindeln sowie
sonstigen Teilen der Druckmaschine, Kondenswasser bildet. Kondenswasser kann z. B.
auf der Oberfläche eines Schutzschildes in Form von Tröpfchen auftreten, die sich
zu Tropfen sammeln können, welche dann entweder auf die Oberfläche der zu bedruckenden
Materialbahn oder in das Druckwerk selbst fallen und Druckdefekte und andere unerwünschte
Zustände verursachen. Kondenswasser unter der Materialbahn kann ebenfalls Druckdefekte
verursachen, beispielsweise, wenn Tröpfchen auf die Oberflächen von Heberwalzen oder
dergl. eines unteren Druckwerks fallen.
[0003] Sogar auf Druckwerkskomponenten, wie Schildern, Schienen und Rahmenteilen kann sich
Kondenswasser in Form von Tröpfchen bilden, die auf die Bahn oder auf Komponenten
des Farbwerks fallen und somit ein Risiko für die Erhaltung der Druckqualität darstellen.
Beispielsweise kann Kondenswasser auf der Oberfläche von Druckwerkswalzen, im besonderen
auf den Walzen im Feuchtwerksystem einer Druckmaschine, einen schädlichen Effekt auf
die Wasser-/Feuchtmittelzufuhr im Offsetdruckprozeß haben, d. h. daß das zum Feuchtmittel
auf einer Walze hinzukommende Kondenswasser die Aufnahmekapazität des Druckspaltes
überschreiten kann, so daß sich überschüssiges Wasser im Druckspalt ansammelt, was
eine unstete Wasserzufuhr und somit eine Verminderung der Druckqualität zur Folge
hat. Weiterhin kann auf die Bahn tropfendes Kondenswasser unmittelbar Druckbildfehler
verursachen und Kondenswasser auf einer Walze, insbesondere auf Feuchtwalzen, kann
den Offsetdruckprozeß destabilisieren.
[0004] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Defekte auf dem aus einer Druckmaschine
kommenden bedruckten Material zu vermeiden, die auf Kondenswasserbildung zurückzuführen
sind. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Umgebungstemperatur
eines gewählten Bereichs einer Druckmaschine konstant zu halten, um die Bildung von
Kondenswasser zu verhindern.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und 7 gelöst.
[0006] Weiter Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
[0007] Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das unerwünschte Auftreten
von Kondenswasser in einem ausgewählten Bereich der Druckmaschine, beispielsweise
im Feuchtwerksystem, dadurch beeinflußt, daß die Temperatur der das Feuchtwerksystem
umgebenen Luft durch Kühlen und Erhitzen der Luft bzw. durch die Veränderung der Luftfeuchtigkeit,
in der Weise gesteuert wird, daß die Temperaturdifferenz zwischen den Komponenten
des Feuchtwerksystems und der Umgebungsluft einen vorgegebenen Sollwert einnimmt,
wodurch ein im wesentlichen isothermer Zustand geschaffen wird.
[0008] Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend aufgeführten Zeichnungen näher erläutert.
[0009] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine exemplarische Darstellung eines isothermen Feuchtwerksystems gemäß vorliegender
Erfindung; und
- Fig. 2
- ein exemplarisches Flußdiagramm für ein Verfahren zur Schaffung eines im wesentlichen
isothermen Zustandes gemäß vorliegender Erfindung.
[0010] Fig. 1 zeigt ein isothermes Feuchtwerksystem gemäß vorliegender Erfindung. In einem
herkömmlichen Feuchtwerksystem, wie es in der US 5,592,880 und der US 5,520,113 beschrieben
ist, kann sich aufgrund hoher relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperaturdifferenz
zwischen der Umgebungsluft und der Oberfläche einer Walze des Feuchtwerks überflüssiges
Wasser in Form von Kondenswasser ansammeln. Dieses durch Kondensation entstandene
überflüssige Wasser im Feuchtwerk kann die Ursache für eine unstete Feuchtmittelzufuhr
zur Druckplatte sein.
[0011] In dem isothermen Feuchtwerksystem gemäß vorliegender Erfindung wird eine vergleichmäßigte
Zufuhr von Feuchtmittel zu Druckplatte dadurch gewährleistet, daß z. B. die Temperatur
der Walzen des Feuchwerks, die Temperatur des Feuchmittels und die Temperatur der
Luft im Bereich des Feuchtwerks durch eine in Fig. 1 dargestellte Temperaturregelungseinheit
110 auf einen im wesentlichen gleichen Wert geregelt wird.
[0012] Beispielsweise können geringfügig niedrigere oder geringfügig höhere Lufttemperaturen
als die Temperatur des Feuchtmittels und/oder der Feuchtwerkswalzen vom System als
zulässig angesehen werden, d. h. daß eine kleine Menge von Kondensation oder Verdampfung,
die keine drucktechnischen Probleme verursacht, hingenommen wird. Somit kann für Lufttemperaturen,
die geringfügig niedriger als die Temperatur des Feuchtmittels und der Oberfläche
der Feuchtwerkswalzen sind, ein niedriger und akzeptabler Grad der Verdunstung von
Feuchtmittel in die Luft stattfinden. In gleicher Weise kann bei Lufttemperaturen,
die geringfügig über der Temperatur des Feuchtmittels und der Oberfläche der Feuchtwerkswalzen
liegen, eine niedrige und akzeptable Menge von Kondenswasser auf der Walzenoberfläche
erscheinen. Mit der Aufrechterhaltung von Temperaturen in solch einem vorgegebenen
Akzeptanzbereich wird somit eine konsistente und gleichförmige Zufuhr von Feuchtmittel
zur Druckplatte erzielt.
[0013] Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt das isotherme Feuchtwerksystem 100 gemäß vorliegender
Erfindung eine Temperaturregelungseinheit 110, die mit einem Feuchtwerk 105 eines
herkömmlichen Druckwerks verbunden ist. Dieses Feuchtwerk 105 kann beispielsweise
eine Vielzahl von Walzen und Zylindern umfassen, über welche ein Feuchtmittel auf
eine Druckform, z. B. auf eine auf einem Plattenzylinder eines Druckwerks einer Rollenoffsetdruckmaschine
angeordneten Druckplatte, aufgebracht wird. Das Feuchtwerk 105 kann von der Umgebungsluft
isoliert in einem Gehäuse oder Kasten untergebracht sein. In gleicher Weise kann das
gesamte Druckwerk einschließlich des isothermen Feuchtwerksystems 100 umschlossen
oder von der Umgebungsluft isoliert werden, wenn dies gewünscht ist.
[0014] Die Temperaturregelungseinheit 110 kann eine programmierbare Steuereinheit 110a umfassen,
wie beispielsweise eine auf einem herkömmlichen Mikroprozessor basierende Steuerungseinrichtung,
welchen z. B. ein der Temperatur der Umgebungsluft, bzw. der Luft innerhalb des Feuchtwerks
105 entsprechendes Signal T
A, ein der Temperatur des Feuchtmittels entsprechendes Signal T
F, ein der Auslaßtemperatur des Wassers zum Kühlen der Walzen entsprechendes Signal
T
WO sowie ein der Einlaßtemperatur des Wassers zum Kühlen der Walzen entsprechendes Signal
T
WI empfängt.
[0015] Mit dem Feuchtwerk 105 ist ferner eine Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit 115 verbunden,
die beispielsweise eine Pumpe und eine zugeordnete Rohrleitung, über die das Feuchtmittel
in das Feuchtwerk 105 geleitet wird, einen Tank, der einen Feuchtmittel-Vorrat enthält
und eine Heiz-/Kühleinheit zur Regelung der Temperatur des Feuchtmittels - z. B. durch
Erwärmen oder Kühlen des Feuchtmitteltanks in bekannter Weise - umfassen kann, um
das Feuchtmittel auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur zu halten.
[0016] Eine Walzerkühlwassertemperatur-Steuereinheit 120 ist ebenfalls mit dem Feuchtwerk
105 verbunden und kann z. B. eine Pumpe und ein dieser zugeordnetes Rohrleitungsystem
zur Zirkulation der Flüssigkeit durch die Feuchtwerkswalzen, einen Tank, der eine
Vorrat von z. B. Wasser enthält sowie eine Heiz-/Kühleinheit zur Regelung der Temperatur
des in die Feuchtwerkswalze(n) geleiteten Wassers enthalten.
[0017] Eine Lufttemperatur-Steuereinheit 125, die ebenfalls mit dem Feuchtwerk 105 verbunden
ist, kann z. B. ein Gebläse, das Luft durch das als vorzugsweise umschlossene und
isolierte Einheit ausgebildete Feuchtwerk 105 bläst, ein Heizgerät, das die Lufttemperatur
gemäß den Vorgaben der Temperaturregelungseinheit 110 im Bedarfsfalle erhöht sowie
ein Kühlgerät, das die Lufttemperatur gemäß den Vorgaben der Temperaturregelungseinheit
110 im Bedarfsfalle senkt, umfassen. Hierzu kann z.B. ein bekanntes Heizungs-, Ventilations-
und Klimatisierungssystem (HVAC) eingesetzt werden.
[0018] Die programmierbare Steuereinheit 110a der Temperaturregelungseinheit 110 empfängt
die Inputsignale T
A, T
F, T
WO und T
WI und erzeugt ein Steuersignal, das in Abhängigkeit von den Inputsignalen und einer
Bezugstemperatur T
REF bestimmt wird. Die Signale T
A, T
F, T
WO und T
WI können entweder von einem Sensor erzeugt werden, der die jeweiligen Werte in dem
Feuchtwerksystem 105 mißt, oder z. B. von einem Sensor, der die jeweiligen Werte in
der Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit 115 oder in der Walzenkühlwassertemperatur-Steuereinheit
120 mißt. Beispielsweise kann die Temperatur des Feuchtmittels, das sowohl im Feuchtwerk
105 als auch in der Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit 115 fließt, entweder am Feuchtwerk
105 oder an der Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit 115 gemessen und der Meßwert
an die Temperaturregelungseinheit 110 gesandt werden.
[0019] T
REF stellt eine Bezugstemperatur für das erfindungsgemäße isotherme Feuchtwerksystem
100 dar. T
REF kann z. B. ein vorbestimmter Wert, d. h. ein auf der Erfahrung des Druckmaschinenbedieners
basierter Temperaturwert sein, um optimale Betriebszustände zu schaffen, z. B. eine
Betriebstemperatur für das Feuchtwerksystem 100 von ca. 22°C (72°F), der vorzugsweise
in einem Speicher der Temperaturregelungseinheit 110 als Parameter abgelegt ist. Alternativ
kann der T
REF -Wert z. B. als Funktion der Temperatur der Umgebungsluft im Feuchtwerk 105 bestimmt
werden, so daß der festgesetzte T
REF-Wert z. B im wesentlichen gleich der Umgebungsluft-Temperatur gesetzt werden kann.
Die programmierbare Steuereinheit 110a empfängt somit die Signale T
A, T
F, T
WO und T
WI und sendet dann an die jeweiligen Komponenten des erfindungsgemäßen isothermen Feuchtwerksystems
100 ein Steuersignal, das auf der für das Feuchtwerksystem gewünschten Temperatur
T
REF und der in jeder Komponente des Feuchtwerksystems 100 herrschenden aktuellen Temperatur
basiert.
[0020] Beispielsweise kann das Steuersignal der Wert von T
REF sein, der - wenn von einer speziellen Komponente empfangen - dazu führt, daß die
Komponenten in angemessener Weise heruntergekühlt oder erhitzt wird, um den Wert von
T
REF zu erhalten. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, daß allen Komponenten, d.
h. der Lufttemperatur-Steuereinheit 125, der Feuchtmittel-Steuereinheit 115 und der
Walzenkühlwassertemperatur-Steuereinheit 120 jeweils das gleiche Steuersignal zugeführt
wird, z. B. der Wert von T
REF, und die Komponenten hierauf entsprechend reagieren, beispielsweise indem sie durch
Anpasssen ihrer jeweiligen Betriebszustände ihre Temperatur im erforderlichen Maße
verringern oder erhöhen, z. B. über zugeordnete Heiz-/Kühlgeräte und/oder Zirkulationssysteme.
Alternativ hierzu kann die Temperaturregelungseinheit 110 anstelle des einen Steuersignals
ein individuelles Heiz- oder Kühl-Signal an jede der Komponenten des isothermen Feuchtwerksystems
100 senden, wobei das individuelle Steuersignal z. B. in Abhängigkeit von T
REF bestimmt werden kann, um eine geeignete Temperaturanpassung in der zugehörenden empfangenden
Einheit herbeizuführen.
[0021] Fig. 2 stellt ein exemplarisches Verfahren zur Schaffung eines isothermen Zustandes
gemäß vorliegender Erfindung dar. Beispielsweise wird in einem Schritt 200 die Umgebungslufttemperatur
T
A bestimmt. In Schritt 210 wird die Temperatur des Feuchtmittels T
F bestimmt. In den Schritten 220 und 230 wird jeweils die Auslaßtemperatur und die
Einlaßtemperatur des Walzenkühlwassers bestimmt. In Schritt 240 wird die Bezugstemperatur
T
REF, die entweder auf der Umgebungslufttemperatur oder einem vorbestimmten Wert basiert,
bestimmt. Hierbei können die Schritte 200 bis 240 in beliebiger Reihenfolge oder sogar
gleichzeitig ausgeführt werden. In Schritt 250 wird das Outputsignal in Abhängigkeit
von mindestens einem der Werte T
A, T
F, T
WO, T
WI und T
REF bestimmt und an die Steuereinheiten 115, 120 und 125 gesandt, die in Reaktion auf
das Steuersignal eine Anpassung ihrer jeweiligen Temperatur vornehmen, so daß ein
im wesentlichen isothermer Zustand für das Feuchtwerk 105 erzeugt bzw. aufrechterhalten
wird.
[0022] Demgemäß veranlaßt das von der erfindungsgemäßen Temperaturregelungseinheit 110 erzeugte
Steuersignal die Steuereinheiten 115, 120 und 125 für die Temperaturen der Feuchtwalzen,
des Feuchtmittels und der Luft im Bereich des Feuchtwerks 105 dazu, daß die Temperaturen
in der Weise verändert werden, daß diese im wesentlichen gleich sind und sich somit
ein isothermer Zustand dahingehend einstellt, daß jede der Komponenten des isothermen
Feuchtwerksystems 100 im wesentlichen die gleiche Temperatur aufweist. Beispielsweise
kann das Gebläse der Lufttemperatur-Steuereinheit 125 in Reaktion auf ein Steuersignal
in der Weise gesteuert werden, daß durch das Feuchtwerk 105 Luft zirkuliert wird,
die im Bedarfsfall durch das Heizgerät oder durch das Kühlgerät der Lufttemperatur-Steuereinheit
125 erwärmt oder abgekühlt wird. In gleicher Weise können das Heizgerät oder das Kühlgerät
der Walzenkühlwasserteinperatur-Steuereinheit 120 und die Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit
115 in Abhängigkeit von dem Steuersignal gesteuert werden, um die Temperatur des Walzenkühlwassers
und des Feuchtmittels, welche über den jeweiligen Vorratstank und jeweilige Pumpsysteme
durch das isotherme Feuchtwerksystem 100 zirkuliert werden, derart zu steuern, daß
die Temperaturen der Feuchtwerkswalzen, des Feuchtmittels und der Luft im Bereich
des Feuchtwerksystems 100 im wesentlichen gleich sind.
[0023] Wie oben erwähnt, ergeben Lufttemperaturen, die geringfügig über der Temperatur des
Feuchtmittels, bzw. unter der Oberflächentemperatur der Feuchtwerkswalzen liegen,
eine niedrige und akzeptable Menge an verdunstetem Feuchtmittel, bzw. Kondenswasserbildung
auf den Walzenoberflächen. Dadurch, daß die jeweilige Temperatur des Feuchtmittels,
des Feuchtwalzenkühlwassers und der Umgebungsluft (im Feuchtwerk 105) erfindungsgemäß
gemessen und die Luft- und Komponententemperaturen z. B. durch Kühlen oder Erwärmen
der Luft oder der Flüssigkeiten in dem System gemäß vorliegender Erfindung geändert
werden, wird die Temperaturdifferenz zwischen den Komponenten des isothermen Feuchtwerksystems
und der umgebenden Luft minimal gehalten. Ferner kann dadurch, daß die Temperaturen
der Komponenten des Feuchtwerks innerhalb eines akzeptablen und vorzugsweise für jede
einzelne Komponente allein, bzw. für alle Komponenten zusammen wählbaren Differenzbereichs
gehalten werden ebenfalls die Kondenswasserbildung im System auf ein minimales Maß
beschränkt werden, so daß eine störungsfreie Zufuhr von Feuchtmittel zur Druckplatte
gewährleistet ist.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN
[0024]
- 100
- isothermes Feuchtwerksystem
- 105
- Feuchtwerk
- 110
- Temperaturregelungseinheit
- 110a
- programmierbare Steuereinheit
- 115
- Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit
- 120
- Walzenkühlwassertemperatur-Steuereinheit
- 125
- Lufttemperatur-Steuereinheit
- 200
- Schritt zur Bestimmung der Umgebungslufttemperatur
- 210
- Schritt zur Bestimmung des Feuchtmittels
- 220
- Schritt zur Bestimmung der Auslaßtemperatur des Walzenkühlwassers
- 230
- Schritt zur Bestimmung der Einlaßtemperatur des Walzenkühlwassers
- 240
- Schritt zur Bestimmung der Bezugstemperatur
- 250
- Schritt zur Bestimmung des Outputsignals
1. Isothermes Feuchtwerksystem mit einem in einem Druckwerk einer Rotationdruckmaschine
angeordneten, Walzen aufweisenden Feuchtwerk (105),
gekennzeichnet durch,
eine Steuereinheit (125) zur Veränderung der Lufttemperatur,
eine Steuereinheit (115) zur Veränderung der Feuchtmitteltemperatur,
eine Steuereinheit (120) zur Veränderung der Temperatur von durch die Walzen des Feuchtwerks
(105) hindurchströmendem Kühlmittel sowie
eine Temperatur-Regelungseinheit (110), welche mit der Lufttemperatur-Steuereinheit
(125), der Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit (115) sowie der Walzenkühlmitteltemperatur-Steuereinheit
(120) elektrisch verbunden ist und die die Steuereinheiten (125, 115, 120) in der
Weise steuert und regelt, daß das Feuchtwalzenkühlmittel, das Feuchtmittel und die
Luft im Bereich des Feuchtwerks (105) im wesentlichen die gleiche Temperatur aufweisen.
2. Feuchtwerksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dieses einen Lufttemperatursensor zur Erfassung der Lufttemperatur im Bereich
des Feuchtwerks (105), einen Feuchtmitteltemperatursensor zum Erfassen der Feuchtmitteltemperatur,
einen Walzenkühlmittel-Auslaßtemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des aus
den Walzen austretenden Kühlmittels sowie einen Walzenkühlmittel-Einlaßtemperatursensor
zum Erfassen der Temperatur des in die Walzen einströmenden Kühlmittels umfaßt.
3. Feuchtwerksystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur-Regelungseinheit (110) eine programmierbare Steuereinheit (110a)
enthält, die von den Sensoren ein Lufttemperatur-Inputsignal, ein Feuchtmitteltemperatur-Inputsignal,
ein Walzenkühlmittel-Auslaßtemperatur-Inputsignal und ein Walzenkühlmittel-Einlaßtemperatur-Inputsignal
empfängt, und die in Abhängigkeit von mindestens einem der Inputsignale sowie einem
vorgegebenen Signal für eine Referenztemperatur (TREF) ein Steuersignal erzeugt, in Abhängigkeit von welchem die Lufttemperatur-Steuereinheit
(125), die Feuchtmitteltemperatur-Steuereinheit (115) sowie die Walzenkühlwassertemperatur-Steuereinheit
(120) die jeweilige Lufttemperatur, Feuchtmitteltemperatur sowie Walzenkühlmitteltemperatur
verändern.
4. Feuchtwerksystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das vorgegebene Referenztemperatursignal (TREF) auf der Grundlage eines vorgebbaren Temperaturwertes oder des Lufttemperatur-Inputsignals
bestimmt wird.
5. Isothermes Feuchtwerksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Feuchtwerk (105) von der Umgebungsluft isoliert ist.
6. Isothermes Feuchtwerksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die programmierbare Steuereinheit (110a) einen Mikroprozessor enthält.
7. Verfahren zur Vermeidung von Kondenswasserbildung in Walzen enthaltenden Feuchtwerken
von Rotationsdruckmaschinen,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
Messen der Temperatur der Luft im Feuchtwerk,
Messen der Temperatur des Feuchtmittels im Feuchtwerk,
Messen der Temperatur eines durch die Walzen des Feuchtwerks hindurchströmenden Kühlmittels,
Bestimmen einer Referenztemperatur,
Erzeugen eines Steuersignals in Abhängigkeit von der Lufttemperatur im Feuchtwerk,
der Feuchtmitteltemperatur der Walzenkühlmittel-Temperatur sowie der Referenztemperatur;
und
Verändern der Lufttemperatur im Feuchtwerk, der Feuchmitteltemperatur und der Walzenkühlmittel-Temperatur
in Abhängigkeit von dem Steuersignal in der Weise, daß sich im Feuchtwerk ein im wesentlichen
isothermer Zustand einstellt.
8. Verfahren nach Anspruch 7;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Referenztemperatur in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Temperaturwert und/oder
der Lufttemperatur im Feuchtwerk bestimmt wird.