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Dokumentenidentifikation DE19856370A1 24.06.1999
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Vermeidung von Kondenswasserbildung in Druckmaschinen
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Gagne, Daniel, Paul, South Berwick, Me., US;
Lyman, Charles Douglas, Farmington, N.H., US
DE-Anmeldedatum 07.12.1998
DE-Aktenzeichen 19856370
Offenlegungstag 24.06.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.06.1999
IPC-Hauptklasse B41F 7/24
IPC-Nebenklasse B41F 33/10   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung von Kondenswasserbildung in einem gewählten Bereich einer Druckmaschine, z. B. in einem Feuchtwerksystem. Es wird die Temperatur der das Feuchtwerksystem umgebenden Luft gesteuert, indem die Luft abgekühlt oder erwärmt und somit der Feuchtigkeitsgrad der Luft so geändert wird, daß die Temperaturdifferenz zwischen den Komponenten des Feuchtwerksystems und der Umgebungsluft minimal ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vermeidung von Kondenswasserbildung in Druckmaschinen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 15.

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und 7 gelöst.

Weiter Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

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.

Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend aufgeführten Zeichnungen näher erläutert.

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.

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.

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 Feuchtwerks, die Temperatur des Feuchtmittels 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.

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.

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.

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 TA, ein der Temperatur des Feuchtmittels entsprechendes Signal TF, ein der Auslaßtemperatur des Wassers zum Kühlen der Walzen entsprechendes Signal TWO sowie ein der Einlaßtemperatur des Wassers zum Kühlen der Walzen entsprechendes Signal TWI empfängt.

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.

Eine Walzenkühlwassertemperatur-Steuereinheit 120 ist ebenfalls mit dem Feuchtwerk 105 verbunden und kann z. B. eine Pumpe und ein dieser zugeordnetes Rohrleitungssystem 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.

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.

Die programmierbare Steuereinheit 110a der Temperaturregelungseinheit 110 empfängt die Inputsignale TA, TF, TWO und TWI und erzeugt ein Steuersignal, das in Abhängigkeit von den Inputsignalen und einer Bezugstemperatur TREF bestimmt wird. Die Signale TA, TF, TWO und TWI 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.

TREF stellt eine Bezugstemperatur für das erfindungsgemäße isotherme Feuchtwerksystem 100 dar. TREF 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 TREF- Wert z. B. als Funktion der Temperatur der Umgebungsluft im Feuchtwerk 105bestimmt werden, so daß der festgesetzte TREF-Wert z. B im wesentlichen gleich der Umgebungsluft-Temperatur gesetzt werden kann. Die programmierbare Steuereinheit 110a empfängt somit die Signale TA, TF, TWO und TWI und sendet dann an die jeweiligen Komponenten des erfindungsgemäßen isothermen Feuchtwerksystems 100 ein Steuersignal, das auf der für das Feuchtwerksystem gewünschten Temperatur TREF und der in jeder Komponente des Feuchtwerksystems 100 herrschenden aktuellen Temperatur basiert.

Beispielsweise kann das Steuersignal der Wert von TREF sein, der - wenn von einer speziellen Komponente empfangen - dazu führt, daß die Komponenten in angemessener Weise heruntergekühlt oder erhitzt wird, um den Wert von TREF 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 TREF, und die Komponenten hierauf entsprechend reagieren, beispielsweise indem sie durch Anpassen 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 Tip bestimmt werden kann, um eine geeignete Temperaturanpassung in der zugehörenden empfangenden Einheit herbeizuführen.

Fig. 2 stellt ein exemplarisches Verfahren zur Schaffung eines isothermen Zustandes gemäß vorliegender Erfindung dar. Beispielsweise wird in einem Schritt 200 die Umgebungslufttemperatur TA bestimmt. In Schritt 210 wird die Temperatur des Feuchtmittels TF bestimmt. In den Schritten 220 und 230 wird jeweils die Auslaßtemperatur und die Einlaßtemperatur des Walzenkühlwassers bestimmt. In Schritt 240 wird die Bezugstemperatur TREF, 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-er Werte TA, TF, TWO, TWI und TREF 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.

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 Walzenkühlwassertemperatur-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.

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. Bezugszeichenliste 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


Anspruch[de]
  1. 1. Isothermes Feuchtwerksystem mit einem in einem Druckwerk einer Rotationsdruckmaschine 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. 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. 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. 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. 5. Isothermes Feuchtwerksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtwerk (105) von der Umgebungsluft isoliert ist.
  6. 6. Isothermes Feuchtwerksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierbare Steuereinheit (110a) einen Mikroprozessor enthält.
  7. 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 Feuchtmitteltemperatur und der Walzenkühlmittel-Temperatur in Abhängigkeit von dem Steuersignal in der Weise, daß sich im Feuchtwerk ein im wesentlichen isothermer Zustand einstellt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7; dadurch gekennzeichnet, daß die Referenztemperatur in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Temperaturwert und/oder der Lufttemperatur im Feuchtwerk bestimmt wird.






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