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Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für ein Fluid nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Die Temperiervorrichtung eignet sich für die Temperierung eines Fluids, insbesondere eines Beschichtungsfluids, in einer Verarbeitungsmaschine. Die Temperiervorrichtung umfasst ein fließfähiges Temperiermittel, welches auf das beispielsweise in einer Druck- bzw. Lackiermaschine zu verarbeitende Fluid einwirkt.
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Eine Temperiervorrichtung dieser Art ist als Temperiereinheit aus
DE 20 2007 006 450 U1 in einer Einrichtung zum Dosieren eines Beschichtungsfluids in einer Verarbeitungsmaschine bekannt, welche die Temperiereinheit mit einer Temperiereinrichtung umfasst. Der Temperiereinheit ist eine Zuführleitung eines Kreislaufsleitungssystems für das Fluid zugeordnet und die Temperiereinheit umfasst ferner die Temperiereinrichtung sowie ein in einem Behälter aufgenommenes Temperiermittel für einen Wärme- oder Kälteübertrag auf das Fluid und ist mit einer Regeleinrichtung schaltungs- und datentechnisch gekoppelt.
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Aus
DE 199 02 567 A1 ist eine Vorrichtung zum Zuführen von Lack zu einem Lackwerk in der Form eines Kreislaufs mit einer Zuführleitung von einem Zwischenbehälter zum Lackwerk und einer Rückleitung von diesem zum Zwischenbehälter, einer Förderpumpe zum Lackfördern sowie eine Temperiereinrichtung zur Einstellung einer gewünschten Lacktemperatur bekannt. Dabei ist der Zwischenbehälter als dicht geschlossener Behälter ausgebildet und im Hauptkreislauf ist lediglich eine Förderpumpe mit Saug-/Druckfunktion angeordnet. Für den Wärme-/Kälteübertrag auf den zu verarbeitenden Lack ist als Temperiereinrichtung ein Plattenwärmetauscher vorgesehen. Anstelle des Plattenwärmetauschers oder auch zusätzlich kann eine Heizeinrichtung zum Temperieren des Lacks vorgesehen sein.
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Eine weitere Einrichtung ist aus
DE 10 2005 015 954 A1 bekannt, welche eine Anordnung an einer Druckmaschine mit einer Temperiereinrichtung für Feuchtmittel bzw. Druckzylinder mit wenigstens einem zwischen der Temperiereinrichtung und einer Druckmaschine verlaufenden Temperiermittelkreis beschreibt. Die Anordnung umfasst ein zusätzliches Freikühler-Temperiergerät, das einen von einem Temperiermittel durchströmten Wärmetauscher aufweist. Der Wärmetauscher kann mit dem Temperiermittelkreislauf der Temperiereinrichtung der Druckmaschine in einen Wärmeaustausch gebracht werden. Dabei ist vorzugsweise der Wärmetauscher im Rücklauf des Temperiermittelkreislaufes angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Temperiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Wärme- oder Kälteübertrag auf das Fluid sowie die Vergleichmäßigung der Temperatur im Fluid verbessert.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein erster Vorteil der Einrichtung zur Wärmeübertragung besteht darin, dass die Einrichtung einen einfachen Aufbau aufweist und wenig Platz benötigt.
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Der zweite Vorteil ergibt sich daraus, dass die Einrichtung reaktionsschnell ein Fluid auf die gewünschte Temperatur temperieren kann und dabei eine relativ geringe Menge an Temperiermittel benötigt.
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Als dritter Vorteil der Einrichtung kann angeführt werden, dass die Vergleichmäßigung der Temperatur innerhalb des Fluids verbessert werden kann.
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Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
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1 eine Schnittdarstellung einer Temperiervorrichtung,
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2 eine Ausführung gem. 1 um 90° verdreht als Behälter,
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3 einen Teil einer Zuführleitung in wendelförmiger Anordnung,
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4 eine Draufsicht der Ausbildung gem. 3,
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5 eine Dosiereinrichtung für ein Fluid in einer Verarbeitungsmaschine,
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6 einen Teil einer Zuführleitung in mäanderförmiger Anordnung.
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Eine Druckmaschine, alternativ eine Lackiermaschine, weist u. a. eine Beschichtungseinrichtung zum Dosieren eines Fluids, z. B. eines Beschichtungsfluids, insbesondere Druckfarbe oder Lack, für einen Bedruckstoff auf. Beispielsweise umfasst die Beschichtungseinrichtung gemäß 5 eine Dosiereinrichtung 1 mit einer Auftragwalze 3, einen der Auftragwalze 3 zugeordneten Formzylinder 4 und einen diesem zugeordneten, den Bedruckstoff in Förderrichtung 6 führenden Gegendruckzylinder 5. Die Auftragwalze 3, der Formzylinder 4 sowie der Gegendruckzylinder 5 sind in Kontakt bringbar angeordnet, wobei Formzylinder 4 und Gegendruckzylinder 5 einen Beschichtungsspalt bilden. Gemäß 5 weist die Dosiereinrichtung 1 eine Kammerrakel 2 auf, welche mit der beispielsweise als Rasterwalze ausgebildeten Auftragwalze 3 in Wirkverbindung ist.
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Alternativ kann die Dosiereinrichtung 1 ein an sich bekanntes Walzensystem umfassen. Der Formzylinder 4 kann eine Druckform, einschließlich Flexodruckform, eine Lackform oder ein Gummituch (vollflächig oder ausgespart) tragen.
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Zum Zirkulieren des Beschichtungsfluids ist die Dosiereinrichtung 1 mit einem Kreislaufsystem gekoppelt. Bevorzugt umfasst das Kreislaufsystem eine ein Reservoir 7 für das Beschichtungsfluid einschließende Zuführ- und eine Rücklaufleitung 19, 20 nebst integrierter Förderpumpe 11. In vorliegender Ausführung erfolgt die Einspeisung der Zuführleitung 19 in das Gehäuse der Kammerrakel 2. Vom Gehäuse der Kammerrakel 2 führt die Rücklaufleitung 20 in das Reservoir 7. Über die Rücklaufleitung 20 kann das Beschichtungsfluid nach dem Schwerkraftprinzip in das Reservoir 7 gefördert werden. Eine in die Zuführleitung 19 integrierte Förderpumpe 11 bewirkt die Zirkulation des Beschichtungsfluids. In der vorliegenden Ausbildung ist die Förderpumpe 11 zwischen dem Reservoir 7 und einer Temperiervorrichtung 8 in die Zuführleitung 19 integriert angeordnet. Alternativ kann stattdessen die Förderpumpe 11 zwischen der Temperiervorrichtung 8 und dem Dosiersystem 1 integriert angeordnet sein, wie dies in 5 in punktierter Darstellung gezeigt ist. Eine Integration einer Saugpumpe in die Rücklaufleitung 20 ist bei Bedarf möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich.
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In Förderrichtung des Beschichtungsfluids ist vorzugsweise nach der Förderpumpe 11 der Zuführleitung 19 die Temperiervorrichtung 8 zugeordnet. Die Temperiervorrichtung 8 umfasst einen Behälter sowie zumindest eine auf das Beschichtungsfluid wirkende Temperiereinrichtung 9, welche zwecks Einwirkung auf das Temperiermittel 18 als Heizeinrichtung oder Heiz-/Kühleinrichtung ausgebildet sein kann. Bevorzugt umfasst die Temperiervorrichtung 8 wenigstens die Temperiereinrichtung 9 sowie ein Temperiermittel 18 und kann bei Bedarf mit weiteren Mitteln kombiniert sein.
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Zum verbesserten Durchmischen des Temperiermittels 18 in dem Behälter kann bei Bedarf die Temperiervorrichtung 8 eine Mischvorrichtung 10 zum Durchmischen des Temperiermittels 18 aufweisen. Beispielsweise kann die Mischvorrichtung 10 als eine in den Behälter 21 eintauchende Rührvorrichtung 10 oder eine Pumpe 10 (2) ausgebildet sein. Die Mischvorrichtung 10 kann manuell oder mittels einer Regeleinrichtung 16 angesteuert sein. Zur Niveauüberwachung des Temperiermittels 18 kann der Temperiervorrichtung 8 bei Bedarf ein Füllstandssensor 15 zugeordnet sein. Ein derartiger Füllstandssensor 15 kann ebenso dem Reservoir 7 und/oder der Dosiereinrichtung 1 zugeordnet sein.
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Die Temperiervorrichtung 8 umfasst ferner zur Bestimmung der Temperaturen in dieser, vorzugsweise während der Zirkulation bzw. des Übertragens des Fluids, einen ersten Temperatursensor 12. Je nach Ausbildung der Temperiervorrichtung 8 ist der erste Temperatursensor 12 bevorzugt in der Temperiervorrichtung 8 angeordnet, beispielsweise in den Behälter integriert angeordnet. Weiterhin umfasst die Einrichtung einen in einem Bereich, gebildet durch die der Temperiervorrichtung 8 in Förderrichtung des Beschichtungsfluids nachgeordnete Zuführleitung 19 und die Dosiereinrichtung 1, angeordneten zweiten Temperatursensor 13. Dabei sind die Förderpumpe 11, die Temperatursensoren 12, 13 und die Temperiereinrichtung 9 schaltungs- und datentechnisch mit der Regeleinrichtung 16 gekoppelt, derart, dass wahlweise die Temperiereinrichtung 9 oder die Förderpumpe 11 aktivierbar ist.
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In einer Weiterbildung können die Temperiereinrichtung 9 und die Förderpumpe 11 mittels der Regeleinrichtung 16 gleichzeitig aktivierbar ausgebildet sein. In einer weiteren Ausbildung kann in einem Bereich, gebildet durch das Reservoir 7 und die – ausgehend vom Reservoir 7 – in Förderrichtung des Beschichtungsfluids der Temperiervorrichtung 8 vorgeordnete Zuführleitung 19, ein dritter, schaltungs- und datentechnisch mit der Regeleinrichtung 16 gekoppelter Temperatursensor 14 angeordnet sein. Bevorzugt ist der dritte Temperatursensor 14 im Reservoir 7 angeordnet.
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Sämtliche Temperatursensoren 12 bis 14, die Füllstandssensoren 15, die Mischvorrichtung 10, die Temperiereinrichtung 9 sowie die Förderpumpe 11 sind bevorzugt mit der Regeleinrichtung 16 schaltungstechnisch und datentechnisch gekoppelt. Die Regeleinrichtung 16 ist bevorzugt mit einer Schnittstelle 17, beispielsweise zu einer übergeordneten Maschinensteuerung oder einer Auftragsdatenbearbeitungseinrichtung, der Verarbeitungsmaschine schaltungs- und datentechnisch gekoppelt.
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Die Temperiervorrichtung 8 umfasst eine das Fluid führende Leitungsstrecke 21 als Teil der Zuführleitung 19. Die Leitungsstrecke 21 der Zuführleitung 19 ist in Umfangsrichtung einer Achse 23, hier der Behälterachse, konzentrisch angeordnet. Ferner ist die Leitungsstrecke 21 in einem Hohlkörper 24 angeordnet, welcher
- – von der Leitungsstrecke 21 nach Innen durch einen, vorzugsweise lösbar einsetzbaren Tubus 25 und
- – von der Leitungsstrecke 21 nach Außen durch eine Wandung der Temperiervorrichtung 8 gebildet ist.
Weiterhin ist im Hohlkörper 24 zumindest das Temperiermittel 18 angeordnet. Bevorzugt ist neben dem Temperiermittel 18 die Temperiereinrichtung 9 im Hohlkörper 24 angeordnet, so dass diese unmittelbar auf das Temperiermittel 18 wirken kann. Alternativ kann die Temperiereinrichtung 9 als Durchlauftemperiereinrichtung in einem externen Kreislauf integriert und auf das Temperiermittel 18 wirkend angeordnet sein.
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In einer ersten Ausbildung nach 3 ist die Leitungsstrecke 21 in Umfangsrichtung und in Richtung der Achse 23, vorzugsweise der Behälterachse, schraubenlinienförmig als Wendel 22 angeordnet. Dabei ist die Wendel 22 um die Achse 23 konzentrisch angeordnet. Weiterhin ist die Wendel 22 in dem Hohlkörper 24 angeordnet, welcher konzentrisch zur Achse 23
- – von der Wendel 22 nach Innen durch den Tubus 25 und
- – von der Wendel 22 nach Außen durch eine Wandung 26 der Temperiervorrichtung 8 bzw. des Behälters gebildet ist.
Innerhalb des Hohlkörpers 24 sind die Temperiereinrichtung 9 und das Temperiermittel 18 angeordnet. In 4 ist gezeigt, dass die Wendel 22 sowie der Tubus 25 kreisförmig ausgebildet sein können. Alternativ können die Wendel 22 sowie der Tubus 25 jeweils ellipsenförmig oder polygonförmig ausgebildet sein.
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Die Leitungsstrecke 21 kann einen mit der Zuführleitung 19 eingangsseitig verbundenen Einlaufstrang 27, 27' und ausgangsseitig einen mit der Zuführleitung 19 verbundenen Auslaufstrang 28, 28' umfassen. Der Einlaufstrang 27, 27' und der Auslaufstrang 28, 28' sind mit je einer Steigung P1 und einer Steigung P2 in Richtung der Achse 23 parallel, d. h. P1 = P2, schraubenlinienförmig angeordnet und in einem Endbereich 36 sind der Einlaufstrang 27' und der Auslaufstrang 28' leitungsseitig verbunden. In bevorzugter Ausbildung kann ein Endbereich 36 als Krümmungsbogen ausgebildet sein.
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In einer zweiten Ausbildung nach 6 ist die Leitungsstrecke 21 konzentrisch zur Achse 23, vorzugsweise der Behälterachse, angeordnet und in Umfangsrichtung mäanderförmig ausgebildet. Die Leitungstrecke 21 ist – analog zur Wendel 22 gem. 3 statt derer – in dem Hohlkörper 24 angeordnet, welcher konzentrisch zur Achse 23
- – von der konzentrischen Leitungsstrecke 21 nach Innen durch den Tubus 25 und
- – von der Leitungsstrecke 21 nach Außen durch die Wandung 26 der Temperiervorrichtung 8 bzw. des Behälters gebildet ist.
Innerhalb des Hohlkörpers 24 sind zumindest die Temperiereinrichtung 9 und das Temperiermittel 18 angeordnet.
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Die Leitungsstrecke 21 (6) umfasst wiederum den mit der Zuführleitung 19 eingangsseitig verbundenen Einlaufstrang 27, 27' und ausgangsseitig den mit der Zuführleitung 19 verbundenen Auslaufstrang 28, 28'. Analog zur Ausbildung mit der Wendel 22 können der Tubus 25 und die Leitungsstrecke 21 kreisförmig ausgebildet sein. Alternativ können die Leitungsstrecke 21 sowie der Tubus 25 jeweils ellipsenförmig oder polygonförmig ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten, Platz sparenden Ausbildung kann im Tubus 25 die Mischvorrichtung 10 angeordnet sein, welche leitungsseitig mit dem Hohlkörper 24 verbunden ist. In 1 ist die Mischvorrichtung 10 beispielsweise als Pumpe 10 ausgeführt, welche mittels einer Leitung und einer Öffnung 32 mit dem Hohlkörper 24 verbunden ist. Hierzu ist weiterhin ein zweiter Anschluss 37 für die Zuführung des umzuwälzenden Temperiermittels 18 gezeigt (1). Die Umwälzung erfolgt bevorzugt als Kreislaufsystem.
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In einer Weiterbildung kann im Tubus 25 ein Leitungskreislauf mit einem Zulaufstrang 34 und einem Ablaufstrang 35 angeordnet sein. Über den Leitungskreislauf ist bei Bedarf in den Hohlkörper 24 ein in Bezug zum Temperiermittel 18 zusätzliches Temperiermittel 18' mit einer niedrigeren Temperatur zuführbar. Hierzu weist die Temperiervorrichtung 8 bzw. der Behälter einen ersten Anschluss 33 für die Verbindung zum Leitungskreislauf auf. Beispielsweise kann ein derartiges Temperiermittel 18' als Überhitzungsschutz für das Fluid zugeführt werden. Das zusätzliche Temperiermittel 18' kann zum vorhandenen Temperiermittel 18 bevorzugt von identischer Zusammensetzung sein.
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Die Temperiervorrichtung 8 kann einen zumindest den Hohlkörper 24 lösbar mittels Verriegelung 30 verschließenden Deckel 29 umfassen. Am Deckel 29 kann die Leitungsstrecke 21 mit Einlauf- und Auslaufstrang 27; 28 und die Wendel 22, einschließlich der Ein-/Auslaufstränge 27', 28' sowie des Endbereiches 36 angeordnet sein. An dem Deckel 29 sind vorzugsweise Griffe 31 und vorzugsweise die Leitungsstrecke 21 angeordnet. Bevorzugt kann die gesamte Leitungsstrecke 21 (mit Deckel 29) aus dem Hohlkörper 24 entfernt und in diesen erneut oder im Austausch eingesetzt werden.
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Für den schnellen Austausch bzw. für Servicezwecke ist die Fluid führende, in der Temperiervorrichtung 8 einsetzbare Leitungsstrecke 21 dadurch charakterisiert, dass die Leitungsstrecke 21 einen mit einer Zuführleitung 19 eingangsseitig lösbar verbundenen Einlaufstrang 27, 27' und ausgangsseitig einen mit der Zuführleitung 19 lösbar verbundenen Auslaufstrang 28, 28' umfasst. Der Einlaufstrang 27, 27' und der Auslaufstrang 28, 28' sind mit je wenigstens einer Steigung P1 und einer Steigung P2 in Richtung einer Achse 23 parallel schraubenlinienförmig angeordnet. In dem Endbereich 36 sind der Einlaufstrang 27' und der Auslaufstrang 28' leitungsseitig verbunden oder dass die den Einlaufstrang 27 und den Auslaufstrang 28 umfassende Leitungsstrecke 21 konzentrisch zu der Achse 23 angeordnet und in Umfangsrichtung mäanderförmig ausgebildet ist.
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Zusammengefasst umfasst die Temperiervorrichtung 8 zumindest eine Leitungsstrecke 21 innerhalb der Zuführleitung 19, die in Umfangsrichtung der Achse 23 konzentrisch angeordnet ist. Dabei ist die Leitungsstrecke 21 in dem Hohlkörper 24 angeordnet, welcher
- – innerhalb, d. h. von der Leitungsstrecke 21 nach Innen (in Richtung Achse 23) durch den Tubus 25 und
- – außerhalb, d. h. von der Leitungsstrecke 21 nach Außen durch eine Wandung 26 der Temperiereinheit 8 gebildet ist. Im Hohlkörper 24 sind hierbei
zumindest das Temperiermittel 18 und bevorzugt die Temperiereinrichtung 9 angeordnet.
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Die Wirkungsweise der Temperiervorrichtung 8 ist wie folgt: Die der Zuführleitung 19 zugeordnete Temperiervorrichtung 8, speziell deren Temperiereinrichtung 9 sowie das Temperiermittel 18, wirkt auf das in der Leitungsstrecke 21 der Zuführleitung 19 befindliche Fluid ein. Durch den relativ geringen Bauraum des Hohlkörpers 24 und die darin spezielle, wendelförmige oder mäanderförmige Anordnung der Leitungsstrecke 21 ist relativ wenig Temperiermittel 18 erforderlich. Dadurch kann die Temperiervorrichtung 8 reaktionsschnell betrieben werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dosiereinrichtung
- 2
- Kammerrakel
- 3
- Auftragwalze
- 4
- Formzylinder
- 5
- Gegendruckzylinder
- 6
- Förderrichtung
- 7
- Reservoir
- 8
- Temperiervorrichtung
- 9
- Temperiereinrichtung (Heiz-/Kühleinrichtung)
- 10
- Mischvorrichtung
- 11
- Förderpumpe
- 12
- erster Temperatursensor
- 13
- zweiter Temperatursensor
- 14
- dritter Temperatursensor (Reservoir)
- 15
- Füllstandssensor
- 16
- Regeleinrichtung
- 17
- Schnittstelle
- 18
- Temperiermittel
- 19
- Zuführleitung
- 20
- Rücklaufleitung
- 21
- Leitungsstrecke (Zuführleitung 19)
- 22
- Wendel
- 23
- Achse
- 24
- Hohlkörper
- 25
- Tubus
- 26
- Wandung
- 27
- Einlaufstrang
- 28
- Auslaufstrang
- 29
- Deckel
- 30
- Verriegelung
- 31
- Griff
- 32
- Öffnung
- 33
- erster Anschluss
- 34
- Zulaufstrang
- 35
- Ablaufstrang
- 36
- Endbereich
- 37
- zweiter Anschluss
- P1
- Steigung (Einlaufstrang 27)
- P2
- Steigung (Auslaufstrang 28)