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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pudern von Druckbogen,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und eine Vorrichtung zum Pudern
von Druckbogen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Aufgrund
der hohen Druckgeschwindigkeiten, welche Offsetdruckmaschinen erreichen,
steht zwischen dem Bedrucken oder Lackieren und dem Abstapeln der
Bogen im Ausleger nur wenig Zeit zur Verfügung. Diese Zeit
ist für eine vollständige Trocknung der Druckfarbe
auf dem Bogen vor deren Abstapeln nicht ausreichend. Damit die Aufdrucke
auf dem Bogen beim Abstapeln nicht verschmieren, werden die Bogen
in dem Ausleger vor dem Abstapeln mit Puder bestäubt. Der
aufgebrachte Puder bewirkt einen gewissen Abstand zwischen den abgestapelten
Bogen, der die weitere Trocknung ermöglicht.
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Es
ist erforderlich, die beim Pudern der Bogen auftretenden Puderverluste – sogenannter
vagabundierender Puder – gering zu halten und eine gute Haftung
des Puders auf der Bogenoberfläche zu erreichen.
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In
DE 19920391 A1 wird
dafür vorgeschlagen, mittels einer sogenannten Mantelstromdüse
einen kalten Puderluftstrom in einen erwärmten und bis zur
Sättigung mit Feuchtigkeit angereicherten Feuchtluftstrom
hinein zu zerstäuben, so dass sich der Puderluftstrom mit
dem Feuchtluftstrom vermischt, bevor die vermischten Luftströme
die Bogenoberfläche erreichen. Bei dem Vermischen bilden sich
infolge einer Taupunktunterschreitung Kondensate, welche sich an
dem Puderteilchen des Puderluftstromes anlagern. Erst danach gelangen
die kondensatbeladenen Puderteilchen auf die Bogenoberfläche.
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Ungünstig
hieran ist einerseits die korrosive Belastung der Maschinenteile
in der Umgebung der Pudervorrichtung und andererseits die Gefahr
der Beeinträchtigung des Druckbildes durch das darauf auftreffende
Kondensat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Pudern von Druckbogen zu schaffen, wobei die korrosive Maschinenbelastung
und die Gefahr der Druckbildbeeinträchtigung gering gehalten
sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Pudern von Druckbogen,
wobei ein Puderluftstrom und ein Feuchtluftstrom zumindest teilweise
miteinander vermischt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass das
Vermischen im Wesentlichen kondensationsfrei erfolgt.
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Bei
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes derart
eingestellt, dass das zumindest teilweise Vermischen des Puderluftstromes
mit dem Feuchtluftstrom im Wesentlichen ohne Kondensation der Feuchtluft
des Feuchtluftstromes an dem Puderteilchen des Puderluftstromes
erfolgt. Gemäß einer weiteren Weiterbildung wird
hierbei die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes derart eingestellt,
dass ein bei dem Vermischen gebildetes Luftgemisch eine relative
Luftfeuchtigkeit aufweist, die kleiner als 100% ist. Das Luftgemisch
ist also ungesättigt mit Feuchtigkeit. Gemäß einer
weiteren Weiterbildung wird die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes
in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit des
Puderluftstromes eingestellt. Diese Einstellung kann durch den Bediener
oder automatisch erfolgen.
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Das
erfindungsgemäße Puderverfahren lässt
sich besonders gut in Kombination mit einem Temperaturregelungsverfahren
anwenden, welches für sich gesehen eine Erfindung darstellt.
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Dieses
Verfahren zur Regelung der Temperatur in einem Ausleger einer Druckbogen
verarbeitenden Maschine, insbesondere einer Druckmaschine, ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Taupunkt der Luft im Ausleger ermittelt
wird, dass die Temperatur der Luft im Ausleger erfasst wird, und
dass beim Unterschreiten einer vorgegebenen Differenz zwischen dem
Taupunkt und der Temperatur Wärme in den Ausleger eingebracht
wird.
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Die
vorgegebene Differenz kann z. B. eine 16 Kelvin betragende Untergrenze
aufweisen. Solange diese minimale Differenz gewahrt ist, d. h.,
die Temperatur der Luft im Ausleger mindestens 16 Kelvin über
dem Taupunkt der Luft im Ausleger liegt, bleibt der im Ausleger
vagabundierende Puder rieselfähig und verklumpt letzterer
nicht. Zu einem solchen Verklumpen würde ohne die beschriebene
Gegenmaßnahme z. B. Stärkepuder neigen.
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Es
wird also vermieden, dass der Puder an z. B. metallischen Oberflächen
von Bauteilen des Auslegers, wie z. B. Greiferbrücken,
Ablageluftsystemen, Kettenführungen, haften bleibt und
Puderklumpen bildet, die von diesen Bauteilen von Zeit zu Zeit unkontrolliert
abfallen und dabei im schlimmsten Fall Druckbogen unbrauchbar machen.
Der Aufwand und die Häufigkeit der Auslegerreinigung können
reduziert werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Pudern von Druckbogen,
umfassend ein Düsensystem zum Erzeugen und zumindest teilweisen
Vermischen eines Puderluftstromes und eines Feuchtluftstromes, ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Pudervorrichtung derart ausgebildet
ist, dass sich die beiden Luftströme (Puderluftstrom, Feuchtluftstrom)
im Wesentlichen kondensationslos miteinander vermischen.
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Das
Düsensystem der erfindungsgemäßen Pudervorrichtung
umfasst mindestens eine einzige Düse und vorzugsweise mehrere
Düsen. Im Falle der einzigen Düse kann diese als
eine sogenannte Mantelstromdüse ausgebildet sein, welche
einen zentralen Düsenkanal zum Ausstoßen des Puderluftstromes
(Puder-Luft-Gemisch) und einen den zentralen Düsenkanal
umgebenden Ringspalt als Düsenkanal zum Ausstoßen
des Feuchtluftstromes aufweist. Hierbei ist der Puderluftstrom rundum
von dem Feuchtluftstrom eingehüllt, welcher einen den Puderluftstrom
stützenden Mantelstrom bildet. Im Falle, dass das Düsensystem
mehrere Düsen umfasst, können diese in drei Düsenreihen
angeordnet sein, welche eine innenliegende Düsenreihe,
eine der innenliegenden Düsenreihe unmittelbar vorgeordnete außenliegende
Düsenreihe und eine der innenliegenden Düsenreihe unmittelbar
nachgeordnete außenliegende Düsenreihe umfassen.
Die Düsen der innenliegenden Düsenreihe stoßen
Puderluftströme aus und die Düsen der beiden außenliegenden
Düsenreihen stoßen Feuchtluftstöime aus,
welche zwei Stützluft-Luftvorhänge bilden, zwischen
denen die Puderluftströme eingeschlossen sind.
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Bei
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist dem Düsensystem eine Einstelleinrichtung vorgeordnet,
welche ausgebildet ist zum Einstellen der relativen Luftfeuchtigkeit
des Feuchtluftstroms derart, dass bei dem Vermischen der beiden
Luftströme miteinander im Wesentlichen keine Kondensation
der Feuchtluft des Feuchtluftstromes an den Puderteilchen des Puderluftstromes
erfolgt. Gemäß einer weiteren Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mittels der
Einstelleinrichtung die relative Luftfeuchtigkeit des Feuchtluftstromes
derart einstellbar und eingestellt, dass ein bei dem zumindest teilweisen
Vermischen aus dem Puderluftstrom und dem Feuchtluftstrom gebildetes Luftgemisch
eine relative Luftfeuchtigkeit aufweist, die geringer als 100% ist.
Das Luftgemisch erreicht also nicht die Grenze seiner theoretisch
möglichen Sättigung mit Feuchtigkeit. Bei einer
weiteren Weiterbildung ist mittels der Einstelleinrichtung die relative Luftfeuchtigkeit
des Feuchtluftstromes in Abhängigkeit von der relativen
Luftfeuchtigkeit des Puderluftstromes einstellbar und eingestellt.
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Weitere
konstruktive und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und der dazugehörigen Zeichnung.
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In
dieser zeigt:
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1 eine
Pudervorrichtung mit ihr vorgeordneten Einrichtungen,
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2 einen
Düsenkopf, der Pudervorrichtung,
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3 eine
Draufsicht auf Düsenreihen des Düsenkopfes,
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4 einen
die Pudervorrichtung enthaltenden Bogenausleger und
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5 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Regelung einer Temperatur in
dem Ausleger.
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In 1 ist
ausschnittsweise eine Druckmaschine 15 dargestellt. Der
Ausschnitt zeigt eine Pudervorrichtung 14, die in einem
Bogenausleger 16 (vgl. 4) der Druckmaschine 15 angeordnet
ist. Die Pudervorrichtung 14 dient zum Bestäuben
von Druckbogen 1, die danach auf einem Auslagestapel abgelegt
werden. Die Pudervorrichtung 14 ist als sogenannter Puderbalken
ausgebildet und umfasst ein Düsensystem 4, welches
eine Traverse und eine daran angebrachte Reihe von Düsenköpfen 5 aufweist. Die
Traverse dient als Träger und Luftzuführung für die
Düsenkopfe 5. Das Düsensystem 4 ist
an eine Luftversorgungseinrichtung 11 angeschlossen, wobei
der Luftversorgungseinrichtung 11 und dem Düsensystem 4 eine
Einstelleinrichtung 8 zwischengeschaltet ist. Die Einstelleinrichtung 8 umfasst
einen Luftbefeuchter 9 und ein Stellglied 10.
Die Luftversorgungseinrichtung 11 ist ein sogenannter Luftversorgungsschrank,
welcher als Peripheriegerät im Drucksaal neben der Druckmaschine 15 platziert
ist. Eine weitere Luftversorgungseinrichtung 12 ist über
eine Dosiereinrichtung 13 an das Düsensystem 4 angeschlossen.
Die Luftversorgungseinrichtung 12 ist als ein Verdichter
ausgebildet.
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Die 2 und 3 zeigen
schematisch die Ausbildung der Düsenköpfe 5 am
Beispiel eines von diesen. Der gezeigte Düsenkopf 5 hat
eine innenliegende Reihe von Puderluftdüsen 6,
welche jeweils einen Puderluftstrom 2 ausstoßen.
Die Puderluftdüsen 6 liegen zwischen zwei Reihen
von Stützluftdüsen 7, welche jeweils
einen Feuchtluftstrom 3 ausstoßen. Die Feuchtluftstrome 3 der
jeweiligen Reihe von Stützluftdüsen 7 bilden
eine Art Stützluft-Luftvorhang, so dass die Puderluftstrome 2 zwischen
den beiden Stützluft-Luftvorhängen eingeschlossen
sind. Die Puderluftströme 2 und die Feuchtluftstrome 3 sind
auf den Druckbogen 1 gerichtet, d. h. bezüglich der 1 im
Wesentlichen senkrecht zur Bildebene ausgerichtet.
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Die
Pudervorrichtung 14 funktioniert wie folgt:
Die Luftversorgungseinrichtung 12 erzeugt
einen Luftstrom, welchem die Dosiereinrichtung 13 eine einstellbare
Menge von Puder beimischt. Die die Dosiereinrichtung 13 verlassende
Puderluft wird über eine Leitung dem Düsensystem 4 zugeführt
und in Form der Puderluftstrome 2 aus den Puderluftdüsen 6 ausgestoßen.
Die Luftversorgungseinrichtung 11 erzeugt einen Luftstrom,
welcher im Luftbefeuchter 9 befeuchtet wird. Das Maß dieser
Befeuchtung ist mittels des Stellglied 10 einstellbar,
wobei die aus der Einstelleinrichtung 8 im Düsensystem 4 zugeführte Feuchtluft
entsprechend der Einstellung eine relative Luftfeuchtigkeit in dem
Bereich von 50% bis 99% aufweisen kann. Die dem Düsensystem 4 zugeführte Feuchtluft
wird in Form der Feuchtluftstrome 3 aus den Stützluftdüsen 7 ausgestoßen.
Das Verhältnis des dem Düsensystem 4 zugeführten
Puderluftvolumens und Stützluftvolumens kann von 1:2 bis
5:1 betragen.
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Unter
Berücksichtigung dieses Luftvolumenverhältnisses
wird mittels der Einstelleinrichtung 8 die relative Luftfeuchtigkeit
der Feuchtluft derart eingestellt, dass die relative Luftfeuchtigkeit
des Luftgemisches, welches sich aus den Puderluftströmen 2 und
den Feuchtluftströmen 3 nach deren Ausstoßen aus
dem Düsenkopf 5 und vor dem Auftreffen der Luftströme
auf dem Druckbogen 1 bildet, mit Sicherheit unter 100%
liegt. Dadurch ist eine Taupunktunterschreitung und daraus resultierende
Benetzung der Puderpartikel der Puderluftströme 2 durch
Kondensate der Feuchtluftströme 3 ausgeschlossen. Das
Luftgemisch bildet sich, weil sich die Strahlkegel der Puderluftströme 2 zumindest
teilweise mit den Strahlkegeln der Feuchtluftströme 3 überschneiden.
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Wenn
beispielsweise das Verhältnis zwischen dem Puderluftvolumen
und dem Feuchtluftvolumen 1:1 betragt, und die relative Luftfeuchtigkeit der
Puderluft 40% beträgt, kann die Einstelleinrichtung 8 derart
eingestellt werden, dass die relative Luftfeuchtigkeit der Feuchtluft
80% betragt. Demgemäß hat das aus den Puderluftströmen 2 und
Feuchtluftströmen 3 gebildete Luftgemisch eine
60% betragende relative Luftfeuchtigkeit, so dass es ungesättigt
ist.
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Erst
nach dem Auftreffen der Puderpartikel auf den Druckbogen 1 findet
eine sogenannte Kapillarkondensation statt. Die Kapillarkondensation
findet in der zwickelförmigen Kapillare statt, welche durch
die im Wesentlichen ebene Oberfläche des Druckbogens 1 zusammen
mit der im Wesentlichen kugelförmigen Oberfläche
des Puderpartikels gebildet wird. Für die Kapillarkondensation,
welche nicht auf einer Taupunktsunterschreitung beruht und bereits
bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von unter 100% stattfindet,
sind energetische Gleichgewichtsprozesse ursächlich.
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Vorteilhaft
ist, dass das Haftvermögen der Puderpartikel auf dem Druckstoff
durch die Steigerung der Kapillarkraft spürbar erhöht
wird, wie dies durch Haftkraftmessungen belegbar ist. Die durch
die Erfindung bewirkte gleichmäßigere Verteilung
des Luftwassergehaltes in dem durch den Puderluftstrom 2 und
dem Feuchtluftstrom 3 gebildeten Luftgemisch ist nicht
nur hinsichtlich einer flächenmäßig homogenen
Steigerung der Puderauftragseffizienz und einer flächenmäßig
homogenen Beseitigung von elektrostatischen Effekten vorteilhaft,
sondern auch hinsichtlich einer geringeren korrosiven Belastung
der Maschine und einer geringeren Gefahr der Druckbildbeeinträchtigung.
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4 zeigt
den Ausleger 16 der Druckmaschine 15. In dem Ausleger 16 sind
die Pudervorrichtung 14 und eine Bogenleiteinrichtung 17 zum
Leiten der Druckbogen 1 angeordnet. Die Bogenleiteinrichtung 17 hat
Blasluftdüsen, welche in eine dem zu leitenden Druckbogen
zugewandte Leitfläche, z. B. ein Leitblech, eingebracht
sind. Die Bogenleiteinrichtung 17 ist an ein Gebläse 18 angeschlossen,
das ein Verdichter ist.
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Das
Gebläse 18 ist über eine Heizeinrichtung 19 an
ein Ansaugfilter 20 angeschlossen. Die von dem Gebläse 18 durch
das Ansaugfilter 20 hindurch angesaugte Luft wird in der
Heizeinrichtung 19 erwärmt und die erwärmte
Luft wird durch das Gebläse 18 in die Bogenleiteinrichtung 17 gefördert,
aus deren Blasluftdüsen die erwärmte Luft in das
Innere des Auslegers 16 abgegeben wird. Eine elektronische Steuerungseinrichtung 24 schaltet
das Gebläse 18 in Abhängigkeit von Signalen
eines in einem Luftkanal zwischen dem Gebläse 18 und
der Bogenleiteinrichtung 17 angeordneten, ersten Sensors 21 ein
und aus.
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Der
erste Sensor 21 ist ein Temperatursensor und dient zur
Messung einer Temperatur T2 der erwärmten
Luft im Luftkanal.
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Ein
zweiter Sensor 22 signalisiert der Steuerungseinrichtung 24 eine
gemessene Temperatur T1 der Luft im Ausleger 16 und
ein dritter Sensor 23 signalisiert der Steuerungseinrichtung 24 die
Feuchte im Ausleger 16. Der zweite Sensor 22 und
der dritte Sensor 23 sind dicht beieinander in einem oberhalb des
Bogentransportweges und innerhalb einer Kettenumlaufbahn liegenden
Bereich angeordnet.
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5 zeigt
den Ablauf eines Steuerungsverfahrens gemäß eines
in der Steuerungseinrichtung 24 implementierten Programms.
In dem Schritt 31 wird durch den zweiten Sensor 22 die
Auslegerlufttemperatur T1 gemessen und der
Steuerungseinrichtung 24 übermittelt. In dem Schritt 32 wird
durch den dritten Sensor 23 die Feuchte im Ausleger 16 gemessen
und dieser Messwert ebenfalls der Steuerungseinrichtung 24 übermittelt.
In dem Schritt 33 wird durch die Steuerungseinrichtung 33 aus
den beiden übermittelten Messwerten T1 und
F der Taupunkt TTau berechnet und in Schritt 34 wird
die Temperaturdifferenz Td = T1 – TTau berechnet.
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Im
Schritt 36 wird durch den ersten Sensor 21 die
Zulufttemperatur T2 gemessen und der Steuerungseinrichtung 24 übermittelt.
Im Schritt 37 erhält die Steuerungseinrichtung 24 von
dem Gebläse 18 ein Gebläsesignal S =
1 wenn das Gebläse 18 eingeschaltet ist, und S
= 0, wenn das Gebläse 18 ausgeschaltet ist.
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Die
Steuerungseinrichtung 24 schaltet die Heizeinrichtung 19 in
einem Schritt 38 an, wenn in dem vorhergehenden Schritt 35 folgende
Einschaltbedingungen erfüllt sind: Td < 16°C T2 < 60°C S
= 1 (Gebläse ist an.)
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Ist
eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, dann erfolgt das
Einschalten der Heizeinrichtung 19 erst gar nicht. Steigt
nach dem Einschalten der Heizeinrichtung 19 die Temperaturdifferenz
Td über eine z. B. 20 Kelvin betragende
Obergrenze, dann schaltet die Steuerungseinrichtung 24 die
Heizeinrichtung 19 wieder aus.
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Gemäß einer
zeichnerisch nicht näher dargestellten Modifikation ist
der Auslegerinnenraum in verschiedene Zonen unterteilt, in denen
jeweils ein erster, zweiter und dritter Sensor 21, 22, 23 angeordnet
sind. In jede dieser Zonen kann unabhängig voneinander
die durch die Heizeinrichtung 19 erwärmte Luft
bedarfsweise geleitet werden, was z. B. durch entsprechende Schaltstellungen
eines oder mehrerer Ventile in einem Zuluft-Leitungssystem realisiert
sein kann.
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Alternativ
könnte auch jede dieser Zonen mit einer Heizeinrichtung 19 und
einem Gebläse 18 ausgestattet sein.
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Gemäß beider
Varianten lässt sich eine zonale Auslegertemperierung bzw.
-klimatisierung umsetzen.
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Gemäß einer
weiteren Modifikation wird anstelle der Heizeinrichtung eine Luftentfeuchtungseinrichtung
verwendet, welche beim Unterschreiten der vorgegebenen Differenz
zwischen dem Taupunkt und der Temperatur eingeschaltet wird, um
Feuchtigkeit aus dem Ausleger zu entfernen.
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- 1
- Druckbogen
- 2
- Puderluftstrom
- 3
- Feuchtluftstrom
- 4
- Düsensystem
- 5
- Düsenkopf
- 6
- Puderluftdüse
- 7
- Stützluftdüse
- 8
- Einstelleinrichtung
- 9
- Luftbefeuchter
- 10
- Stellglied
- 11
- Luftversorgungseinrichtung
- 12
- Luftversorgungseinrichtung
- 13
- Dosiereinrichtung
- 14
- Pudervorrichtung
- 15
- Druckmaschine
- 16
- Ausleger
- 17
- Bogenleiteinrichtung
- 18
- Gebläse
- 19
- Heizeinrichtung
- 20
- Ansaugfilter
- 21
- erster
Sensor
- 22
- zweiter
Sensor
- 23
- dritter
Sensor
- 24
- Steuerungseinrichtung
- 25–30
-
- 31–38
- Verfahrensschritt
- F
- Feuchte
- S
- Gebläsesignal
- Td
- Temperaturdifferenz
- T1
- Auslegerlufttemperatur
- T2
- Zulufttemperatur
- TTau
- Taupunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19920391
A1 [0004]
- - DE 9421763 U1 [0006]
- - DE 19601603 A1 [0006]