DE29709782U1

DE29709782U1 - Schaltschrank für eine Druckmaschine

Info

Publication number: DE29709782U1
Application number: DE29709782U
Authority: DE
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2007-06-06

Description

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MANRoland Druckmaschinen AG Mühlheimer Str. 341 D-63075 Offenbach

Schaltschrank für eine Druckmaschine

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank für eine Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die eine Druckmaschine steuernde Elektronik in Form von Analog- und/oder Digital-Schaltungen sowie mit Leistungshalbleitern versehenen Endstufen sind in einem Schaltschrank untergebracht, durch welchen diese Komponenten gegen Staub und/oder Spritzwasser geschützt untergebracht sind. Insbesondere die Endstufen der Leistungselektronik erzeugen dabei in einem nicht unbeträchtlichen Maße Abwärme, durch welche die Luft im Inneren des Schaltschrankes aufgeheizt wird. Demzufolge sind Schaltschränke von Druckmaschinen mit Wärmetauschern ausgerüstet, durch welche das Innere des Schaltschrankes auf ein vorgegebenes Temperaturniveau kühlbar ist. Das Einhalten eines vorgegebenen Temperaturniveaus ist dabei eine entscheidende Voraussetzung für die Betriebssicherheit der Elektronik und somit der gesamten Druckmaschine, da bei bestimmten Elektronikkomponenten bereits kurzzeitige Temperaturüberschreitungen zu einem Ausfall der entsprechenden Komponente und unter Umständen des gesamten Elektroniksystems führen können. Die zur Kühlung des Innenraumes des Schaltschrankes vorgesehenen Wärmetauscher weisen meist ein Gebläse auf, durch welches Aussenluft in einen Bereich des Schaitschrankes angesaugt wird und an großflächigen, in Wärmekontakt mit dem Inneren des Schaltschrankes stehenden Teilen vorbei geleitet wird. Nach dem Wärmeaustausch wird dann die durch das Gebläse geförderte Luft wieder aus dem Schaltschrank herausgeleitet.

Einen Schaltschrank mit einem ein Gebläse aufweisenden Wärmetauscher der oben kurz umrissenen Art beschreibt die EP 0 297 308 B1. Dieser vorbekannte

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Schaltschrank ist dabei in zwei Bereiche unterteilt, wobei der erste Bereich mit einer Wandung vom zweiten Bereich des Schaltschrankes unterteilt als Wärmetauscher fungiert und bestimmte Elektronikkomponenten aufnehmen kann. In diesem ersten Bereich ist zur Förderung von die Abwärme aufnehmender Aussenluft ein Gebläse angeordnet.

Die Wärmetauscher von Druckmaschinenschaltschränken sind zur Ableitung einer maximalen Wärmemenge im Sinne einer Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenluft ausgebildet. Somit kann bei einer gegebenen Gebiäseleistung (pro &iacgr;&ogr; Zeiteinheit durch den Wärmetauscher geförderter Luftmenge) in Abhängigkeit der Außentemperatur der Innenraum des Schaltschrankes unterhalb eines vorgegebenen Temperaturniveaus gehalten werden. Die durch den Wärmetauscher im Inneren des Schaltschrankes erzielbare Temperatur liegt demzufolge um den &Dgr;&Tgr;-Wert des Wärmetauschers oberhalb der Außentemperatur des Schaltschrankes.

Werden Druckmaschinen mit den entsprechenden Schaltschränken in Räumen mit ungünstigen klimatischen Verhältnissen (hohe Raumtemperatur), insbesondere in tropischen Ländern installiert, so muß die Leistung der Wärmetauscher der Schaltschränke entsprechend ausgelegt sein, um die Temperatur sicher unterhalb der maximal zulässigen Temperatur der im Schaltschrank angeordneten Bauteile zu halten. Eine derartige Auslegung eines Wärmetauschers für einen Schaltschrank verursacht dabei hohe Kosten, femer ist auch die hohe Energieaufnahme eines stets mit gleichbleibend hoher Leistung betriebenen Wärmetauschers als nachteilig anzusehen. Aber auch bei einem großzügig dimensionierten Wärmetauscher ist es nicht auszuschließen, daß die Innentemperatur für eine vorgegebene Zeit den vorgesehenen Wert überschreitet, da die Außentemperatur des Schaltschrankes sich beispielsweise durch den Ausfall der Klimaanlage im Drucksaal erhöht hat. Hier würde ein längerer Betrieb der Druckmaschine nebst der im Schaltschrank untergebrachten Elektronik unter Umständen zu einem Totalausfall des Systems führen, was entsprechend hohe Kosten und entsprechend hohen Zeitaufwand für die Wiederherstellung bedingt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schaltschrank gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß die Betriebssicherheit der im Schaltschrank untergebrachten Komponenten spürbar erhöht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Schaltschrank wenigstens ein die Temperatur der Außenluft aufnehmendes Temperaturerfassungssystem zugeordnet ist, dessen Signale gemäß der noch weiter unten stehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung in vielfältiger Weise nutzbar sind. So kann vorgesehen sein, die Gebläseleistung des Wärmetauschers in Abhängigkeit der Temperatur der Außenluft zu verändern, in dem Sinne, daß bei höheren Außentemperaturen der Wärmetauscher mit einer höheren Luftmenge durchströmt wird. So ist innerhalb eines vorgegebenen Bereiches sichergestellt, daß die Innenraumtemperatur des Schaltschrankes nicht einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet und so Ausfälle der Elektronik verursacht. Dadurch, daß die Luftförderleistung des Wärmetauschers (Leistung des Gebläses) in Abhängigkeit von Temperatursignalen veränderbar ist, wird ferner auch die Leistungsaufnahme des Gebläses des Wärmetauschers der Temperatursituation im Drucksaal angepaßt reduziert. Die Kühlung des Schaltschrankes verbraucht somit nur bei höheren Raumtemperaturen mehr Leistung. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß der durch das Gebläse des Schaltschrank-Wärmetauschers verursachte Geräuschpegel ebenfalls spürbar herabgesetzt wird, da das Gebläse nur dann mit höherer Leistung und demzufolge mit höherem Geräuschpegel arbeitet, wenn höhere Raumtemperaturen dies erforderlich machen.

Durch das dem Schaltschrank zugeordnete Temperaturerfassungssystem, welches in einer einfachen Weise als ein Temperatursensor ausgebildet ist, kann zusätzlich auch eine Temperaturaufzeichnung und/oder eine Temperaturwarnung erfolgen. So ist es möglich, neben der zuvorstehend erläuterten Raumtemperatur abhängigen Steuerung der Gebläseleistung des Schaltschrank-Wärmetauschers auch die Temperatur des Drucksaals permanent aufzuzeichnen, um bei eventuell auftreten-

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den Schaden der Elektronik aufgrund des aufgezeichneten Temperaturverlaufes eine zusätzliche Analysemöglichkeit hinsichtlich der Ausfallursache zu haben. Ferner ist es möglich, durch eine entsprechend ausgebildete Steuerung bestimmte Elektronikgruppen bzw. die gesamte Steuerung der Druckmaschine bei Überschreiten bestimmter Temperaturwerte im Drucksaal stillzusetzen. Dadurch können nicht nur teure Elektronikausfälle vermieden werden, sondern diese Maßnahme dient ferner auch dem Personenschutz, da die Maschine dadurch gegen ein Anlaufen gesperrt wird.

Durch das dem Schaltschrank zugeordnete Temperaturerfassungssystem ist es ferner auch möglich, insbesondere am Leitstand der Druckmaschine bei überschreiten vorgegebener Temperaturwerte Warnhinweise anzugeben. Diese Wamhinweise können mit Angaben dahingehend versehen sein, daß der Betrieb der Maschine bei gleichbleibenden oder steigendem Temperaturwert zu bestimmten Störungen der Elektronik führen kann bzw. es können der Bedienperson zusätzlich einzuleitende Maßnahmen aufgetragen werden, um einen störungsfreien Betrieb zu garantieren.

Der Vorteil der erfindungsgemäß vorgesehenen Außentemperaturüberwachung gegenüber einer Temperaturerfassung entsprechender Elektronikkomponenten im Schaltschrank liegt dabei darin, daß ein durch Ansteigen der Außentemperatur (Drucksaai) verursachbares Wärmeproblem im inneren des Schaltschrankes wesentlich früher erkannt werden kann, als dies durch Erfassen der Temperatur der entsprechenden Elektronikkomponenten im Schaltschrank bzw. der Schaltschrankinnenluft möglich ist.

Wie bereits zuvorstehend angedeutet worden ist, kann das erfindungsgemäß vorgesehene Temperaturerfassungssystem in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein. In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Thermoelement Verwendung findet, was an einem geeigneten Ort beispielsweise oberhalb des Schaitschrankes angeordnet ist. Ferner kann das Temperaturerfassungssystem auch als ein Widerstandsthermometer ausgebildet sein. Verwendbar sind insbesondere Widerstände mit positven/negativen Widerstandsverhalten

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(PTC/NTC). Das erfindungsgemäß vorgesehene Temperaturerfassungssystem kann auch als eine digitale Temperaturmessung mit adressierbarem Interface ausgebildet sein, so daß digitale Temperatursignale von der Steuerung der Maschine direkt eingelesen werden können und von dieser beispielsweise zur Protokollierung bzw. zur Anzeige von Warnhinweisen oder dergleichen verarbeitbar sind.

Des weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. Diese zeigt prinzipiell einen Schaltschrank mit Wärmetauscher nebst einem erfindungsgemäß vorgesehenen Temperaturerfassungssystem.

In der Figur ist prinzipiell ein Schaltschrank 1 dargestellt, in dessen Innenraum nicht gezeigte Elektronikkomponenten für die Steuerung einer nicht dargestellten Druckmaschine untergebracht sind. Dieser Schaltschrank 1 weist einen Wärmeis tauscher 2 auf, der in der angedeuteten Weise als ein durch eine Wand vom Innenraum des Schaltschrankes 1 abgeteilter Bereich ausgebildet ist, durch den mittels einem Gebläse 3 (Radialgebläse) Luft förderbar ist. Entsprechend den in dem Bereich des Wärmetauschers 2 gezeigten Pfeilen wird über das Gebläse 3 Luft aus dem Außenbereich des Schaltschrankes durch entsprechende Öffnungen in den Wärmetauscher 2 eingesaugt und insbesondere im unteren Bereich des Wärmetauschers 2 und somit des Schaltschrankes 1 wieder nach außen geleitet. Die Trennwand zwischen dem Wärmetauscher 2 und dem Inneren des Schaltschrankes 1 mit den darin untergebrachten Eiektronikkomponenten kann zur Erhöhung des Wärmeüberganges eine größere Oberfläche aufweisend aufgefächert ausgebildet sein. Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß der Wärmetauscher 2 als eine doppelwandige Außenwand des Schaltschrankes 1 ausgebildet sein kann.

Das Gebläse 3 (Radialgebläse) des Wärmetauschers 2 des Schaltschrankes 1 ist mit einem nicht explizit dargestellten Antrieb versehen, der über eine Steuerung hinsichtlich der Antriebsleistung veränderbar ausgeführt ist. So kann die Luftförderleistung durch das Gebläse 3 innerhalb eines vorgegebenen Bereiches variiert werden. Durch das Variieren der durch den Wärmetauscher 2 geleiteten Luft-

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menge pro Zeiteinheit ist ebenfalls die aus dem Inneren des Schaitschrankes 1 (Bereich mit Elektronikkomponenten) ableitbare Wärmemenge variierbar.

Oberhalb des Schaitschrankes 1 ist ein als Temperatursensor ausgebildetes Raumtemperatur-Erfassungssystem 5 angeordnet, welches mit der Steuerung 4 des Gebläses 3 sowie der Steuerung 6 der nicht dargestellten Druckmaschine in Signalverbindung steht. Die der Raumtemperatur des Drucksaals entsprechenden Temperatursignalwerte des Temperaturmeßsystems 5 sind so zu Zwecken der Protokollierung und weiteren Auswertemethoden der Steuerung 6 der Maschine

&iacgr;&ogr; direkt zuführbar. Der Installationsort des Temperarturerfassungssystems 5 (hier beispielsweise oberhalb des Schaitschrankes 1) ist dabei derartig gewählt, so daß dieses Temperaturerfassungssystem 5 die Raumluft des Drucksaales weitestgehend frei von jeglicher Abwärme und insbesondere auch der Abwärme des Schaitschrankes 1 (Wärmetauscher 2) erfaßt. Da der Wärmetauscher 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel die Umgebungsiuft zur Kühlung des Schaitschrankes 1 in einem oberen Bereich des Schaitschrankes 1 ansaugt, ist durch das am oberen Teil des Schaitschrankes 1 installierte Temperaturerfassungssystem 5 gewährleistet, daß die Temperatur der Luft (Raumtemperatur) gemessen wird, welche auch zur Kühlung des Schaitschrankes 1 vorlaufseitig zur Verfügung steht.

Die der Steuerung 6 der nicht dargestellten Maschine zugeführten Temperaturmeßwerte des Temperaturerfassungssystems 5 können nach einem Vergleich mit entsprechend vorgegebenen Grenzwerten, welche in der Steuerung 6 gespeichert sind, in Verbindung mit Warnhinweisen an einer Anzeigevorrichtung (Monitor) des mit der Steuerung 6 in Wirkverbindung stehenden Leitstandes 7 der Maschine dargestellt werden. So kann vorgesehen sein, beim Überschreiten einer ersten Temperatur einen allgemeinen Warnhinweis dahingehend darzustellen, daß die Raumtemperatur einen oberen vorgesehenen Wert überschritten hat und bestimmte, die Raumtemperatur erhöhende und auch die Belastung (Abwärme) bestimmter Elektronikkomponenten erhöhende Maßnahmen zu vermeiden sind. Steigt der durch das Temperaturerfassungssystem 5 gemessene Raumtemperaturwert weiter an, so ist es möglich, zunächst bestimmte oder auch die gesamte Elektronik der Druckmaschine zu sperren, d.h. die Maschine gegen ein Anlaufen

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zu verriegeln. In einem Speicher des Leitstandes 7 können dabei ferner die Temperaturmeßwerte des Temperaturerfassungssystems 5 in Verbindung mit der Uhrzeit, dem Datum und auch sonstigen Betriebszustandsgrößen permanent bzw. von Zeit zu Zeit aufgezeichnet werden, was insbesondere bei späteren Schadensanalysen zur Behebung von Störungen hilfreich ist.

Die der Steuerung 4 des Gebläses 3 des Wärmetauschers 2 zugeführten Temperaturmeßwerte des Temperaturerfassungssystems 5 werden zu entsprechenden Steuerbefehlen für den Antrieb des Gebläses 3 des Wärmetauschers

&iacgr;&ogr; 2 dahingehend verarbeitet, daß das Gebläse 3 bei höheren Temperaturen mit einer höheren Leistung betrieben wird als bei niedrigen Raumtemperaturen. Entsprechend ist der Antrieb des Gebläses 3 ausgebildet. Durch die Steuerung 4 des Gebläses 3 kann das Gebläse 3 innerhalb bestimmter Temperaturbereiche in bestimmten Leistungsstufen bzw. in Abhängigkeit der über das Temperaturerfassungssystem 5 gemessenen Temperatur auch kontinuierlich gemäß einer gespeicherten Kennlinie betrieben werden. Die stufenweise bei bestimmten Temperaturen vorgesehenen Leistungsbereiche für das Gebläse 3 bzw. die Art der Kennlinie, mit welcher die Leistung des Gebläses 3 in Abhängigkeit der Temperatur nachgeführt wird, können dabei rechnerisch und/oder empirisch bestimmt sein, wobei die durch den Wärmetauscher 2 zu fördernde Luftmenge als Funktion der zu erzielenden Temperaturdifferenz zwischen Außentemperatur und Innentemperatur des Schaltschrankes (&Dgr;&Tgr;) berücksichtigt wird.

Das zuvorstehend erläuterte Nachführen der Leistung des Gebläses 3 als Funktion der durch das Temperaturerfassungssystem 5 gemessenen Temperatur erfolgt dabei in Verbindung mit dem ebenfalls erläuterten Aufzeichnen/Dokumentieren der Temperaturmeßwerte durch die Steuerung 6 bzw. den Leitstand 7. So kann vorgesehen sein, beim Überschreiten einer ersten Temperatur einen entsprechenden Hinweis auf die Temperaturerhöhung am Leitstand 7 darzustellen und gleichzeitig über die Steuerung 4 die Leistung des Gebläses 3 in vorgesehener Weise zu erhöhen. Steigt die Außentemperatur des Schaltschrankes 1 weiter an und ist insbesondere die Leistung des Gebläses 3 nicht weiter zu erhöhen (Maximalleistung), so können dann weitere geeignete Maßnahmen durch die Steuerung 6 der

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Maschine eingeleitet werden. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, bestimmte sehr temperaturempfindliche Elektronikkomponenten stillzusetzen und somit nur einen eingeschränkten Maschinenbetrieb zu gewährleisten bzw. die gesamte Elektronik abzuschalten und somit einen Weiterbetrieb der Maschine zu unterbinden. Diese Maßnahmen, insbesondere die Gesamtabschaltung des Systems werden dabei eine bestimmte Zeitspanne voraus angekündigt, so daß die Bedienperson Gelegenheit hat, den gerade laufenden Druckauftrag mit nur einem geringen Maß an Makulatur zu unterbrechen bzw. zu beenden.

9 Bezuqszeichenliste	Schaltschrank
1	Wärmetauscher
2	Gebläse
3	Steuerung (Gebläse 3)
4	Temperaturerfassungssystem
5	Steuerung (Druckmaschine)
6	Leitstand
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Claims

Schutzansprüche

1) Schaltschrank für eine Druckmaschine, insbesondere Bogenoffsetdruckmaschine, mit im Inneren des Schaltschrankes angeordneten elektronischen Komponenten und einem die von diesen Komponenten produzierte Veriustwärme aufnehmenden und von Aussenluft durchströmbaren Wärmetauscher,

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Schaltschrank (1) ein die Temperatur der Außenluft aufnehmendes &iacgr;&ogr; Temperaturerfassungssystem (5) zugeordnet ist, und daß die pro Zeiteinheit

durch den Wärmetauscher (2) förderbare Luftmenge in Abhängigkeit der Temperatursignale des Temperaturerfassungssystems (5) steuerbar ist.

2) Schaltschrank nach Anspruch 1, *
dadurch gekennzeichnet,

daß der Wärmetauscher (2) des Schaltschrankes (1) ein entsprechend der Temperatursignale des Temperaturerfassungssystems (5) in der Leistung veränderbar antreibbares Gebläse (3) aufweist.

3) Schaltschrank nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Gebläse (3) eine die Temperatursignale des Temperaturerfassungssystems (5) erfassende und die Leistung des Gebläses (3) in Abhängigkeit der Temperatur stufenweise bzw. gemäß einer Kennlinie beeinflussende Steuerung (4) zugeordnet ist.

4) Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Temperaturerfassungssystem (5) als ein Temperatursensor ausgebildet ist.

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5) Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Signale des Temperaturerfassungssystems (5) einer Steuerung (6) der Druckmaschine zuführbar und wenigstens in Verbindung mit der Zeit und/oder weiteren Betriebsparametern der Maschine aufzeichenbar sind.

6) Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

&iacgr;&ogr; daß die Signale des Temperaturerfassungssystems (5) einer Steuerung (6) der

Druckmaschine zuführbar, mit vorgegebenen Temperaturwerten vergleichbar und bei Überschreiten vorgegebener Grenztemperaturen an einer Anzeigevorrichtung der Druckmaschine (Leitstand 7) Warnhinweise darstellbar sind.

15 7) Schaltschrank nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß durch die Steuerung (6) der Druckmaschine beim Überschreiten vorgegebener Temperaturwerte wenigstens Teile des Elektroniksystems stilisetzbar
sind.