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Die Erfindung betrifft eine bogenverarbeitende
Maschine mit einer Bogenbremse in der Auslage. Bei derartigen Maschinen
handelt es sich beispielsweise um Bogenoffsetdruckmaschinen wie
sie in der
DE 101
46 924 A1 beschrieben sind.
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In der Auslage einer derartigen Bogendruckmaschine
wird der bedruckte Bogen beispielsweise über Greifer an einer Greiferbrücke an seiner
Vorderkante bis über
den Stapel geführt,
auf dem der Bogen anschließend
abgelegt werden soll. Um ihn von der Geschwindigkeit, mit der er
angefördert
wird, soweit abzubremsen, dass er sanft und kontrolliert auf dem Stapel
ausgelegt werden kann, sind Bremsvorrichtungen vorgesehen, sogenannte
Bremsmodule. Dabei handelt es sich z. B. um Saugscheiben oder Saugbänder, mit
denen der Bogen in Kontakt kommt und dann entweder durch Reibung
abgebremst wird oder in der Weise, dass das umlaufende Saugband nach
dem Anspringen des Bogens verzögert
wird. Solche verzögert
gesteuerte Saugbänder
sind beispielsweise in der
EP
1 108 671 A2 sowie der
DE 44 35 988 A1 beschrieben.
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Irn sogenannten Widerdruck sind die
in der Auslage ankommenden Bogen beidseitig mit noch frischer Farbe
bedruckt. Die Bremsvorrichtungen oder Bremsmodule müssen deshalb
so angeordnet werden, dass sie nur in den druckfreien Bereichen auf
der Bogenunterseite anliegen, damit das Druckbild nicht beeinträchtigt,
bzw. die Farbe nicht verschmiert wird. Die Lage eines druckfreien
Bereiches ist jedoch abhängig
von der Anordnung der Nutzen auf dem Druckbogen und deshalb je nach
Druckauftrag unterschiedlich. Deshalb sind die Bremsmodule in der
Auslage regelmäßig quer
zur Bogenförderrichtung
verstellbar bzw. positionierbar.
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Insbesondere wenn mit nur wenigen
Bremsmodulen in der Auslage gearbeitet wird, kann es zu einem Durchhang
des Bogens zwischen den Bremsmodulen kommen, so dass der Bogen mit
seinem Druckbild an Bauteilen der Maschine schleift, was ebenfalls
zu einem Abschmieren des Druckbildes führt und unakzeptabel ist. In
solchen Fällen
bedarf es einer Unterstützung
des Bogens in den Bereichen zwischen den Bremsmodulen. Zu diesem
Zwecke sind sogenannte Leitbügel
und Sporenrädchen
bekannt geworden. Wenn diese mit dem Druckbild in Kontakt kommen,
wird es zwar nicht verschmiert, jedoch hat auch dieser Kontakt eine
gewisse Markierung des Druckbildes zur Folge, die nicht in allen
Fällen
akzeptiert wird.
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Es ist deshalb bekannt, die Zwischenräume zwischen
den Bremsmodulen durch Bogenleitbleche zu überbrücken, die derart bemessen sind,
dass sie den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Bremsmodulen
schließen.
Damit lässt
sich zwar zwischen den einzelnen Bogenleitblechen und der Unterseite
des Bogens ein Luftpolster aufbauen, das einen abschmierfreien Bogentransport
ermöglicht.
Jedoch ist das Arbeiten mit solchen Leitblechen zeitaufwendig und
schwierig. Sie können
nämlich
erst dann angebracht werden, wenn die einzelnen Bremsmodule auf
das aktuelle Sujet bzw. die druckfreien Bereiche des Bogens voreingestellt
worden sind. Sie müssen
ferner auf den jeweiligen Abstand zwischen den Bremsmodulen zugeschnitten
sein. Es bedarf somit einer Vielzahl von Blechen unterschiedlicher
Breiten von Druckauftrag zu Druckauftrag. Vor diesem Hintergrund
ist in der
DE 101 34 836 vorgeschlagen
worden, als Unterstützungselement
zwischen den Bremsmodulen ein Band aus flexiblem Material vorzusehen,
dessen Länge
quer zur Bogenförderrichtung
an den Abstand der einander benachbarten Bremsmodule anpassbar ist. Über diesem
flexiblen Band lässt
sich dann ein Luftpolster ausbilden, das den Bogen unterstützt und
dessen Durchhängen
und damit Abschmieren der Unterseite verhindert. Bei dieser Einrichtung
lassen sich die Bremsmodule ferngesteuert ohne manuelle Eingriffe
auf den druckfreien Bereich im Sujet des Bogens einstellen. Solche Einrichtungen
sind allerdings relativ aufwendig und bereiten beispielsweise bei
der Zuführung
der Luft für das
Tragluftpolster zwischen den Bremsmodulen Probleme.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung die Bogenbremse in der Auslage einer bogenverarbeitenden
Maschine so zu gestalten, dass sie möglichst einfach ferngesteuert
auf die druckfreien Bereiche eingestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch
1 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
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Erfindungsgemäß besteht die Bogenbremse aus
einem oder mehreren über
der Leitfläche
für den Bogen
bewegbaren Bremsschuhen. Hierbei wird in Abkehr von den bisher bekannten
Lösungen
der Bremsschuh so flach ausgebildet, dass die Leitfläche ununterbrochen
bis in den Bereich der Bremsmodule geführt werden kann. Er besitzt
deshalb zweckmäßig eine
Höhe, die
kleiner oder nur wenig größer als
der Abstand zwischen dem auf einem Luftpolster schwebenden angeförderten
Bogen und der Leitfläche selbst
ist.
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Auf diese Weise kann der Bremsschuh
bzw. die mehreren Bremsschuhe ohne Schwierigkeiten quer zur Bogenförderrichtung
auf den druckfreien Bereich des Bogens eingestellt werden. Es ist
außerdem
in einer besonders vorteilhaften weiteren Ausbildung der Erfindung
zusätzlich
möglich,
oder stattdessen, wenn überhaupt
keine Querverstellung benötigt wird,
die flachen Bremsschuhe parallel zur Bogenförderrichtung zu bewegen, und
zwar zweckmäßig zyklisch
und entgegen der Bogenförderrichtung
verzögert.
Auf diese Weise lässt
sich eine aktiv angetriebene, die ununterbrochene Bogenleitfläche nicht
durchsetzende Bogenbremse realisieren.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der Bremsschuh bzw. die Bremsschuhe durch einen oder mehrere Linearmotoren
angetrieben werden. Beispielsweise kann unterhalb der Leitfläche der
Statorteil eines solchen Linearmotors und in oder am Bremsschuh
das Läuferteil
angeordnet sein. Wenn die Leitfläche
aus nicht magnetisierbarem Material wie beispielsweise Aluminium
oder einem Kunststoffteil besteht, können Stator und Läufer mit
ihren magnetischen Feldlinien durch die Leitfläche hindurch Wechselwirken
und der Bremsschuh bewegt sich dann über der Leitfläche hin
und zurück ähnlich wie eine
Magnetschwebebahn.
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Die im Stand der Technik bekannten
Bremsmodule mit Saugbändern
sind außerdem
nicht verschleißfrei.
Vielmehr müssen
die Bänder
von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Hingegen unterliegen die Bremsschuhe,
die je nach Ausführung
ohne mechanischen Kontakt angetrieben über der Leitfläche bewegt
werden, praktisch keinen Verschleiß.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der 1 bis 5 der beigefügten Zeichnungen. 1 ist die Prinzipsskizze
eines Auslegers einer Bogendruckmaschine in einer Seitenansicht. 2 ist eine vergrößerte perspektivische
Darstellung eines Moduls der Bremseinrichtung 11 in 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung. 3 zeigt ein
Geschwindigkeitsdiagramm für
den Bewegungsablauf des Bremsschuhs 12 in 2 über
einen Bogenablegezyklus (Maschinenwinkel a = 360°) die 4a bis 4f sind
vereinfachte Skizzen die den Bremsschuh 12 aus 2 in den verschiedenen Positionen
während
seiner Bewegung in einem Zyklus zeigen. Die 5 ist eine vereinfachte perspektivische
Darstellung eines gegenüber
dem in 2 modifizierten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
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In 1 ist
ein sogenannter Kettenausleger 1 dargestellt, der einem
Druckwerk 2 einer Bogenoffsetdruckmaschine nachgeschaltet
ist. Das Druckwerk umfasst einen Druckzylinder 2.1, einen
Gummituchzylinder 2.2, einen Plattenzylinder 2.5,
eine eintourige Umführtrommel 2.3 sowie
eine halbtourige Umführtrommel 2.4.
Die anderen Bestandteile des Druckwerks wie zum Beispiel Feuchtwerk,
Farbwerk etc. sind aus Gründen
der übersichtlicheren
Darstellungen weggelassen. Die einzelnen bedruckten Bogen 3 werden
mittels eines Kettenförderers 4 vom Druckwerk 2 zu
einer Stapeleinrichtung 5 weiter transportiert. Die Stapeleinrichtung 5 weist
eine Plattform 5.1 sowie Hubketten 5.2 auf, ferner
einen Vorderkantenanschlag 5.3 und einen Hinterkantenanschlag 5.4.
Der Kettenförderer 4 umfasst
unter anderem eine Förderkette 4.1 an
jeder Seite des Auslegers 1, Greiferbrücken 4.2, die beidseitig
an den Förderketten 4.1 befestigt sind,
zwei Antriebskettenräder 4.3 und
zwei Umlenkkettenräder 4.4 über der
Stapeleinrichtung 5 für
die bedruckten Bogen 3.
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Im aufsteigenden Bereich des Kettenauslegers 1 ist
eine Bogenleitvorrichtung 6 im geringen Abstand unterhalb
der Förderketten 4.1 bzw.
der daran befestigen Greiferbrücken 4.2 angeordnet.
Die Bogenleitvorrichtung ist hohl und weist und zwei Einlassstutzen 6.1 und 6.2 sowie
einen Auslassstutzen 6.3 zum Zu- bzw. Abführen von
Blasluft auf. Sie ist auf ihrer dem Bogen 3 zugewandten
Seite mit Blasdüsen
versehen, die hier nicht dargestellt sind. Die dort ausströmende Blasluft
sorgt dafür,
dass der von Greifern 9.2 an der Greiferbrücke 4.2 gegriffene
und in Richtung auf die Stapeleinrichtung 5 transportierte Bogen über der
Bogenvorrichtung 6 schwebt und somit berührungslos
in Richtung auf den Stapel transportiert wird.
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Ein wesentliches Element des Auslegers 1 ist
eine Bremseinrichtung 11, in der wie noch anhand der nachfolgenden
Figuren beschrieben wird, in Richtung des Pfeils 10 hin
und her bewegliche Bremsschuhe den ankommenden Bogen 3 im
hinteren Bereich ansaugen und verzögern, während die Greifer in der etwa
für den
Greifer 9.2 gezeichneten Stellung öffnen und den Bogen über den
Stapel Ioslassen.
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Die Bremseinrichtung 11 besteht
aus mehreren, beispielsweise 2, 3 oder 4 Modulen,
von denen eines, 11.1, in der 2 darstellt ist. Die gezeigte Darstellung
ist nicht maßstäblich und überhöht um die
Details im Aufbau besser erläutern
zu können.
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Das Bremsmodul 11.1 besitzt
eine Führung 21 für einen
in Richtung des Pfeils 10 beweglichen Bremsschuh 12,
wobei die Führung 21 die
mit Blasluftdüsen 6.4 versehene
Bogenleitvorrichtung 6 an ihrem stapelseitigen Ende gabelförmig umfasst.
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Die gabelseitige Führung 21 ist
ihrerseits wiederum über
hier nicht dargestellte Führungsstangen
im unter der Leiteinrichtung 6 liegenden Bereich 18 der
Gabel senkrecht zur Bogenlaufrichtung wie durch den Pfeil 22 symbolisiert
verschiebbar und kann mit Hilfe mit Hilfe eine Gewindespindel 19 in
einen druckfreien Bereich des abzubremsenden Bogens verschoben werden.
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Der auf der Führung 21 bewegliche
Bremsschuh 12 besitzt in seinem Inneren eine Saugkammer 13,
die über
ein Ansaugrohr 16 mit Saugluft in Verbindung steht, die über hier
nicht dargestellte, von der Druckmaschine gesteuerte Ventile die
Saugkammer 13 zyklisch im Takt der ankommenden Bogen mit Vakuum
versorgt. Die Saugkammer 13 mündet in einer Ansaugöffnung 14 an
der Oberseite des Bremsschuhs 12. Der Bremsschuh 12 besitzt
an seinem vorderen, dem ankommenden Bogen zugewandten Seite eine
schräge
Abflachung 17, über
die die Bogenunterseite auf den Bremsschuh 12 aufgleitet. Wenn
er mit seinem hinteren Bereich die Ansaugöffnung 14 bedeckt,
wird die Saugluft auf "Ansaugen" geschaltet und die
Bogenunterseite wird auf die Oberseite des Bremsschuhs 12 gezogen.
Dies geschieht, während
sich der Bremsnocken 12 bereits wie durch den Pfeil 20 angedeutet
in Bewegung gesetzt und an die Geschwindigkeit des in der 3 nicht dargestellten Papierbogens
angepasst hat. Mit 15 ist eine Belüftungsbohrung bezeichnet, deren Funktion
noch im Zusammenhang mit 4a–e.
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Angetrieben wird der Bremsschuh 12 durch einen
elektromagnetischen Linearantrieb, wobei der mit den Spulenwicklungen
versehene Stator in die Führung 21 integriert
ist und der mit den Permanentmagneten bestückte Läufer in die Unterseite des Bremsschuhs 12 eingesetzt
ist. Geeignete elektromagnetische Linearantriebe sind an sich bekannt und
werden beispielsweise von der Firma Jung Antriebstechnik und Automation
GmbH in D-35435 Wettenberg, Germany, unter der Bezeichnung LSD (modulare
lineare direkt angetriebene Servoantriebe) mit integriertem Positionserfassungssystem
und Lageregler sowie integrierten Linearführungen angeboten.
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Mit solchen Linearmotoren lassen
sich hohe Beschleunigungen und Verzögerungen erreichen und lässt sich
deshalb der Bremsschuh 12 zyklisch im Takt der ankommenden
Bogen von derzeit für
Offsetdruckmaschinen geforderten bis zu 5 Bögen pro Sekunde auf der Führung 21 hin
und herbewegen.
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Der Bewegungsablauf des Bremsschuhs 12 sowie
die Zeitpunkte der Greiferbetätigung,
der Saugluftbeaufschlagung etc. werden von der Maschinensteuerung
der Druckmaschine entsprechend einem dort hinterlegten Programm
vorgegeben. Nachfolgend wird der Ablauf eines Zyklus anhand des
Bewegungsdiagramms nach 3 sowie
den figürlichen
Darstellungen nach 4a bis 4f erläutert:
Zu Beginn des Zyklus
befindet sich der Bremsschuh 12 in der völlig zurückgezogenen
Position weg vom Stapel 5 in Ruhe bzw. in der Phase der
Bewegungsumkehr (4a,
Bezugszeichen 25 in 3).
Hierbei schleift bereits der Bogen 3 mit seinem druckfreien
Bereich über
den Bremsschuh 12. Jetzt beschleunigt der Bremsschuh 12 auf
Bogengeschwindigkeit und erreicht diese etwa zu dem Zeitpunkt, wo
das Bogenende über
der Ansaugöffnung 14 zu
liegen kommt (4b, Bezugszeichen 26 in 3).
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Nunmehr folgt der Bremsschuh dem
Bogenende (Bezugszeichen 27) das Vakuum wird eingeschaltet,
woraufhin sich der Bogen an der Oberfläche des Bremsschuhs festsaugt.
Anschließend öffnen die Greifer 9.2 der
Greiferbrücke 4.2 (4c, Bezugszeichen 28)
und lassen die Bogenvorderkante Ios.
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Ab diesem Moment führt der
Bremsschuh eine verzögerte
Bewegung aus (Bezugszeichen 29 in 3, 4d)
und bremst den Bogen 3 über
dem Stapel 5 ab.
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Am Ende seiner Bewegungsbahn ist
der Bremsschuh 12 mit der Ansaugöffnung 14 bereits über das
Ende der Bogenleitvorrichtung 6 hinaus über den Stapel 5 gefahren.
Hier lässt
der Bremsschuh 12 den Bogen 3 Ios (Bezugszeichen 30,
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4e),
weil das Vakuum in der Saugkammer entweder abgeschaltet wird, oder,
wie in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt, das in den Bremsschuh hineinragende Saugrohr 16 die
Belüftungsbohrung 15 freigibt,
die über
den stapelseitig offenen Kanal 23 mit dem Normaldruck kommuniziert.
Während
nun der Bremsschuh 12 auf die Geschwindigkeit 0 abbremst
(Bezugszeichen 31) und seine Bewegungsrichtung umkehrt
(Bezugszeichen 32, 4f),
fällt der
abgebremste Bogen 3 auf die Stapeloberfläche und
legt sich an die Bogenvorderkantenanschläge 5.3 an.
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Der Bremsschuh 12 erreicht
nun wieder seine Ausgangsposition (Bezugszeichen. 33, 4a) während der nächste Bogen bereits angekommen
ist und der Zyklus beginnt aufs Neue.
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In dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist ein im Vergleich zu
dem nach 2 besonders
kompaktes und flach bauendes Bremsmodul dargestellt. Gleiche Teile
sind gegenüber
dem in 2 mit einer um
100 höheren
Bezugsziffer versehen und werden hier nicht noch einmal erläutert. Erwähnenswert
ist jedoch, dass die Bogenleitvorrichtung 106 hier aus nicht
magnetisierbarem Material besteht, beispielsweise aus einem Kunststoff
oder Aluminiumblech. Das Führungsteil 121 besteht
in ihrem oberen, über der
Bogenleitvorrichtung 6 angeordneten Bereich aus zwei parallelen
Zinken, 121.1 und 121.2 zwischen denen der Bremsschuh 112 sitzt
und von denen er seitlich geführt
wird. Der Bremsschuh 112 sitzt direkt auf der Oberfläche der
Bogenleitvorrichtung 106 auf und wird vertikal beispielsweise
durch die aus den Blasluftdüsen 106.4 austretende
Luft bzw. das entstehende Luftpolster nach Art eines Fluidlagers
geführt.
Die Vorspannung des Fluidlagers wird durch Magnetkräfte erzielt.
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Das Statorteil 138 des Linearmotors
für den Antrieb
des Bremsschuhs 112 befindet sich im unteren Bereich 118 des
Führungsteils 121.
Die Feldlinien des Stator greifen durch die Bogenleitvorrichtung 106 hindurch
und bewegen geeignet erregt dann den Bremsschuh 112 entsprechend
dem anhand der 3 und 4a–f dargestellten
Zyklus.
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Die Versorgung der Ansaugöffnung 114 mit Saugluft
geschieht folgendermaßen:
Der Zinken 121.1 der gabelförmigen Führung 121 ist hohl
und an das Saugrohr 116 angeschlossen. Am vorderen Ende
der Zinke 121.1 innenliegend mündet der Hohlraum in eine in
dieser Darstellung nicht sichtbare Öffnung. Ihr gegenüberliegend
trägt der
Bremsschuh 112 einen Längsschlitz.
Die Position der Öffnung
und die Länge
des Schlitzes können
so gewählt
werden, dass die Öffnung ähnlich wie
die Belüftungsbohrung 15 in
der 2 und den 4a-f beim Verfahren des Bremsschuhs
in die stapelseitige Endposition verschlossen und der Längsschlitz
freigelegt und durch Umgebungsluft belüftet wird.
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Zur seitlichen Verstellung auf die
druckfreien Bereiche wird das Führungsteil 121 für den Bremsschuh 112 über eine
Gewindespindel 119 mit Hilfe eines Motors 124 bewegt.
Angesteuert wird der Motor 124 von einer Motorsteuerung 135 in
einer Elektronik 130. Diese Elektronik 130 enthält auch
die Steuerelektronik 136 zur Ansteuerung des Stators 138 des Linearantriebs
für den
Bremsschuh 112. Die Signale hierzu erhalten die beiden
elektronischen Steuerung 135 und 136 über Schnittstelle 137,
die an den Signalbus 140 der Druckmaschinensteuerung angeschlossen
ist. Von dort werden die Einstellvorgänge und auch der Maschinenwinkel
vorgegeben, der die Bewegung des Bremsschuhs 112 steuert.
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Abwandlungen der in den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispiele
liegen durchaus im Rahmen der Erfindung. So können beispielsweise statt des
in 2 beschriebenen Spindelantriebs und
der erwähnten
Führungsstangen
für die
seitliche Bewegung des Teils 21 bzw. 121 Seil-
oder Kettenzüge
in Verbindung mit anderen üblichen
Führungsschienen
eingesetzt werden. Anstelle des elektromagnetischen Linearmotors
für den
Antrieb des Bremsschuhes können
auch andere Linearantriebe, beispielsweise pneumatische Linearantriebe
verwendet werden und zur berührungslosen
bzw. reibungsfreien Lagerung des Bremsschuhes lassen sich Magnetlager
einsetzen und besonders vorteilhaft mit dem elektromagnetischen
Linearantrieb kombinieren.
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- 1
- Ausleger
- 2
- Druckwerk
- 2.1
- Druckzylinder
- 2.2
- Gummituchzylinder
- 2.3,
2.4
- Umführtrommel
- 2.5
- Plattenzylinder
- 3
- Bogen
- 4
- Kettenförderer
- 4.1
- Förderkette
- 4.2
- Greiferbrücke
- 4.3
- Antriebskettenräder
- 4.4
- Umlenkkettenräder
- 5
- Stapeleinrichtung
- 5.1
- Plattform
- 5.2
- Hubketten
- 5.3
- Vorderkantenanschlag
- 5.4
- Hinterkantenanschlag
- 6,
106
- Bogenleitvorrichtung
- 6.1;
6.2
- Einlassstutzen
- 6.3
- Auslassstutzen
- 6.4,
106.4
- Blasdüsen
- 9.1,
9.2
- Greifer
- 10
- Pfeil
- 11
- Bremseinrichtung
- 11.1,
111.1
- Bremsmodul
- 12,
112
- Bremsschuh
- 13
- Saugkammer
- 14,
114
- Ansaugöffnung
- 15
- Belüftungsbohrung
- 16,
116
- Ansaugrohr
- 17
- Abflachung
- 18,
118
- Träger
- 19,
119
- Gewindespindel
- 20
- Pfeil,
Bogenförderrichtung
- 21,
121
- Führung
- 22
- Pfeil
- 23
- Kanal
- 25–33
- Bewegungsphasen
des Bremsschuhs
- 112
- Bremsschuh
- 114
- Ansaugöffnung
- 121.1;
121.2
- Zinken
- 124
- Motor
- 130
- Elektronik
- 135
- Motorsteuerung
- 136
- Steuerelektronik
- 137
- Schnittstelle
- 138
- Stator
- 140
- Signalbus