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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
EP 1 588 853 A1 ist eine der eingangs genannten Gattung entsprechende Druckmaschine beschrieben.
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In
DE 297 10 251 U1 ist eine Vorrichtung zum Trocknen von Bedruckstoffbogen beschrieben, bei der zwischen einem Strahlungssystem - vorzugsweise einem UV-Strahlungssystem - und dem Bedruckstoff eine Bedruckstoffleiteinrichtung angeordnet ist, die einen Abschnitt aus Quarzglas aufweist, das für kurzwelliges Licht durchlässig ist.
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In
EP 1 306 212 A1 ist eine Druckmaschine beschrieben, die eine Bogenleiteinrichtung, einen Gegendruckzylinder und Trockner umfasst. In die Bogenleiteinrichtung sind Kühleinrichtungen integriert, die dazu dienen, sowohl den Bedruckstoff als auch die von den Trocknern unerwünschterweise miterhitzten Maschinenelemente zu kühlen.
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Bei dem genannten Stand der Technik ist jedoch die Effektivität der Trocknung des Bogens noch nicht hinreichend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere der eingangs genannten Gattung entsprechende Druckmaschine zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Druckmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Integration des Trockners oder mehrerer solcher Trockner in die Leiteinrichtung ermöglicht es, die Trockner- Wärmestrahlung auf die der Leiteinrichtung zugewandte Bogenrückseite anstatt auf die frisch bedruckte Bogenvorderseite zu richten. Dadurch ist eine in die Tiefe gehende Durchwärmung des Bogens gewährleistet, wobei der Bogen die mit seiner Bogenrückseite aufgenommene Trocknerwärme an die Druckfarbe oder den Lack, womit die Bogenvorderseite bedruckt ist, zur Trocknung dieser Druckfarbe oder dieses Lackes abgibt. Der Wirkungsgrad einer derartigen Trocknung ist sehr hoch, insbesondere bei Einsatz von Dispersionsfarben oder -lacken.
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In den Unteransprüchen genannte vorteilhafte Weiterbildungen werden nachfolgend im Einzelnen kurz erläutert.
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Bei einer Weiterbildung umfasst die Leiteinrichtung einen Luftkasten und ist der Trockner in diesen Luftkasten integriert. Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Leiteinrichtung aus einem ersten Luftkasten um mindestens einen zweiten Luftkasten zusammengesetzt und ist der Trockner zwischen den beiden Luftkästen angeordnet. Sowohl bei der Weiterbildung mit dem einzigen Luftkasten, als auch bei der Weiterbildung mit den aus der Mehrzahl von Luftkästen zusammengesetzten Leiteinrichtung kann der oder jeder Luftkasten ein Blasluft- und/oder Saugluftkasten sein. Dem gemäß kann der oder jeder Luftkasten eine Leitfläche mit Luftdüsen, d. h. Blasluft- und/oder Saugluftdüsen zum pneumatischen Leiten des Bogens aufweisen.
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Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Leiteinrichtung unterhalb einer Transporttrommel zum Transportieren des Bogens angeordnet. Dabei kann (im Falle des einzigen Luftkastens) die oder (im Falle der Mehrzahl von Luftkästen) jede Leitfläche schalenförmig gekrümmt sein. Vorzugsweise verläuft die Krümmung der oder jeder Leitfläche der Leiteinrichtung äquidistant zu einem sogenannten Greiferflugkreis der Transporttrommel. Der Greiferflugkreis ist ein imaginärer Kreis, auf welchem sich die Greifersysteme der Transporttrommel in Folge von deren Rotation bewegen. Die Transporttrommel ist eine von einem Gegendruckzylinder verschiedene Trommel, die dem Gegendruckzylinder und einem weiteren Gegendruckzylinder der Druckmaschine zwischengeordnet sein kann oder die als sogenannte Auslegertrommel innerhalb der Kettenbahn eines Kettenförderers eines Bogenauslegers angeordnet sein kann.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist die Transporttrommel mit einer Kühleinrichtung ausgestattet. Die von einem flüssigen Temperiermittel durchströmte Kühleinrichtung verhindert eine Überhitzung der Transporttrommel. Zwischen jedem von der Transporttrommel entlang der Leiteinrichtung transportierten und dabei von dem in die Leiteinrichtung integrierten Trockner getrockneten Bogen und einem nachfolgenden solchen Bogen besteht eine Bogenlücke, die um so größer ist, desto kürzer die Bogen sind. Der durch die Bogenlücken hindurch auf die Transporttrommel treffenden Anteil der Wärmestrahlung des Trockners würde ohne die Kühleinrichtung zu einer Überhitzung der Transporttrommel fuhren. Zwar ist als Gegenmaßnahme zur Vermeidung dieser Überhitzung auch ein im Bogentakt erfolgendes Abschalten oder -blenden des Trockners denkbar, jedoch wäre eine solche Gegenmaßnahme aufgrund ihrer Reaktionsträgheit im Gegensatz zur Kühleinrichtung nicht für hohe Druckgeschwindigkeiten geeignet.
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Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Transporttrommel über einen Wärmetauscher mit dem Gegendruckzylinder thermisch gekoppelt, so dass der Gegendruckzylinder durch die Abwärme der Transporttrommel erwärmbar ist. Vorzugsweise ist die Kühleinrichtung der Transporttrommel über den Wärmetauscher mit einer ebenfalls von einem flüssigen Temperiermittel durchströmten Heizeinrichtung des Gegendruckzylinders thermisch gekoppelt, so dass die von der Transporttrommel aufgenommene Trocknerwärme dem Gegendruckzylinder zur Erwärmung seiner Umfangsoberfläche zuführbar ist und als Wärme zur Kontakttrocknung der auf der Umfangsoberfläche des Gegendruckzylinders transportierten Bogen dienen kann. Der Gesamtwirkungsgrad des Systems wird infolge der thermischen Kopplung der Transporttrommel mit dem Gegendruckzylinder spürbar erhöht.
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Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Leiteinrichtung unterhalb einer Kettenbahn eines Kettenförderes zum Transportieren des Bogens angeordnet. Diese Weiterbildung ist hinsichtlich eines Einsatzes der Leiteinrichtung in einem Bogenausleger der Druckmaschine vorteilhaft. Dabei kann (im Falle des einzigen Luftkastens) die oder (im Falle der Mehrzahl von Luftkästen) jede Leitfläche der Leiteinrichtung plan sein. Beispielsweise kann die oder jede Leitfläche durch ein plattenförmiges Bogenleitblech gebildet sein.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist oberhalb der Kettenbahn ein Wärmeabsorber angeordnet, auf den der Trockner gerichtet ist und der mit einer Kühleinrichtung ausgestattet ist. Der Wärmeabsorber ist eine Einrichtung, deren Zweck ausschließlich in der Vermeidung von Wärmeverlusten bzw. in der Rückgewinnung von durch die Bogenlücken hindurchgetretenen und nicht von den Bogen aufgenommenen Anteilen der Trocknerwärme besteht. Der Wärmeabsorber kann eine dem gegenüberliegenden Trockner zugewandte Oberfläche aufweisen, die aus einem Material besteht, welches die vom Trockner ausgesandte Wärmestrahlung besonders gut absorbiert. Die Kühleinrichtung des Wärmeabsorbers dient der Vermeidung einer Überhitzung des Wärmeabsorbers und einem Abtransport der vom Wärmeabsorber aufgenommenen Trocknerwärme. Die Kühleinrichtung des Wärmeabsorbers ist von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermittel, z. B. Wasser, durchströmt. Bei einer weiteren Weiterbildung ist der Wärmeabsorber über einen Wärmetauscher mit dem Gegendruckzylinder thermisch gekoppelt, so dass der Gegendruckzylinder durch Abwärme des Wärmeabsorbers erwärmbar ist.
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Bei einer weiteren Weiterbildung kann die Leiteinrichtung in Analogie zur Transporttrommel und zum Wärmeabsorber mit einer Kühleinrichtung ausgestattet sein, welche von einem flüssigen Temperiermittel durchströmt ist, das die Abwärme aus dem Trockner abführt. Vorzugsweise ist der Wärmeabsorber über einen ersten Wärmetauscher mit dem Gegendruckzylinder thermisch gekoppelt, so dass der Gegendruckzylinder durch die Abwärme des Wärmeabsorbers erwärmbar ist, und ist der Trockner über einen zweiten Wärmetauscher mit dem Gegendruckzylinder thermisch gekoppelt, so dass der Gegendruckzylinder auch durch die Abwärme des Trockners erwärmbar ist. Der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher können innerhalb ein und desselben Temperiermittel-Kreislaufs miteinander in Reihe geschaltet sein.
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Der oder jeder in die Leiteinrichtung integrierte Trockner ist gemäß weiteren Weiterbildungen ein Strahlungs-Trockner und/oder ein Wärme-Trockner, vorzugsweise ein Infrarot-Trockner. Die von einem solchen Infrarot-Trockner auf die Bogenrückseite gestrahlte Infrarot-Strahlung dringt viel besser in die Tiefe des Bogenmaterials ein, als es unterseitig auf den Bogen geblasene Heißluft tun würde.
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Bei einer weiteren Weiterbildung besteht die Leiteinrichtung zumindest teilweise aus einem Material, welches derart gute Transmissionseigenschaften für eine Strahlung des Trockners aufweist, dass die Strahlung durch das Material hindurch auf den Bogen strahlbar ist. Die Strahlung ist jene, welche die Trocknung bewirkt, und kann z. B. Infrarot-Strahlung sein, wobei in diesem Fall das Material der Leiteinrichtung die Infrarot-Strahlung nur in einem für die Effizienz der Trocknung unwesentlichen Maße absorbiert. Der oder jeder Trockner kann hinter der Leiteinrichtung angeordnet sein und durch deren Material hindurch den vor der Leiteinrichtung an dieser vorbei transportierten Bogen bestrahlen.
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Das die Trocknungs-Strahlung hindurchlassende Fenster ist mit dem bereits erwähnten und die Trocknungs-Strahlung im Wesentlichen ungehindert durch sich hindurchlassenden Material gefüllt. Beispielsweise kann das Fenster mit Quarzglas gefüllt sein. Der oder jeder Trockner ist auf der dem Bogen entgegengesetzten Seite des Fensters oder der Fenster angeordnet und bestrahlt durch das jeweilige Fenster hindurch den daran vorbei transportierten Bogen zu dessen Farb- oder Lacktrocknung.
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Die komplette Leiteinrichtung oder deren Fenster kann von einer transparenten Kühlflüssigkeit durchströmt sein, welche die Infrarot-Strahlung ebenfalls nur in einem für die Effizienz der Trocknung unerheblichen Maß absorbiert.
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In die Leiteinrichtung oder deren Fenster können Luftdüsen eingebracht sein, die dem per Blasluft erfolgenden pneumatischen Leiten des Bogens dienen.
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Weitere funktionell und konstruktiv vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnung.
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In dieser zeigt:
- 1 einen Bogenausleger einer Druckmaschine, der eine Leiteinrichtung mit der darin integrierten Trockner aufweist,
- 2 eine Transporttrommel der in 1 dargestellten Druckmaschine, welche Transporttrommel eine Leiteinrichtung mit darin integrierten Trockner beigeordnet ist,
- 3 eine gegenüber 2 modifizierte Anordnung der in 2 gezeigten Transporttrommel als Auslegertrommel,
- 4 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Leiteinrichtung aus einem von dem Trockner durchstrahlbaren Material besteht, und
- 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem in der Leiteinrichtung Fenster für dahinter angeordnete Trockner vorhanden sind.
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In den Figuren sind einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt eine Druckmaschine 1 mit einem Druckwerk und mit einem Bogenausleger. Das Druckwerk umfasst einen Gegendruckzylinder 5 und einen Gummituchzylinder 16 für den Offsetdruck oder für das Lackieren. Der Bogenausleger umfasst einen Kettenförderer 13 mit Greiferbrücken 17, die entlang einer endlosen Kettenbahn 12 umlaufen.
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Des Weiteren umfasst der Bogenausleger eine Leiteinrichtung 2 zum Leiten der vom Kettenförderer 13 transportierten Bogen 3. In die Leiteinrichtung 2 sind Trockner 4 eingesetzt, welche als flüssigkeitsgekühlte IR-Strahler (Infrarot-Strahler) und somit als von einem Heißluft-Trockner verschiedene Trockner ausgebildet sind. Die Leiteinrichtung 2 ist ein Luftkasten 6 mit einer Leitfläche 7, in welche blasende Luftdüsen 8 zum Erzeugen eines Luftpolsters zwischen der Leitfläche 7 und den Bogen 3 eingebracht sind.
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Auf der der Leiteinrichtung 2 und den Trocknern 4 entgegengesetzten Seite der Kettenbahn 12 ist ein Wärmeabsorber 14 angeordnet, der mit einer Kühleinrichtung 10 ausgestattet ist. Diese Kühleinrichtung 10 bildet zusammen mit einem Leitungssystem und einem Wärmetauscher 11 einen Temperiermittel-Kreislauf. Eine in die Trockner 4 zu deren Kühlung integrierte, weitere Kühleinrichtung 10 bildet zusammen mit einem weiteren Leitungssystem und einem weiteren Wärmetauscher 11 einen weiteren Temperiermittel-Kreislauf.
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Das in diesem Temperiermittel-Kreislauf der Trockner 4 strömende Temperiermittel ist von anderer Art als das in dem Temperiermittel-Kreislauf des Wärmeabsorbers 14 strömende Temperiermittel. Vorzugsweise ist das in den Temperiermittel-Kreislauf des Wärmeabsorbers 14 strömende Temperiermittel Wasser und ist das in den Temperiermittel-Kreislauf der Trockner 4 strömende Temperiermittel eine von Wasser verschiedene Flüssigkeit, die im Wesentlichen keine Infrarot-Strahlung absorbiert, wenn die Flüssigkeit von den Trocknern 4 durchstrahlt wird. Die beiden Wärmetauscher 11 verhindern ein Vermischen der beiden Temperiermittel.
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Die beiden genannten Leitungssysteme sind an die Warmhälften der Wärmetauscher 11 angeschlossen. An die Kalthälften der Wärmetauscher 11 ist ein weiteres Leitungssystem angeschlossen, welches zusammen mit den Wärmetauschern 11 und einer in den Gegendruckzylinder 5 integrierten Heizeinrichtung 21 einen weiteren Temperiermittel-Kreislauf 15 bildet. Die Heizeinrichtung 21 ist ebenfalls eine Rohrschlange. Innerhalb des Temperiermittel-Kreislaufs 15 sind die Kalthälften der Wärmetauscher 11 miteinander in Reihe geschaltet. Der Temperiermittel-Kreislauf 15 und die beiden anderen Temperiermittel-Kreisläufe umfassen jeweils eine Pumpe 18 zum Umwälzen des flüssigen Temperiermittels. Die beiden Wärmetauscher 11 sind in einer Einheit zusammengefasst und den beiden Wärmetauschern 11 ist ein Lüfter 19 zur Rückkühlung beigeordnet.
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Das dargestellte System funktioniert wie folgt. Der Kettenförderer 13 hält die Bogen 3 mit seinen Greiferbrücken 17 fest und transportiert die Bogen 3 entlang der Leiteinrichtung 2. Die von der Leiteinrichtung 2 aus ihren Luftdüsen 8 ausgestoßene Blasluft sorgt dafür, dass die Bogen 3 auf Abstand zur Leiteinrichtung 2 und den darin integrierten Trocknern 4 gehalten werden. Die Bogen 3 sind auf ihren Vorderseiten mittels des Gummituchzylinders 16 frisch bedruckt. Um diesen frischen Aufdruck zu trocknen strahlen die Trockner 4 auf die ihnen zugewandten Rückseiten der Bogen 3. Die in die Trockner 4 integrierte Kühleinrichtung 10 führt die Abwärme der Trockner 4 zu dem einen Wärmetauscher 11. Durch Bogenlücken 20 zwischen den Bogen 3 hindurch tretende IR-Strahlung trifft auf den Wärmeabsorber 14, dessen Kühleinrichtung 10 die aufgenommene Wärme dem anderen Wärmetauscher 11 zuführt.
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Die von den beiden Wärmetauschern 11 aufgenommene Abwärme der Trockner 4 und des Wärmeabsorbers 14 wird aus den eingangsseitigen Temperiermittel-Kreisläufen der Wärmetauscher 11 in den ausgangsseitigen Temperiermittel-Kreislauf 15 übertragen und somit zur Erwärmung des Gegendruckzylinders 5 genutzt. Der Gegendruckzylinder 5 gibt einen Teil der von ihm aufgenommenen Wärme beim Bedrucken der Bogen 3 an letztere ab.
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2 zeigt, dass eine weitere Leiteinrichtung 2 der Druckmaschine 1 aus mehreren Luftkästen 6 zusammengesetzt ist. Zwischen den Luftkästen 6 sind Trockner 4 angeordnet, welche als Infrarot-Trockner ausgebildet sind. Jeder Luftkasten 6 hat eine Leitfläche mit blasenden Luftdüsen. Die Luftkästen 6 und die dazwischen angeordneten Trockner 4 sind unterhalb einer Transporttrommel 9 bogenförmig aufgereiht. Da auch zwischen den von der Transporttrommel 9 nacheinander transportierten Bogen Bogenlücken 20 (vgl. 1) klaffen, durch welche Bogenlücken 20 die Wärmestrahlung der Trockner 4 zur Transporttrommel 9 gelangt, ist letztere mit einer Kühleinrichtung 10, z. B. ebenfalls in Form einer Rohrschlange für Temperiermittel, ausgestattet. Somit bildet bei dem in 2 dargestellten Temperiersystem die Transporttrommel 9 den in 1 dargestellten Wärmeabsorber 14.
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Ansonsten unterscheidet sich das in 2 dargestellte Temperiersystem nicht von dem in 1 dargestellten.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ausschließlich durch eine veränderte Anordnung der Transporttrommel 9 unterscheidet. Bei dem Ausführungsbeispiel in 3 ist die Transporttrommel 9 innerhalb der Kettenbahn 12 des Kettenförderers 13 angeordnet, wobei die Transporttrommel 9 als sogenannte Auslegertrommel ausgebildet ist. Der um die Transporttrommel 9 umlaufende Kettenförderer 13 transportiert die Bogen 3 an der Leiteinrichtung 2 und den in letzterer integrierten Trockner 4 vorbei. Ansonsten unterscheidet sich das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel nicht weiter von dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei diese beiden Ausführungsbeispiele insbesondere hinsichtlich der thermischen Verknüpfung des Trockners 4 mit dem Gegendruckzylinder 5, der in 3 nicht dargestellt ist, identisch sind.
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4 ist eine Modifikation des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Gemäß 4 sind die Trockner unterhalb der Leiteinrichtung 2 angeordnet, welche aus einem die infrarote Strahlung 23 der Trockner kaum absorbierenden Material besteht, z. B. der von der Firma Schott AG, Deutschland, Mainz unter dem Handelsnamen Zerodur® angebotenen Glaskeramik.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem nicht wie in 4 die gesamte Leitfläche 7 aus besagtem Material (Zerodur®) besteht, sondern aus diesem Material nur in die Leitfläche 7 eingebrachte Fenster 22 bestehen. Hinter diesen Fenstern 22 sind die Trockner 4 angeordnet, welche durch die Fenster 22 hindurch auf den Bogen strahlen. Hinsichtlich der thermischen Verknüpfung der Trockner 4 mit dem Gegendruckzylinder 5 unterscheidet sich das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ebenso wenig wie das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Leiteinrichtung
- 3
- Bogen
- 4
- Trockner
- 5
- Gegendruckzylinder
- 6
- Luftkasten
- 7
- Leitfläche
- 8
- Luftdüsen
- 9
- Transporttrommel
- 10
- Kühleinrichtung
- 11
- Wärmetauscher
- 12
- Kettenbahn
- 13
- Kettenförderer
- 14
- Wärmeabsorber
- 15
- Temperiermittel-Kreislauf
- 16
- Gummituchzylinder
- 17
- Greiferbrücke
- 18
- Pumpe
- 19
- Lüfter
- 20
- Bogenlücke
- 21
- Heizeinrichtung
- 22
- Fenster
- 23
- Strahlung
