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Die
Erfindung betrifft eine Druckeinheit für eine Rotationsdruckmaschine,
und insbesondere ein Exzenterlager mit integrierter Verstellung
zur radial verstellbaren Lagerung von Zylindern der Druckeinheit.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, Zylinder von Druckeinheiten,
wie z. B. einen Gummituchzylinder und einen Plattenzylinder, in
Exzenterlagern zu lagern, so dass über eine Verstellung der Exzenterlager
der Druck vom Plattenzylinder gegen den Gummituchzylinder bzw. vom
Gummituchzylinder gegen einen Druckzylinder der Druckeinheit eingestellt
werden kann.
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Wie 1 zeigt,
kann ein solches Exzenterlager 1' einen an einem Maschinengestell
(nicht gezeigt) zu lagernden Außenring 10', einen über z. B. Lagernadeln
oder ein Gleitlager (nicht detailliert gezeigt) drehbar in dem Außenring 10' gelagerten
und eine vorbestimmte Exzentrizität E bereitstellenden Exzenter-Lagerring 20' und einen mit
der Exzentrizität
E exzentrisch zum Außenring 10' und über z. B. Lagernadeln
oder Lagerrollen 40' (nicht
alle gezeigt) drehbar in dem Exzenter-Lagerring 20' aufgenommenen
Innenring 30' zum
Aufnehmen eines Lagerzapfens (nicht gezeigt) eines Zylinders aufweisen.
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Zum
Verstellen des Exzenterlagers 1' ist der Exzenter-Lagerring 20' relativ zu
dem Außenring 10' zu verdrehen,
so dass eine Rotationsachse bzw. Mittelachse 31' des Innenrings 30' verlagert wird.
Dies geschieht heute üblicherweise
dadurch, dass ein Linearhub einer Kolbenstange eines Hydraulik-
oder Pneumatikzylinders (nicht gezeigt) mittels eines Koppelgetriebes
(nicht gezeigt) in eine auf den Exzenter-Lagerring 20' wirkende Drehstellbewegung
umgewandelt wird. Dies bedingt in der Regel mechanische Anschläge zur definierten
Begrenzung des Linearhubs. Ferner ist es gemäß dieser Lösung problematisch, eine synchronisierte
Exzenterverstellung an beiden Lagerenden eines Zylinders vorzunehmen und
die Verstellgenauigkeit ist begrenzt. Außerdem benötigt diese Lösung in
der Regel relativ viel Bauraum.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Exzenterlager
mit integrierter Exzenterverstellung und eine damit ausgerüstete Druckeinheit
für eine
Rotationsdruckmaschine bereitzustellen.
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Dies
wird mit einem Exzenterlager gemäß Anspruch
1 und einer Druckeinheit für
eine Rotationsdruckmaschine gemäß Anspruch
14 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis
13 definiert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung weist ein Exzenterlager mit integrierter
Exzenterverstellung einen eine vorbestimmte Exzentrizität bereitstellenden
Exzenter-Lagerring, einen Aktuator zum Antreiben des Exzenter-Lagerrings
und ein Getriebe auf, über
welches der Exzenter-Lagerring und der Aktuator miteinander in Antriebsverbindung
stehen, wobei sich eine Achse eines Antriebs des Aktuators in einem
vorbestimmten, von Null abweichenden Winkel zu einer Rotationsachse
des Exzenter-Lagerrings erstreckt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist der Aktuator von einem Linearaktuator, insbesondere
von einem Linearmotor gebildet. Bevorzugt ist der Linearmotor von
einem Elektromotor, einem Pneumatikmotor oder einem Hydraulikmotor
gebildet. Ferner ist der Elektromotor bevorzugt von einem Servomotor
oder einem Schrittmotor gebildet.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist der Aktuator von einem Rotationsaktuator, insbesondere
von einem Rotationsmotor, gebildet, so dass das Exzenterlager den
eine vorbestimmte Exzentrizität
bereitstellenden Exzenter- Lagerring, einen
Rotationsmotor zum Antreiben des Exzenter-Lagerrings und das Getriebe
aufweist, über
welches der Exzenter-Lagerring und der Rotationsmotor miteinander
in Antriebsverbindung stehen. Gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sich eine Rotationsachse einer Antriebswelle
des Rotationsmotors in einem vorbestimmten, von Null abweichenden
Winkel zu einer Rotationsachse des Exzenter-Lagerrings.
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Durch
Verwendung eines Rotationsmotors in Zusammenwirkung mit einem geeignet übersetzenden
Getriebe ist eine genauere Exzenterverstellung als mit einem Linearantrieb
möglich.
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Durch
die winklige Erstreckung der Achse des Antriebs des Aktuators, wie
z. B. der Rotationsachse der Antriebswelle des Rotationsmotors,
wird ein Maß,
um das der Aktuator im Montiert-Zustand des Exzenterlagers z. B.
von einer Seitenwand eines Maschinengestells einer Druckeinheit
vorsteht, vorteilhaft reduziert. Damit nimmt der Antrieb für die Exzenterverstellung
weniger Bauraum in der Druckeinheit in Anspruch.
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Bevorzugt
erstreckt sich die Achse des Antriebs des Aktuators in einem Winkel
von 90 Grad bzw. senkrecht zu der Rotationsachse des Exzenter-Lagerrings.
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Damit
kann der Aktuator im Montiert-Zustand des Exzenterlagers flach an
der Seitenwand des Maschinengestells anliegen, so dass der von dem
Aktuator beanspruchte Bauraum weiter reduziert oder sogar minimiert
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Exzenterlagers
weist das Getriebe ein Schneckenradgetriebe auf.
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Mit
dieser Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn der Aktuator ein Rotationsaktuator,
insbesondere ein Rotationsmotor ist, auf vorteilhafte Weise eine
Selbsthemmung der Exzenterverstellung gewährleistet, so dass eine ungewollte
Exzenterverstellung sicher vermieden wird.
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Bevorzugt
ist eine Schnecke des Schneckenradgetriebes an der Antriebswelle
des Rotationsaktuators angeordnet und steht mit einem Schneckenrad
des Schneckenradgetriebes in Eingriff, wobei sich eine Rotationachse
des Schneckenrades parallel zu der Rotationsachse des Exzenter-Lagerrings erstreckt.
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Damit
lässt sich
auf einfache und platzsparende Weise der Drehantrieb der Antriebswelle
des Rotationsaktuators auf den Exzenter-Lagerring übertragen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Exzenterlagers
ist der Rotationsmotor von einem Elektromotor gebildet.
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Mit
dieser Ausgestaltung der Erfindung ist auf vorteilhafte Weise eine
Wirkkopplung zweier Exzenterlager und damit eine synchrone Verstellung dieser
möglich.
Dies ermöglicht
z. B. eine synchronisierte Exzenterverstellung an beiden Lagerenden
eines Zylinders einer Druckeinheit.
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Bevorzugt
ist der Rotationsmotor von einem Servomotor oder einem Schrittmotor
gebildet. Der Rotationsmotor ist dabei bevorzugt mit einer Steuervorrichtung
koppelbar, die eine positionsgenaue Ansteuerung des Rotationsmotors
gewährleistet.
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Auf
diese Weise werden die Verstellgenauigkeit und die Synchronisierbarkeit
des Exzenterlagers weiter verbessert.
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Gemäß einer
vorteilhaften Verwendung des Exzenterlagers kann mit diesem die
Linienkraft zwischen zwei jeweils zusammenwirkenden Zylindern einer
Druckeinheit einer Rotationsdruckmaschine an unterschiedliche Druckbetriebsbedingungen
(z. B. Bedruckstoffdicke, Farbübertragung)
angepasst werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung weist eine Druckeinheit für eine Rotationsdruckmaschine
eine Mehrzahl von jeweils drehbar an einem Maschinengestell der
Druckeinheit gelagerten Zylindern auf, wobei wenigstens ein Zylinder
der Mehrzahl von Zylindern zur drehbaren Lagerung an zwei gegenüberliegenden
Endabschnitten dessen jeweils ein Exzenterlager gemäß einer,
mehreren oder allen zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
in jeder denkbaren Kombination aufweist.
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Im
Fazit stellt die Erfindung u. a. folgende Vorteile bereit:
Es
sind keine mechanischen Anschläge
erforderlich, da über
die definiert an- und abschaltbare Drehbewegung oder Linearbewegung
und eine geeignete Getriebeübersetzung
eine ausreichend hohe Verstellgenauigkeit erzielbar ist. Der Antrieb
und eine Schnittstelle dessen sind auf platzsparende Weise in das
Exzenterlager integriert. Bei elektrischer Ausführung des Motors ist eine zuverlässige Synchronisation
mehrerer Exzenterlager (bzw. von deren Antrieben) möglich. Das
Exzenterlager kann als vollständig montierte
Einheit zu der jeweils bestimmten Montageposition verbracht werden,
wodurch die Montage und die Demontage des Exzenterlagers vereinfacht sind.
Durch die genauere und ggf. synchronisierte Verstellung des Exzenterlagers
kann eine erhöhte Qualität, insbesondere
eine erhöhte
Druckqualität von
Rotationsdruckmaschinen, erzielt werden. Durch den schnellen Verstellantrieb
des Exzenterlagers können
Einstellzeiten reduziert werden.
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Außerdem kann
der Aufbau des erfindungsgemäßen Exzenterlagers
sehr schlank bzw. flach und nahe an bisherigen Lagerdimensionen
ausgeführt
sein. Das Schneckenradgetriebe ist zuverlässig und preiswert. Ferner
kann auch der Motor als relativ kleiner, preiswerter und mit Standard-Steuerelektronik
ausgerüsteter
Elektromotor ausgeführt
sein. Wenn das Exzenterlager in einer Druckeinheit vorgesehen ist,
kann dies sowohl an einer Innenseite als auch an einer Außenseite
einer Seitenwand des Maschinengestells angeordnet sein. In diesem
Fall sind zur Montage des erfindungsgemäßen Exzenterlagers in herkömmlichen
Druckeinheiten nur geringfügige
Anpassungen der mechanischen Schnittstellen von Lagerung, Registerverstellung
und Antriebszahnrädern
nötig.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter
beschrieben.
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1 zeigt
ein verstellbares Exzenterlager gemäß dem Stand der Technik.
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2 zeigt
in schematischer perspektivischer Ansicht einen Teil einer mit Exzenterlagern
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ausgerüsteten
Druckeinheit einer Rotationsdruckmaschine.
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3 zeigt
eine vergrößerte Teilansicht
eines Exzenterlagers gemäß 1.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines auf einer ersten Seite der Druckeinheit
angeordneten Exzenterlagers gemäß 1.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines auf einer zweiten Seite der Druckeinheit
angeordneten Exzenterlagers gemäß 1.
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Die 2 bis 5 zeigen
eine Ausführungsform
von in eine Druckeinheit 1 einer Rotationsdruckmaschine
(nicht vollständig
gezeigt) integrierten erfindungsgemäßen Exzenterlagern 10 mit
integrierter Exzenterverstellung.
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Wie 2 zeigt,
ist ein Zylinder 2 (hier z. B. ein Gummituchzylinder oder
ein Plattenzylinder) der Druckeinheit 1 mittels zweier
erfindungsgemäßer Exzenterlager 10, 10 drehbar
und radial verstellbar zwischen zwei Seitenwänden I und II eines
Maschinengestells 3 der Druckeinheit 1 gelagert.
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D.
h., ein erstes Exzenterlager 10 ist in die zu einer Bedienseite
der Druckeinheit 1 gehörende
Seitenwand I integriert und ein zweites Exzenterlager 10 ist
in die zu einer Antriebsseite der Druckeinheit 1 gehörende Seitenwand II integriert.
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Auf
der Bedienseite (Seitenwand I) befindet sich eine Register-Stelleinrichtung 4 zum
Verstellen einer Registereinstellung des Zylinders 2. Auf
der Antriebsseite (Seitenwand II) befindet sich ein Antriebszahnrad 5,
das auf einen aus dem dort angeordneten Exzenterlager 10 vorstehenden
Abschnitt eines Lagerzapfes 2b des Zylinders 2 montiert
ist und über das
ein Drehantrieb für
den Zylinder 2 realisierbar ist.
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Wie
aus 2 ersichtlich, ist der Zylinder 2 mit
einem Lagerzapfen 2a dessen in das auf der Bedienseite
in der Seitenwand I angeordnete Exzenterlager 10 eingesetzt
und mit dem anderen Lagerzapfen 2b dessen in das auf der
Antriebsseite in der Seitenwand II angeordnete Exzenterlager 10 eingesetzt.
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Durch
eine bevorzugt synchrone Exzenterverstellung der beiden Exzenterlager 10, 10 kann
der Druck des Zylinders 2 gegen einen damit per Mantelflächenpressung
zusammenwirkenden nicht gezeigten weiteren Zylinder (z. B. einen
Druckzylinder) der Druckeinheit 1 eingestellt werden.
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In 3 ist
zum Zwecke besserer Übersichtlichkeit
der Lagerzapfen 2a bzw. 2b des Zylinders 2 weggelassen.
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Wie
aus 3 ersichtlich, weist jedes Exzenterlager 10 einen
in der Seitenwand I bzw. II gelagerten Außenring 11,
einen über
eine Mehrzahl von Lagernadeln 12 drehbar in dem Außenring 11 gelagerten
und eine vorbestimmte Exzentrizität E (vgl. 1)
bereitstellenden Exzenter-Lagerring 13 und einen mit der
Exzentrizität
E exzentrisch zum Außenring 11 und über eine
Mehrzahl von Lagerrollen 14 drehbar in dem Exzenter-Lagerring 13 aufgenommenen
Innenring 15 auf, in dem einer der Lagerzapfen 2a, 2b des
Zylinders 2 aufgenommen ist. Diese Anordnung wird auch
als sogenannte PCU (Printing Cylinder Bearing Unit – Druck-Zylinder-Lagereinheit) bezeichnet.
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In
jedes Exzenterlager 10 ist ferner eine Exzentersteuerungs-und-Abdicht-Anordnung 16 mit
einem ein Schneckenradgetriebe 18 aufweisenden Getriebe 17 sowie
ein als elektrischer Servomotor ausgebildeter und mit einer Lageregelung
ausgerüsteter
Rotationsmotor 19 integriert.
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Die
Exzentersteuerungs-und-Abdichtanordnung 16 weist ferner
ein Band 20 sowie eine erste Abdeckung 21 und
eine zweite Abdeckung 22 auf.
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Der
Rotationsmotor 19 weist eine Antriebswelle 19a auf,
auf die eine Schnecke 18a des Schneckenradgetriebes 18 montiert
ist. Die Schnecke 18a steht mit einem Schneckenrad 18b des
Schneckenradgetriebes 18 in Antriebseingriff. Gemäß einer
exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung kann das Schneckenrad 18b über ein
mit diesem in Antriebseingriff befindliches, koaxial zu dem Exzenter-Lagerring
an eine Stirnseite des Exzenter-Lagerrings 13 montiertes,
flaches, ringförmiges
Zahnrad (nicht gezeigt) des Getriebes 17 mit dem Exzenter-Lagerring 13 antriebsverbunden
sein, so dass der Exzenter-Lagerring 13 mittels des Rotationsmotors 19 drehantreibbar
ist. Somit stehen der Exzenter-Lagerring 13 und der Rotationsmotor 19 über das
Getriebe 17 miteinander in Antriebsverbindung.
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In
Verbindung mit 1 ist aus 3 ersichtlich,
dass sich eine Rotationsachse (nicht bezeichnet) der Antriebswelle 19a des
Rotationsmotors 19 in einem vorbestimmten, von Null abweichenden Winkel
(hier in einem Winkel von 90 Grad) zu einer Rotationsachse A (in 1 senkrecht
zur Ansichtsebene verlaufend) des Exzenter-Lagerrings 13 erstreckt.
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Ferner
erstreckt sich eine Rotationachse (nicht bezeichnet) des Schneckenrades 18b parallel zu
der Rotationsachse A des Exzenter-Lagerrings 13.
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Die
jeweiligen Rotationsmotoren 19, 19 der beiden
in 2 gezeigten Exzenterlager 10, 10 sind über nicht
dargestellte, elektrische Leitungen mit einer Steuervorrichtung
(nicht dargestellt) der Druckeinheit 1 gekoppelt. Die Steuervorrichtung
der Druckeinheit 1 ist ihrerseits über nicht dargestellte, elektrische
Leitungen mit einer in einen Leitstand (nicht dargestellt) der Rotationsdruckmaschine
integrierten übergeordneten
Steuervorrichtung gekoppelt. Dadurch sind die jeweiligen Rotationsmotoren 19, 19 der
beiden Exzenterlager 10, 10 vom Leitstand der Rotationsdruckmaschine
aus ansteuerbar, so dass über
jeweiligen Drehantrieb der Rotationsmotoren 19, 19 eine
Exzenterverstellung der jeweiligen Exzenterlager 10, 10 realisiert
wird.
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In
diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die jeweiligen Rotationsmotoren 19, 19 der
beiden Exzenterlager 10, 10 einzeln, gemeinsam
und auch synchron zueinander ansteuerbar sind.
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Die
Steuervorrichtungen der Druckeinheit 1 und des Leitstandes
können
z. B. in Form von Software und/oder Hardware realisiert sein.
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In 4 und 5 ist
die mit erfindungsgemäßen Exzenterlagern 10, 10 ausgerüstete Druckeinheit 1 in
zwei weiteren perspektivischen Ansichten gezeigt.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführungsform
kann statt des Rotationsmotors 19 ein Linearmotor (mit
z. B. einer Zahnstange als Antriebselement) zum Antreiben des Exzenter-Lagerrings 13 vorgesehen
sein.
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Im
Fazit werden durch die erfindungsgemäße Integration des Antriebes
bzw. Motors in das Exzenterlager Bauraumeinsparungen, Formatunabhängigkeit,
zusätzliche
Einstellmöglichkeiten,
eine Änderung
der Druckspannung im Betrieb der Druckeinheit 1 sowie eine
automatisierte Zustellung des Zylinders 2 realisiert.
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- 1'
- Exzenterlager
- 10
- Außenring
- 20'
- Exzenter-Lagerring
- 30'
- Innenring
- 31'
- Rotationsachse
des Innenrings
- 40'
- Lagernadeln/Lagerrollen
- 1
- Druckeinheit
- 10
- Exzenterlager
- 11
- Außenring
- 12
- Lagernadeln
- 13
- Exzenter-Lagerring
- 14
- Lagerrollen
- 15
- Innenring
- 16
- Exzentersteuerungs-und-Abdicht-Anordnung
- 17
- Getriebe
- 18
- Schneckenradgetriebe
- 18a
- Schnecke
- 18b
- Schneckenrad
- 19
- Rotationsmotor
- 19a
- Antriebswelle
des Rotationsmotors
- 20
- Band
- 21
- erste
Abdeckung
- 22
- zweite
Abdeckung
- PCU
- Druckend-Zylinder-Lagereinheit
- 2
- Zylinder
- 2a
- Lagerzapfen
- 2b
- Lagerzapfen
- 3
- Maschinengestell
- 4
- Register-Stelleinrichtung
- 5
- Antriebszahnrad
- I
- Seitenwand
(Bedienseite)
- II
- Seitenwand
(Antriebsseite)
- A
- Rotationsachse
- E
- Exzentrizität