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Die Erfindung betrifft eine Wendevorrichtung in einer bogenverarbeitenden Maschine mit einer Wendetrommel, die ein Zangengreifersystem aufweist, gemäß dem Oberbegriff des 1. Anspruchs.
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Die Erfindung betrifft eine Wendetrommel mit einem Zangengreifersystem für eine Bogenwendeeinrichtung, insbesondere nach dem Dreitrommelprinzip. Bei den meisten Systemen weist die Zangengreiferwelle zwei koaxiale Wellen auf, die zusammen als Greiferzungenwelle und als Greiferaufschlagwelle sowohl die Schließbewegung der Greifer als auch die Schwingbewegung für den Wendevorgang realisieren. Beim Wendevorgang werden die Greiferwellen gemeinsam über einen Winkel von mehr als 180° geschwenkt und führen den kompletten Wendevorgang ohne Übergabe an ein zweites Greifersystem aus. Im Schöndruck fungiert die Wendetrommel als Übergabetrommel, die Steuerung der Zangengreifer erfolgt in gleicher Weise.
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Für diese Antriebssteuerung wird mindestens je ein Kurvengetriebe mit je einer Steuerkurve für die Greiferzungenwelle und die Greiferaufschlagwelle notwendig, und zwar jeweils für die Betriebsart Schöndruck und die Betriebsart Schön- und Widerdruck. Durch eine Drehstabfeder in der Greiferwellenmitte und/oder in den Antriebswellen werden beide Rollenhebel gegenseitig verspannt und durch das eingebrachte Drehmoment die Zwanglaufsicherung der Kurvengetriebe gesichert (Vermeiden des Abhebens der Kurvenrollen). Das Schließen der Greifer kann entweder durch die Steuerkurve oder durch die Drehstabfedern erfolgen.
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Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass beim Lauf der Wendetrommel bei hohen Drehzahlen das erforderliche Drehmoment der Drehstabfeder entsprechend den erhöhten Massenkräften mit angehoben werden muss und dadurch die Belastung der Antriebselemente neben der Kinematik und der Greiferkräfte noch erheblich durch die Drehstabfeder erhöht wird.
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Aus der
DE 10 2008 035 062 A1 ist ein Zangengreifersystem in Wendetrommeln von Druckmaschinen bekannt, bei dem zur Verringerung der Verformung des Greifersystems infolge der Torsionsbelastung sowohl die Greiferwelle als auch das Greiferrohr an beiden Enden mit jeweils einem Steuergetriebe antreibbar ist. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass auch hier noch eine Anlage der Kurvenrolle auf der Steuerkurve sichergestellt werden muss. Mit zunehmender Maschinengeschwindigkeit ist dies schwierig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wendevorrichtung mit einer verbesserten Zangengreifersteuerung zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Belastung der Antriebselemente des Zangengreifersystems entscheidend herabgesetzt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, die Zwanglaufsicherung der Kurvengetriebe durch formschlüssige Doppelkurven zu realisieren. Dadurch entfällt die zusätzliche Belastung der Antriebe durch die Drehstabfedern.
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Die formschlüssige Zwangslaufsicherung durch Nutkurven ist aufgrund der Prinzipe für den Betriebsartwechsel (Schieben der Rollenhebel) räumlich nicht möglich. Deshalb wird für das Steuerkurvenpaar für die Greiferzungenwelle und die Greiferaufschlagwelle jeweils eine Doppelkurve mit einem Doppelrollenhebel eingesetzt. Der Doppelrollenhebel kann entweder mit einem definierten Spiel oder mit einer definierten Vorspannung betrieben werden. Beim Wechsel der Betriebsart von Schöndruck in die Betriebsart Schön- und Widerdruck werden die beiden Doppelrollenhebel in der Spur verschoben, so dass sie mit dem zweiten Kurvenpaar in Eingriff kommen. Die in diesem Bereich nicht belastete Kurve verfügt an dieser Stelle über eine Freimachung, so dass sich ein höheres Spiel ergibt, um das Schieben zu erleichtern. Die Wendetrommel enthält in dieser bevorzugten Ausführungsform in Summe acht Steuerkurven.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mit dem Rollenhebel verbundene Zahnradgetriebe auf der Antriebswelle in Richtung Mitte verschoben, d. h. nicht direkt mit dem Rollenhebel vereint. Dadurch müssen Zahnsegmente und Ritzel nicht, wie üblich, fliegend gelagert werden, sondern weisen beidseitig Lagerstellen auf. Dadurch verbessert sich das Tragbild der Verzahnung erheblich. Vorzugsweise wird sowohl die Greiferzungenwelle als auch die Greiferaufschlagwelle jeweils beidseitig des Antriebsritzels gelagert. Besonders bevorzugt wird auch das mit dem Antriebsritzel zusammenwirkende, vom Rollenhebel angetriebene Zahnsegment beidseitig gelagert.
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Es ergeben sich weitere Vorteile durch die Erfindung, insbesondere in den Weiterbildungen, durch eine Verringerung der Antriebsbelastung, durch Reduzierung der Verformungen und der damit verbundenen Fehlstellungen an den Maschinenelementen und durch die Reduzierung des Verschleißes in den Gelenkstellen, insbesondere der Kurvenrollen und der Verzahnung.
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Besonders vorteilhaft muss ein Verschieben der Kurvenrollen bei einem Betriebsartwechsel nicht unter der Belastung der Drehstabfedern erfolgen. Ein Ausheben der Kurvenrollen (Steuerrollen) für einen Betriebsartwechsel, wie er gemäß der
DE 10 2007 040 694 A1 vorgeschlagen wird, ist ebenfalls nicht mehr erforderlich. Wird auf ein solches Ausheben verzichtet, sind keine zusätzlichen Aktoren nötig.
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Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen stellen dabei schematisch dar:
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1: Dreitrommel-Wendeeinrichtung in einer Bogendruckmaschine;
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2: Wendetrommel enthaltend einen Doppelrollenhebel mit Antriebswelle und eine Greiferwelle;
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3: Wendetrommel in Stirnansicht mit vier benachbart angeordneten Steuerkurven;
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4: Wendetrommel mit dem mit den Steuerkurven zusammenwirkenden Doppelrollenhebel.
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Die 1 zeigt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Ausschnitt einer bogenverarbeitenden Maschine, beispielsweise einer Bogenoffsetrotationsdruckmaschine mit in Reihe angeordneten Druckwerken. Zwischen den zwei dargestellten Druckwerken ist eine Wendevorrichtung angeordnet, die hier als Dreitrommel-Wendeeinrichtung 1 ausgebildet ist. Die Druckmaschine kann zwischen den beiden Betriebsarten Schöndruck und Schön- und Widerdruck umgestellt werden. Im Schöndruck werden die Bogen einseitig bedruckt, wobei die Bogen von den rotierenden Zylindern an der Vorderkante geklemmt durch die Druckmaschine transportiert werden. Im Schön- und Widerdruck werden die Bogen von der Wendeeinrichtung 1 nach dem Prinzip der Hinterkantenwendung gewendet, um in den nachfolgenden Druckwerken die andere Bogenseite bedrucken zu können. Die Druckmaschine enthält weitere nicht dargestellte Elemente wie beispielsweise einen Anleger, eine Anlage und eine Auslage. Es können dabei beliebig viele Druckwerke vor und/oder nach der Wendeeinrichtung 1 vorgesehen sein. Es können auch weitere Lack-, Trocken-, Veredelungs- und/oder Wendevorrichtungen vorgesehen sein. Alternativ kann die Wendevorrichtung als Eintrommel-Wendung ausgebildet sein.
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Die Druckwerke der Druckmaschine sind bevorzugt weitgehend baugleich aufgebaut, wobei die Zylinder der Druckwerke nicht weiter bezeichnet sind. Jedes Druckwerk enthält einen Plattenzylinder, einen Gummizylinder, einen Druckzylinder 2, 6 und weitere nicht dargestellte Walzen eines Farb- oder Farb- und Feuchtwerkes. Der Plattenzylinder wird mit einer nicht dargestellten Druckplatte bespannt, die vom Farbwerk mit der entsprechenden Druckfarbe eingefärbt wird. Beim Abrollen des Plattenzylinders auf dem Gummizylinder wird die Druckfarbe motivgerecht auf den mit einem Gummituch bespannten Gummizylinder übertragen. Der Plattenzylinder und der Gummizylinder sind jeweils einfach groß ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Umfang dieser Zylinder zumindest annähernd einer maximal zu verarbeitenden Bogenlänge entspricht. Zwischen dem Gummizylinder und dem Druckzylinder 2, 6 wird ein Druckspalt gebildet, durch den der zu bedruckende Bogen gefördert wird. Im Druckspalt wird die Druckfarbe vom Gummizylinder auf den Bogen übertragen. Die Druckzylinder 2, 6 sind hier doppeltgroß ausgebildet und enthalten demgemäß zwei diametral angeordnete Vorderkantengreifersysteme zum Fixieren der Bogen. Zwischen den Druckwerken der Maschine werden die Bogen von nicht dargestellten Zylindern, Trommeln, Transfertern oder einem umlaufenden Kettensystem übergeben. Die Größe, Art, Ort und Anzahl der Zylinder in und zwischen den Druckwerken kann variiert werden.
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Die zwischen den beiden Druckzylindern 2, 6 angeordnete Wendeeinrichtung 1 enthält hier eine einfachgroße Übergabetrommel 3, eine doppeltgroße Speichertrommel 4 und eine einfachgroße Wendetrommel 5 mit einem Zangengreifersystem. Während des Druckbetriebes übernimmt die Übergabetrommel 3 einen Bogen vom vorgeordneten Druckzylinder 2 an der Vorderkante und transportiert diesen mittels eines Greifersystems zur Speichertrommel 4. Die Speichertrommel 4 übernimmt den Bogen von der Übergabetrommel 3 mit einem Vorderkantengreifersystem. Die Speichertrommel 4 weist jeweils zwei vordere Mantelsegmente auf, an denen die Vorderkantengreifersysteme angeordnet sind. Weiter enthält die Speichertrommel 4 hintere Mantelsegmente, welche zur Einstellung auf das Bogenformat auf die vorderen Mantelsegmente hin oder von diesen weg verstellbar sind. Bei Formateinstellung greifen die Mantelsegmente kammartig ineinander. Den hinteren Mantelsegmenten sind hier Saugersysteme zugeordnet, mit denen die Bogenhinterkante fixiert und/oder gestrafft werden kann. Der Speichertrommel 4 könnte auch eine hier nicht dargestellte Leitrakel zur Bogenführung zugeordnet werden.
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Der Speichertrommel 4 ist die Wendetrommel 5 nachgeordnet, die hier einfachgroß ausgebildet ist. Die Wendetrommel 5 übernimmt die Bogen von der Speichertrommel 4 im Schöndruck an der Vorderkante und im Schön- und Widerdruck an der Hinterkante, während die Bogen auf der Speichertrommel 4 oder Rakel liegend an der Wendetrommel 5 vorbeibewegt werden. Die Wendetrommel 5 übergibt den jeweiligen Bogen ungewendet oder gewendet dem nachgeordneten Druckzylinder 6. Zur verbesserten Bogenführung kann die Wendeeinrichtung 1 weitere nicht dargestellte Bogenführungselemente und/oder Blas- oder Sauglufteinrichtungen aufweisen. In alternativen Ausführungsformen kann die Wendetrommel 5 auch mehrfachgroß ausgebildet sein.
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Die 2 zeigt eine Greifersteuerung der Wendetrommel 5 ausschnittsweise in perspektivischer Ansicht. Die Wendetrommel 5 enthält ein Zangengreifersystem zum Greifen eines Bogens je nach Betriebsart an der Vorderkante oder an der Hinterkante. Das Zangengreifersystem enthält eine über die Trommelbreite angeordnete Greiferwelle 12 am Umfang der Wendetrommel 5. Die Greiferwelle 12 liegt dabei vorzugsweise auf der Höhe des Umfanges der Wendetrommel 5 und ragt dadurch annähernd hälftig über den Umfang der Wendetrommel 5 hinaus. Die mit der Wendetrommel 5 zusammenwirkende Speichertrommel 4 und der nachgeordnete Druckzylinder 6 weisen hier Schwanenhalsgreifer zum Greifen der Bogenvorderkanten auf. Diese Schwanenhalsgreifer weichen der über den Umfang der Wendetrommel 5 ragenden Greiferwelle 12 aus. Alternativ kann die Greiferwelle 12 auch vollständig unterhalb oder auch vollständig oberhalb der Peripherie der Wendetrommel 5 angeordnet sein. Eine einfachgroße Wendetrommel 5 enthält umfangsseitig genau eine Greiferwelle 12.
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Die Greiferwelle 12 enthält eine Greiferaufschläge tragende Greiferaufschlagwelle 13 und eine Greiferzungen tragende Greiferzungenwelle 14. Die Greiferzungenwelle 14 wird von der Greiferaufschlagwelle 13 (Greiferrohr) umfasst, wobei die Greiferaufschlagwelle 13 und Greiferzungenwelle 14 unabhängig voneinander, schwenkbar an der Wendetrommel 5 gelagert sind. Die Greiferzungenwelle 14 ist innerhalb der Greiferaufschlagwelle 13 drehbar gelagert. Die Greiferaufschlagwelle 13 enthält Öffnungen, durch die die mit der Greiferzungenwelle 14 verbundenen Greiferzungen herausragen. Bei einer Relativbewegung von Greiferaufschlagwelle 13 und Greiferzungenwelle 14 führen die Greiferzungen gegen die Greiferaufschläge eine Greifbewegung zum Fixieren der Bogen an einer entsprechenden Vorder- oder Hinterkante aus.
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Zum Antrieb von Greiferaufschlagwelle 13 und Greiferzungenwelle 14 sind Antriebselemente vorgesehen, die von einem Antrieb angetrieben werden. In der dargestellten Ausführungsform enthält beispielsweise die Greiferaufschlagwelle 13 ein Antriebsritzel 15. Beidseitig des Antriebsritzels 15 ist die Greiferaufschlagwelle 13 jeweils über eine Lagerung 16 drehbeweglich gelagert. Zum Antrieb des Antriebsritzels 15 ist ein Zahnsegment 10 vorgesehen, welches mit dem Antriebsritzel 15 kämmt. Das Zahnsegment 10 ist einer Antriebswelle 9 fest zugeordnet, die über die Breite der Wendetrommel 5 in einer vorgesehenen Ausnehmung gelagert ist. Die Antriebswelle 9 ist hier vorzugsweise zumindest beidseitig des Zahnsegmentes 10 jeweils mittels einer Lagerung 11 drehbeweglich gelagert. Weitere Lagerstellen der Antriebswelle 9 sind über die Breite der Wendetrommel 5 vorgesehen. Alternativ kann eine Kraftübertragung von der Antriebswelle 9 an die Greiferwelle 12 auch mittels eines Zahnriemens, einer Zahnradstufe oder anderer Kraftübertragungsmittel erfolgen, sofern eine axiale Verlagerung der Antriebswelle 9 gegenüber der Greiferwelle 12 ermöglicht wird.
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Die Antriebswelle 9 ist mit einem Doppelrollenhebel 8 verbunden, der stirnseitig der Wendetrommel 5 angeordnet ist. Dieser Doppelrollenhebel 8 wirkt mit stirnseitig der Wendetrommel 5 angeordneten Bahnen von Steuerkurven 7 zusammen. Der Wendetrommel 5 sind an mindestens einer Stirnseite mindestens vier Bahnen von Steuerkurven 7 zugeordnet. Diese vier Bahnen sind vorzugsweise als vier mit einer Außenkontur versehene Steuerkurven 7 ausgebildet, die gemeinsam ein Kurvenpaket bilden. Die vier Bahnen von Steuerkurven 7 sind nebeneinander angeordnet und hier gestellfest fixiert. Der Doppelrollenhebel 8 weist zwei mit den Steuerkurven 7 zusammenwirkende Kurvenrollen 8.1, 8.2 auf.
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Der Doppelrollenhebel 8 ist derart ausgebildet, dass an diesem in Rotationsrichtung der Wendetrommel 5 stromabwärts die erste Kurvenrolle 8.1 drehbeweglich gelagert ist und stromaufwärts die zweite Kurvenrolle 8.2 axial beabstandet zur ersten Kurvenrolle 8.1 drehbeweglich gelagert ist. Zwischen den beiden Kurvenrollen 8.1, 8.2 ist der Doppelrollenhebel 8 derart freigeschnitten, dass jede zwischen den Kurvenrollen 8.1, 8.2 liegende Steuerkurve 7 berührungslos überstrichen wird. Der Doppelrollenhebel 8 könnte auch gegabelt oder gekröpft ausgebildet sein. Vom Doppelrollenhebel 8 werden die Kurvenrollen 8.1, 8.2 im festen Abstand zueinander gehalten. Vorzugsweise ist die Wendetrommel 5 auf der gegenüberliegenden, nicht dargestellten Maschinenseite zumindest annähernd baugleich ausgeführt. Besonders bevorzugt weist die Wendetrommel 5 an beiden Stirnseiten je vier Bahnen von Steuerkurven 7 auf, die beidseitig der Wendetrommel 5 mit einem Doppelrollenhebel 8 zusammenwirken. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, die zusammenwirkenden Steuerkurven 7 einer Zangengreiferhälfte auf verschiedenen Seiten der Wendetrommel 5 anzuordnen, wobei die Wendetrommel 5 auch hier an mindestens einer Stirnseite vier Bahnen von Steuerkurven 7 aufweist.
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Die 3 zeigt die Wendetrommel 5 mit dem Doppelrollenhebel 8 in Stirnansicht mit den vier Bahnen von Steuerkurven 7. Die Steuerkurven 7 weisen bevorzugt eine durchgehende Außenkontur auf, an denen die erste Kurvenrolle 8.1 und die zweite Kurvenrolle 8.2 des Doppelrollenhebels 8 laufen. Durch die beiden Kurvenrollen 8.1, 8.2 liegt für den Doppelrollenhebel 8 eine Zwangslaufsicherung vor, die ein Abheben der Kurvenrollen 8.1, 8.2 verhindert. Zu erkennen sind hier eine benachbart dem Gestell gelagerte erste Steuerkurve 7.1, der benachbart eine zweite Steuerkurve 7.2 auf der der Wendetrommel 5 zugewandten Seite zugeordnet ist. Der zweiten Steuerkurve 7.2 ist auf der der Wendetrommel 5 zugewandten Seite eine dritte Steuerkurve 7.3 benachbart zugeordnet, der wiederum auf der der Wendetrommel 5 zugewandten Seite eine vierte Steuerkurve 7.4 benachbart zugeordnet ist. Je nach Betriebsart wirkt die erste Kurvenrolle 8.1 des Doppelrollenhebels 8 mit der dritten Steuerkurve 7.3 oder alternativ mit der vierten Steuerkurve 7.4 zusammen. Entsprechend wirkt die zweite Kurvenrolle 8.2 des Doppelrollenhebels 8 mit der ersten Steuerkurve 7.1 oder alternativ mit der zweiten Steuerkurve 7.2 zusammen. Hier nicht bezeichnet ist der analog ausgebildete Rollenhebel auf der gegenüberliegenden Stirnseite der Wendetrommel 5. Alternativ können die Bahnen der Steuerkurven 7 auch als Innenkurven oder aus einer Kombination von Außen- und Innenkurven gebildet sein.
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Die Steuerkurven 7 weisen bevorzugt Freimachungen für die Kurvenrollen 8.1, 8.2 bei einem Betriebsartwechsel auf, die eine axiale Verschiebung des Doppelrollenhebels 8 parallel zur Rotationsachse der Wendetrommel 5 erleichtern. Wird die Wendetrommel 5 in der Variante mit definiertem Spiel betrieben, enthalten die Steuerkurven 7 Freimachungen in Bereichen ohne Lastwechsel zur Reduzierung der Kurvenrollenbelastung.
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Die 4 zeigt die Wendetrommel 5 mit den stirnseitig der Wendetrommel 5 angeordneten Steuerkurven 7 und dem Doppelrollenhebel 8 perspektivisch. Hierbei läuft die erste Kurvenrolle 8.1 des Doppelrollenhebels 8 auf der vierten Steuerkurve 7.4 und die zweite Kurvenrolle 8.2 des Doppelrollenhebels 8 auf der zweiten Steuerkurve 7.2. Beide Kurvenrollen 8.1, 8.2 des Doppelrollenhebels 8 liegen hier während des Umlaufens der Wendetrommel 5 an der Kontur der Steuerkurven 7 an. Der Doppelrollenhebel 8 ist fest mit der über die Lagerungen 11 drehbeweglich gelagerten Antriebswelle 9 verbunden, so dass eine formschlüssige Zwangslaufsicherung der Kurvenrollen 8.1, 8.2 auf den Steuerkurven 7 resultiert. Für einen Betriebsartwechsel wird der Doppelrollenhebel 8 axial verschoben, so dass dessen erste Kurvenrolle 8.1 mit der dritten Steuerkurve 7.3 und dessen zweite Kurvenrolle 8.2 mit der ersten Steuerkurve 7.1 in Verbindung tritt. Die Steuerkurven 7 sind derart ausgelegt, dass eine axiale Verschiebung des Doppelrollenhebels 8 ohne Abheben der Kurvenrollen 8.1, 8.2 ermöglicht wird. Die axiale Verschiebung des oder der Doppelrollenhebel 8 der Wendetrommel 5 wird vorzugsweise von einem in der Wendetrommel 5 angeordneten, nicht dargestellten Pneumatikzylinder realisiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wendeeinrichtung
- 2
- Druckzylinder
- 3
- Übergabetrommel
- 4
- Speichertrommel
- 5
- Wendetrommel
- 6
- Druckzylinder
- 7
- Steuerkurven
- 7.1
- erste Steuerkurve
- 7.2
- zweite Steuerkurve
- 7.3
- dritte Steuerkurve
- 7.4
- vierte Steuerkurve
- 8
- Doppelrollenhebel
- 8.1
- erste Kurvenrolle
- 8.2
- zweite Kurvenrolle
- 9
- Antriebswelle
- 10
- Zahnsegment
- 11
- Lagerung
- 12
- Greiferwelle
- 13
- Greiferaufschlagwelle
- 14
- Greiferzungenwelle
- 15
- Antriebsritzel
- 16
- Lagerung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008035062 A1 [0005]
- DE 102007040694 A1 [0013]
