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Rakelvorrichtung für Rotationstiefdruckmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Rakelvorrichtung für Rotationstiefdruckmaschinen mit einem parallel zur Formzylindermittelachse
willkürlich schwenkbaren Rakelträger, an dem der Rakelmesserhalter in seiner Mitte
zur Ausrichtung auf die Formzylinderoberfläche um eine zur Schwenkachse des Rakelträgers
rechtwinklige Mittelachse selbsttätig pendelnd gehalten ist.
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Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ist die mit dieser
bekannten Vorrichtung selbsttätige Pendelmöglichkeit in nur einem Freiheitsgrad
nicht ausreichend, um in allen Fällen eine selbsttätige Ausrichtung des Messerhalters
auf die Formzylinderoberfläche sicherzustellen, so daß die Farbe über die gesamte
Rakelmesserlänge gleichmäßig abgerakelt wird. Dazu ist vielmehr noch eine weitere
selbsttätige Pendelmöglichkeit in einem zweiten Freiheitsgrad um die Rakelmesserhalter-Mitte
in einem rechten Winkel zur Pendelachse des ersten Freiheitsgrades erforderlich.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein um die zur Schwenkachse
des Rakelträgers rechtwinklige Mittelachse drehbarer Teil eine Pendelachszapfenlagerpaarung
trägt, deren drehbarer Teil den Rakelmesserhalter trägt und deren Mittelachse ebenfalls
in der Mitte des Rakelmesserhalters in einem rechten Winkel zur'Mittelachse des
drehbaren Teils verläuft.
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Bei der Erfindung paßt sich die Rakel selbsttätig über ihre gesamte
Länge der Formzylinderoberfläche an, so daß selbst bei in ihrer Länge leicht konisch
verlaufenden Zylindern oder bei den sogenannten Steilrakeln keine Schwierigkeit
besteht, sie zu einer gleichmäßigen Anlage an der Formzylinderoberfläche zu bringen.
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Wird auf eine Verstellung des Rakel-Anstellwinkels Wert gelegt, so
ermöglicht diese eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Lagerteil des drehbaren
Teils an dem Rakelträger um eine zu dessen Schwenkachse parallele Achse schwenkbar
angelenkt ist, unter weiterer Kopplung des dem Rakelmesserhalter zugeordneten Lagerteils
an den Rakelträger mittels einer längenveränderlichen Koppelstange - z. B. zweiteiligen
Gewindespindel mit Gewindeschloß - mit wenigstens einer Kugelgelenkanlenkung. Die
Kugelgelenkanlenkung gewährleistet dabei die Aufrechterhaltung der selbsttätigen
Pendelmöglichkeit in den beiden Freiheitsgraden.
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Die Erfindung bevorzugt eine Rakelvorrichtung mit einer Einrichtung
zum Anstellen des Rakelhalters an den Formzylinder entgegen Federkraft, wobei als
Anstellmittel ein mit Druckmittel beaufschlagbarer Kraftkolben dient. Dies gewährleistet
eine Dosierbarkeit des Anpreßdruckes, die mit Hand nicht mehr abfühlbar ist, wie
das bei der von der Erfindung gebotenen freien Beweglichkeit erwünscht ist.
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Schließlich ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß der Kraftkolben
zwischen dem Rakelträger und einem Schwenkhebel angeordnet ist, wobei beide durch
eine Koppelstange mit einem toten Gang aneinandergelenkt sind, über den der Rakelträger
nach Aufliegen der Koppelstange auf seinem Schwenkbegrenzungsanschlag entgegen der
Kraft einer zwischengehängten Zugfeder auf den Formzylinder zu weiterschwenkbar
ist. Damit ist der Kraftkolben zweckmäßig innerhalb des Schwenkbewegungswerks untergebracht
und kommt darin zu seinem wirksamen Einsatz von einer Schwenkbewegungsgrenzstellung
aus, von der aus nur :noch eine sehr kleine Anstellbewegung für die Rakel aufzubringen
ist, die größte Schonung und feinfühlige Anstellung gewährleistet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht der Rakelmesserhalterung,
F i g. 1 A einen Teilquerschnitt in auseinandergezogener Darstellung der maßgeblichen
Teile, F i g. 2 eine Seitenansicht der Rakelhalterung, F i g. 3 einen Teillängsschnitt
durch die Rakelhalterung entsprechend Schnitt 3-3 in F i g. 2, F i g. 4 eine vergrößerte
Teilansicht im Schnitt entlang der Linie 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 einen stark
vergrößerten Teilquerschnitt des Rakelmessers, F i g. 6 eine Teilansicht im Schnitt
entsprechend 6-6 der F i g. 4,
F i g. 7 einen Teilquerschnitt entsprechend
der Linie 7-7 in F i g. 6, F i g. 8 einen Teilquerschnitt entsprechend der Schnittlinie
8-8 in F i g. 7, F i g. 9 eine Teildraufsicht entsprechend der Linie 9-9 in F i
g. 4, F i g. 10 einen Teillängsschnitt entsprechend 10-10 auf F i g. 4 und 9, F
i g. 11 einen Teillängsschnitt entsprechend 11-11 auf F i g. 4, F i g. 12 eine grafische
Darstellung eines hydraulischen bzw. pneumatischen Steuersystems für die Rakelhalterung,
F i g. 13 einen Querschnitt durch eine Rakelhalterung mit einem anderen Rakelmesser
im gleichen Prinzip, F i g. 14 einen Teillängsschnitt entsprechend der Schnittlinie
14-14 in F i g. 13.
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In F i g. 1, 1 A und 2 ist ein Formzylinder 21 derart gelagert,
daß er mit einem Teil seines Umfanges in einen Farbkasten 22 taucht. Der
Formzylinder 21
rotiert entgegen dem Uhrzeigersinn und steht mit dem Druckzylinder
24 in Berührung. Das Rakelmesser 23 rakelt in üblicher Weise als sogenannte Steilrakel
die Farbe vom Formzylinder 21 ab. Kurz danach wird der Abdruck auf die Papierbahn
zwischen Zylinder 21 und Zylinder 24 ausgeführt.
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Das Rakelmesser 23 wird in einem Rakelmesserhalter 25 festgeklemmt,
der wiederum von einer Schwenkvorrichtung 26 getragen wird. Zum Bewegen der Schwenkvorrichtung
26 und des Rakelmessers 23 zu bzw. von dem Formzylinder 21 weg dient
eine hydraulische bzw. pneumatische Bewegungsvorrichtung 27. Diese gesamte
Vorrichtung ist in einem Gestell 30 gelagert.
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In F i g. 5 ist zu sehen, daß das Rakelmesser 23 eine Fläche 23 a
aufweist, welche schräg zu einer dünnen Schabkante 23 b verläuft, die wiederum so
mit der Oberfläche des Formzylinders 21 in Berührung steht, daß die Fläche
23 a dem Zylinder zugewendet ist.
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In F i g. 1 bis 2 ist zu sehen, daß das Gestell 30
am Schlitten
28 befestigt ist, welcher in einer Prismenführung 29 verschiebbar ist und von einem
nicht dargestellten Antrieb in Längsrichtung hin-und herbewegt wird. Die Prismenführung
29 ist auf einer Platte 22 a des Farbkastens 22 befestigt.
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F i g. 3 zeigt einen Lagerbock 32, der auf einem Schlitten
28 befestigt ist und aus zwei parallelen äußeren Armen 32 a und zwei parallelen
inneren Platten 32 b besteht. Zn den Armen 32 a und
Platten 32 b sind zwei fluchtende Drehzapfen 35 gelagert, auf denen wiederum ein
Rakelträger in Form eines A-förmigen Rahmens 33 über Rollenlager 37 drehbar gelagert
ist. Im oberen Teil der Platten 32 b befinden sich Zapfen 36, auf denen ein
Schwenkarmpaar 34 schwenkbar gelagert ist.
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Diese Schwenkarme 34 enthalten nach innen ragende, fluchtende
Lagerbolzen 38, die mit einer Bohrung 39 versehen .sind, in welchen die Zapfen
41 eines Lagerringes 42 -gelagert sind. In. dem Lagerring 42 ist ein
hydraulischer öder pneumatischer Zylinder 43 gelagert, der, wiederum eine
nach unten ragende Kolbenstange 44 mit gegabeltem Ende 45 aufweist (F -i g. 4).
Innerhalb des gegabelten Endes i 45 ist mittels Stiftes 46 -eine COse
47 drehbar befestigt, die wiederum mit dem. Lagerbock 32 verbunden ist. Auf
diese Weise werden dann durch das Ausfahren der Kolbenstange 44 die Schwenkarme
34 aus der in F i g. 2 ausgezogen gezeichneten Stellung in die gestrichelt
gezeichnete Stellung geschwenkt.
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F i g. 4 und 6 zeigen, daß die Schwenkarme 34 und der A-förmige Rahmen
33 mit Bohrungen 48 und 49
versehen sind, in denen die Spindeln.
52 und 53 drehbar gelagert sind. Auf diesen Spindeln sind zwei Verbindungsglieder
54 gelagert, wobei am oberen Ende die Bohrung 54 a kein Lagerspiel
hat und an ihrem unteren Ende die Bohrung 54 b in ihrem Durchmesser
größer gehalten wurde und hierdurch eine begrenzte Relativbewegung der Spindel
53 zuläßt. Hierdurch ist es möglich, den Rahmen 33 und den Schwenkarm
34 etwas gegeneinander zu bewegen.
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Die Enden der Spindeln 52 und 53 ragen über die Schwenkarme und Schenkel
des A-förmigen Rahmens hinaus und besitzen Bohrungen zur Aufnahme von an den Federenden
hängenden Gewindebolzen 55 a und 55 b, mit deren Hilfe über Spannmuttern
56 die Schraubenfedern 55 zwischen den Spindeln gespannt werden können. Hierdurch
wird im Rahmen der Bohrung 54 b die Spindel 53 gegen die Spindel 52 gezogen.
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Weiterhin ist an der Spindel 52 ein hydraulischer oder pneumatischer
Zylinder 57 befestigt, dessen Kolbenstange 58 an der Spindel 53 befestigt ist. Durch
das Ausfahren dieser Kolbenstange 58 wird entgegen dem Zug der Federn 55
im Rahmen der Bohrung 54 b die Spindel 53 von der Spindel 52 weggedrückt. Beim Ablassen
des Druckmittels aus dem Zylinder 57 bewirken die Federn 55, daß die
Kolbenstange 58 in ihre Ausgangslage geschoben wird und die Spindel 53 sich
gegen die Spindel 52 bewegt.
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Sobald die Arme 34 mittels des Zylinders 43 im Uhrzeigersinn
verschwenkt werden, heben die Verbindungsglieder 54 und die Federn
55 die Spindel 53 an, wodurch der A-förmige Rahmen 33 ebenfalls um den Bolzen
35 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Der lose Sitz der Verbindungsglieder
54 auf der Spindel 53 begrenzt hierbei die Relativbewegung zwischen
den Schwenkarmen 34 und dem A-förmigen Rahmen 33.
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Durch die Einstellmöglichkeit der Federn 55 ist es möglich, den A-förmigen
Rahmen 33 mit der Rakelhalterung in der Schwebe zu halten und mit dem Zylinder 57
eine Feinregulierung der Auflagekraft des Rakelmessers zu erreichen. Hierbei werden
die Verbindungsglieder 54 von dem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder
43 auf verstellbare Anschlagschrauben 59 gedrückt (F i g. 4).
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Beim Beischwenken des A-förmigen Rahmens 33 über den Kraftkolben 43
gelangen die Verbindungsglieder 54 an die Anschlagschrauben 59. In diesem Zustand
hängt der A-förmige Rahmen 33 an den Zugfedern 55 und liegt mit dem Bolzen 53 an
der oberen Fläche der Bohrung 54 b an. Darauf wird zum Feinanstellen der
Rakel 23 an den Formzylinder der Kolben des Zylinders 57 beaufschlagt, womit der
Träger 33 entgegen der Zugkraft der Federn 55 im Rahmen des Spiels in der Bohrung
54 b angeschwenkt wird.
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Am äußeren Ende des A-förmigen Rahmens 33 (F i g. 3 und 4) befindet
sich der Schwenkkopf 26,
der ein Schwenken des Rakelmesserhalters 25 gegen
den Zylinder 21 gestattet. Zu diesem Zwecke sind in. dem parallel mit der Formzylindermittelachse
verlaufenden Lagerkopf 61 an dem A-förmigen Rahmen 33 Lager 62 zur- Aufnahme des
Drehzapfens 63 eines
Schwenklagergehäuses 64 angeordnet, welches
auf den gegenüberliegenden Seiten ebene Flächen besitzt, die wiederum an den kreisförmigen
inneren Enden der Lagerköpfe 61 anliegen und mit endlosen Ringen 65 a und
65 b versehen sind zur Abdichtung gegen die Enden der genannten Lagerköpfe.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, kann sich also das Schwenklagergehäuse 64 gegenüber
dem A-förmigen Rahmen 33 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt drehen. Die Enden
der Lagerköpfe 61 sind mit Deckeln 61 a verschlossen.
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Innerhalb des Schwenklagergehäuses 64 ist in Lagern 67 und
67 a eine Welle 66 gelagert, die an einem Ende aus dem Schwenklagergehäuse 64 herausragt,
um eine Lagerbüchse 68 aufzunehmen. An dieser Lagerbüchse sind zwei parallele Befestigungsvorrichtungen
69 festgeschraubt, die seitlich mittels der Platte 68 a diese verschließen.
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In der Lagerbüchse 68 (F i g. 4) ist über Rollenlager 73 eine Welle
72 gelagert, die in Richtung auf den Zylinder 21 aus der Lagerbüchse herausragt
und als Kopfschiene 74 ausgebildet ist, auf welcher der Rakelbalken 25 mittels Schrauben
75 befestigt ist.
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Wie aus F i g. 4, 9 und 11 ersichtlich ist, besteht der Rakelbalken
25 aus den Klemmhälften 76 und 77, welche durch die Schrauben 78 miteinander verklemmt
werden können, wobei das Rakelmesser 23 zwischen beiden festgehalten wird. Hierbei
gestattet die Welle 72 (F i g. 4), daß sich der Rakelbalken 25 in Blickrichtung
der F i g. 3 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt dreht, wohingegen die Welle 66
ein Schwenken des Rakelmesserbalkens in einer Ebene senkrecht zu F i g. 3 zuläßt.
In beiden Fällen können also die Drehbewegungen des Rakelmessers die Enden desselben
zu dem Formzylinder hin bzw. von diesem weg bewegt werden, allerdings in zwei verschiedenen
Ebenen.
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An der ebenen Fläche 74 a der Kopfschiene 74 befindet sich mit geringem
Abstand ein einstellbarer paralleler Anschlag 79, der mittels Schrauben 82 über
Schlitze 83 mit dem Gehäuse 64 verschraubt ist. Durch Lockern der Schrauben 82 kann
der Anschlag 79 gegen die Fläche 74 a oder von dieser weg verstellt werden, wodurch
die zulässige Drehbewegung des Rakelmessers 23 begrenzt wird.
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Wie aus F i g. 2 und 4 ersichtlich, wird mittels Balken 86 auf dem
Farbkasten 22 ein elastisches Spritzblech 85 befestigt, das auf einer Abnutzungsauflage
87 an dem Teil 76 aufliegt. Nachdem das Spritzblech 85 feststeht und der Rakelbalken
sich bewegt, ist die Abnutzungsauflage 87 beim Verschleiß austauschbar. Durch das
Spritzblech 85 wird die abgerakelte Farbe in den Farbkasten 22 zurückgeleitet.
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Um die Schwenkbewegung des Lagers 64 gegenüber dem Rahmen 33 und die
Drehbewegung des Lagers 26 in dem Lager 64 zu begrenzen, wurde in der Befestigungsvorrichtung
69 ein Drehzapfen 88 angeordnet, durch den die Gewindespindel 91 hindurchragt,
die wiederum über zwei Muttern 92 einstellbar ist. Am anderen Ende der Spindel
91 befindet sich eine mit 93 gekennzeichnete Lagerung, durch welche der Stift
89 hindurchragt. Diese Lagerung besteht aus einem ringförmigen Lagergehäuse 94,
in das eine mit einer balligen Innenfläche versehene Lagerbüchse 95 eingepreßt wird,
die mit einem ringförmigen, ebenfalls balligen Lagereinsatz 96 beweglich verbunden
ist. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, über die Gewindespindel 91 und
die Muttern 92 die Winkelstellung des Lagers 64 gegenüber dem A-förmigen Rahmen
zu verstellen, während die Lagerung 93 eine Drehbewegung des Gehäuses 68 und der
Welle 66 gegenüber dem Gehäuse 64 in engen Grenzen gestattet. Der Stift 89 ist beiderseits
in Lagerösen 90 befestigt.
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F i g. 1.2 zeigt eine schematische Steueranlage, bei der ein hydraulisches
und ein pneumatisches System kombiniert verwendet werden. Hierbei steht die Leitung
102 mit der Druckluftanlage der Maschine (nicht dargestellt) in Verbindung
und wird zur Versorgung der Luftzylinder (57 und 107) in die Leitungen 102
a und 102 b aufgeteilt. Über Druckregelventile 103 und 104 wird die
Druckluft manuell bedienbaren Steuerventilen 105 und 106 zugeleitet. Bei dem Steuerventil
105 handelt es sich um ein Vierweg-Ventil, welches die Luft von der Einlaßöffnung
105 a an die eine oder andere der Auslaßöffnungen 105 b und 105 c leiten
kann. Hierbei ist es möglich, die Luft der Auslaßöffnungen 105 b oder 105
c entsprechend an die Auslaßöffnungen 105 d oder 105 e abzuleiten. Je nach
Stellung des Ventils 105 wird die Luft an das eine oder andere Ende des Luftzylinders
107 geführt, um die Kolbenstange 108 entweder aus-oder einzuziehen. Die Kolbenstange
108 ist wiederum mit der Kolbenstange 109 und dem Kolben 109 a des hydraulischen
Zylinders 110 direkt verbunden, der wiederum mit dem hydraulischen Zylinder 43 über
manuell regulierbare Steuerventile 111 und 112 in Verbindung steht.
Beim Eindrücken des Kolbens 109 a wird somit die Druckflüssigkeit durch das
Regulierventil 111 in den Zylinder 43 gedrückt, wodurch die Kolbenstange 44 sich
nach außen bewegt. Beim Zurückziehen des Kolbens 109 a funktioniert die Anlage
umgekehrt. Der Hauptzylinder 110 besitzt ein größeres Fassungsvermögen als der abhängige
Zylinder 43, wodurch ein Lecken, welches bei einem hydraulisch geschlossenen
Steuerkreis möglich ist, ausgeglichen wird. Außerdem befindet sich ein kleines Flüssigkeitsreservoir
113 in Verbindung mit diesem hydraulischen Steuerkreis, um ebenfalls Flüssigkeitsverluste
auszugleichen.
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Durch Bedienen des Zweiweg-Handsteuerventils 106 wird der Luftzylinder
57 über das von Hand verstellbare Strömungsventil 114 mit Druckluft versorgt. Über
das Strömungsventil 114 läßt sich die Luftströmung zu dem Zylinder 57 und damit
die Schnelligkeit der Kolbenstange 58 beim Ausfahren regulieren. Sobald das
Ventil 106 bedient wird, um die Eintrittsöffnung 106a zu schließen und die
Drucköffnung 106b mit einer Ablaßöffnung 106c in Verbindung zu bringen, wird die
Kolbenstange 58 durch die Federn 55 in den Zylinder 57 zurückgeschoben.
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Dieses spezielle Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß zur Betätigung
des hydraulischen Zylinders 110 keine hydraulische Pumpe und kein Flüssigkeitsbehälter
erforderlich sind. Das hydraulische System kann aber auch durch eine pneumatische
Anlage ersetzt werden.
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In F i g. 13 und 14 wird ein anderes Rakelmesser-Halterungssystem
als Alternative vorgeschlagen, bei dem sämtliche Elemente, welche funktionsmäßig
denen in F i g. 1 bis 11 entsprechen, die gleichen Kennziffern haben, jedoch jeweils
um 100 höher. Abweichende Elemente besitzen dagegen neue Nummern.
Bei
der Vorrichtung nach F i g. 13 und 14 wird ein herkömmliches Rakehnesser 123 verwendet,
bei dem eine feinfühlige Regulierung gegenüber dem Zylinder 121, wie sie bei einer
-Steilrakel 23 erforderlich ist, nicht benötigt wird, da diese Rake1123 in einem
stumpfen Winkel zum Zylinder 121 steht, so daß selbst bei großem Anpreßdruck eine
Beschädigung der Zylinderoberfläche nicht eintritt. Aus diesem Grunde entfallen
hier die Schwenkarme 34, die Federn 55, der Luftzylinder 57 sowie die Verbindungsglieder
54 und alle zugehörigen Elemente.
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Der A-förmige Rahmen 133 ist auf der Auflage 133b arretiert, welche
auf dem Schlitten 128 befestigt ist, der wiederum mit der auf dem Farbkasten 122
befestigten Prismenführung 129 verschiebbar verbunden ist. Der Schwenkkopf 126 entspricht
dem Schwenkkopf 26, jedoch erfolgt die ganze Schwenkbewegung um die Drehzapfen 163
in den Lagerungen 161 herum. Demgemäß ist zum Bewegen des Schwenkkopfes 126 ein
in zwei Richtungen wirkender hydraulischer Zylinder 143 in einem Schwenklager 142
aufgehängt, welches zwischen den inneren Befestigungsplatten 132 b der Befestigungsvorrichtung
132 angeordnet ist, wobei Lagerbolzen 138 die Drehzapfen 141 aufnehmen. Das Ende
der Kolbenstange 144 steht mit dem Verbindungsstück 144 a in Schraubverbindung,
das wiederum über die Stange 191 mit der Lagerung 193 in Verbindung steht. Die Lagerung
193 ist mit der vorher beschriebenen Lagerung 93 gleich. Durch die Lagerung 193
verläuft ein Querstift 189, welcher von der Befestigungsvorrichtung 169 gehalten
wird. Hierbei kann diese Lagerung 193 gegenüber dem Querstift 189 in jeder Richtung
bewegt werden, um eine begrenzte Schwenkbewegung des Gehäuses 168 gegenüber dem
Gehäuse 164 zu ermöglichen. Die mit Gewinde ausgestattete Kolbenstange
144 und das Verbindungsstück 144 a gestatten es, die Winkelanordnung
des Schwenkkopfes 126 um die Drehzapfen 163 herum zu verändern, damit der
richtige Anpreßdruck der Rakel 123 auf dem Zylinder 121 in der ausgezogen gezeichneten
Arbeitsstellung geschaffen wird.
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Das herkömmliche Rakehnesser 123 ist in dem Rakelbalken 125 befestigt,
und zwar in der Art, daß das Raketenesser 123 zwischen Klemmschienen 176 und 177
verklemmt wird. Der Rakelbalken 125 ist auf der Rakelkopfschiene 174 befestigt,
welche wiederum von dem Schwenkkopf 126 zentral getragen wird entsprechend der Ausführung
in F i g. 3, 4 und 10.
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Um nun den Schwenkkopf 126 -und das Rakelmesser 123 in die in F i
g. 13 gestrichelt gezeichnete Ruhestellung zu bringen, wird der Zylinder 143 mit
dem Druckmittel derart beaufschlagt, daß sich die Kolbenstange 144 nach innen bewegt.
Hierdurch wird der Schwenkkopf 126 um die Zapfen 163 im Uhrzeigersinn verschwenkt,
wobei der Zylinder 143 um den Drehzapfen 141 herum ebenfalls eine Schwenkbewegung
ausführt. Zum Bewegen des Rakelmessers in Arbeitsstellung wird sinngemäß umgekehrt
verfahren. In Arbeitsstellung legt sich die Klemmschiene 176 an das Spritzblech
185 an, das mittels Leisten 186 an dem Farbkasten 122 befestigt ist.
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Der hydraulische Zylinder 143 besitzt einen längeren Hub als der Zylinder
43, ist aber mit diesem in seiner Funktion und Steuerungsart sonst identisch.