DE20107182U1

DE20107182U1 - Bogenführungszylinder in einer Mehrfarben-Druckmaschine

Info

Publication number: DE20107182U1
Application number: DE20107182U
Authority: DE
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2011-04-27
Also published as: JP2002361828A

Description

[Gebrauchsmusteranmeldung]

MAN Roland Druckmaschinen AG
Mühlheimer Straße 341
63075 Offenbach
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[Bezeichnung der Erfindung] Bogenführungszylinder in einer Mehrfarben-Druckmaschine

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[Beschreibung]

Die Erfindung betrifft einen Bogenführungszylinder in einer Mehrfarben-Druckmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[Stand der Technik]

Ein Bogenführungszylinder dieser Art ist aus DE-AS 1 254 645 als doppeltgroße Übergabetrommel bekannt, welche aus einem angetriebenen Grundkörper besteht und zwei symmetrische Abflachungen aufweist. An den Abflachungen sind segmentartige Trommelabschnittskörper, auch Trommelkappen genannt, lösbar angeordnet. Diese wiederum sind für bestimmte Druckaufträge mit einer Bespannung aus farbabweisendem Material ausführbar. Die Bespannung besteht aus einem farbabweisendem Material und ist mittels Spannelementen an den Trommelkappen angeordnet.

Eine erste Weiterbildung dazu ist aus DE 41 10 309 Al bekannt. Hierbei sind den Trommelkappen Spannwellen für das textile Flächengebilde zugeordnet, wobei eine erste Spannwelle als Vorratswelle und die zweite Spannwelle als Aufwickelwelle für das textile Flächengebilde ausgeführt ist.

In einer zweiten Weiterbildung gemäß DE 195 13 427 Al ist ein Bogenführungszylinder mit Trommelkappen beschrieben, welcher Bohrungen in der glatten Manteloberfläche aufweist. Auf den Trommelkappen ist ein textiler Aufzug relativ zur Trommelkappe beweglich angeordnet.

Bei der Anordnung von Spannwellen ist von Nachteil, dass das textile Flächengebilde keine seitliche umfangsseitige Führung aufweist, d.h. es können Einschnürungen auftreten. Ferner ist ein derartiger Bogenführungszylinder ausschließlich für den Betrieb mit einem textlien Flächengebilde beschränkt (DE 41 10 309 Al, DE 195 13 427 Al). Beim Einsatz von Trommelabschnittskörpern ohne textile Bespannung sind keine weiteren Hinweise..fi^r eine..abschmier.f reie -Bcjggnführung ent-

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nehmbar (DE-AS 1 254 645).

Aus DE 2 914 255 Al ist ein ein- oder mehrschichtiger Mantel für einen Bogenführungszylinder bekannt. Der Mantel weist eine fettabstoßende, verschleißfeste Außenschicht aus Nickel und/oder Chrom mit einem Mindestanteil von 30% auf. Diesem Mindestanteil sind zusätzliche Beimengungen der Elemente Molybdän, Wolfram, Kobalt, Aluminium, Bor, Mangan, Titan, Magnesium und Zer zugeführt. In die Poren dieser Außenschicht ist ein Siegelstoff bevorzugt aus Teflon oder Kopierlack eingebracht.

Ein Aufzug für einen Gegendruckzylinder ist aus DE 100 39 Al bekannt. Die dem Bedruckstoff zugewandte Außenfläche des Aufzuges weist dabei ein Gewebe auf, welches bevorzugt aus Metall gebildet ist.

Nachteilig ist hierbei, dass sich das Gewebe durch Relativbewegung in die Oberfläche einarbeiten kann. Weiterhin können Verkratzungen entstehen, die sich negativ auf die Führung des Bogenmaterials sowie auf die Druckqualität auswirken können.

Gemäß DE 198 50 968 Al ist eine verschleißhemmende, farbabweisende Beschichtung für Druckereikomponenten bekannt, welche Metalloxide oder Hartmetalle beinhaltet und mit einem 5 Siegelstoff aus der Gruppe der Polyorganosiloxane, ausgehärtet bei 100° bis 17O⁰C, behandelt ist.

[Aufgabe der Erfindung]

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bogenführungszylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet, der insbesondere eine einfache abschmierfreie Bogenführung gestattet und kurze Rüstzeiten

ermöglicht . .. ... _{: : #:}

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Die Aufgabe wird durch die Ausbildungsmerkmale von Anspruch gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängingen Ansprüchen.
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Ein erster Vorteil ist darin begründet, dass wenigstens eine Trommelkappe an einem zylindrischen Grundkörper eines Bogenführungszylinders schnell lösbar angeordnet ist. Damit sind kurze Rüstzeiten gewährleistet und der Bogenführungszylinder ist universeller einsetzbar.

So ist in einer ersten Betriebsweise der Bogenführungszylinder ohne Trommelkappe bzw. ohne Trommelkappen betreibbar, wenn beispielsweise eine unbedruckte oder eine bereits getrocknete Seite eines bedruckten bzw. lackierten Bogenmaterials auf dem Bogenführungszylinder geführt wird.

In einer zweiten Betriebsweise ist an dem Bogenführungszylinder wenigstens eine Trommelkappe mit einer färb-/ lackabweisenden Manteloberfläche angeordnet, insbesondere wenn eine frisch bedruckte bzw. lackierte Seite eines Bogens auf dem Bogenführungszylinder geführt wird. Dabei sind diese Betriebsweisen nicht auf den Schöndruck bzw. Schön- und Widerdruck beschränkt, vielmehr sind diese auch durch die Papiereigenschaften der zu verarbeitenden Bedruckstoffe bedingt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kein textiles Flächengebilde auf den Trommelkappen lösbar angeordnet werden muss, da die Trommelkappen eine farbabweisende bzw. lackabweisende Beschichtung an ihrer dem Bedruckstoff zugewandten Oberfläche aufweisen.

Vorteilhaft ist ebenso, dass die Anordnung der lösbar am Grundkörper des Bogenführungszylinders fixierten Trommelkappen nicht auf einen einfachgroßen Bogenführungszylinder beschränkt ist. Beispielweise ist ein doppeltgroßer oder ein

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• ·

drei- bzw. vierfachgroßer Bogenfuhrungszylinder, bezogen auf einen einfachgroßen Platten- bzw. Formzylinder, mit mehreren umfangsseitigen Anordnungen von Trommelkappen realisierbar.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Trommelkappen einen Unterschnitt aufweisen. D.h. bezogen auf den durch die Greifersysteme gebildeten Hüllkreis (theoretischer Durchmesser) ist der Durchmesser der Trommelkappen mit Grundkörper im Einbauzustand kleiner. Dies hat den Vorteil, dass der Bedruckstoff auf einem Mantel (mit zum Hüllkreis kleinerem Durchmesser) der jeweiligen Trommelkappe geführt ist und gleichzeitig ein vergrößerter Freiraum zwischen Trommelkappen und einer ggf. benachbarten Bogenleiteinrichtung vorliegt. Dadurch ist auch ein beruhigter Bogenlauf auf dem Bogenführungszylinder erzielbar.

Schließlich ist es vorteilhaft, dass ein derartiger Bogenfuhrungs zyl inder im Schöndruck als auch im Schön- und Widerdruck universell einsetzbar ist.

[Beispiele]

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Bogenrotationsdruckmaschine mit

Bogenf ührungs zyl indem,

Fig. 2 eine Trommelkappe in Seitenansicht,

0 Fig. 3 eine Trommelkappe in Rückansicht,

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Fig. 4 eine Trommelkappe in 3D-Darstellung

(Rückansicht),

Fig. 5 ein Oberflächenprofil (vergrößerter

Ausschnitt) im Senkrechtschnitt.

Eine Bogenrotationsdruckmaschine weist zumindest Druckwerke für den Mehrfarbendruck, alternativ auch Lackwerke etc., auf. Jedes Druckwerk weist einen Bogenführungszylinder als Druckzylinder 4 auf, wobei dem Druckzylinder 4 ein Gummituchzylinder 2 und dem Gummituchzylinder 2 ein Plattenzylinder 3 zugeordnet ist. Zwischen den Druckwerken, speziell zwischen den Bogen führenden Druckzylindern 4, ist wenigstens ein Transferzylinder 5 für den Bogentransport zum benachbarten Druckwerk angeordnet. Im vorliegenden Beispiel (Fig. 1) ist dem Druckzylinder 4 des ersten Druckwerkes eine AnIagetrommel 1 als Bogenführungszylinder vorgeordnet.

Der Transferzylinder 5 ist im vorliegenden Beispiel doppeltgroß ausgebildet und besitzt einen gestellseitig gelagerten, zylindrischen Grundkörper 6, an dem zwei Bogenhaltesysteme umfangsseitig symmetrisch (180° versetzt) angeordnet sind. Der Grundkörper 6 weist zwei sekantenförmige Abflachungen auf, wie dies beispielsweise aus DE-AS 1 254 645 bekannt ist. 25

Weiterhin sind zur Bildung einer gekrümmten Mantelfläche an den Abflachungen am Grundkörper 6 eine erste Trommelkappe 7 und eine zweite Trommelkappe 8 spiegelbildlich lösbar angeordnet. Bevorzugt erfolgt die Verbindung der Trommelkappen 7, 8 an den Abflachungen des Grundkörpers 6 mittels Bolzen 13, beispielsweise Rastbolzen, und Verschraubungen 12, so dass die Trommelkappen 7, 8 schnell montierbar bzw. demontierbar sind.

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Um eine passgerechte Anlage der Trommelkappen 7, 8 an den Abflachungen des Grundkörpers 6 zu erzielen, weisen die Trommelkappen 7, 8 bevorzugt Anlageflächen 11 auf. Diese Anlageflächen 11 sind an den Trommelkappen 7, 8 - bei Betrachtung des Umfanges - endseitig an der Mantelfläche angeordnet, so dass die Anlageflächen 11 im Einbauzustand nahe der Bogenhaltesysteme des Grundkörpers 6 angeordnet sind.

Bei Ausbildung der Trommelkappen 7, 8 aus einem biegsamen metallischen Material, beispielsweise einem rostfreien Edelstahlblech, ist an jeder Trommelkappe 7, 8 bevorzugt in Achsrichtung wenigstens eine Versteifung 14 rückseitig verbunden angeordnet. Diese Versteifung 14 ist bevorzugt als Versteifungsrippe ausgebildet, welche - bezogen auf die Achse des Bogenführungszylinders (Grundkörper 6) - in radialer Richtung an der Rückseite der Mantelfläche jeder Trommelkappe 7, 8 verläuft. Alternativ sind in Achsrichtung des Grundkörpers 6 mehrere, in definierten Abständen zueinander angeordnete Versteifungen 14 anordenbar.

Jede Trommelkappe 7, 8 weist an der Manteloberfläche eine färb-/ lackabweisende Beschichtung 10 auf, welche haftfest auf der biegsamen Manteloberfläche der Trommelkappen 7, 8 angeordnet ist. Die Beschichtung 10 ist verschleißarm und bevorzugt strukturiert ausgebildet. Die Schichtdicke der Beschichtung 10 beträgt bevorzugt zwischen 10 und 12 0 &mgr;&pgr;&igr;. Die bevorzugte Rauhheit R_z beträgt 5 bis 60 &mgr;&tgr;&eegr;.

Für den abschmierfreien Bogentransport ist die Beschichtung 0 10 vorzugsweise mit einer unregelmäßigen Oberflächenstruktur mit zufällig verteilten, spitzkegeligen Erhebungen (Spitzkegel 15) mit endseitig angeordneten Profilkuppen 16 bei einem möglichst geringen Traganteil sowie Profiltälern 17 ausgebildet.

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Bevorzugt ist auf dem Oberflächenprofil der Beschichtung 10 in Form von Spitzkegeln 15 haftfest eine Versiegelungsschicht 18 angeordnet, welche im Wesentlichen der Kontur der Spitzkegel 15 angepasst ist. Das Oberflächenprofil (Fig. 5) der Trommelkappen 7, 8 mit einem biegbaren, metallischen Trägermaterial und darauf angeordneter Beschichtung 10 sowie der Versiegelungsschicht 18 ist durch einzelne und/oder verkettete, voneinander beabstandete Spitzkegel 15 mit gerundeten Profilkuppen 16 gekennzeichnet.

Eine derartige Oberflachenstrukturierung der Beschichtung 10 ist bei dem Beschichtungsprozess selbst oder nachträglich durch Ätzen der Beschichtung 10 erzielbar.

Ferner ist eine Vorbehandlung der Mantelfläche der Trommelkappen 7, 8 (vor dem Aufbringen der Beschichtung 10) durch Strahlen, Bürsten, Prägen, Gravieren, Funkenerosion, Laserbehandlung oder ein rein chemisches oder elektrochemisches Ätzverfahren realisierbar.

Die Beschichtung 10 besteht aus Metallen wie:

- Chrom, Eisen, Titan, Nickel, Kobalt oder Wolfram,

- deren Oxide wie: Al₂O₃, TiO₂, Cr₂O₃, SiO₂ oder ZrO₂,

- deren Karbide wie: WC oder Cr₃C₂,

. Suizide dieser Metalle, Mischungen oder Legierungen davon.

Der Auftrag der Beschichtung 10 auf die bogenführende Mantel-Oberfläche der Trommelkappen 7, 8 erfolgt bevorzugt im thermischen Spritzverfahren.

0 Als besonders vorteilhafter Werkstoff ist reines Molybdän für die Beschichtung 10 einsetzbar. Der Werkstoff Molybdän weist neben günstigen Gleiteigenschaften eine enorme Kaltverfestigung bei mechanischer Beanspruchung auf, so dass nach kurzer Betriebszeit eine optimal verfestigte Oberfläche als Be-

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Schichtung 10 vorliegt für einen dauerhaft kratzerfreien und verschleißarmen Bogentransport. Die Gleiteigenschaften dieser Oberfläche sind während des Betriebes durch Bildung von dünnsten MoS₂-Schichten durch die Wechselwirkung zwischen dem Molybdän und den sulfidischen Bestandteilen der mineralölgebundenen Farben verbesserbar.

Alternativ kann MoS₂ dem Beschichtungspulver bis zu 3 0 Vol% beigemengt werden, so dass die überlegenen Gleiteigenschaften einer derartigen Molybdänschicht sofort wirksam werden. Die Beschichtung 10 kann direkt auf den Trommelkappen 7, 8 aufgebracht werden oder indirekt mittels eines Haftvermittlers, wie z.B. NiCr-Legierungen, als Zwischenschicht. Die Oberflächenstruktur der Beschichtung 10 kann bei Bedarf anschließend durch ein leichtes Schleifen, Polieren oder Abziehen der Oberfläche verbessert werden.

Der färb-/ lackabweisende Charakter der strukturierten Oberfläche der Beschichtung 10 ist durch die Versiegelungsschicht 0 18 bzw. durch färb-/lackabweisende Partikel verbesserbar. Die Partikel sind beispielsweise mit dem Pulver thermisch verspritzbar oder nachträglich aufbringbar. Die Versiegelung der Beschichtung 10 ist durch einen Werkstoff mit niedriger Oberflächenenergie (Versiegelungsschicht 18) realisierbar. Hierzu sind fluorierte Kohlenwasserstoffe wie Acrylate aber auch Fluorpolymere auf Basis PTFE und fluorhaltige Copolymere einsetzbar. Alternativ sind anorganisch-organische Hybridpolymere auf die Oberfläche applizierbar, die aus einem organischen Si-Si-Netzwerk und einem 0 anorganischen Si-O-Netzwerk aufgebaut sind. In diese Hybridpolymere sind funktioneile Gruppen wie Alkyle, Vinyle oder Metalloxide einlagerbar.

Alternativ sind als Versiegelungsschicht 18 Polyorganosiloxa-

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ne, deren Kohlenwasserstoffreste, bevorzugt Methylgruppen aber auch andere Alkyle, wie z.B. Phenyl- oder Arylgruppen einsetzbar. In diese Verbindungen sind weiterhin halogenierte Gruppen, insbesondere F bzw. F-Verbindungen einbaubar. Bevorzugt ist auf einer Beschichtung 10 ein Siegelstoff (Versiegelungsschicht 18) aus der Gruppe der Polyorganosiloxane haftfest angeordnet und ist somit dem Bedruckstoff zugewandt. Die Haftung sowie der Verschleißwiderstand der Versiegelungsschicht 18 sind durch eine Aushärtung des Siegelstoffes bei Temperaturen von etwa 50 bis 45O⁰C verbesserbar.

Die Trommelkappen 7, 8 mit Beschichtung 10 (und ggf. Versiegelungsschicht 18) sind geometrisch derart ausgebildet, dass diese umfangsseitig einen Unterschnitt (zwischen den Bogenhaltesystemen) aufweisen. Bezogen auf den bei Rotation des Transferzylinders 5 eines durch die Bogenhaltesysteme gebildeten Hüllkreises 9 ist der Durchmesser der Trommelkappen 7, 8, im Einbauzustand mit dem Zylindergrundkörper 6 bzw. der Radius R jeder Trommelkappe 7, 8 (bei Einzelbetrachtung) kleiner als der Hüllkreis 9 ausgebildet.

Beispielsweise ist bei einem durch die Bogenhaltesysteme gebildeten Hüllkreis 9 von 0 600 mm der Durchmesser der Trommelkappen 7,8 (mit Grundkörper 6) mit 0 580 mm, bzw. einem Radius R von 290 mm ausgeführt.

Ist einem derartigen Bogenführungszylinder, hier dem Transferzylinder 5, bevorzugt eine außerhalb der Bogenförderebene angeordnete Bogenleiteinrichtung (nicht gezeigt), benachbart angeordnet, so ist zwischen der Bogenleiteinrichtung und der 0 Manteloberfläche der Trommelkappen 7, 8 ein vergrößerter Freiraum für die abschmierfreie Bogenführung erzielbar.

Ein derartiger Freiraum ist vorteilhaft für die Entspannung des Bedruckstoffes (nach dem Passieren eines Druckspaltes),

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gleichzeitig wird der bogenförmige Bedruckstoff von den Mantelflächen der Trommelkappen 7, 8 sowie der bevorzugt angeordneten Bogenleiteinrichtung in seinem Bogenlauf ausreichend geführt.
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Die Ausbildung eines BogenführungsZylinders mit lösbar angeordneten Trommelkappen 7, 8 mit Unterschnitt ist nicht auf die Ausbildung eines doppeltgroßen TransferZylinders 5 beschränkt. Vielmehr sind einfachgroße Bogenführungszylinder mit einem Grundkörper 6 und einer Trommelkappe 7 oder dreisowie vierfachgroße Bogenführungszylinder mit je einem Grundkörper 6 und drei bzw. vier symmetrisch am Umfang des Grundkörpers 6 angeordneten Trommelkappen 7,8 ausführbar.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ist weiterhin nicht auf Transferzylinder 5 beschränkt, sondern ist bei allen bogenführenden Zylindern, beispielsweise bei AnIagetrommeln, Umführtrommeln, Druckzylindern, Abnahmetrommel&eegr; (Ausleger), einsetzbar.

Beispielsweise ist in einem Ausleger der Grundkörper 6 als eine Kettenradwelle ausführbar, so dass daran wenigstens eine Trommelkappe I₁ 8 lösbar anordenbar ist. An den Trommelkappen 7, 8 sind wiederum haftfest die Beschichtung 10 sowie auf der Beschichtung 10 die Versiegelungsschicht 18 aus der Gruppe der Polyorganosiloxane angeordnet.

Der Ausleger ist somit mit Abnahmetrommel (Grundkörper 6 als Kettenradwelle mit wenigstens einer Trommelkappe 7,8) oder bei abgenommenen Trommelkappen 7,8 lediglich mit der Kettenradwelle (Grundkörper 6) betreibbar.

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[Bezugszeichenliste]

1 Anlagetrommel

2 Gummituchzylinder

3 Plattenzylinder

4 Druckzylinder

5 Transferzylinder 6 Grundkörper

7 erste Trommelkappe

8 zweite Trommelkappe

9 Hüllkreis

10 Beschichtung 11 Anlagefläche

12 Verschraubung

13 Bolzen

14 Versteifung

15 Spitzkegel IS Profilkuppe

17 Profiltal

18 Versiegelungsschicht R Radius

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Claims

1. Bogenführungszylinder in einer Mehrfarbendruckmaschine, wobei der Bogenführungszylinder einen zylindrischen Grundkörper mit wenigstens einem anordenbaren Bogenhaltesystem und wenigstens eine lösbar am Grundkörper angeordnete Trommelkappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines durch das Bogenhaltesystem gebildeten Hüllkreises (9) die Mantelfläche jeder Trommelkappe (7, 8) in einem Radius (R) ausgebildet am Grundkörper (6) lösbar angeordnet ist, dass an der Oberfläche der Trommelkappen (7, 8) eine farb-/lackabweisende Beschichtung (10) haftfest angeordnet ist und dass die Beschichtung (10) durch die Metalle Chrom, Eisen, Titan, Nickel, Kobalt, Wolfram oder Molybdän gebildet ist oder zumindest Anteile davon enthält.

2. Bogenführungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Beschichtung (10) haftfest eine Versiegelungsschicht (18) aus der Gruppe der Polyorganosiloxane angeordnet ist.

3. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10) durch Oxyde, Karbide oder Silizide, Mischungen oder Legierungen der Metalle gebildet ist.

4. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelkappen (7, 8) rückseitig wenigstens eine bezogen auf die Achse des Bogenführungszylinders eine radial verlaufende Versteifung (14) aufweist.

5. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trommelkappe (7, 8) rückseitig wenigstens eine Anlagefläche (11) aufweist, die mit der Abflachung des Zylindergrundkörpers (6) korrespondiert.

6. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (6) die Trommelkappen (7, 8) symmetrisch umfangsseitig angeordnet sind.

7. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10) eine Schichtdicke von 10-120 µm aufweist.

8. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelkappen (7, 8) ein dem Bedruckstoff zugeordnetes Oberflächenprofil aus Spitzkegeln (15) mit gerundeten Profilkuppen (16) aufweist.

9. Bogenführungszylinder nach wenigstens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (6) eine Kettenradwelle eines Auslegers ist und wenigstens eine Trommelkappe (7, 8) mit Beschichtung (10) und der Versiegelungsschicht (18) aus der Gruppe der Polyorganosiloxane an der Kettenradwelle lösbar angeordnet ist.