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Patent Searching and Data


Title:
SHEET FEEDER FOR A MACHINE FOR PROCESSING MATERIAL IN SHEET FORM, SUCH AS PAPER, CARDBOARD OR FILMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/072415
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sheet feeder (4) for a machine (1) for processing material in sheet form, such as paper or films, comprising a drive shaft (10), which extends substantially perpendicular to a sheet feed direction and is provided with at least one suction gripper (12), which is rotated above the material in sheet form when the drive shaft (10) is driven. The suction gripper (12) is movable between an inactive position, in which it does not interact with the material in sheet form, and an active position, in which it can act on and entrain the upper side of the material in sheet form.

Inventors:
WICK STEFAN (CH)
Application Number:
PCT/EP2018/025262
Publication Date:
April 18, 2019
Filing Date:
October 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BOBST GRENCHEN AG (CH)
International Classes:
B65H3/08; B65H3/42
Domestic Patent References:
WO2007136242A12007-11-29
Foreign References:
DE2241910A11973-03-08
DE19516045A11996-11-07
US3386558A1968-06-04
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BOBST MEX SA (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Bogenanleger (4) für eine Maschine (1 ) zur Verarbeitung von bogenförmigem Material wie Papier oder Folien, mit einer Antriebswelle (10), die sich im wesentlichen senkrecht zu einer Bogenanlegerichtung erstreckt und mit mindestens einem Sauggreifer (12) versehen ist, der oberhalb des bogenförmigen Materials rotiert wird, wenn die Antriebswelle (10) angetrieben wird, wobei der Sauggreifer (12) zwischen einer inaktiven Stellung, in der er nicht mit dem bogenförmigen Material zusammenwirkt, und einer aktiven Stellung verstellbar ist, in der er an der Oberseite des bogenförmigen Materials angreifen und dieses mitnehmen kann.

2. Bogenanleger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sauggreifer (12) in mehreren Gruppen vorgesehen sind, die in axialer Richtung der Antriebswelle (10) voneinander beabstandet sind.

3. Bogenanleger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen vier und zehn Gruppen vorgesehen sind.

4. Bogenanleger nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe mehrere Sauggreifer (12) aufweist, die in Umfangsrichtung um die Antriebswelle (10) herum voneinander beabstandet sind. 5. Bogenanleger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe drei Sauggreifer (12) aufweist.

6. Bogenanleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sauggreifer (12) einen Körper (40) und einen relativ dazu verstellbaren Saugnapf (44) aufweist, wobei der Körper (40) im Abstand von der Mittelachse der Antriebswelle (10) angebracht ist.

7. Bogenanleger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (40) relativ zur Antriebswelle (10) drehbar angebracht ist.

8. Bogenanleger nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius, auf dem der Körper (40) um die Antriebswelle (10) herum bewegt wird, variabel ist.

9. Bogenanleger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstellmechanismus (20, 22, 30, 32) vorgesehen ist, mit dem die Position und Ausrichtung des Sauggreifers (12) relativ zu einer Ebene gesteuert wird, in der sich die Bögen (50) befinden.

10. Bogenanleger nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsachse (10) mehrere Haltestangen (14) aufweist, die sich parallel zur Rotationsachse der Antriebswelle (10) erstrecken und an denen der Körper (40) des Sauggreifers (12) angebracht ist.

1 1 . Bogenanleger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestangen (14) relativ zur Antriebswelle (10) drehbar und verschiebbar sind.

12. Bogenanleger nach Anspruch 9 und Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (20, 22) die Haltestangen (14) verstellt.

13. Bogenanleger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus eine Kurvenbahn (30) und einen Kurvenfolger (32) aufweist.

14. Bogenanleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Antriebswelle (10) mindestens ein Pneumatikkanal integriert ist, mit dem der Sauggreifer (12) verbunden ist.

15. Bogenanleger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Haltestange (14) ein Pneumatikkanal vorgesehen ist.

16. Bogenanleger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Niederhalter (60) vorgesehen ist.

Description:
Bogenanleger für eine Maschine zur Verarbeitung von bogenförmigem Material wie Papier, Pappe oder Folien

Die Erfindung betrifft einen Bogenanleger für eine Maschine zur Verarbeitung von bogenförmigem Material wie Papier, Pappe oder Folien.

Bei der Maschine kann es sich um eine Laminiermaschine handeln, die ein Beschichtungsmaterial, beispielsweise eine Kunststofffolie, auf ein Substrat aufbringt und die beiden fest miteinander verbindet. Bei der Maschine kann es sich beispielsweise auch um eine Maschine zur Herstellung von Wellpappe handeln. Es sind aber auch andere Anwendungsbeispiele denkbar.

Der Bogenanleger dient dazu, von einem Stapel an bereitgestellten Bögen den jeweils obersten zu greifen und vom Stapel in einer Bogenanlegerichtung zu entfernen, sodass der oberste Bogen dann weiterverarbeitet werden kann.

Aus dem Stand der Technik sind zu diesem Zweck Vakuum-Greifer bekannt, die translatorisch von oben auf den obersten Bogen des Stapels aufgesetzt werden und diesen dann vertikal vom Stapel abheben. Anschließend wird der vom Stapel abgehobene Bogen von anderen Greifern erfasst und translatorisch in der Bogenanlegerichtung weiterbewegt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hinsichtlich ihres Aufbaus einfachere Vorrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Bogenanleger vorgesehen, mit einer Antriebswelle, die sich im wesentlichen senkrecht zu einer Bogenanlegerichtung erstreckt und mit mindestens einem Sauggreifer versehen ist, der oberhalb des bogenförmigen Materials rotiert wird, wenn die Antriebswelle angetrieben wird, wobei der Sauggreifer zwischen einer inaktiven Stellung, in der er nicht mit dem bogenförmigen Material zusammenwirkt, und einer aktiven Stellung verstellbar ist, in der er an der Oberseite des bogenförmigen Materials angreifen und dieses mitnehmen kann. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die aus dem Stand der Technik bekannten zwei Bewegungskomponenten (nämlich vertikal und horizontal) zu einer einzigen, fließenden Bewegung zusammenzufassen. Zu diesem Zweck rotiert der Sauggreifer oberhalb des Stapels von bogenförmigem Material, wobei er während eines geeigneten Abschnitts ihrer Bewegungsbahn am obersten Bogen des Stapels angreift, diesen anhebt und mitnimmt. Es ist somit nicht mehr erforderlich, den Bogen von einer ersten Vorrichtung, die ihn anhebt, an eine zweite Vorrichtung zu übergeben, die ihn vom Stapel weg bewegt und vorwärts schiebt.

Vorzugsweise sind mehrere Sauggreifer vorgesehen, die in mehreren Gruppen angeordnet sind, die in axialer Richtung der Antriebswelle voneinander beabstandet sind. Die sinnvolle Anzahl der Gruppen und der Abstand der Gruppen untereinander hängen dabei von den Eigenschaften der vom Stapel zu entnehmenden Bögen ab. Besonders bevorzugt sind dabei zwischen vier und zehn Gruppen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Gruppe mehrere Sauggreifer aufweist, die in Umfangsrichtung um die Antriebswelle herum voneinander beabstandet sind. Dies ermöglicht es, die Taktzahl zu erhöhen.

Besonders bevorzugt weist jede Gruppe drei Sauggreifer auf. In diesem Fall wird, wenn ein Sauggreifer den obersten Bogen erfasst, angehoben und leicht nach vorne verschoben hat, bereits der nächste Sauggreifer herangeführt.

Vorzugsweise weist jeder Sauggreifer einen Körper und einen relativ dazu verstellbaren Saugnapf auf, wobei der Körper im Abstand von der Mittelachse der Antriebswelle angebracht ist. Die Größe des Radius, auf dem der Körper jedes Sauggreifers angebracht ist, hat entscheidenden Einfluss darauf, um welche Strecke der oberste Bogen vorwärts geschoben werden kann, wenn der entsprechende Sauggreifer an ihm angreift. Die Körper sind vorzugsweise relativ zur Antriebswelle drehbar angebracht, sodass die Vorderseite der Sauggreifer, die an den Bögen angreift, über einen gewissen Abschnitt der Bewegung der Sauggreifer parallel zur Ebene der Bögen gehalten werden kann.

Der Radius, auf dem der Körper um die Antriebswelle herum bewegt wird, ist vorzugsweise variabel, sodass die vertikale und die horizontale Komponente der Bewegung der Sauggreifer in der gewünschten Weise gesteuert werden.

Hier kann ein Verstellmechanismus vorgesehen sein, mit dem die Position und Ausrichtung der Sauggreifer relativ zu einer Ebene gesteuert wird, in der sich die Bögen befinden. Mit dem Verstellmechanismus kann die Bewegungsbahn der Sauggreifer so gesteuert werden, dass sie sich trotz der Rotationsbewegung der Antriebswelle über einen gewisse Strecke (zumindest nahezu) parallel zur Ebene der Bögen bewegen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebsachse mehrere Haltestangen auf, die sich parallel zur Rotationsachse der Antriebswelle erstrecken und an denen die Körper der Sauggreifer angebracht sind. Die Haltestangen ermöglichen es, alle diejenigen Sauggreifer, die in der Umfangsrichtung betrachtet an derselben Position angebracht sind, gleichzeitig mit wenig Aufwand zu verstellen.

Vorzugsweise sind die Haltestangen relativ zur Antriebswelle drehbar und verschiebbar, sodass sowohl die Ausrichtung als auch der Radius, auf dem sich die Sauggreifer in jedem Punkt ihrer Bewegungsbahn befinden, in der gewünschten Weise gesteuert werden können.

Die Position und die Drehung der Haltestangen werden vorzugsweise mittels des Verstellmechanismus verstellt. Dieser kann gemäß einer einfachen Ausführungsform eine Kurvenbahn und einen Kurvenfolger aufweisen. Auf diese Weise sind keine Servomotoren oder ähnliche aufwendige Bauteile erforderlich, sondern es kann die gewünschte Verstellung der Haltestangen auf rein mechanischem Wege erzielt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist in die Antriebswelle mindestens ein Pneumatikkanal integriert, mit dem die Sauggreifer verbunden sind. Dies ermöglicht es, die zur Aktivierung der Sauggreifer nötige Druckluft bzw. einen Unterdruck ohne großen Aufwand zuführen zu können. Je nach Ausgestaltung der Steuerung für die Pneumatik und die Sauggreifer kann für jede Haltestange ein eigener Pneumatikkanal innerhalb der Antriebswelle vorgesehen sein.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Niederhalter vorgesehen, der in geeigneter Weise mit den sich auf dem Stapel befindenden Bögen zusammenwirkt, wenn die Sauggreifer den obersten Bogen anheben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

- Figur 1 schematisch ein Beispiel einer Maschine zur Verarbeitung von bogenförmigem Material;

- Figur 2 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht den wesentlichen Teil des Bogenanlegers;

- Figur 3 in einer vergrößerten Ansicht einen Teil des Bogenanlegers von Figur 2; - Figur 4 den in Figur 3 dargestellten Teil des Bogenanlegers, wobei ein Rahmenteil weggelassen ist, um den dahinterliegenden Teil sehen zu können;

- Figur 5 in einer schematischen Draufsicht die in Figur 4 sichtbare Kulissenführung;

- Figur 6 in einer schematischen Draufsicht eine Gruppe von Sauggreifern zusammen mit Ihrem Verstellmechanismus;

- die Figuren 7 bis 12 in einer schematischen Darstellung die verschiedenen Schritte des Entnehmens des obersten Bogens von einem Stapel.

In Figur 1 ist eine Maschine 1 zu sehen, die dazu dient, bogenförmiges Material zu verarbeiten. Im gezeigten Beispiel dient die Maschine dafür, jeweils zwei Bögen miteinander zu verbinden, beispielsweise aufeinander zu laminieren.

Mit dem Bezugszeichen 2 ist ein erster Stapel von Bögen bezeichnet, und mit dem Bezugszeichen 3 ist ein zweiter Stapel von Bögen bezeichnet. Im Betrieb wird jeweils ein Bogen vom Stapel 2 mit einem Bogen vom Stapel 3 vereinigt, beispielsweise miteinander verklebt. Bei den einzelnen Bögen kann es sich um Bögen aus Papier, Kunststofffolie, Pappe oder ähnlichen Materialien handeln.

Um einzelne Bögen von den Stapeln zu entfernen, ist ein Bogenanleger vorgesehen. Diese ist hier exemplarisch am Stapel 3 mit dem Bezugszeichen 4 versehen.

Der Bogenanleger 4 wird nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 7 näher erläutert.

Wesentlicher Bestandteil des Bogenanlegers 4 ist eine Antriebswelle 10, die oberhalb der Ebene angeordnet ist, in der sich der oberste Bogen des Stapels 3 befindet. Die Antriebswelle 10 erstreckt sich dabei parallel zu dieser Ebene und senkrecht zu der Richtung, in der jeder vom Stapel 3 entnommene Bogen dann weitertransportiert wird (siehe den Pfeil P in Figur 1 ; diese Richtung wird auch als Bogenanlegerichtung bezeichnet).

Zur Lagerung der Antriebswelle 10 und der sonstigen relevanten Bauteile des Bogenanlegers ist ein Rahmen 1 1 vorgesehen, der oberhalb der Stelle angeordnet ist, an dem sich der Stapel 3 befindet.

An der Antriebswelle 10 sind mehrere Sauggreifer 12 angeordnet. Die Sauggreifer 12 dienen dazu, den jeweils obersten Bogen des Stapels zu ergreifen und relativ zum Stapel 3 in der Richtung des Pfeils P vorwärts zu bewegen.

Die Sauggreifer 12 sind in einem Abstand von der Rotationsachse der Antriebswelle 10 angeordnet, sodass sie, wenn die Antriebswelle 10 angetrieben wird, sich entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn um die Drehachse herum bewegen. Die Sauggreifer 12 sind in verschiedenen, in axialer Richtung voneinander beabstandeten Gruppen angeordnet. Wie in Figur 2 zu sehen ist, sind entlang der Drehachse der Antriebswelle 10 insgesamt sechs Gruppen von Sauggreifern 12 vorgesehen. Wie in Figur 3 zu sehen ist, enthält jede Gruppe von Sauggreifern hier drei Sauggreifer 12. Die Sauggreifer 12 sind auf insgesamt drei Haltestangen 14 verteilt, die sich alle parallel zur Drehachse der Antriebswelle 10 erstrecken. In Umfangsrichtung betrachtet sind die Haltestangen 14 in einem Winkelabstand von 120° relativ zueinander angeordnet.

Insbesondere in den Figuren 3 und 4 ist zu sehen, dass die außenliegenden Gruppen von Sauggreifern 12 in axialer Richtung verstellbar sind (siehe die Zahnstangen 15). Dies ermöglicht es, die Arbeitsbreite des Bogenanlegers auf unterschiedliche Formate einzustellen.

Die drei Haltestangen 14 sind in zwei Halteelementen 16 gelagert, die an voneinander entgegengesetzten axialen Enden der Antriebswelle 10 angeordnet sind. Jedes Halteelement 16 weist drei sich in radialer Richtung erstreckende Haltearme 18 auf, wobei in jedem Haltearm 18 ein Führungsschlitz 20 vorgesehen ist, der sich radial erstreckt und in dem ein Ende einer Haltestange 14 aufgenommen ist.

Die Führungsschlitze 20 ermöglichen es den Haltestangen 14, sich relativ zur Drehachse der Antriebswelle 10 in radialer Richtung zu verstellen. Der Radius, auf dem sich jede Haltestange 14 befindet, wird bestimmt durch eine Führungsbahn 22, die insbesondere in Figur 3 zu sehen ist. Die Führungsbahn 22 hat eine im weitesten Sinne kreisförmige Gestalt, wobei sie auf der dem Stapel 3 zugewandten Seite abgeflacht ist.

Die Führungsbahn 22 ist dabei in einer der Seitenplatten des Rahmens 1 1 vorgesehen, in dem auch die Antriebswelle 10 gelagert ist.

Die Haltestangen 14 werden, wenn sich die Antriebswelle 10 dreht, nicht nur bei jedem Umlauf hinsichtlich des radialen Abstandes von der Drehachse verstellt, sondern jeweils auch in gewissen Grenzen relativ zum entsprechenden Haltearm 18 verdreht. Um diese Verdrehung zu steuern, ist eine Kurvenbahn 30 (siehe insbesondere Figur 4) vorgesehen, in der mehrere Kurvenfolger 32 laufen. Jeder Kurvenfolger 32 ist dabei über eine Kurbelstange 34 mit einer Haltestange 14 gekoppelt.

Die Führungsschlitze 20 zusammen mit der Führungsbahn 22 sowie die Kurvenbahn 30 mit den Kurvenfolgern 32 bilden einen Verstellmechanismus, mit dem die Position und Ausrichtung der Sauggreifer 12 bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 10 gesteuert wird. Allgemein ausgedrückt wird jeder Sauggreifer 12 dabei so bewegt, dass seine „Vorderseite", also der auf dem entsprechenden Bogen aufzusetzende Saugnapf, parallel zur Ebene des entsprechenden Bogens ausgerichtet ist, solang der Sauggreifer mit dem Bogen zusammenwirkt. Anschließend wird der entsprechende Sauggreifer 12„über Kopf wieder in eine Position überführt, in der er erneut an einem Bogen angreifen kann.

Aufgrund dieses Bewegungsablaufs liegt die Kurvenbahn, in einer axialen Richtung betrachtet, meist außerhalb der Führungsbahn 22.

Jeder Sauggreifer 12 weist einen Körper 40 (siehe Figur 3) auf, der drehfest an einer der Haltestangen 14 befestigt ist. Im Körper 40 ist verschiebbar ein teleskopartig ausfahrbarer Stößel 42 gelagert, an dessen Vorderseite der eigentliche Saugnapf 44 angebracht ist.

Innerhalb des Körpers 40 ist eine Rückholfeder 48 (siehe Figur 6) angeordnet, die den Stößel 42 in eine eingezogene Position beaufschlagt, in der der Saugnapf 44 zum Körper 40 hin verstellt ist. Die Sauggreifer 12 werden mit Druckluft aktiviert und enthalten eine Venturidüse, sodass am Saugnapf 44 der gewünschte Unterdruck erzeugt werden kann. Die zum Aktivieren des Saugnapfs 44 zugeführte Druckluft führt dazu, dass der Stößel 42 entgegen der Wirkung der Rückholfeder aus dem Körper 40 heraus teleskopartig nach außen verstellt wird. Die Druckluft wird innerhalb der Antriebswelle 10 in einem Pneumatikkanal zugeführt und von dort über in Figur 2 sichtbare Anschlussstutzen 46 zu den Körpers 40 geleitet; die an den Anschlussstutzen 46 angebrachten Schläuche sind hier der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Je nach Art der Steuerung und der Sauggreifer kann ein einziger Pneumatikkanal vorgesehen sein, an den alle Sauggreifer angeschlossen sind, oder für die Sauggreifer jeder Haltestange ein eigener Pneumatikkanal.

Anhand der Figuren 7 bis 12 wird nachfolgend die Funktionsweise des Bogenanlegers 4 erläutert. Dabei wird exemplarisch einer der Sauggreifer 12 einer Gruppe von Sauggreifern betrachtet, wobei die entsprechende Saugvorrichtung zur besseren Nachverfolgbarkeit mit einem schwarzen Punkt gekennzeichnet ist. Die Antriebswelle 10 dreht sich bezogen auf die Figuren 7 bis 12 im Uhrzeigersinn, um den jeweils obersten Bogen des Stapels 3 in der Richtung des Pfeils P vom Stapel zu entnehmen, sodass er weiterverarbeitet werden kann.

Der hier betrachtete Sauggreifer 12 wird an den Stapel 3 von oben angenähert, wobei sie mittels des Verstellmechanismus, insbesondere mittels der Kurvenbahn 30 und dem entsprechenden Kurvenfolger 32, so verdreht wird, dass sich der Stößel 42 etwa senkrecht zur Ebene des obersten Bogens des Stapels 3 befindet (vergleiche die Figuren 7 und 8). Dabei befindet sich die Haltestange 14 auf einem vergleichsweise großen Radius. Beim Heranführen des Sauggreifers 12 an den Stapel 3 wird auch der Stößel 42 zusammen mit dem Saugnapf 44 ausgefahren (vergleiche wiederum die Figuren 7 und 8). Wenn die Antriebswelle 10 ausreichend weitergedreht wurde, setzt der Saugnapf 44 auf dem obersten Bogen 50 des Stapels 3 auf (siehe Figur 9). Nachdem der Saugnapf 44 auf dem Bogen 50 aufsitzt und dementsprechend der Saugnapf dort abgedichtet ist, wird die Druckluftversorgung des Sauggreifers 12 so geschaltet, dass die Rückstellfeder den Stößel 42 in den Körper 40 zurückzieht, während gleichzeitig der Unterdruck am Saugnapf 44 weiter wirkt. Dadurch wird der Bogen 50 vom Stapel 3 abgehoben (siehe Figur 10). Gleichzeitig wird ein Niederhalter 60 aktiviert, der den darunterliegenden Bogen des Stapels 3 fixiert.

Es ist auch möglich, das Trennen des obersten Bogens vom Stapel durch das Einblasen von Luft in an sich bekannter Weise zu unterstützen.

Bei weiterer Drehung der Antriebswelle 10 wird der Sauggreifer 12 im Uhrzeigersinn weiterbewegt (siehe Figur 1 1 ), wobei er aufgrund der Führungsbahn 22 eine im Wesentlichen translatorische Bewegung parallel zur Ebene der Bögen im Stapel 3 und in der Richtung des Pfeils P ausführt.

In Figur 12 ist der Zustand gezeigt, in dem der Bogen 50 so weit nach links verstellt wurde, dass er von einer in Figur 1 schematisch gezeigten Fördervorrichtung 70 ergriffen wird. Etwa gleichzeitig wird der Saugnapf 44 deaktiviert, sodass der Bogen freigegeben wird. In Figur 8 ist zu sehen, dass in diesem Zustand bereits der darauffolgende Saugnapf an den dann obersten Bogen des Stapels 3 angenähert wird, sodass der nächste Bogen ergriffen und der Fördervorrichtung 70 zugeführt werden kann.

Die Antriebswelle 10 muss nicht notwendigerweise als einheitliches Bauteil ausgeführt sein, das sich entlang der Drehachse erstreckt, um die die Sauggreifer 12 verstellt werden. Stattdessen sind auch andere Konstruktionen denkbar. Wichtig ist lediglich, dass die Sauggreifer 12 entlang einer Kreisbahn um eine Drehachse bewegt werden können.