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Meißelhalterwechselsystem - Dokument DE19908656C1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19908656C1 31.08.2000
Titel Meißelhalterwechselsystem
Anmelder Wirtgen GmbH, 53578 Windhagen, DE
Erfinder Holl, Bernd, 53577 Neustadt, DE;
Simons, Dieter, 53567 Buchholz, DE;
Hähn, Günter, Dr., 53639 Königswinter, DE
Vertreter Jeck . Fleck . Herrmann Patentanwälte, 71665 Vaihingen
DE-Anmeldedatum 27.02.1999
DE-Aktenzeichen 19908656
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.08.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.08.2000
IPC-Hauptklasse E01C 23/088
IPC-Nebenklasse E21C 35/18   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Meißelhalterwechselsystem für eine Straßenfräse, eine Schrämmaschine oder dergleichen, an dem ein Meißelhalter mittels einer Verbindungsmechanik auswechselbar befestigt ist, wobei der Meißelhalter wenigstens einen Meißel auswechselbar aufnimmt, und wobei die Mittellängsachse des Meißels gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche im Arbeitswinkel kleiner als 90° angestellt ist. Um bei einem solchen Meißelhalterwechselsystem unterschiedliche Abtragergebnisse erreichen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Meißelhalter in zwei oder mehreren Baupositionen an dem Basisteil festlegbar ist, und daß die Mittellängsachse des Meißels in den verschiedenen Anbaupositionen um unterschiedliche Arbeitswinkel geneigt ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Meißelhalterwechselsystem für eine Straßenfräse, eine Schrämmaschine oder dergleichen mit einem Basisteil, an dem ein Meißelhalter mittels einer Verbindungsmechanik auswechselbar befestigt ist, wobei der Meißelhalter wenigstens einen Meißel auswechselbar aufnimmt, wobei die Mittellängsachse des Meißels gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche im Arbeitswinkel kleiner als 90° angestellt ist.

Ein solches Meißelhalterwechselsystem ist aus der DE 43 22 401 C2 bekannt. Das Meißelhalterwechselsystem weist ein Basisteil auf, das abstehend auf einer Oberfläche eines Walzenkörpes aufgeschweißt. Das Basisteil besitzt eine Steckaufnahme in die ein Steckeinsatz des Meißelhalters einsetzbar ist. Der Meißelhalter ist mit einer Aufnahmebohrung versehen, in die ein Meißelschaft eines Rundschaftmeißels eingesetzt ist. Der Meißelhalter kann mit dem Basisteil mittels einer Befestigungsschraube verspannt werden. Im montierten Zustand ist die Mittellängsachse (Rotationsachse) des Rundschaftmeißels gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche geneigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Meißelhalterwechselsystem der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem sich unterschiedliche Abtragergebnisse hinsichtlich der Oberflächenqualität der bearbeiteten Oberfläche ergeben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Meißelhalter in zwei oder mehreren Anbaupositionen an dem Basisteil festlegbar ist, und daß die Mittellängsachse des Meißels in den verschiedenen Anbaupositionen um unterschiedliche Arbeitswinkel geneigt ist.

Infolge der unterschiedlichen Anstellungen des Meißels lassen sich mit einem einzigen Meißelhalterwechselsystem unterschiedliche Abtragergebnisse realisieren. Beispielsweise kann bei einer Straßenfräse durch die Variation des Arbeitswinkels entweder ein Grob- oder Feinfräsen erfolgen.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Meißelhalter mittels einer Stützfläche an einer Anlagefläche des Basisteils abgestützt ist, und daß der Meißelhalter zur Verwirklichung der unterschiedlichen Anbaupositionen an seiner Stützfläche gegenüber der Anlagefläche versetzbar ist.

Um einen schnellen Wechsel der Meißelpositionierung erreichen zu können, ist es denkbar, daß der Meißelhalter gegenüber dem Basisteil gerastert verstellbar ist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, daß den einzelnen Rasterpunkten bestimmte, bevorzugt eingesetzte Arbeitswinkel zugeordnet sind. Bei einer Straßenfräse sind dies beispielsweise die Winkel 35°, 40° und 45°.

Die gerasterte Verstellung läßt sich beispielsweise dadurch verwirklichen, daß der Meißelhalter mit einer Zahnung versehen ist, die in Eingriff mit einer Gegenzahnung des Basisteils steht, daß die Zahnung und die Gegenzahnung flächige Stützflanken aufweisen, die sich quer zur Verstellrichtung des Meißelhalters gegenüber dem Basisteil erstrecken. Über die Stützflanken können die im Arbeitsbetrieb auftretenden Kräfte sicher in das Basisteil abgeleitet werden.

Üblicherweise ist das Meißelhalterwechselsystem auf einem walzenförmigen Grundkörper aufgebracht, der sich um eine Rotationsachse bewegen läßt. Damit auch die, in Richtung der Rotationsachse wirkenden Kräfte im Arbeitseinsatz sicher aufgenommen werden kann, ist ein erfindungsgemäßes Meißelhalterwechselsystem dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenzahnung des Basisteils zwei Teilzahnungen aufweist, und daß die Teilzahnungen zur Aufnahme von Querkräften in Richtung quer zur Vorschubrichtung des Meißels geneigt sind.

Eine alternative Ausgestaltungsvariante eines Meißelhalterwechselsystems läßt sich beispielsweise dadurch verwirklichen, daß das Basisteil ein Anlageteil aufweist, das mit einer Vielzahl konzentrisch angeordneter Zahnelemente der Gegenzahnung ausgestattet ist, daß der Meißelhalter eine Spannplatte trägt, die mit einer auf die Gegenzahnung angepaßt ausgebildeten Zahnung versehen ist, und daß der Meißelhalter gegenüber dem Basisteil um eine Verstellachse verdrehbar ist, die quer zur Vorschubrichtung des Meißels angeordnet ist. Eine solche Verbindungsmechanik kann auch als Hirth-Verzahnung ausgebildet sein. Aufgrund der Vielzahl der Zahnelemente lassen sich über diese Verbindungsmechanik extrem hohe Kräfte übertragen.

Um eine feste Verbindung des Meißelhalters mit dem Basisteil zu schaffen, die gleichzeitig aber auch einen einfachen und schnellen Wechsel des Arbeitswinkels zuläßt, kann es nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Meißelhalter einen Grundkörper aufweist, der einen Halteansatz zur Aufnahme des Meißels trägt, daß der Grundkörper ein Langloch aufweist, das fluchtend zu einer Gewindeaufnahme des Basisteils angeordnet ist, daß in das Langloch eine Befestigungsschraube einführbar und in die Gewindeaufnahme einschraubbar ist, und daß der Meißelhalter bei gelöster Befestigungsschraube verstellbar ist.

Der Schraubenkopf der Befestigungsschraube sollte hierbei in einer Ausnehmung geschützt untergebracht sein, die sich im Anschluß an das Langloch erweitert. Eine besonders gute und feste Verspannung des Schraubenkopfes mit dem Meißelhalter läßt sich dann erreichen, wenn der Schraubenkopf als Linsenschraubenkopf ausgebildet ist.

Im Veschleißfall oder bei unzulässig hohen Beanspruchungen kann es vorkommen, daß ein Meißelhalter Schaden nimmt. Um zu verhindern, daß der Meißelhalter dabei unkontrolliert abbricht und beispielsweise das Basisteil beschädigt kann es vorgesehen sein, daß der Meißelhalter an einem Grundkörper einen Halteansatz trägt, daß der Halteansatz eine Aufnahmebohrung für einen Meißelschaft des Meißels aufweist, und daß der Halteansatz mit dem Grundkörper über eine Sollbruchstelle verbunden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B ein Meißelhalterwechselsystem in zwei Ansichten und in einer ersten Einstellposition,

Fig. 2A und 2B das Meißelhalterwechselsystem gemäß den Fig. 1A und 1B in einer zweiten Einstellposition,

Fig. 3A und 3B das Meißelhalterwechselsystem gemäß den Fig. 1A und 1B in einer dritten Einstellposition,

Fig. 4 eine Ausgestaltungsvariante eines Basisteiles für ein Meißelhalterwechselsystem in perspektivischer Ansicht und

Fig. 5 in Seitendarstellung eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Meißelhalterwechselsystems.

In der Fig. 1 ist ein Meißelhalterwechselsystem dargestellt, das ein Basisteil 40 und einen Meißelhalter 20 aufweist. Das Basisteil 40 weist eine untere Verbindungsfläche 41 auf, mit der es auf einen walzenförmigen Grundkörper, beispielsweise einer Straßenfräse, aufgesetzt werden kann. Die Verbindung mit dem walzenförmigen Grundkörper erfolgt mittels Schweißnähten. An seiner nach oben gewandten Seite ist das Basisteil 40 mit einer bogenförmigen Anlagefläche versehen. Die Anlagefläche weist eine Gegenzahnung 42 auf. Die einzelnen Zähne dieser Gegenzahnung 42 sind, wie dies die Fig. 1A erkennen läßt, im Querschnitt dreiecksförmig ausgebildet und bilden somit zwei Anlageflanken. Die Zähne der Gegenzahnung 42 erstrecken sich über die gesamte Breite des Basisteils 40. Auf der Hälfte der Breite der Zähne ist eine Gewindeaufnahme 43 in die Anlagefläche des Basisteils 40 eingearbeitet. Die Gewindeaufnahme ist dabei so angeordnet, daß sie zum einen möglichst raumgreifend in das Basisteil eingearbeitet ist und dadurch eine ausreichende Gewindelänge für eine Befestigungsschraube bereitstellt. Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist die Gewindeaufnahme 43 daher schräg in die Anlagefläche eingebracht. Infolge dieser platzsparenden Anordnung kann auch eine geringe Bauhöhe des Basisteils 40 verwirklicht werden. Dies hat besondere Vorteile, da daher der gesamte Aufbau des Meißelhalterwechselsystems klein gehalten werden kann.

An dem Basisteil 40 kann der Meißelhalter 20 angebaut werden. Der Meißelhalter 20 weist einen Grundkörper 25 auf, der mit einem Langloch 28 versehen ist. Das Langloch 28 erweitert sich zur Außenseite des Grundkörpers 25 hin mittels einer Ausnehmung 27. Durch das Langloch 28 kann die Befestigungsschraube, die vorliegend die Verbindungsmechanik 30 repräsentiert hindurchgesteckt und in die Gewindeaufnahme 43 hineingeschraubt werden. Dabei ist dann der Schraubenkopf 32 in der Ausnehmung 27 geschützt untergebracht. Bei angezogener Befestigungsschraube wird der Schraubenkopf 32 im Übergangsbereich zwischen Langloch 28 und Ausnehmung 27 an den Meißelhalter 20 angepreßt. Hierdurch kann eine Zahnung 26 des Grundkörpers 25 in festem Eingriff mit der Gegenzahnung 42 gehalten werden. Aufgrund der Vielzahl der in Eingriff stehenden Zähne wird eine große Verbindungsfläche geschaffen, über die der Meißelhalter 20 an das Basisteil 40 angepreßt werden kann und über die im Arbeitseinsatz große Kräfte übertragbar sind.

Der Grundkörper 25 weist einen abstehenden Halteansatz 21 auf, in den eine Aufnahmebohrung 22 eingearbeitet ist. Die Mittellängsachse der Aufnahmebohrung 27 steht dabei rechtwinklig zu der bogenförmigen Anlagefläche des Basisteils 40. Von der Rückseite des Meißelhalterwechselsystems ist ein Austreibkanal 23 in dem Meißelhalter 20 eingebohrt. Der Austreibkanal 23 kreuzt die Aufnahmebohrung 22. In die Aufnahmebohrung 22 kann ein Meißel 10 eingesetzt werden. Der Meißel 10 weist einen Meißelkopf 17 auf, der eine Meißelspitze 11 trägt. Die Meißelspitze 11 ist als Hartmetallelement ausgebildet. An den Meißelkopf 17 schließt sich ein Meißelschaft an, auf den eine Spannhülse 12 aufgezogen ist. Die Spannhülse 12 ist in der Aufnahmebohrung 22 verspreizt. Gleichzeitig hält die Spannhülse 12 den Meißelschaft des Meißels 10 und verhindert so sein Herausfallen. Im eingesetzten Zustand liegt der Meißelkopf 17 auf einer Verschleißschutzscheibe 14 auf. Die Verschleißschutzscheibe 14 stützt sich um die Aufnahmebohrung 22 herum an dem Meißelhalter 20 ab. Das Ausziehen des Meißels 10 aus der Aufnahmebohrung 22 kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Zum einen kann ein Austreibdorn durch eine Eintrittsöffnung 24 in den Austreibkanal 23 eingeführt werden, bis dieser an einer Stirnfläche 13 des Meißelschafts zum Liegen kommt. Anschließend kann mit einem Hammerschlag der Meißelschaft aus der Aufnahmebohrung 22 ausgetrieben werden. Weiterhin ist in den Meißelkopf 17 eine umlaufende Ausziehnut 15 eingebracht, in die ein Ausziehwerkzeug eingesetzt werden kann. Mittels eines Hebels kann dann der Meißel 10 aus der Aufnahmebohrung 22 ausgehebelt werden.

Die Fig. 1A und 1B lassen erkennen, daß die Befestigungsschraube mittig im Langloch 28 angeordnet ist. Hierbei ergibt sich ein Arbeitswinkel α unter dem die Mittellängsachse 16 des Meißels 10 gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche angestellt ist. Der Komplementärwinkel ist in der Fig. 1A mit α' dargestellt. Wenn nun dieser Arbeitswinkel α verändert werden soll, so muß lediglich die Befestigungsschraube gelöst werden. Dann kann der Meißelhalter 20 gegenüber dem Basisteil 40 versetzt werden. Anschließend wird die Befestigungsschraube wieder angezogen, so daß sich die Zahnung 26 mit der Gegenzahnung 42 verspannen kann. In den Fig. 2A und 2B ist eine solche veränderte Einstellposition gezeigt. Dabei beträgt der Arbeitswinkel α nunmehr 45° (gegenüber der vorherigen Einstellung von 40°). In der Einstellposition gemäß den Fig. 2A und 2B schlägt die Befestigungsschraube und der Schraubenkopf 32 an dem einen Ende des Langloches 28 bzw. der Ausnehmung 27 an.

Der andere maximale Arbeitswinkel α ist in den Fig. 3A und 3B veranschaulicht. Hierbei schlägt die Befestigungsschraube und der Schraubenkopf 32 an dem anderen Ende des Langloches 28 bzw. der Ausnehmung 27 an. In den Fig. 3A und 3B ist ein Arbeitswinkel α von 35° verwirklicht. Es ist erkennbar, daß unabhängig von der Einstellposition des Meißelhalters 20 die Mittellängsachse 16 des Meißels 10 stets normal zu der Anlagefläche des Basisteils 40 angeordnet ist. Hierdurch wird eine optimale Ableitung der im Arbeitseinsatz entstehenden Kräfte möglich.

In dem in den Fig. 1A bis 3B dargestellten Ausführungsbeispiels wurde für den Schraubenkopf 32 der Befestigungsschraube eine zylindrische Geometrie gewählt. Zur Verbesserung des Anpressdruckes kann auch eine Linsenkopfgeometrie gewählt werden.

In der Fig. 4 ist eine mögliche Ausgestaltung eines Basisteils 40 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Wie diese Zeichnung erkennen läßt, ist die Gegenzahnung 42 in zwei Teilzahnungen 42.1 und 42.2 unterteilt. Die beiden Teilzahnungen 42.1 und 42.2 sind in Richtung quer zur Vorschubrichtung des Rundschaftmeißels 10 geneigt. Damit bildet sich im Übergangsbereich zwischen den beiden Teilzahnungen 42.1, 42.2 eine zahnleistenförmige Kante 42.3. Entsprechend dieser Ausbildung der Gegenzahnung 42 ist auch die Zahnung 26 des Meißelhalters 20 ausgeführt. Infolge dieser Ausgestaltung lassen sich die Kräfte, die quer zur Vorschubrichtung des Meißels wirken, formschlüssig über die Zahnung 26 und die Gegenzahnung 42 in das Basisteil 40 übertragen.

In der Fig. 5 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Meißelhalterwechselsystems gezeigt. Wie diese Darstellung erkennen läßt, ist das Basisteil 40 mit seiner Verbindungsfläche 41 auf die Oberfläche eines Walzenkörpers 50 aufgesetzt. Das Basisteil 40 besitzt ein Anlageteil 44. Dieses Anlageteil 44 ist mit einer sternförmig ausgebildeten Gegenzahnung 42 versehen. Dabei sind die einzelnen Zähne der Gegenzahnung 42 ausgehend von einem gemeinsamen Zentrum radial nach außen gerichtet. In diesem Zentrum ist auch die Mittellängsachse der Befestigungsschraube angeordnet, von der in Fig. 5 der Schraubenkopf 32 erkennbar ist. Auf das Anlageteil 44 kann eine Spannplatte 25.1 des Grundkörpers 25 des Meißelhalters 20 aufgesetzt werden. Die Spannplatte 2.5 ist mit einer Zahnung 26 versehen, die auf die Gegenzahnung 42 des Basisteils 40 angepaßt ausgebildet ist. Die in der Fig. 5 dargestellte Zahnungsverbindung wird üblicherweise als Hirth-Verzahnung bezeichnet. Die Verspannung der Zahnung 26 mit der Gegenzahnung 42 erfolgt mittels der Befestigungsschraube. Wenn die Befestigungsschraube gelöst ist, kann der Meißelhalter 20 stufenweise, entsprechend der Zahnungsteilung gegenüber dem Basisteil 40 versetzt werden. Damit ändert sich auch der Arbeitswinkel α des Meißels 10.

Mit den in den Zeichnungen dargestellten Meißelhalterwechselsystemen läßt sich der Arbeitswinkel α schnell und ohne großen Aufwand umstellen. Dementsprechend läßt sich das Abtragswerkzeug, beispielsweise eine Straßenfräse, auf unterschiedliche Anwendungsfälle einfach anpassen. Wird beispielsweise ein großer Arbeitswinkel α gewählt, so läßt sich bei Straßenfräsen eine feine Oberflächenrauhigkeit erzeugen. Kleine Arbeitswinkel α hingegen führen zu einem großen Abraumvolumen bei gleichzeitig großer Rauhtiefe.


Anspruch[de]
  1. 1. Meißelhalterwechselsystem für eine Straßenfräse, eine Schrämmaschine oder dergleichen mit einem Basisteil, an dem ein Meißelhalter mittels einer Verbindungsmechanik auswechselbar befestigt ist, wobei der Meißelhalter wenigstens einen Meißel auswechselbar aufnimmt und wobei die Mittellängsachse des Meißels gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche im Arbeitswinkel kleiner als 90° angestellt ist, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Meißelhalter (20) in zwei oder mehreren Anbaupositionen an dem Basisteil (40) festlegbar ist, und

    daß die Mittellängsachse (16) des Meißels (10) in den verschiedenen Anbaupositionen um unterschiedliche Arbeitswinkel (α) geneigt ist.
  2. 2. Meißelhalterwechselsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Meißelhalter (20) mittels einer Stützfläche an einer Anlagefläche des Basisteils (40) abgestützt ist, und

    daß der Meißelhalter (20) zur Verwirklichung der unterschiedlichen Anbaupositionen an seiner Stützfläche gegenüber der Anlagefläche versetzbar ist.
  3. 3. Meißelhalterwechselsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelhalter (20) gegenüber dem Basisteil (40) gerastert verstellbar ist.
  4. 4. Meißelhalterwechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Meißelhalter (20) mit einer Zahnung (26) versehen ist, die im Eingriff mit einer Gegenzahnung (42) des Basisteils (40) steht,

    daß die Zahnung (26) und die Gegenzahnung (42) flächige Stützflanken aufweisen, die sich quer zur Verstellrichtung des Meißelhalters (20) gegenüber dem Basisteil (40) erstrecken.
  5. 5. Meißelhalterwechselsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Gegenzahnung (42) des Basisteils (40) zwei Teilzahnungen (42.1, 42.2) aufweist, und

    daß die Teilzahnungen zur Aufnahme von Querkräften (42.1, 42.2) in Richtung quer zur Vorschubrichtung des Meißels (10) geneigt sind.
  6. 6. Meißelhalterwechselsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

    daß das Basisteil (40) ein Anlageteil (44) aufweist, das mit einer Vielzahl konzentrisch angeordneter Zahnelemente der Gegenzahnung (42) ausgestattet ist,

    daß der Meißelhalter (20) eine Spannplatte (25) trägt, die mit einer auf die Gegenzahnung (42) angepaßt ausgebildeten Zahnung (26) versehen ist, und

    daß der Meißelhalter (20) gegenüber dem Basisteil (40) um eine Verstellachse verdrehbar ist, die quer zur Vorschubrichtung des Meißels (10) angeordnet ist.
  7. 7. Meißelhalterwechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Meißelhalter (20) einen Grundkörper (25) aufweist, der einen Halteansatz (21) zur Aufnahme des Meißels (10) trägt,

    daß der Grundkörper (25) ein Langloch (28) aufweist, das fluchtend zu einer Gewindeaufnahme (43) des Basisteils (20) angeordnet ist,

    daß in das Langloch (28) eine Befestigungsschraube einführbar und in die Gewindeaufnahme (43) einschraubbar ist, und

    daß der Meißelhalter (20) bei gelöster Befestigungsschraube verstellbar ist.
  8. 8. Meißelhalterwechselsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Langloch (28) zu einer Ausnehmung (27) erweitert, in der ein Schraubenkopf (32) der Befestigungsschraube untergebracht ist.
  9. 9. Meißelhalterwechselsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf (32) als Linsenkopf ausgebildet ist.
  10. 10. Meißelhalterwechselsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Meißelhalter (20) an seinem Grundkörper (25) einen Halteansatz (21) trägt,

    daß der Halteansatz (21) eine Aufnahmebohrung (22) für einen Meißelschaft des Meißels (10) aufweist, und

    daß der Halteansatz (21) mit dem Grundkörper (25) über eine Sollbruchstelle (25.2) verbunden ist.






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