DE103099C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen der Geschwindigkeit bewegter Theile, wie Fahrräder, Wellen oder dergl.

Der Zweck der Erfindung besteht namentlich darin, Geschwindigkeitsanzeiger derart zu bauen, dafs die Bewegung der laufenden Theile auf die Anzeigevorrichtungen ohne Anwendung eines sich drehenden, sehr viel Uebelstände bedingenden Reglers übertragen wird. Die Uebertragung geschieht vorliegender Erfindung geinäfs vielmehr unter Vermittelung einer aussetzend wirkenden Vorrichtung, wie diese gewöhnlich bei Wegemessern verwendet wird.

Um das Wesen der vorliegenden Erfindung von vornherein klar zu legen, stelle man sich ein Pendel vor, welches von einem der sich drehenden Theile aussetzend und der Anzahl der zu messenden Umdrehungen proportional in der einen Richtung angeschlagen wird.

Das Pendel wird sich nach jedem Anstofs bis zu seinem Ausschlagspunkte bewegen und will nunmehr in seine Endlage, beispielsweise seine Ruhelage, zurückgehen. Ehe es aber in diese Ruhelage gelangt, folgt bereits der zweite Anstofs und trifft naturgemäfs das Pendel, sofern die Anstöfse rascher folgen, als die Zeit, welche das Pendel gebraucht, um von seinem Ausschlagspunkte bis zur Ruhelage zu gelangen, an einem Punkte vor der Ruhelage. Bestimmt man nun diesen Punkt, an welchem also die Anschlagvorrichtung das zurückkehrende Pendel trifft, so hat man einen Mafsstab für die Häufigkeit der Anstöfse in der Zeiteinheit.

Es ist dabei natürlich nothwendig, dafs das Pendel stets mit der gleichen Geschwindigkeit in seine Hauptlage zurückgeht, welche Eigenschaft ja jedem Pendel eigenthümlich ist.

Verwendet man aber ein sehr kurzes Pendel, so wird, um die Schwingungsdauer dieses Pendels zu verlängern, es sich empfehlen, dafs man das Pendel zunächst zum Antreiben eines Hemmwerkes benutzt, oder aber, dafs man an Stelle des Hemmwerkes ähnliche Vorrichtungen, wie beispielsweise eine Luftdämpfung oder eine Wasserbremse,· anwendet.

Die Messung des Punktes, an welchem das Pendel bei seiner Rückkehr in die Ruhelage angehalten wird, kann in verschiedener Weise geschehen.

Es wird sich empfehlen, das Pendel dazu zu benutzen, um einen im Wesentlichen durch Reibung gehaltenen Zeiger oder Hebel dem Pendel parallel zu legen, worauf man die Stellung des Hebels entweder unmittelbar oder mittelst eines Zeigers die Geschwindigkeit angeben läfst.

Ein Geschwindigkeitsmesser der neuen Art ist auf beiliegender Zeichnung in Verbindung mit einem Wegemesser dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Rückansicht eines Geschwindigkeitsmessers mit Wegemesser.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf denselben, wobei die zu dem Fahrrad gehörigen Theile weggelassen sind.

Fig. 3 stellt das Geschwindigkeitsanzeigewerk in vergrößertem Mafsstabe dar, während das Wegemesserwerk als weggenommen gedacht ist.

Fig. 4 zeigt die Grundplatte mit den darauf angebrachten Theilen.

Fig. 5 ist eine Draufsicht und zeigt namentlich durch Wegnahme einiger Theile die Verbindung zwischen dem Zeiger und der Einstellvorrichtung.

Fig. Ii ist ein Schnitt nach der Linie ii-ii der Fig. 3.

Die übrigen Figuren sind Einzeldarstellungen.

α bedeutet ein cylindrisches [Gehäuse mit einer Grundplatte a¹ und einem Deckel a², der mit der Glasscheibe a³ ausgestattet ist (Fig. 1), so dafs das Zifferblatt <z⁴ sichtbar wird. Das Gehäuse ist mittelst einer Stange 2>⁴ auf der Spindel b einer Fahrradnabe b¹ zwischen der Gabel b² und der Mutter b³ befestigt. Die Stange &⁴ ist rechtwinklig umgebogen und mit einem seitlich hervorragenden geschlitzten Arm ausgestattet, durch den ein mit Schraubengewinde versehener Bolzen b⁵ geht. Dieser Bolzen ist auf einem gekrümmten Arme b^e befestigt und trägt die bereits erwähnte Grundplatte a¹ des Gehäuses.

Die Hauptwelle c wird in bekannter Weise durch Sternrad c^l und Mitnehmer c⁴ angetrieben. Auf einer Zwischenplatte d³, welche von der Hauptwelle c durchsetzt wird, ist das Wegemessergetriebe gelagert, während das Anzeigewerk zwischen den Platten a¹ und d³ gelagert ist.

Auf der Hauptwelle c ist eine Curvenscheibe e angeordnet (Fig. 4), welche drei Nasen besitzt. Ferner ist auf der Grundplatte ein um den Zapfen f¹ drehbarer Winkelhebel / (Fig. 3 und 6) gelagert. Das Ende des einen Armes/¹¹ dieses Winkelhebels ist bei /² verbreitert und mit zwei nach abwärts gestellten Bolzen f³ und/⁴ versehen. Ferner ist noch ein Schlitz /⁵ angebracht, durch welchen die Welle c hindurchgeht. Das Sternrad c¹ hat sechs Zähne, während die Curvenscheibe e drei Nasen besitzt, so dafs also, wenn das Sternrad eine Umdrehung gemacht hat, der Hebel / durch die Curvenscheibe e, welche gegen die Bolzen /³/⁴ schlägt, dreimal hin- und hergegangen ist. Mit anderen Worten: der Hebel ist dreimal in jeder Richtung bewegt worden, obgleich er sechs Bewegungen erhalten hat.

Der andere Arm /^e des Winkelhebels / ist mit dem Arm /ⁿ durch eine Schraube /⁷ drehbar verbunden und verläuft ziemlich spitzwinklig gegen den letzteren.

Das Ende des Armes /^e ist gegabelt, um Platz für eine Lagerschraube g¹ zu schaffen, welche den Drehpunkt eines Segmenthebels g auf der Grundplatte a^l bildet. Die Zinken des Hebels /^e sind so weit aus einander gesetzt, dafs ein Bolzen g¹ hindurchgehen kann, welcher auf genanntem Segmenthebel vorgesehen ist. Der Arm/⁶ ist mit dem Arme/¹¹ elastisch verbunden; der Zweck dieser elastischen Verbindung wird weiter unten erklärt werden. Sie wird dadurch erreicht, dafs eine Feder/⁸ um den Bolzen f¹ herumgebogen ist und mit ihren freien Enden auf die beiden Seiten zweier Bolzen oder Zapfen /⁹ und/¹⁰ schlagen kann. Von diesen Zapfen ist der eine auf dem Hebel/ und der andere auf dem Arme /⁶ befestigt. Durch diese Verbindungsweise der Arme /ⁿ und /⁶ wird erreicht, dafs zwar im Allgemeinen mit der Bewegung des einen Armes eine entsprechende Bewegung des anderen Armes eintritt, dafs aber auch der eine Arm in seiner Bewegung gehemmt werden kann, während der andere zwangläufig bewegt wird.

Der Segmenthebel g besitzt an seinem Ende ein Zahnsegment, welches mit einem auf der Welle h¹ befestigten Zahnrad h in Eingriff ist.

Auf der Welle h¹ befindet sich noch aufserdem ein Hemmrad h², mit welchem eine Hemmung zusammen arbeitet. Die Hemmung besteht aus einer an beiden Enden belasteten Stange h³, die mit Klinken /j⁴ /?⁴ versehen ist. Diese Klinken greifen abwechselnd in die Zähne des Rades h'² ein, wie dies bei einer Pendelhemmung gebräuchlich ist.

Aus dem bisher Beschriebenen geht hervor, dafs jedesmal, wenn der Hebel/ in der Richtung des Pfeiles 2 (Fig. 3) bewegt wird, er den Zahnsegmenthebel g unter Vermittelung der federnden Verbindungen der Arme /^u und /⁶ und des Bolzens g² in entgegengesetzter Richtung bewegen mufs.

Die Geschwindigkeit des Armes/¹¹ hängt dabei ganz allein von der Geschwindigkeit des Sternrades, also von der zu messenden Geschwindigkeit ab, während die Geschwindigkeit des Armes /⁶ von der Geschwindigkeit des Segmenthebels abhängt; da letzterer aber in das Hemmwerk eingreift, so ist seine Geschwindigkeit stets constant und ganz allein von der Belastung der Stange h³ oder überhaupt von den Constanten des Hemmwerkes abhängig. Der Hebel g oder Arm/⁰ bewegen sich somit genau wie ein Pendel von constanter Schwingungszeit. Die Schwingungszeit wird regulirt durch das Hemmwerk, könnte natürlich auch durch Federn, Bremsen oder dergleichen regulirt werden, und es ist leicht ersichtlich, warum, wie eingangs erwähnt, die Verbindung von /^e und /ⁿ eine elastische sein mufs.

Wenn das Sternrad mit langsamer Bewegung schrittweise gedreht wird, so mufs der Segmenthebel einen bestimmten Betrag zurücklegen und immer in seine Ausgangsstellung zurückkehren, ehe er wieder von neuem angetrieben wird.

Wenn jedoch das Sternrad rascher getrieben wird, wie dieses unter dem Einflufs des auf

den Speichen des Fahrrades angebrachten Anschlages c⁴ geschieht, so findet der Segmenthebel keine Zeit, seine Bewegung zu vollenden und wird, ehe er an' seinen Ausgangspunkt zurückgegangen ist, von neuem angeschlagen. Die zurückgelegten Entfernungen schwanken in Uebereinstimmung mit den Zeitintervallen zwischen den Anschlägen, welchen das Sternrad durch den Speichenansatz c⁴ ausgesetzt ist. Es kann somit die Geschwindigkeit, mit welcher das Fahrzeug läuft, dadurch angezeigt werden, dafs man den Punkt angiebt, an welchem der Segmenthebel durch das darauffolgende zweite Anschlagen des Hebels fⁿ angehalten wird.

Wenn beispielsweise eine Secunde nothwendig wäre, damit der Segmenthebel seine Vorwärtsbewegung vollenden könnte, und das Rad einmal in jeder Secunde sich dreht, so würde die Bewegung des genannten Hebels überhaupt nicht beeinflufst; wenn jedoch die Geschwindigkeit des Rades beispielsweise auf zwei Umdrehungen in der Secunde stiege, so kann der Hebel nur die Hälfte seiner Bahn zurückgelegt haben, wenn der Hebel/ mit ihm wieder in Eingriff kommt, um ihn nach seinen Ausgangspunkt wieder zurückzubringen. Wenn somit der Umkehrpunkt des Segmenthebels, d. h. die Stelle gekennzeichnet wird, an welcher er bei seinem Rückwärtsgange in der Folge des neuen Anstofses des Armes fⁿ angehalten wird, so sieht man sofort, dafs das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit läuft, die doppelt so grofs ist als seine Anfangsgeschwindigkeit. Die Rückwärtsbewegung des Hebels geschieht etwas rascher als die Vorwärtsbewegung, und dies wird dadurch erreicht, dafs man eine zweite Feder g^a anordnet, die mit einem Bolzen g* auf der Grundplatte a¹ befestigt (Fig. 4) und um einen Bolzen d² herumgebogen ist, während ihr freies Ende in eine Nuth g·⁵ der verdickten Nabe des Segmenthebels g eingreift.

Durch diese raschere Rückwärtsbewegung ist es möglich, gröfsere Geschwindigkeiten zu messen. Die obere Grenze, bis zu welcher ein Messer vorliegender Art messen kann, wird naturgemäfs dadurch bestimmt, dafs die Anstöfse, die auf den Arm/¹¹ wirken, nicht rascher folgen dürfen, als wie der Segmenthebel g, oder allgemeiner gesprochen, das Pendel in seinen Anfangspunkt zurückschwingen kann.

Um die vorhin beschriebene Bewegung weiter übertragen zu können, ragt der Bolzen g'² nach oben über die obere Kante der Nabe des Segmenthebels g hervor und greift in einen Ausschnitt eines Hebels i ein, der mit einem Drehzapfen z'¹ ausgestattet ist. Dieser greift durch den Hebel in eine Oeffnung der Stiftschraube g¹ ein. Der Hebel besitzt zwei Arme z'² und ζ'³ (Fig. 8) und einen umgebogenen Anschlag z'⁴, gegen welchen eine Feder z'⁵ stöfst; letztere ist ebenfalls um den Bolzen <f² gewunden und mit einem Ende an dem Bolzen g·⁴ befestigt. Die Feder i ⁵ hat das Bestreben, den Ansatz z'⁶ des Hebels i derart gegen den Bolzen g'² zu pressen, dafs, wenn der Hebel g um seinen Drehzapfen schwingt, der Hebel i mit diesem schwingen mufs. Der Arm z³ des Hebels ist nach unten gebogen und bildet einen Anschlag, gegen welchen ein Hebel j durch eine Feder j¹ geprefst wird, welche an dem Bolzen d (Fig. 3 und 4) befestigt ist. Genannter Hebel j hat einen bogenförmig gekrümmten Theil, welcher concentrisch zu dem Drehzapfen des Bolzens z¹ verläuft, und ist bei β drehbar gelagert. Die Feder j¹ hält gewöhnlich den Hebel j gegen den Arm z'³, so dafs der Hebel i sich aussetzend bewegen kann. Der Arm f^u des Hebels / ist mit einem Bolzen /¹² versehen , der in eine V-förmige Nuth des Hebels j eingreift (Fig. 3, 4 und 7).

Es mufs somit unmittelbar, nachdem der Hebel / in der Richtung des Pfeiles 2 (Fig. 3) bewegt wird, der Hebel j nach rückwärts gestofsen werden, so dafs die Feder i⁵ den Hebel i gegen den Bolzen g¹ pressen kann. Hierdurch wird aber der Hebel um seinen Mittelpunkt geschwungen. Der Hebel j hält den Hebel i während des Rückganges des Seginenthebels fest; sobald aber der Arm f^u nach vorn bewegt wird, wird der Hebel i wieder freigegeben und schwingt mit einer raschen Bewegung nach rückwärts und trifft dabei den Bolzen des Segmenthebels und wird mit diesem bis zu dem Ende der Bewegung des Segmenthebels g vorwärts bewegt. Wenn der Segmenthebel g die ganze Bahn in der Vorwärtsrichtung zurücklegen kann, so mufs der Hebel i gleichfalls um den gleichen Betrag bewegt werden, und sobald genannter Hebel g seine Rückwärtsbewegung unter dem Einflüsse der Curvenscheibe beginnt, welche ihrerseits Schritt auf Schritt durch den Anschlag auf der Radspeiche bewegt wird , so wird der Hebel gegen weitere Bewegung gesperrt sein.

Auf dem Arm z² des Hebels ζ ist eine Feststellvorrichtung angeordnet, die aus einem auf ihm mittelst Schrauben k¹ drehbar gelagerten Hebel k besteht. Dieser Hebel ist mit einer Nuth k- versehen (Fig. 7), in welche der Bolzen z¹ eingreifen kann, durch welchen dessen Bewegung in der einen Richtung begrenzt wird. Die Bewegung in der anderen Richtung wird durch einen Anschlag k³ begrenzt, welcher auf ihm befestigt ist und nach abwärts ragt (Fig. 8), so dafs er gegen die Seite des Armes z'² des Hebels i schlägt.

Der Hebel k besitzt einen vorspringenden Arm &⁴, mit welchem ein auf dem Hebel /

drehbar gelagerter, federnder Arm Z in bestimmten Zeiträumen in Eingriff kommt. Gegen den Arm / wirkt eine ziemlich starke Feder l\ die auf dem Arm f¹¹ des Hebels f befestigt ist. Der Arm I besitzt einen Anschlag /² derart, dafs die Feder den Hebel nicht weiter als bis zu einem bestimmten Punkte bewegen kann. Wenn somit der Hebel j mit dem Arm i³ des Hebels i in Eingriff ist und ihn gegen Bewegung sperrt, so wird der Arm / mit dem Arm k* des Hebels k in Eingriff sein und ihn gegen den Bolzen i ^: pressen. Der Hebel k ist noch mit einer flachen Seite ausgestattet, welche gegen den ebenen Rand m^l eines Hebels m anliegt. Dieser Hebel ist auf dem Bolzen z'¹ so gelagert, dafs, wenn der Hebel k durch den Hebel / bewegt wird, er mit dem Hebel m in Eingriff kommt und ihn parallel zu sich selbst legt. An seinem Ende ist der Hebel m mit einem nach aufwärts gerichteten Bolzen m² ausgestattet, welcher in dem radialen Schlitz n^l eines Zahnbogens η eingreift. Letzterer ist bei n² auf der Unterseite der Platte d³ drehbar gelagert.

Die Zähne auf dem Zahnbogen η greifen in ein Zahnrad ο auf der Welle o¹ ein, die durch die Platte d³ und das Zifferblatt α⁴ hindurchragt. Auf dieser Welle ist der Zeiger o² befestigt. Wenn somit der Hebel /den Hebel k bewegt und dieser seinerseits den Hebel m parallel mit sich selbst legt, so mufs der Bolzen in² des letzteren in den Schlitz n^l eingreifen und hierbei den Zahnbogenhebel η um seinen Drehzapfen drehen und somit den Zeiger o" einstellen.

In Fig. io ist die Stellung der Hebel k und m derart dargestellt, wie sie einmal vor und einmal nach dem Anschlag durch den Hebel / eintritt.

Es ist somit klar, dafs, wenn das Fahrrad sich mit einer Geschwindigkeit von 6 Meilen in der Stunde bewegt, der Hebel g gerade seine volle Vorwärtsbewegung vollenden kann, ehe er zurückgeht, und der Zeiger o² nicht beeinflufst wird und somit, wie in Fig. 5 gezeigt, auf der Zahl 6 steht. Wenn jedoch die Geschwindigkeit des Rades gröfser wird, so dafs der Radanschlag c* das Sternrad zweimal in der Secunde anschlägt, so kann der Segmenthebel g nur die Hälfte der Vorwärtsbewegung zurücklegen, ehe der Arm f^a des Hebels f in die entgegengesetzte Richtung kommt, und er ist somit gezwungen, zurückzukehren, ehe er seine Vorwärtsbewegung vollendet hat. Unmittelbar hierauf greift der Hebel / gegen den Arm k* des Hebels k und zieht diesen gegen den Bolzen z'¹. Der Hebel k stellt nun seinerseits den Hebel m parallel und der Bolzen m² des Hebels m greift in den Schlitz n^l des Segmenthebels η ein und dreht den letzteren um seinen Zapfen so weit, dafs das Rad 0 sich drehen und der Zeiger o² auf die Zahl 12 kommen mufs und somit angiebt, dafs das Fahrrad sich mit einer 12 Meilen in der Stunde entsprechenden Geschwindigkeit bewegt.

Es soll auch erwähnt werden, dafs der Schlitz n¹ in dem Hebel η im wesentlichen rechtwinklig zu dem Hebel m verläuft. Macht somit beispielsweise der Hebel g einen vollen Vorwärtshub, wenn das Fahrrad mit der Geschwindigkeit von 6 Meilen in der Stunde sich bewegt, und nur einen halben Hub, wenn das Rad sich mit 12 Meilen in der Stunde bewegt, und macht er schliefslich nur ein Viertel seines Hubes, wenn die Geschwindigkeit 24 Meilen in der Stunde ausmacht, so müssen die Gradeintheilungen auf dem Zifferblatt zwischen 12 und 24 aufserordentlich fein sein, da der Zeiger o² nur einen halb so grofsen Ausschlag machen könnte zwischen den Zahlen 12 und 24 als zwischen 6 und 12. Durch die Bolzen und Schlitzverbindung zwischen dem Hebel m und dem Segmenthebel η erreicht man, dafs der Bolzen -m? um so näher an den Zapfen n² gelangen mufs, je gröfser die Geschwindigkeit des Rades ist, und dafs somit die Bewegung des Hebels η um so gröfser wird, d. h. also, derselbe Bewegungsbetrag des Hebels m verursacht einen gröfseren Ausschlag des Hebels n, je näher der Bolzen nr an den Bolzen n² kommt. Auf diese Weise ist es ermöglicht, den Mafsstab auf dem Zifferblatte in wesentlich gleiche Theile zu theilen, welche gleichen Geschwindigkeiten entsprechen , so dafs also die Bewegung des Zeigers o² der Geschwindigkeit des Rades proportional ist.

Die Welle c, welche über die Platte d³ hervorragt, ist daselbst mit einem Radej> versehen, welches nur einen Zahn besitzt. Dieses Zahnrad ρ dreht ein Zahnrad p¹ mit einer ununterbrochenen Schrittbewegung. Das Zahnrad p¹ greift in ein Zahnrad p² ein, welches die Bewegung mehreren anderen mit Nummern versehenen Scheiben q q¹ q² übermittelt.

Wenn somit das Sternrad c¹ um eine Theilung gedreht wird, so mufs auch die Welle c und das Wegemesserwerk angetrieben werden, während das gezahnte Segment und der Anzeigemechanismus in der Richtung nach vorn bei jedem zweiten Anstofs des Sternrades angelrieben werden. Ein Anstofs des Sternrades setzt den Segmenthebel g in Gang, der dabei nach vorwärts mit einer vorher bestimmten Geschwindigkeit geht, und rückt den Hebel i aus. Der nächste Anstofs bringt den Segmenthebel nach seinem Ausgangspunkt zurück, sperrt den Hebel i gegen weitere Bewegung und stellt die Einstellvorrichtung derartig ein, dafs dieser den Zeiger über dem Zifferblatt bewegt.

Hieraus geht hervor, dafs, während der Arm f¹¹ des Hebels f unmittelbar bewegt

wird und diese Bewegung zweckmäfsig plötzlich durch die Curvenscheibe e vor sich geht, welche durch das Sternrad und den Anschlag c⁴ angetrieben wird, die ganze Einstellvorrichtung nur durch Federn bethätigt wird und somit keine Gefahr vorhanden ist, dafs irgend ein Theil des Getriebes verbogen oder zerbrochen werden könnte.

Die einzelnen Theile des Apparates können aus Metallblech gestanzt und somit in grofsen Massen hergestellt werden.

Claims (1)

1. Pa tent-Ansprüche:

   ι . Ein Geschwindigkeitsmesser, dadurch gekennzeichnet, dafs ein Hebel (g) aussetzend von der Hauptwelle (c) des Apparates in der einen Richtung gedreht wird, worauf er sich zurückbewegen mufs, während der Betrag, um welchen er sich zurückbewegen kann, ehe der folgende Anstofs auf ihn einwirkt, durch einen Hebel ft) gemessen wird, welcher während des Rückganges unter Vermittelung eines Hebels (j) gesperrt ist und im Augenblick der Vorwärtsbewegung des Hebels (g) durch seine Feder (i⁵) gegen den Hebel (g) bewegt wird, so dafs ihr Treffpunkt den Geschwindigkeitsbetrag angiebt.

   Ein Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch i, bei welchem die Bewegung des Hebels (g) durch ein Hemmwerk (h\ h² und h^s) überwacht und vortheilhaft in der einen Richtung durch eine Feder (g³) beschleunigt wird.
   Ein Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1 und 2, bei welchem die Uebertragung der Stellung des Treffpunktes des Hebels ft) durch einen auf letzterem gelagerten Hebel (k) erfolgt, der unter Festhaltung des Hebels (i) durch eine auf dem Uebertragungshebel (f) gelagerte Klinke (I) so bewegt wird,' dafs er einen frei gelagerten Hebel (m) verschiebt , der selbst die Einstellung des Zeigers hervorbringt, wobei vortheilhaft die weitere Uebertragung von (in) durch einen Bolzen (m²) geschieht, der so in seinen senkrecht zu dem Hebel (m) stehenden Schlitz des Zahnbogens (n) eingreift, dafs die Ausschläge des Zeigers proportional der Geschwindigkeit werden.
   An einem Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch ι bis 3 die besondere Ausbildung des die Bewegung der Nasenscheibe (e) auf den Hebel (g) übermittelnden Hebels (f) derart, dafs er aus zwei durch eine Feder (f⁸) mit einander verbundenen Theilen (f⁶ und f^u) besteht und somit die Uebertragung eine elastische ist. -

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.