DE1497134B2 - Elektrostatische Druckvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Dadurch können die Puderteilchen das ganze VoIu-Druckvorrichtung mit einer von einem Luftstrom, in : men der Puderkammer durchdringen, wobei ihre Bedem triboelektrisch aufgeladene Puderteilchen disper- wegungsrichtung nur vom Luftstrom abhängt und im giert sind, durchströmten Puderkammer, deren eine wesentlichen konstant ist. Auf Grund des geringen Seitenwand eine an eine elektrische Spannungsquelle 5 Widerstandes, dem die Luftbewegung in der Puderangeschlossene und parallel zum Luftstrom liegende kammer ausgesetzt ist, kann sich der Puder gleich-Bildelektrode aufweist. mäßig in der Kammer ausbreiten und kann langsam

Es ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt durch die die eine Puderkammerwand bildende (USA.-Patentschrift 2 894 486), bei der elektrisch Drahtgitterelektrode hindurchtreiben, um sich auf aufgeladene Puderteilchen in einem Luftstrom in io der ganzen Fläche der Bildelektrode gleiclimäßig zu einer Kammer mit geringem Abstand an einer nicht verteilen. Beim Hindurchtreten der Puderteilchen elektrisch leitfähigen Isolierschicht vorbeigeführt wer- durch die Drahtgitterelektrode gelangen die Teilchen den, die sich auf einer leitfähigen Stützplatte befindet. in ein durch die Spannungsdifferenz zwischen der Um zu erreichen, daß auf dem entwickelten Bild die Drahtgitterelektrode und der Bildelektrode erzeugdunklen Zonen vollständig dunkel sind und die 15 tes, elektrisches Feld, das die einzelnen Teilchen weißen Zonen vollständig weiß bleiben, d. h. kein senkrecht auf die Oberfläche der Bildelektrode hin Puder aus dunklen Bereichen in helle Bildbereiche beschleunigt. Dadurch werden sehr viel schärfere verschleppt wird, muß die Strömungsrichtung der Bilder erzeugt, da keinerlei Verwischen oder VerLuft über der Bildelektrode in kurzen Intervallen schleppen der Puderteilchen auftritt,
umgekehrt werden, so daß die verhältnismäßig große 20 Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Er-Bildfläche einmal von rechts und einmal von links findungsgedankens kann die Puderkammer als flacher angeströmt wird. Dies kompliziert jedoch nicht nur Kasten ausgebildet sein, in dessen schmalen, gegendie Steuerung des die triboelektrisch aufgeladenen überliegenden Stirnseiten sich die Pudereintrittsöff-Puderteilchen tragenden Luftstroms, sondern auch die nung und die Puderaustrittsöffnung befinden, und Vorrichtung selbst, die in bezug auf die Strömungs- 25 dessen eine breite Bodenwand die von der Drahtgitkanäle etwa spiegelbildlich aufgebaut sein muß. terelektrode überdeckte Öffnung für die Bildelektrode Letztlich wird aber auch durch diesen komplizierten aufweist. An die Eintrittsöffnung der Puderkammer Aufbau nicht vollständig verhindert, daß Puderteil· läßt sich in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zur chen in Bildelektrodenbereiche verschleppt werden, Erzeugung von Puderwolken anschließen,
in denen sie nicht erwünscht sind. Außerdem führen 30 Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der die kurzen Schaltintervalle bei der Umkehrung des Zeichnung, beispielshalber näher erläutert. In der Luftstroms zu instabilen Strömungszuständen, weil Zeichnung zeigt

die dispergierten Puderteilchen auf Grund ihrer F i g. 1 ein Schema eines Puderzufuhrsystems,
Massenträgheit sich nur unzulänglich schnellen Ände- F i g. 2 eine Vorderansicht eines Puderzufuhrrungen der Transportrichtung anpassen können. 35 kopfes,

Des weiteren ist eine Vorrichtung bekannt (USA.- F i g. 3 eine Draufsicht auf den Puderzufuhrkopf

Patentschrift 2 174 328), mit der Faserteilchen elek- von F i g. 2 und

trostatisch aufgeladen und in dem zwischen Elektro- F i g. 4 eine Schema einer Anordnung des Puderden aufgebauten elektrischen Feld auf eine mit Kleb- abgabesystems der elektrostatischen Druckvorrichstoff bedeckte Oberfläche hin bewegt werden, wobei 40 tung gemäß der Erfindung.

der Faserfluß durch eine Gitterelektrode gesteuert Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, auf welche Weise

wird. Diese Vorrichtung gibt jedoch keinen Hinweis die neuartige Vorrichtung bei einer kontinuierlichen

darauf, wie die bei einer elektrostatischen Druckvor- Druckvorrichtung verwendet wird. In der gezeigten

richtung der oben beschriebenen Art auftretenden Anordnung ist der Bildschirm 10, der mit durch ihn

Nachteile, insbesondere das Verschleppen von Puder- 45 hindurchlaufenden Öffnungen ausgestattet ist, die

teilchen in benachbarte Bildbereiche, vermieden wer- einem gewünschten Bildmuster entsprechen, in Form

den können. einer durchgehenden Schleife vorgesehen, die sich

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vor- über die beiden Tragrollen 12 bzw. 14 spannt. Diese

richtung zu schaffen, mit der ein sauberer Bilddruck Rollen können von einer geeigneten, nicht gezeigten

ermöglicht wird, und zwar mit einem erheblich ge- 50 Vorrichtung angetrieben werden. Als Gegenelektrode

ringeren konstruktiven Aufwand, als dies bisher der zum Bildschirm ist eine rückseitige Platte 16 vorge-

FaIl war. sehen. Sie und der Bildschirm sind an eine geeignete

Zu diesem Zweck, schlägt die Erfindung vor, die Spannungsquelle 17 angeschlossen, wodurch zwischen

Konstruktion so auszubilden, daß die Wände der beiden ein elektrisches Feld errichtet wird. Zwischen

Puderkammer elektrisch leitend sind und in der der 55 dem Bildschirm 10 und der rückseitigen Platte 16

Bildelektrode gegenüberliegenden Wandfläche eine wird unter Verwendung einer geeigneten Anordnung,

bezüglich ihrer Länge im wesentlichen der Länge der beispielsweise von nicht dargestellten Abgabe- und

Bildelektrode entsprechende Öffnung aufweist, die Aufnahmerollen, die mit dem sich bewegenden

von einer parallel zur Bildelektrode liegenden, puder- Riemen 10 synchron laufen, ein Bildaufnahmeband

durchlässigen Drahtgitterelektrode überdeckt ist, 60 18 hindurchgeführt. Um zu verhindern, daß sich der

welche an einer elektrischen Spannungsquelle liegt, Schirm und das Band 18 berühren, kann ein Ab-

die zwischen der Bildelektrode und der Drahtgitter- Standshalter 19 vorgesehen werden. Die durch die

elektrode ein elektrisches Feld erzeugt. Bildschirmöffnungen tretenden Puderteilchen lagern

Diese Konstruktion bringt den Vorteil, daß die sich auf diese Weise auf dem in Bewegung befind-Puderwände an einem gleichen Potential liegen, wo- 65 liehen Band ab und erzeugen das Bild, das von den durch es den einzelnen Puderteilchen ermöglicht das Muster bildenden Öffnungen in der Bildschirmwird, durch die Kammer hindurchzufliegen, ohne elektrode dargestellt wird,
unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes zu stehen. Insoweit ist der Aufbau der Vorrichtung bekannt.

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Das neuartige Puderabgabesystem weist nun einen Durchmesser des zylindrischen Rohres 44, durch eine

fließbettartigen Pudervorratsbehälter 20 auf. Dieser Übergangsöffnung 48 zu einem Schlitz von etwa

Behälter kann eine Kammer bilden, in der der elek- 0,8 mm zu 25,4 mm Größe. Der aus dem Schlitz

troskopische Puder in einem sogenannten Fließzu- kommende Puder trifft auf eine Ablenkvorrichtung

stand gehalten wird. Puder in Haufenform läßt sich 5 50, die den Puder parallel zur Richtung des sich

durch viele bekannte Techniken verwirbeln; so kann bewegenden Bandes umlenkt und bewirkt, daß der

beispielsweise durch eine poröse Membran, auf der Pudervorhang durch eine andere Übergangsöffnung

der Puder liegt, Luft unter niedrigem Druck durch- 52 von 25,4 mm zu den erforderlichen 76 mm Größe

geleitet werden. Diese Vorrichtung läßt sich mit einer sich ausbreitet.

Schwingungsquelle oder anderen Einrichtungen dieser io Der den Puder tragende Luftstrom verläuft im Art kombinieren. Im Fließzustand befindlicher Puder wesentlichen parallel zu der Bildelektrode, so daß läßt sich durch Verwendung verschiedener bekannter die Luft nicht durch die Öffnungen in der Bildelektechnischer Mittel genau dosieren und steuern. Der trode gedrückt wird. Wenn nämlich Luft durch die fließbettartige Pudervorratsbehälter ist durch eine Öffnungen gedruckt würde, so würde dies einen unLeitung 24 mit einer geeigneten Puderdosiervorrich- 15 scharfen Druck ergeben.

tung 26 verbunden, die beispielsweise eine Schnecken- Da die Luft parallel zur Bildelektrode strömt,

federvorrichtung sein kann, und dann durch eine müssen Vorrichtungen vorgesehen werden, die dazu

Leitung 28 mit dem Puderförderkopf 30. dienen, den Puder aus dem Luftstrom abzuschneiden

Zur Erzeugung eines Luftstromes durch eine Lei- und ihn in diesem Fall nach oben zur Bildelektrode

tung 34 für den fließbettartigen Pudervorratsbehäl- 20 hinzuführen. Dies wird durch Verwendung der Elek-

ter kann eine Druckluftquelle 32 verwendet werden. troden 54 erreicht, die in Form von parallelen Dräh-

Die Hauptaufgabe der Druckluftquelle 32 besteht je- ten neben der Öffnung der Übergangsöffnung 52 an-

doch darin, einen Luftstrom durch eine Leitung 36 geordnet sind. Die Drähte werden von der Ablenk-

zum Kopf 30 zu erzeugen. vorrichtung 50 in einer Ebene getragen, die parallel

F i g. 2 zeigt eine Vorderansicht und F i g. 3 eine 25 zu der Bildschirmebene liegt. Eine Spannungsquelle Draufsicht auf den Puderförderkopf. Die Ansicht in 56 hält die Elektroden 54 bezüglich des Schirmes Fig.l ist eine Seitenansicht. Die punktierten Linien unter Spannung, wodurch zwischen beiden ein elekin den F i g. 2 und 3 stellen die inneren Durchgangs- irisches Feld errichtet wird, dessen Polarität derart kanäle des Puderförderkopfes dar. Aus der Leitung ist, daß die Puderteilchen in der aus der Öffnung 52 36 wird in einer Ansaugvorrichtung 40 Druckluft ge- 30 ausgestoßenen Puderwolke in Richtung auf die Oberfördert, fläche des Bildschirmes 10 gelenkt werden.

Die Ansaugvorrichtung 40 ist eine bekannte Kon- Als Folge des oben beschriebenen Vorganges struktion und besteht in einfacher Weise aus einer nimmt der Bildschirm während seiner Bewegung über Düse 42, durch die Luft unter hohem Druck ausge- seine ganze Breite einen Puderteilchenstaub auf. In stoßen wird, so daß ein Düsenstrom entsteht, der 35 denjenigen Bereichen, in denen Bildöffnungen vorrund um den Ausstoßpunkt eine Zone niedrigen handen sind, bewegt sich der Puder durch das elek-Druckes erzeugt. Die von dem Dosierteil des Puder- trische Feld, das zwischen dem Bildschirm und der behälters ausgehende Leitung 28 endet in der Zone rückseitigen Platte besteht, und lagert sich auf dem niedrigen Druckes in der Ansaugvorrichtung 40, so Band 18 in der Form eines Puderbildes ab. Da auch daß aus dem Fließbett dosierter Puder in die Ansaug- 40 auf denjenigen Bereichen des Bildschirmes, in denen vorrichtung gesaugt wird, in der er mit der aus der sich keine Bildöffnungen befinden, Puder abgelagert Düse 42 kommenden Luft vermischt wird, wodurch wird, muß dieser Puder, wenn er sich nicht zu solch in dieser Zone hoher Turbulenz eine Wolke aus sehr einer Dicke aufbauen soll, daß er den erfolgreichen fein verteiltem Puder entsteht. Druckvorgang behindert, entfernt werden. Zur kon-

Wegen der hohen Turbulenz innerhalb der An- 45 tinuierlichen Entfernung des Puders von dem Schirm,

saugvorrichtung berühren die Puderteilchen in der so daß sich der Puder nicht aufbauen kann, wird ein

Wolke die Wände der Ansaugvorrichtung an vielen Vakuumspülkopf 58 verwendet. Dieser Kopf besitzt

Stellen. Durch diese vielfache Berührung wird die in einfacher Weise einen Düsenteil 60, der sich von

Puderwolke stark triboelektrisch aufgeladen. Die dem Bereich des Schirmes bis zu einer Sammel-

Wände können aus einem geeigneten Kunststoff oder 50 kammer 62 erstreckt. Am Boden der Sammelkammer

einem anderen Material gefertigt sein, das den tribo- ist ein Filter 64 angeordnet, durch den Luft zu einer

elektrischen Beladungsvorgang unterstützt. Vakuumquelle 66 strömen kann, der aber verhindert,

Die sehr stark aufgeladene Puderwolke verläßt die daß der Puder mit in die Vakuumquelle hineingezo-

Ansaugvorrichtung durch ein kurzes Kupplungsrohr gen wird. Der in der Kammer 62 gesammelte Puder

44 in Richtung auf eine Puderförderdüse 46. 55 kann zur Wiederverwendung in den fließbettartigen

Die Aufgabe der Puderförderdüse besteht darin, Pudervorratsbehälter zurückgeführt werden. Auf dem

die äußere Gestalt der Puderwolke so zu verändern, Oberteil des Spülkopfes 58 sind die Rollen 68 und

daß ein ebener Vorhang entsteht, so daß der Puder in 70 angebracht, die den Schirm tragen und dadurch

gleichmäßiger Weise über die Breite der gewünsch- verhindern, daß er durch das von dem Spülkopf er-

ten Druckfläche verteilt wird. Die Konstruktion der 60 zeugte Ansaugen festgehalten oder hochgehoben

Puderförderdüse richtet sich nach der verlangten wird.

Breite des Vorhanges, der für jeden einzelnen Druck- Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der

Vorgang erforderlich ist, so daß es keine grundlegende Bildschirm beweglich ausgebildet. Er kann jedoch

Konstruktion gibt, die allen Erfordernissen in dieser auch stationär angeordnet sein, wobei sich dann die!

Hinsicht Rechnung trägt. Eine bewährte Konstruk- 65 Förder- und Spülköpfe über die Schirmoberfiäche be-

tion zur Bedruckung einer Breite von etwa 7,5 cm wegen können.

ist in F i g. 2 gezeigt. Diese Düse bildet im wesent- Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 wird der

liehen einen einfachen Übergang von dem ¹U Zoll Puder in einer Gaswolke auf die Rückseite des Bild-

Claims (4)

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   schirms aufgetragen, der bei der elektrostatischen Formen der Bildelektrode 78 anpaßt. Die Handha-Druckvorrichtung Anwendung findet. Eine Puder- bung der Puderwolke in der oben beschriebenen wolke kann dabei auf die in Fig. 1 beschriebene Weise ermöglicht eine leistungsfähige Drucktechnik, Weise dadurch erzeugt werden, daß der einem fließ- bei der über ganze Bereiche direkt auf unregelmäßig bettartigen Pudervorratsbehälter entnommene Puder 5 geformte Aufnahmeflächen gedruckt werden kann, so sich durch eine Dosiervorrichtung und daraufhin z. B. auf gebogene oder unregelmäßig geformte Glasdurch eine Ansaugvorrichtung bewegt. Die Puder- oder Plastikbehälter, die mit den üblichen Drucktechwolke wird dann durch eine Eintrittsöffnung 70 der niken schwer zu bearbeiten sind. Die Verwendung Puderkammer 72 zugeführt, die sich in der einen eines solchen Puderwolkenfördersystems ermöglicht Stirnseite dieser Kammer befindet. Diese Kammer io die Benutzung einer sehr empfindlichen Bildelektrode, stellt einen flachen Kasten dar. In der der Eintritts- wie sie beispielsweise durch verschiedene elektroöffnung 70 gegenüberliegenden, schmalen Stirnseite lyrische Auftragverfahren hergestellt wird. Derartige dieser Kammer befindet sich eine Austrittsöffnung Bildelektroden sind für Bürstensysteme unbrauch-74 für die Puderwolke. Quer über eine in der einen bar, da sie nicht die Festigkeit besitzen, um den stänbreiten Bodenwand 77 der Kammer vorhandene 15 dig von den Bürsten ausgeübten Drücken zu widerÖffnung ist eine schirmartige Drahtgitterelektrode stehen.

   76 angeordnet. In einem Abstand von der Draht- Bei der oben beschriebenen Ausführungsform gitterelektrode 76 befindet sich eine schirmartige sammelt sich der Puder, der nicht durch die Bild-Bildelektrode 78. Eine rückseitige Platte 80 ist bezug- öffnungen dringt, auf der Rückseite der Bildelektrode lieh der Bildelektrode 78 positiv geladen, wodurch 20 und der Drahtgitterelektrode und muß nach jedem zwischen beiden ein elektrisches Feld erzeugt wird. Duck entfernt werden. Dies kann dadurch erfolgen. In dem Raum zwischen der Bildelektrode 78 und der daß durch die Puderkammer eine große Luftmenge rückseitigen Platte 80 wird durch nicht gezeigte Vor- geschickt wird, die den abgelagerten Puder durch die richtungen die Bildaufnahmefläche 82 angeordnet. offenen Kanäle in eine Sammelkammer trägt. Der Falls erforderlich, kann ein Abstandshalter 84 ver- 25 Puder kann dann, wie dargestellt wurde, in das Fließwendet werden, um den Abstand zwischen der Auf- bett zurückgeführt werden.

   nahmefläche und der Bildelektrode 78 in der ge- An Stelle eines kontinuierlichen Druckvorgangs,

   wünschten Weise aufrechtzuerhalten. wie er oben beschrieben wurde, läßt sich mit dieser

   Die Wände der Puderkammer 72, in der sich die Druckvorrichtung auch ein Verfahren durchführen, Drahtgitterelektrode 76 befindet, sind leitfähig und 30 bei dem diskontinuierlich in einem Zyklus gearbeitet werden alle unter derselben elektrischen Spannung wird, der aus einer Druck- und nachfolgenden Spülgehalten, die durch Anschluß an eine Spannungs- periode besteht. Es ist jedoch auch denkbar, daß quelle 86 herstellbar ist. Demzufolge ist der Bereich diese elektrostatische Druckvorrichtung auf einer sich innerhalb der Kammer selbst feldfrei. Dadurch kann bewegenden Fördervorrichtung befestigt wird, so daß die Puderwolke den ganzen Raum in der Kammer 35 sie einem Gegenstand, der bedruckt werden soll, wähin einer Weise durchdringen, die nur von dem Luft- rend des Druckzyklus folgen kann und dann nach strom innerhalb der Kammer gesteuert wird, da kein Vollendung des Drucks von ihm getrennt und von elektrisches Feld vorhanden ist, das die aufgeladenen der Fördervorrichtung zurückgetragen wird, um den Puderteilchen beeinflußt. Infolge des geringen Wider- Druckvorgang an einem anderen Gegenstand auszustandes der Luftbewegung in solch einer offenen 40 führen. Dabei kann während des Rücktransports von Kammer breitet sich die Puderwolke über die ganze dem Trennungspunkt an die Spülung stattfinden, so Kammer gleichmäßig aus und treibt ruhig durch die daß die Gegenstände in einer kontinuierlichen Weise Öffnungen der Drahtgitterelektrode 76. behandelt werden, obgleich der Druckvorgang selbst

   Sobald die Puderwolke durch die Drahtgitterelek- diskontinuierlich stattfindet.

   trode 76 hindurchtritt, kommt sie in einen Bereich 45 Die in F i g. 4 gezeigte Ausführungsform ist prindes durch die Spannungsdifferenz zwischen den Wan- zipiell der in F i g. 1 gezeigten gleich. In beiden Fällen den der Puderwolkenkammer und der Bildelektrode wird hinter der Bildelektrode zur Trennung der auf-78 erzeugten starken elektrischen Feldes. Dieses elek- geladenen Puderteilchen aus einer Puderwolke und irische Feld bewirkt, daß sich die Puderteilchen in zum Transport des Puders in Richtung auf die Bild-Richtung auf die Bildelektrode beschleunigen, wo sie 50 elektrode, wobei die Puderteilchen durch öffnungen durch die öffnungen dringen, die den gewünschten hindurchtreten, die dem gewünschten, herzustellen-Bildflächen entsprechen, die in dem elektrischen Feld den Bild entsprechen, ein elektrisches Feld benutzt, zwischen der Bildelektrode und der rückseitigen Die obige Anordnung dient also dazu, der Rückseite Platte gedruckt werden sollen, um sich auf diese einer zur Durchführung eines elektrostatischen Weise auf der Aufnahmefläche 82 abzusetzen. Es ist 55 Druckvorgangs geeigneten, schirmartigen Bilderforderlich, daß Vorrichtungen vorhanden sind, die elektrode Puderteilchen zuzuführen,
   den die Puderwolke tragenden Luftstrom durch das

   grobe Schirmgitter in eine nicht gezeigte Sammel- Patentansprüche:
   kammer entweichen lassen, so daß der Raum zwischen der Drahtgitterelektrode und der Bildelektrode 60 1. Elektrostatische Druckvorrichtung mit einer ständig im wesentlichen unter Atmosphärendruck ge- von einem Luftstrom, in dem triboelektrisch aufhalten wird, wodurch sichergestellt ist, daß keine geladene Puderteilchen dispergiert sind, durchLuft durch die Bildöffnungen dringt. Wenn die Luft strömten Puderkammer, deren eine Seitenwand nicht entweichen könnte, würde die Qualität des eine an eine elektrische Spannungsquelle ange-Druckes von der durch die Bildelektrode strömen- 65 schlossene und parallel zum Luftstrom liegende den Luft beeeinträchtigt werden. Bildelektrode aufweist, dadurch gekenn-

   Die geometrische Form der Puderkammer 72 kann zeichnet, daß die Wände (77) der Puderkam-

   so gewählt werden, daß sie sich den verschiedenen mer (72) elektrisch leitend sind und in der der

   Bildelektrode (78) gegenüberliegenden Wandfläche eine bezüglich ihrer Länge im wesentlichen der Länge der Bildelektrode entsprechende öffnung aufweisen, die von einer parallel zur Bildelektrode liegenden, puderdurchlässigen Drahtgitterelektrode (54) überdeckt ist, welche an einer elektrischen Spannungsquelle liegt, die zwischen der Bildelektrode und der Drahtgitterelektrode ein elektrisches Feld erzeugt.
2. 2. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Puderkammer (72) als flacher Kasten ausgebildet ist, in dessen schmalen, gegenüberliegenden Stirnseiten sich die Pudereintrittsöffnung (70) und Puderaustrittsöffnung (74) befinden, und dessen eine

   breite Bodenwand die von der Drahtgitterelektrode (76) überdeckte öffnung für die Bildelektrode (78) aufweist.
3. 3. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Eintrittsöffnung (70) der Puderkammer eine Vorrichtung (20, 32) zur Erzeugung einer Puderwolke angeschlossen ist.
4. 4. Elektrostatische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Puderkammer (72) von der Eintrittsöffnung (70) zur Austrittsöffnung (74) in einer im wesentlichen unveränderlichen Richtung, parallel zur Bildelektrode (78), von der Puderwolke durchströmbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009583/293