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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Dosierventil für viskose Flüssigkeiten
mit einer Durchführung durch das Ventil für einen Schlauch bzw. Dosierschlauch,
in dem die viskose Flüssigkeit gefördert wird, und mindestens einem gegen den Dosierschlauch
drückbaren Stempel.
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Aus der DE-OS 2 936 056 ist ein Dosierventil bekannt, das aus einer
Unterlegplatte und einer Gegenplatte besteht, zwischen denen der Dosierschlauch
hindurchgeführt ist und wobei das Dosierventil einen verschiebbaren Stempel aufweist,
der den durch das Ventil hindurchgeführten Dosierschlauch öffnet bzw. abquetscht.
Der Stempel des Dosierventils ist durch eine elektromagnetische bzw. pneumatische
Betätigungsvorrichtung steuerbar.
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Das bekannte Dosierventil ist zur Dosierung von leichtfließenden Flüssigkeiten
geeignet. Bei der Dosierung von stark viskosen Flüssigkeiten, insbesondere stark
viskoser Klebstoffe, tritt bei der Verwendung des bekannten Dosierventils jedoch
die Schwierigkeit auf, daß nach der Beendigung des Dosiervorgangs noch gewisse Klebstoffmengen
nachtropfen bzw. auf Grund der hohen Viskosität aus der Düsenspitze des Dosierschlauchs
herausgezogen werden. Das Nachziehen der viskosen Flüssigkeiten bzw. viskosen Klebstoffe
behindert und stört die saubere Verarbeitung und Anwendung der Flüssigkeiten.
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Es wurde daher ein Dosierventil für viskose bzw. hochviskose Flüssigkeiten,
insbesondere hochviskose Klebstoffe gewünscht, bei der die Klebstoffe ohne ein Nachtropfen
oder Nachziehen auf
die zu verklebenden Werkstücke aufgebracht werden
können und bei der der Klebstoffstrom bei Schließen des Dosierventils sauber unterbrochen
wird, und zwar auch dann, wenn die Düsenspitze auf dem zu behandelnden Werkstück
weitergeführt wird bzw. mit der Oberfläche des Werkstücks in Berührung bleibt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Dosierventil für viskose Flüssigkeiten
der eingangs angegebenen Art, das durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet
ist.
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Das erfindungsgemäße Dosierventil hat den Vorteil, daß es sehr einfach
konstruiert ist, in großer Stückzahl herstellbar ist, die einzelnen Teile des Dosierventils
leicht auswechselbar sind und das Dosierventil eine absolut sichere Unterbrechung
der geförderten hochviskosen Flüssigkeit gewährleistet, wenn das Dosierventil geschlossen
wird. Bei dem erfindungsgemäßen Dosierventil tritt nach dem Schließen des Dosierventils
kein Nachtropfen oder Nachziehen der hochviskosen Flüssigkeit aus der Düsenspitze
des Dosierschlauchs auf, und zwar auch dann nicht, wenn die Düsenspitze auf dem
zu behandelnden Werkstück weitergeführt wird bzw. in Berührung bleibt mit der Oberfläche
des zu behandelnden Werkstücks. Das erfindungsgemäße Dosierventil ermöglichst auch
die Dosierung von extrem kleinen Flüssigkeitstropfen bzw. Flüssigkeitslinien und
die genaue Abgabe einer vorherbestimmten Flüssigkeitsmenge, was z.B. beim Abfüllen
von kleinen Flüssigkeitsmengen in kleine Behälter von Bedeutung ist. Das erfindungsgemäße
Dosierventil ermöglicht eine besonders schonende Behandlung des Dosierschlauchs,
was eine lange Lebensdauer und eine geringe Störanfälligkeit des Dosierventils zur
Folge hat.
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Das erfindungsgemäße Dosierventil ist mit einem Dosiergerät zum Dosieren
bzw. Abfüllen von hochviskosen Flüssigkeiten, wie es z.B. in der DE-OS 2 936 056
beschrieben ist, kombinierbar. Das Dosierventil kann direkt mit dem Dosiergerät
in Verbindung stehen oder getrennt von dem Dosiergerät verwendet werden. Die
Steuerung
des den Dosierschlauch in Ruhestellung abquetschenden Stempels erfolgt vorzugsweise
über eine elektromagnetische oder pneumatische Steuervorrichtung, an die zur Betätigung
ein Handschalter oder ein Fußschalter angeschlossen ist. An das Ende des Dosierschlauchs
ist vorzugsweise ein üblicher Dosiergriffel angeschlossen. Es kann von Vorteil sein,
die Steuerung des Stempels zum Abquetschen des Dosierschlauchs über einen Taster
am Dosiergriffel vorzunehmen. Das Ende des Dosierschlauchs kann aber auch zu einer
Düsenspitze bzw. Abgabespitze ausgezogen sein, die ggf. auswechselbar ist.
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Das Dosierventil besteht im wesentlichen aus zwei Platten,zwischen
die der Dosierschlauch hindurchgeführt ist und in denen der Dosierschlauch geführt
wird. Die Platten sind durch ein Verbindungselement, z.B. eine Schraube, miteinander
verbunden.
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Auf diese Weise kann der Abstand der beiden Platten voneinander entsprechend
der Stärke des Dosierschlauchs eingestellt werden.
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Durch eine der Platten ist der Abquetschstempel hindurchführbar, der
bei Beendigung der Dosierung den Flüssigkeitsstrom in dem Dosierschlauch durch Abquetschen
des Dosierschlauchs unterbricht. Zwischen dem Abquetschstempel und dem Ende des
Dosierschlauchs bzw. der Dosierschlauchabgabedüse ist ein weiteres Druck-Zug-Element
angeordnet, das dafür sorgt, daß unmittelbar nach dem Schließen des Doierventils
durch den Abquetschstempel ein Rücksaugeffekt auf die hochviskose Flüssigkeitsmasse
ausgeübt wird, die sich noch in dem Dosierschlauch zwischen der abgequetschten Stelle
und der Düsenspitze befindet. Wesentlich bei der Erzeugung des Rücksaugeffekts durch
das Druck-Zug-Element ist, daß der Rücksaugeffekt sofort nach dem Schließen des
Dosierschlauchs eintritt, und zwar in so starker Form, daß die Verbindung der hochviskosen
Masse außerhalb der Dosierschlauchspitze und der Masse innerhalb der Dosierschlauchspitze
ohne Verzögerung und ohne ein Nachziehen oder Nachtropfen erfolgt. Die einwandfreie
Unterbrechung des Klebstoffstroms erfolgt durch eine gleichzeitige Steuerung des
Abquetschstempels und des Druck-Zug-Elements des Dosierventils, und zwar dadurch,
daß in dem Moment, in dem der Abquetschstempel den Dosierschlauch abquetscht, das
Druck-Zug-Element
von der Oberfläche des Dosierschlauchs wegbewegt wird und so ein Rücksaugeffekt
in der restlichen hinter der Abquetschstelle angeordneten Dosierschlauchleitung
erzeugt wird. Die gleichzeitige Steuerung des Abquetschstempels und des Druck-Zug-Elements
erfolgt über eine elektromagnetische oder pneumatische Steuerung. In der Dosierstellung
bzw. während des Dosierens der hochviskosen Flüssigkeit ist der Abquetschstempel
zurückgezogen und beeinträchtigt den Strom des Klebstoffs durch den Dosierschlauch
nicht, und gleichzeitig übt das Druck-Zug-Element einen gewissen Druck auf die Dosierschlauchleitung
aus, so daß der Flüssigkeitsstrom vorzugsweise an der Stelle, an der das Druck-Zug-Element
am Dosierschlauch angeordnet ist, z.T. beeinträchtigt ist bzw. der Querschnitt des
Dosierschlauchs an dieser Stelle z.T. verringert ist.
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Die Erfindung betrifft somit insbesondere auch ein Verfahren zum Dosieren
von hochviskosen klebrigen Flüssigkeiten mittels eines Dosierschlauchs und eines
Dosierventils, wobei das Dosierventil zwei auf den Dosierschlauch einwirkbare Quetschelemente
aufweist, deren Bewegung aufeinander abgestimmt steuerbar ist, und zwar in der Art,
daß während des Dosierens das erste Quetschelement, das aus einem Abquetschstempel
besteht, die Förderung der Flüssigkeit im Dosierschlauch nicht behindert und der
Abquetschstempel zurückgezogen ist, während das zweite Quetschelement den Querschnitt
des Dosierschlauchs bzw. die geförderte Flüssigkeitsmenge beeinträchtigt und dann,
wenn der Abquetschstempel den Dosierschlauch abquetscht und damit die Dosierung
unterbricht, das zweite Quetschelement vom Dosierschlauch zurückgezogen wird und
damit unmittelbar nach dem Schließen des Dosierschlauchs ein Rücksaugeffekt auf
die restliche Flüssigkeitsmenge im Ende des Dosierschlauchs ausgeübt wird, damit
ein Nachziehen bzw. Nachtropfen nach Beendigung der Dosierung verhindert wird.
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Die Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Dosierventils sind in den
Unteransprüchen beschrieben. Die im Zusammenhang mit den Unteransprüchen und den
folgenden Zeichnungen beschriebenen
m2lXails und Ausgestaltungsformen
sind bevorzugte Merkmale des Dosierventils. Diese Ausgestaltungen gehören zum Gegenstand
der Erfindung.
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Das Druck-Zug-Element besteht vorzugsweise aus einem Druckstempel,
der genauso wie der Abquetschstempel des Dosierventils ausgebildet sein kann. Dies
hat den Vorteil, daß das Dosierventil nur wenige unterschiedliche Bauteile aufweist.
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Zur Erhöhung des Rücksaugeffekts kann der Dosierschlauch an der Stelle,
an der das Druck-Zug-Element angesetzt wird, vorzugsweise mit einer Membran ausgerüstet
sein, die eine besonders starke Rückfederkraft aufweist, wodurch ein besonders sicherer
Rücksaugeffekt gewährleistet wird. Den gleichen Effekt kann man aber auch durch
Einsetzen einer Manschette mit einer Wand mit starker Rückstellkraft erreichen.
Die Manschette kann als Teilstück in den Dosierschlauch an der Stelle des Druck-Zug-Elements
eingesetzt sein.
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Eine besonders elegante Lösung für die Verringerung des Dosierschlauchquerschnitts
stellt auch die Verwendung einer Exzenterscheibe dar.
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An Stelle der die Oberfläche des Dosierschlauchs an der Stelle des
Druck-Zug-Elements einbuchtenden Stempels kann aber auch mit Vorteil ein elastischer
Behälter über ein Zwischenstück in das Dosierschlauchende hinter die Abquetschstelle
eingesetzt werden. Der Rücksaugeffekt wird dann mit diesem elastischen Behälter
erzeugt, wobei während des Dosierens ein Druck auf den durch das Zwischenstück strömenden
Flüssigkeitsstrom ausgeübt wird und beim Abquetschen der Dosierschlauchleitung ein
Sog ausgeübt wird. Der Sog kann z.B. durch das Rückziehen eines Xolbens in dem zylinderförmig
ausgebildeten Behälter vorgenommen werden oder durch eine Membran aus einem Material
mit hoher Rückstellkraft. Der Rücksaugeffekt kann aber auch durch das Entspannen
eines zusammengepreßten Balgs erreicht werden, wobei das Zurückfedern des Balgs
gleichzeitig mit dem Abquetschen
des Abquetschstempels gesteuert
wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die Rückstellung des Dosierschlauchs
nach der Entlastung des Dosierschlauchs durch Zurückziehen des Druck-Zug-Elements
von der Oberfläche des Dosierschlauchs dadurch gefördert werden, daß zwei seitlich
vom Dosierschlauch und in gegenüber angeordneter Stellung angeordnete Stützbacken,
die über Federn abgestützt sind, den eingebuchteten Dosierschlauch in seine Ausgangslage
zurückstellen und dadurch den Rücksaugeffekt beschleunigen. Diese Anordnung hat
den Vorteil, daß Zeitverzögerungen bei der Erzeugung des Rücksaugeffekts mit Sicherheit
verhindert werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Dosierventils kann die Beschleunigung der Rückstellung des eingedrückten Dosierschlauches
beim Zurückziehen des Druck-Zug-Elementes auch durch eine Federgabel vorgenommen
werden. Hierbei liegen die seitlichen Schenkel der Federgabel immer an der Oberfläche
des Dosierschlauches an. Zwischen den beiden Schenkeln der Federgabel befindet sich
der Dosierschlauch und auf einer Seite des Dosierschlauches die Gegenplatte und
auf der gegenüberliegenden Seite der Druckstempel. Während des Dosierens ist der
Druckstempel vorgeschoben und drückt die Oberfläche des Dosierschlauches ein und
dabei werden gleichzeitig die beiden seitlich vom Druckstempel angeordneten Federschenkel
der Federgabel leicht auseinandergedrückt, und zwar so weit, daß die beiden Schenkel
noch an der Oberfläche des eingedrückten Dosierschlauchs anliegen. Wenn der Dosierschlauch
durch den Abquetschstempel abgequetscht wird, wird der Druckstempel gleichzeitig
zurückgezogen und der Dosierschlauch an dieser Stelle entlastet und gleichzeitig
wandern die beiden Schenkel der Federgabel aufeinander zu und drücken den Dosierschlauch
zurück, bis der Dosierschlauch seinen Ausgangsquerschnitt erreicht hat. Damit die
seitlichen Schenkel der Federgabel beim Zurückziehen des Druckstempel an dessen
Außenflächen entlanggleiten können, sind die Seitenflächen des Druckstempels
vorzugsweise
trapezförmig ausgebildet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß Zeitverzögerungen
bei der Erzeugung des Rücksaugeffektes beim Zurückziehen des Druckstempels verhindert
werden und daß der Rücksaugeffekt auch dann eintritt, wenn die Rückstellkraft des
Dosierschlauches aufgrund von Materialermüdungen abnimmt.
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Die Erfindung wird an Hand der folgenden Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen in Figur 1 ein erfindungsgemäßes Dosierventil während des
Dosiervorgangs, Figur 2 das Dosierventil nach Figur 1 bei Beendigung der Do-Dosierung,
Figur 3 eine Ausgestaltung des Dosierventils nach Figur 1, Figur 4 eine weitere
Ausgestaltung des Dosierventils nach Figur 1, Figur 5 eine weitere Ausgestaltung
des Dosierventils nach Figur 1, Figur 6 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Dosierventils, Figur 7 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Dosierventils, Figur 8 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dosierventils, Figur
9 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dosierventils, Figur 10 eine Ausgestaltung
des Dosierventils nach Figur 1 und Figur 7, Figur 11 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Dosierventile nach den Figuren 1 bis 6.
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Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Dosierventil während des Dosierens
der hochviskosen Flüssigkeit, die insbesondere aus einem hochviskosen Klebstoff
bzw. einer hochviskosen klebrigen Flüssigkeit besteht. Der Dosierschlauch ist mit
1 und der Abquetschstempel zur Unterbrechung der Dosierung ist mit 2 bezeichnet.
Der Abquetschstempel 2 ist durch die Unterlegplatte 7 des Dosierventils durchführbar
und auf dem Dosierschlauch 1 aufdrückbar. Gegenüber der Unterlegplatte 7 ist auf
der anderen Seite des Dosierschlauches die Gegenplatte 6 angeordnet, die über mindestens
ein Verbindungselement 8 an der Unterlegplatte des Dosierventils festlegbar ist.
Das Verbindungselement besteht vorzugsweise aus einer Schraube durch die der Abstand
der Gegenplatte 6 von der Unterlegplatte 7 dem Durchmesser des Dosierschlauches
entsprechend eingestellt werden kann. Die Gegenplatte 6 dient gleichzeitig als Gegenfläche
für das Druck-Zug-Element 4. Bei dem Dosierventil gemäß Figur 1 ist das Druck-Zug-Element
als Stempel 5 ausgebildet. Der Stempel 5 drückt während des Dosierens der Flüssigkeit
den Dosierschlauch teilweise ein, ohne jedoch den Durchfluß der Flüssigkeit wesentlich
zu behindern. In Fig. 2 ist die gleiche Vorrichtung wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch
in der Schließphase des Dosierventils. In dem Moment, in dem der Stempel 2 den Dosierschlauch
1 abquetscht und damit den Strom der fördernden Klebstoffmasse unterbricht, wird
das Druck-Zug-Element 4 von der Oberfläche des Dosierschlauches abgezogen, so daß
der Dosierschlauch in seine Ausgangslage zurückkehren kann und dabei einen Rücksaugeffekt
auf die Klebstoffmasse im Dosierschlauch zwischen der Abquetschstelle und der Abgabedüse
3 des Dosierschlauches ausübt. Durch den Rücksaugeffekt des in die Ausgangslage
zurückkehrenden Dosierschlauches wird verhindert, daß die viskose Flüssigkeit nach
der Beendigung der Dosierung noch auf der Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes
in Form eines feinen Fadens nachgezogen wird.
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Figur 3 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dosierventils
nach Figur 1, wobei auf der Gegenplatte 6 gegenüber dem Abquetschstempel 2 ein elastisches
Unterlegteil 9 aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist. Das elastische Unterlegteil
9 bewirkt, daß der Stempel 2 beim Schließen des Dosierventils bzw. beim Abquetschen
des Dosierschlauches zur Beendigung der Dosierung ein wenig zurückgefedert wird,
ohne daß dabei jedoch die Abquetschstelle geöffnet wird und dadurch ein geringer
zusätzlicher Rücksaugeffekt erzeugt wird, der den durch den zweiten Stempel 5 erzeugten
Rücksaugeffekt erhöht.
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Figur 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Dosierventils, wobei in den Dosierschlauch 1 unterhalb der Abquetschstelle eine
rückfedernde Membran 19 eingesetzt oder auf den Dosierschlauch aufgesetzt ist, die
während des Dosierens nach innen eingedrückt ist und so eine Einbuchtung bildet.
Das Eindrücken der Membran 19 während der Dosierung kann durch verschiedene Mittel
vorgenommen werden, z.B. durch den Stempel 5 oder durch Preßluft, die in der in
Figur 4 angegebenen Pfeilrichtung während des Dosierens wirkt. Beim Abquetschen
des Dosierschlauches 1 durch den Abquetschstempel 2 wird der Druck auf die Membran
aufgehoben und die Membran geht in ihre Ausgawstage zurück und übt dadurch den Rücksaugeffekt
auf die Klebstoffmasse im Dosierschlauch aus.
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Die Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Dosierventil
mit der Gegenplatte 6 und der Unterlegplatte 7, wobei die Gegenplatte 6 durch das
Verbindungselement 8 an der Unterlegplatte 7 festlegbar ist. In Höhe des zweiten
Abquetschelementes 5 ist in den Dosierschlauch 1 ein elastisches Zwischenstück 18
eingesetzt, das eine Wand mit einer höheren Rückstellkraft als die des Dosierschlauches
aufweist.
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Die Figur 5 zeigt das Dosierventil während des Dosiervorganges, bei
dem das zweite Abquetschelement 5 das elastische Zwischen-
stück
bzw. die Manschette 18 eindrückt.
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Figur 6 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Dosierventils,
beider das Druck-Zug-Element aus einer Exzenterscheibe 20 besteht, die während des
Dosierens der Flüssigkeit die Schlauchoberfläche eindrückt. Die Exzenterscheibe
20 wird so gesteuert, daß sie in dem Moment von der Oberfläche des Dosierschlauches
1 weggedreht wird, wenn der Abquetschstempel den Dosierschlauch abklemmt und damit
den Strom der Flüssigkeit unterbricht. Beim Wegdrehen der Exzenterscheibe von der
Oberfläche des Dosierschlauches wird ein Rücksaugeffekt erzeugt, der verhindert,
daß der Klebstoff nach Beendigung der Dosierung nach tropft oder nachgezogen wird.
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Die Figuren 7 bis 10 zeigen weitere Ausgestaltungen vorteilhafter
Art des Dosierventiles, wobei in den Dosierschlauch zwischen der Abquetschstelle
und Abgabedüse 3 als Druck-Zug-Element ein zumindest teilweise elastischer Behälter
11 zur Erzeugung des Rücksaugeffektes eingesetzt ist. Der elastische Behälter 11
ist vorzugsweise über ein Xupplungsstück 13 mit dem Dosierschlauch 1 verbunden.
Das Kupplungsstück 13 und der elastische Behälter 11 können jedoch auch einstückig
ausgebildet seinn. Bei der Vorrichtung gemäß Figur 7 weist der elastische Behälter
11 eine Membran aus einem Material mit starker Rückstellkraft auf, die der Erhöhung
des Rücksaugeffektes dient. Die gestrichelte Linie der Membran 14 kennzeichnet die
Lage der Membran wenn der Stempel 2 den Dosierschlauch 1 abgequetscht hat. Der elastische
Behälter zur Erzeugung des Rücksaugeffektes kann auch aus einem zusammendrückbaren
Balg 12 bestehen, der in den Dosierschlauch 1 vorzugsweise über ein Xupplungsstück
13 eingesetzt ist. Zur Verstärkung des Rücksaugeffektes kann in die Vertiefungen
des Balges 12 noch eine Feder 18 eingelegt sein. Die gestrichelte Linie des Balges
12 in Figur 9 zeigt den Balg 12 in Ruhelage, d.h. in der Position, wenn das Abquetschventil
2 den Dosierschlauch abgequetscht hat.
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Das Druck-Zug-Element kann aber auch aus einem Zylinder 15 und einem
in den Zylinder verschiebbaren Kolben 16 bestehen, wobei der Zylinder vorzugsweise
über ein Kupplungsstück 13 mit dem Dosierschlauch 1 in Verbindung steht. Die Kammer
19 oberhalb des Kolbens 16 ist mit der viskosen Flüssigkeit, die durch den Dosierschlauch
1 gefördert wird, gefüllt.
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In dem Moment, in dem der Abquetschstempel 2 den Dosierschlauch 1
abquetscht, wird der Stempel 16 auf die Position zurückgezogen, die in der Figur
8 gestrichelt dargestellt ist.
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Der elastische Behälter 11 kann während des Dosierens auch durch einen
gesonderten Stempel 21 eingedrückt werden.
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Während auf der Gegenseite gegenüber dem Stempel 21 eine Gegenplatte
22 angeordnet ist.
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Die Figur 11 zeigt eine Ausgestaltung des erfindu-ngsgemäßen Dosierventils
mit einem zweiten Abquetschelement 5 und einer gegenüber dem Abquetschelement 5
angeordneten Gegenplatte 6a, die an die Oberfläche des Dosierschlauches 1 angelegt
ist. Zur Verbesserung der Rückstellung des Dosierschlauches 1 nach dem Zurückziehen
des zweiten Abquetschelementes 5 sind an die Oberfläche des Dosierschlauches in
Ausgangslage, d.h. in-nicht eingedrückten Zustand zwei verschiebbare Stützbacken
17 angelegt. Beim Eindrücken des Dosierschlauches 1 durch das zweite Abquetschelement
5 werden die Stützbacken 17 gegen eine leicht zusammendrückbare Feder 24 aus ihrer
Ruheposition weggeschoben und beim Zurückziehen des zweiten Abquetschelementes 5
schieben die Stützbacken 17 den Dosierschlauch 1 aufgrund der Federn 24 wieder in
die Ausgangslage zurück. Damit der Schlauch nicht weiter als in die Ausgangslage
verschoben wird, wird die Verschiebung der Stützbacken durch Widerlager 23 begrenzt.
Die Widerlager 23 sind so angeordnet, daß die Endflächen der Stützbacken die an
die Dosierschlauchoberfläche angelegt sind, in der Position angehalten werden, wenn
der Dosierschlauch seinen normalen Ausgangsquerschnitt erreicht hat.
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L e e r s e i t e