DE632239C - Selbsttaetige Bohrmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. JULI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 632239 KLASSE 49 a GRUPPE

Reent Looschen in Mittenwald, Oberbayern Selbsttätige Bohrmaschine

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Juli 1933 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Bohrmaschine zum Bohren von Ringen, Scheiben, Flanschen u. ä. Werkstücken, deren Löcher in beliebigen Abständen voneinander und gegebenenfalls in beliebigen Abständen von der Werkstückmitte gebohrt werden müssen. Die Neuheit besteht darin, daß eine axial verschiebbare Bohrspindel mit einer absatzweise schaltbaren Werkstückspindel, in welche die zu bohrenden Werkstücke eingespannt werden, durch zwei getrennte, aber in zwangsläufiger Verbindung stehende Antriebe so gesteuert werden, daß die Werkstückspindel nach jedem gebohrten Loch in gleichen oder ungleichen Abständen fortlaufend weitergeschaltet und gegebenenfalls gleichzeitig radial verschoben wird, wobei die Maschine mittels einer einstellbaren Scheibe, auf welcher die jeweilige Anzahl der an einem Werkstück zu bohrenden Löcher vorher eingestellt werden kann, nach jeder Arbeitsperiode selbsttätig stillgesetzt wird. Die Bohrspindel sowohl als auch die Werkstückspindel ist, dem leichteren Abfluß der Späne wegen, horizontal angeordnet, sie können aber auch unter einem beliebigen Winkel geneigt angeordnet werden.

Werkstücke dieser Art wurden bisher in Vorrichtungen mit Schablonen gebohrt, die für jedes Arbeitsstück besonders angefertigt werden mußten. Hierbei war zur Führung des Bohrers für jedes Loch eine besondere Führungsbüchse notwendig, welch letztere die Beseitigung der Späne, ganz besonders beim Bohren von zähem und weichem Material, stark behinderte und außerdem besonders lange Bohrer erforderlich machten. Diese nützen sich durch die Reibung in den gehärteten Büchsen sehr rasch ab, was einen großen Werkzeugverschleiß und somit erhebliche Kosten verursachte.

Diese Übelstände sollen durch die neue Maschine behoben werden, indem unter Fortfall jeglicher Bohrschablone auf der Werkstückaufnahmespindel eine Teilscheibe mit gleich oder ungleich auf dem Umfang verteilten Rasten und gegebenenfalls auch eine Exzenterscheibe angeordnet sind, welch erstere die Größe der Schaltwinkel regelt, während letztere durch Verschieben des Werkstückspindelschlittens während des Schaltens die Lochabstände von der Spindelmitte einstellt. Die Steuerung der Leerwege erfolgt zweckmäßig durch eine vom Bohrschlitten beeinflußte Knaggensteuerung. Während des Schaltens der Werkstückaufnahmespindel wird der Arbeitsgang des Bohrschlittens so lange blokkiert, bis der Riegel der Teilscheibe in eine neue Rast einfällt. Die Einzelheiten der Steuerung und Schaltung, insbesondere der Teileinrichtung, der Knaggensteuerung und der Blockierung, sind an sich bei selbsttätig arbeitenden Werkzeugmaschinen allgemein bekannt.

Mit dieser Einrichtung kann jedes Loch, das sich an einer beliebigen Stelle eines Rin-

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ges, Flansches oder einer Scheibe befindet, in jede beliebige Anzahl Werkstücke genau übereinstimmend gebohrt werden. Durch den Fortfall der Führungsbüchsen können die Späne leicht abfließen und der Bohrer ausreichend' gekühlt werden. v^·

Die bis jetzt bekanntgewordenen selbsttätig arbeitenden Bohrmaschinen können alle das Werkstück nur immer um denselben to Schaltwinkel weiterschalten, so daß nur solche Werkstücke gebohrt werden können, deren Löcher im gleichen Abstand voneinander entfernt sind. Es sind auch. Bohrmaschinen bekannt zum Bohren von Rohrzylindern, bei denen das Werkstück außer einer Schaltbewegung um seine Längsachse noch eine Verschiebung in der Längsrichtung erfährt. Auch hier kann die Fortbewegung nur immer um denselben Betrag vor sich gehen. Es ist aber bis ao jetzt keine Maschine bekanntgeworden, die an einem Werkstück beliebig große Schaltwinkel schaltet. Ferner ist bis jetzt keine Maschine bekanntgeworden, die das Werkstück während des Schaltens im Kreise auch gleichzeitig radial verschiebt, so daß auch Löcher in das Werkstück gebohrt werden können, die verschiedene Abstände von der Werkstückmitte haben.

Es ist ferner nicht neu, den Zeitpunkt der Schaltung von der Bewegung des Bohrschlittens abzunehmen oder die Schaltgetriebe durch den Bohrschlitten zu beeinflussen. Das Schaltgetriebe bei vorliegender Maschine wird dagegen durch die Verriegelungselemente gesteuert, die das Werkstück bzw. dessen Aufnahmespindel verriegeln, und zwar bestimmen die Abstände der Rasten in der Verriegelungsscheibe die Größe der Schaltwinkel.

In der Zeichnung ist eine solche Maschine dargestellt. Es zeigt

Abb. I eine Vorderansicht, Abb. 2 einen Grundriß und Abb. 3 eine Seitenansicht der Maschine. Abb. 4 ist ein Schnitt durch die Maschine nach der Linie A-A in Abb. 1,

Abb. 5 ein Schnitt nach der Linie B-B in Abb. ι und

Abb. 6 ein Schnitt durch die Einlösung der Freilaufkupplung.

Abb. 7 ist eine schematische Darstellung der Getriebeanordnung. In

Abb. 8, 9 und 10 sind die Stellungen der Schalt- und Verriegelungselemente zu verschiedenen Zeitpunkten dargestellt. Abb. 11 ist eine Seitenansicht der Auslösung zum selbsttätigen Stillsetzen der Maschine und

Abb. 12 eine Vorderansicht von Abb. 11.

Wie aus Abb. 1 bis 3 ersichtlich ist, ist auf dem Maschinengestell 1 eine Konsolen befestigt, auf welcher der Werkstückspindelschlitten 3 verschiebbar geführt ist. In dem. Schlitten 3 ist die Werkstückspindel 4 drehbar gelagert, die einen Flansch 5 zur Auf-. n%hme eines Aufspannfutters oder einer v'ifissnablone sowie eine Bohrung, zur Aufnahme ',■ernes Spanndornes für das Werkstück 6 besitzt. Auf dem hinteren Ende der Spindel 4 ist ein Schneckenrad 7 befestigt, auf dessen Nabe eine Teilscheibe 8 auswechselbar angeordnet ist. Die Teilscheibe 8 besitzt so viel Einschnitte 9, wie das Werkstück Löcher erhalten soll, in die ein Riegel 10 einfallen kann. Das Maschinengestell 1 ist rechts von der Konsole 2 mit zwei Führungsbahnen 11 ausgebildet, auf denen der die Bohrspindel υ tragende Bohrschlitten 13 verschiebbar geführt ist. Der Bohrschlitten 13 ist mit zwei Lagerstellen 14 und 15 ausgerüstet, und zwar ist die linke Lagerstelle 14 am vorderen Ende der Bohrspindel 12 angeordnet, um ein Ausweichen des Bohrers während des Arbeitens zu verhindern. Die Bohrspindel 12 ist an ihrem rechten Ende genutet und in der Mitnehmerbüchse 16 verschiebbar gelagert, die in einem auf dem Maschinengestell 1 befestigten Lagerbock 17 drehbar gelagert ist. Auf der Mitnehmer büchse 16 ist ein Zahnrad 19 und eine Riemenscheibe 18 auswechselbar befestigt. Der Antrieb der Riemenscheibe 18 erfolgt mittels Riemen 20 von der Riemenscheibe 21, die auf der hinter der· Maschine angeordneten Antriebswelle 22 ebenfalls auswechselbar befestigt ist. Letztere wird über ein Zahnrad 23 und Ritzel 24 durch einen Elektromotor 25 angetrieben. Soll· der Antrieb mittels Vorgelege von einer Transmission aus erfolgen, so ist das Zahnrad 23 gegen entsprechende Riemenscheiben auszuwechseln. Da die Riemenseheiben 18 und 21 auswechselbar sind, kann die Bohrspindel mit jeder gewünschten Umdrehungszahl laufen.

Die Verschiebung des Bohrschlittens 13 erfolgt, wie aus Abb. 5 und 7 hervorgeht, durch eine Gewindespindel 26, die zwischen denFührungsbahnen 11 gelagert ist und durch ein Schneckenrad 27 angetrieben wird. In das Schneckenrad 27 greift eine Schnecke 28 ein, die mit einem Kegelrad 29 auf gemeinsamer Welle sitzt. Das Rad 29 treibt zwei axial fluchtende Kegelräder 30 und 31 an, die aber auf zwei getrennten Wellen 32 und 33 angeordnet sind. Das Rad 30 besitzt Kupplungszähne und läuft lose auf der Welle 32 und kann mit der auf der Welle 32 durch eine mit- 115 tels Federkeil verschiebbar angeordneteKupplung 34 gekuppelt werden. Die Welle 32 ist in einem am Maschinengestell 1 befestigten Lagerbock 35 gelagert und erhält ihren Antrieb durch, die Wechselräder 36, 37, 38 und 120 Zwischenrad 39 von dem Bohrspindelrad 19. Das Kegelrad 31 ist auf der Welle 33 befestigt

und kann mittels einer Doppelkupplung 40 mit zwei lose auf der Welle 33 laufenden Kegelrädern 41 und 42 gekuppelt werden. Beide Räder 41 und 42 stehen mit einem Kegelrad 43 in Eingriff, das seine Bewegung über eine Welle 44 und die Kegelräder 45 und 46 von der Welle 22 erhält. Wie ersichtlich, kann also durch diese Räderanordnung der Bohrschlitten 13 entweder mit einem veränderliehen langsamen Vorschub von der Bohrspindel 12 aus oder mit einem gleichbleibenden Vor- und Rücklauf von der Welle 22 aus angetrieben werden.

Mit der Welle 22 ist axial fluchtend eine weitere Welle 47 am Maschinengestell 1 gelagert, die durch eine an sich bekannte Freilaufkupplung· 48 von der Welle 22 zeitweise angetrieben wird. Am Ende der Welle 47 ist ein weiteres Kegelrad 49 befestigt, das die Bewegung über das Kegelrad 50, Welle 51, Schnecke 52 und Schneckenrad 7 auf die Werkstückspindel 4 überträgt. Da der Schlitten 3 verschoben werden kann, ist die Schnecke 52 verschiebbar, aber undrehbar auf der Welle 51 angeordnet. Die Verschiebung des Schlittens 3 kann entweder durch ein Handrad 53, Spindel 54 und Mutter 55 in bekannter Weise erfolgen oder aber, bei Lösung der Mutter S 5, mittels einer auf dem Spindelflansch 5 angeordneten Kurvenschablone 56 während des Schaltens der Werkstückspindel 3 selbsttätig in der Höhe verschoben werden, und zwar ist dies dann der Fall, wenn die Löcher im Werkstück nicht alle gleichen Abstand von der Werkstückmitte haben.

Die Schablone 56 stützt sich hierbei auf einen Zapfen 57, der in einem auf dem Maschinengestell ι aufgeschraubten Lagerbock 58 befestigt ist. Die Kurvenhöhe der Schablone 56 richtet sich nach dem Lochabstand der zu bohrenden Löcher von der Mitte des Werkstückes.

Das Ein- und Ausschalten der Kupplung 34 erfolgt durch einen Hebel 59, der einesteils -durch Anschläge 60 und 61, die am Bohrschlitten 13 angeordnet sind, und andererseits durch einen Schießbolzen 62, welcher an der zu einer Schneide ausgebildeten Verlängerung 63 des Hebels 59 angreift und das . 50 schnelle Einspringen der Kupplung 34 im " letzten Teil der Bewegung bewirkt. Die Bewegung der Anschläge 60 und 61 wird mittels einer am Hebel 59 angelenkten Schaltstange 64 und der auf dieser angeordneten Stellringe 65 und 66 auf den Hebel 59 übertragen. Der Anschlag 61 ist aufklappbar eingerichtet, damit der Bohrschlitten 13 beim Auf- und Abspannen des Werkstückes in seine hinterste Stellung gefahren werden kann. Die Schaltung der Kupplung 40 für den raschen Vor- und Rücklauf erfolgt durch den Schalthebel j 67, der durch eine Gelenkstange 68 mit dem Schalthebel 59 in lösbarer Verbindung steht. Zu diesem Zweck besitzt der Hebel 59 einen Bolzen 69 und die Gelenkstange 68 einen Gabeischlitz 70, der ein Ausheben aus dem Bolzen 69 gestattet, wenn der Hebel 67 von Hand allein bewegt werden soll, was beim Umspannen und Einrichten der Maschine notwendig ist.

Da der Schalthebel 59 auch die Einleitung der Schaltbewegung für die Werkstückspindel bewirkt, ist derselbe durch eine Gelenkstange 72 mit einer auf der Vorderseite der Maschine gelagerten Stoßstange 71 verbunden, welche die Bewegung über eine Hülse 74 auf eine Schaltstange 7^ überträgt. Da die Bewegung zu verschiedenen Zeitpunkten unterbrochen werden muß, ist in die Schaltstange 73 eine federbelastete Klinke 75 eingebaut, welche an ihrem linken Ende abgeschrägt ist und beim Verschieben nach links durch das Lager 76 nach unten gedrückt und so die Verbindung mit der Hülse 74 gelöst wird.

Die Schaltstange 73 ist an ihrem linken Ende als Zahnstange ausgebildet, die in ein Ritzel 77 eingreift. Letzteres ist auf einer senkrechten Welle 78 verschiebbar, aber undrehbar gelagert und überträgt die Bewegung über ein Kegelräderpaar 79 und 80 auf den Riegelhebel 81 und den Riegel 10. Eine auf der Schaltstange 73 angeordnete Feder 83, die sich gegen einen Stellring 82 abstützt, bewirkt eine Verschiebung der Schaltstange nach rechts und unterstützt gleichzeitig die Riegelfeder beim Einfallen des Riegels 10 in die Teilscheibe 8. Die Lage der Klinke 75 in bezug auf das Lager 76 ist so getroffen, daß die Klinke 75, kurz nachdem sich die Teilscheibe bei ausgehobenem Riegel 10 gedreht hat, von der Hülse 75 gelöst wird, so daß der Riegel 10 sofort wieder gegen die Teilscheibe 8 gedrückt wird, um selbsttätig wieder in den nächsten Schlitz 9 der Teilscheibe 8 einzufallen. Damit nun auch die Schaltung nach dem Einfallen des Riegels sofort unterbrochen wird, ist auf der Schaltstange 73 an dem Teil, der in die Hülse 74 hineinragt, ein doppelter Schaltnocken 84 vorgesehen, der einesteils auf eine Klinke 85 und andererseits auf einen Hebel 86 so einwirkt, daß, wenn der Riegel 10 ganz eingefallen ist, die Freilaufkupplung 48 abgefangen wird und dadurch die Verbindung der beiden Wellen. 22 und 48 unterbrochen ist. Der Schaltnocken 84 hat, wie in Abb. 8 ersichtlich, in diesem Augenblick die Klinke 85 freigegeben, so daß der Schießbolzen 62 die Stange 71 und mit ihr die Hülse nach links verschieben kann, wobei gleichzeitig die Kupplung 34 in das Rad 30 eingeworfen wird. Da aber während des Schaltens der Werkstückspindel 4 der \^rorschub des

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Bohrschlittens unterbrochen, werden muß, ist die KlinkeS5, wie aus Abb. io ersichtlich unterhalb der Hülse 75 so gelagert, daß letztere in dem Augenblick in ihrer Bewegung aufgehalten wird, in welchem die Kupplungszähne der Kupplung 34 die Zähne der Kupplung des Rades 30 verlassen haben und der Schießbolzen 62 eine Kleinigkeit über die Mitte der Schneide des Hebels 63 übergetreten ist. Das Herausziehen der Kupplung 34 aus dem Rad 30 erfolgt kraftschlüssig durch den Anschlag 60 und den Stellring 65 amEnde der Vorscliubbewegung. In diesem Augenblick hat der Schaltnocken 84 auch den Hebel 86 nach linien gedrückt und die Freilaufkupplung freigegeben, so daß die Welle 47 an der Drehung der Welle 22 teilnimmt, bis der Riegel 10 in den nächsten Schlitz der Scheibe 8 einschnappen kann. Sobald der Riegel 10 ganz . ao eingefallen ist, wird die Klinke 85 durch den Nocken 84 wieder nach unten gedrückt und der Hebel 86 freigegeben, wie in Abb. 8 gezeichnet, so daß er wieder in das Sperrad der Freilaufkupplung 48 einfallen kann und die Verbindung der Wellen 47 und 22 wieder aufhebt: Gleichzeitig hat der Schießbolzen 62 auch die Hülse 74 weiter nach links verschoben und die Kupplung 34 wieder mit dem Rad 30 in Eingriff gebracht. Auf der Welle 47 ist neben der Freilaufkupplung noch eine Reibscheibe 87 verschiebbar, aber undrehbar befestigt, die durch eine Feder 88 gegen einen Flansch 89 der Freilaufkupplung gedrückt wird. Diese Einrichtung dient als Rutschkupplung zwischen den Wellen 22 und 47, um das Getriebe vor Überlastung zu schützen und um Ungenauigkeiten bei ungleichen Lochteilungen am Werkstück in der Schaltung auszugleichen. Abb. 9 stellt die Lage der einzelnen Elemente dar,_ am Ende der langsamen Vorschubbewegung, und zwar in dem Augenblick, in welchem die Kupplung 40 durch den Schießbolzen 62 in das Rad 42 eingeworfen wurde. Gleichzeitig ist auch, wie aus Abb. 9 hervorgeht, die Hülse 74 wieder in ihre rechte Endstellung zurückgezogen worden, so daß die Klinke 75 wieder hochspringen kann und sich vor die Hülse 74 legt und, wenn der Anschlag 61 den Stellring 66 nach rechts verschiebt, auch die Kupplung wieder aus dem Rad 42 herauszieht und, da der Bohrer jetzt das Arbeitsstück verlassen hat, gleichzeitig die Stange 73 nach links verschiebt und den Riegel aushebt und gleichzeitig die Schaltung einleitet, so daß sich der ganze Vorgang beliebig oft wiederholt, bis die Auslösevorrichtung das wiederholte Einfallen der Kupplung 34 verhindert.

Zum selbsttätigen Stillsetzen der Maschine,, d. h. wenn das letzte Loch in dem Arbeitsstück gebohrt ist, ist an der Vorderseite der Maschine eineAusiÖsevorrichtung angebracht, die es ermöglicht, das Einfallen der Kupplung 34 zu 'verhindern, wenn die Maschine eine vorher bestimmte Anzahl Löcher gebohrt hat. Zu diesem Zwecke ist auf der Vorderseite des Maschinengestells ein Bolzen 92 befestigt, auf welchem ein Schaltrad 91 und eine Stellscheibe 90 gelagert ist. Die Stellscheibe 90 ist vermittels einer Schraube 93 an dem Schaltrad 91 befestigt, und zwar besitzt das Schaltrad eine größere Anzahl Gewindelöcher 104, die eine Verdrehung der Stellscheibe dem Schaltrad gegenüber gestatten. Die Stellscheibe 90 besitzt an einer Stelle eine Aussparung 96, in die eine federbelastete Schubstange 98 eintreten kann, sobald die Aussparung 96 vor die Schubstange 98 zu stehen kommt. Der Bolzen 92 ist so im Maschinengestell befestigt, daß eine auf der Schaltstange 73 angelenkte federbelastete Klinke 93 bei jeder Hinundherbewegung der Schaltstange 73 das Schaltrad 91 um einen Zahn weiterschaltet. Da die Schaltscheibe durch eine Spiralfeder 95 stets in Richtung des in Abb. 7 eingezeichneten Pfeiles zurückgedreht wird, ist hinter der Schaltklinke 93 auf einem im Maschinengestell 1 befestigten Bolzen eine federbelastete ßperrklinke 94 gelagert, die ein Zurückgehen des Schaltfades verhindert. An dem Schaltrad 91 ist ein Anschlag 101 befestigt, der auf einen im Gestell 1 angeordneten Anschlagstift 102 auftrifft, sobald die Klinken 93 und 94 aus dem Schaltrad ausgehoben werden. Da die in dem Schaltrad 91 befindlichen Gewiridelöcher 104 mit der Teilung der Schaltzähne übereinstimmen, kann die Stellscheibe 90 bzw. deren Aussparung 96 beim Anliegen des Anschlages 101 an dem Stift 102 um so viel Löcher zurückgedreht werden, als Löcher in das Arbeitsstück gebohrt werden müssen. Da bei jeder Schaltung das Schaltrad 91 und damit auch die Stellscheibe um einen Zahn weitergeschaltet wird, steht bei dem letzten Loch, das in das Arbeitsstück gebohrt wird, die Aussparung

96 vor der Schubstange 98, so daß letztere (98) in die erstere (96) einfallen kann und eineBewegung nach links ausführt. Die Schubstange 9S ist aber mit einem Handhebel 100 gelenkig verbunden, der, wie aus Abb. 12 er- , sichtlich ist, mit einer Klinke 97 starr verbunden ist und infolgedessen die Bewegung auf die Klinke 97 überträgt, d. h. die Klinke

97 wird nach unten gedreht, bis ihre Nase vor die Hülse 74 zu stehen kommt und, wie aus Abb. 7 hervorgeht, die Bewegung der Hülse 74 in dem Augenblick begrenzt, in welchem die Kupplung 40 aus dem Rad 42 herausgezogen ist, aber die Kupplung 34 noch nicht die Kupplungszähne des Rades 30 ereicht hat. Da in diesem Augenblick alle Be-

wegungen ausgeschaltet sind und die Wirkung des Schießbolzens 62 gesperrt ist, muß die Maschine stillstehen.

Beim Einschalten des Selbstganges ist daher nur der Handhebel 100 nach rechts auszuschwenken, wodurch die Hülse 74 freigegeben wird und die Kupplung 34 in das Rad 30 einfallen kann.

Damit aber gleichzeitig auch die Stellte scheibe wieder selbsttätig auf ihre Anfangsstellung zurückgedreht wird, ist der Handhebel 100 durch eine Gelenkstange 99 mit dem einen Arm 94« der Sperrklinke 94 verbunden, und da letztere noch einen zweiten Arm 94⁶ mit einem Anschlagstift besitzt, der, wie aus Abb. 11 hervorgeht, hinter einen Arm der Schaltklinke 93 greift, so werden gleichzeitig mit dem Anheben der Klinke 97 auch die beiden Klinken 93 und 94 angehoben, was zur Folge hat, daß die Feder 95 das Schaltrad wieder in seine Anfangsstellung zurückzieht. Damit beim Schalten die Bewegung der Sperrklinke 94, wenn die Zähne des Rades über sie hinweggleiten, nicht auch auf den Handhebel übertragen wird, besitzt die Gelenkstange 99 an ihrem rechten Ende ein Langloch, das diese kleine Bewegung zuläßt, ohne sie auf den Hebel 100 zu übertragen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Bohrmaschine mit Teileinrichtung zum Bohren von beliebig angeordneten Löchern in Flansche, Ringe

o. dgl. ohne Verwendung einer Bohrschablone, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Werkstückaufnahmespindel (4) eine Teilscheibe (8) mit gleich oder ungleich auf dem Umfang verteilten Rasten (9) und gegebenenfalls eine Exzenterscheibe (56) angeordnet sind, welch erstere (8) die Größe der Schaltwinkel regelt, während letztere (56) durch Verschieben des Werkstückspindelschlittens (3) während des Schaltens die Lochabstände von der Spindelmitte einstellt.

2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, da- +5 durch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Leerwege durch eine vom Bohrschlitten (3) beeinflußte Knaggensteuerung erfolgt.

3. Bohrmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang des Bohrschlittens während des Schaltens der Werkstückaufnahmespindel (3) so lange blockiert wird, bis der Riegel (10) wieder in eine neue Rast (9) der Teilscheibe (8) einfällt.

Hierzu 2 Blatt Z eichnungen