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Antrieb für die Schlitten von Werkzeug-, insbesondere Fräsmaschinen
Da, Hauptpatent hat einen Antrieb für die '-Z chlitteii von @@`erhzeug-,
insbesondere Fräs-T1i;i>cliiii-ii zum Gegenstand, bei dem das Ein- und Ausrücken
derrheitsgäne über Fallschnecken l@z@t-. Klauen- oder Zahnkupplungen mit Momentan-..
;@ruelct111 erh@-@'.t u21,1 d-11 Falls:l@n-clc-n od. d-1. in 1#ZichtunihreAntriebes
eine in Abhängigkeit voll der Schaltbewegung der Fallschnecken od. d-1.
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c>teuerte. hydraulisch betätigte Reihungskupplung y@@1;^echaltet ist.
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Fei @lie ser Ausführung zerfällt -las Einschalten der @cibunshltpplun@
in zzyei Stufen, die in Abzu drr Ein sclialtbeweung der Fall-Schnecken od. dgl.
stehen, und zwar wird in der ersten Stute das Druckmittel dem hydraulischen Betätigungskolben
für die Reibungskupplung über eine Drosselbtelle zugeleitet, so daß die Reibungsteile
der Kupplung zunächst aufeinander gleiten und damit ein langsames Anlaufen der einzurückenden
Fallschnecken od. dgl. erfolgt. Diese Arbeit-«eise ist erforderlich, um zu vermeiden,
daß z. E. beim Einrücken der Fallschnecken in die Schneckenräder Zahn auf Zahn trifft
und dadurch das Eingreifen der Schneckenverzahnung in die Schneckenradverzahnung
unmöglich gemacht wird. In der zweiten Einschaltstufe erfolgt dann das endgültige
Einrücken
der Fallschnecken od. dgl., wozu dem Betätigungskolben der Reibungskupplung das
Druckmittel mit .einem vollen Druck zugeleitet wird.
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Bei der beschriebenen Ausführung hängen die in der ersten Schaltstufe
auftretenden Druckverhältnisse, sowie der zeitliche Verlauf derselben, ausschließlich
von der einmal gewählten Ausbildung der Drosselstelle ab und können von der Bedienungsperson
nicht beeinflußt werden.
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Die Erfindung ermöglicht es demgegenüber, die beiden Einschaltstufen
der hydraulisch betätigten Reibungskupplung vollkommen voneinander zu trennen und
in der ersten Stufe einen zeitlich unabhängigen konstanten Anpreßdruck der Reibungsteile
der Kupplung zu erhalten, der entsprechend den günstigsten Arbeitsbedingungen eingestellt
und bei Abnutzung der Kupplungsteile leicht nachgestellt werden kann.
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Zu diesem Zweck besteht die Erfindung in einer Weiterbildung des Gegenstandes
des Hauptpatentes derart, daß zur Betätigung der Reibungskupplung zwei nacheinander
beaufschlagte hydraulische Kolben verschiedenen Durchmessers vorgesehen sind, von
denen der Kolben kleineren Durchmessers ein teilweises, das Gleiten der Kupplungsteile
aufeinander ermöglichendes Einrücken der Reibungskupplung bewirkt, während der Kolben
größeren Durchmessers zum endgültigen Einrücken und zum Ausrücken der Reibungskupplung
dient.
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Die zur Betätigung der Reibungskupplung dienenden Kolben werden zweckmäßig
so zueinander angeordnet, daß bei Beaufschlagung des kleineren Kolbens dieser den
größeren Kolben kraftschlüssig mitnimmt, bei Beaufschlagung des größeren Kolbens
der kleinere Kolben dagegen in seine Ausgangsstellung zurückgeht.
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Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß in der ersten Einschaltstufe
der kleinere Kolben seine Verstellbewegung über den größeren Kolben, der mit der
Schaltgabel der Reibungskupplung verbunden ist, auf die Reibungskupplung überträgt,
wodurch sich eine besonders einfache und zweckmäßige Steuerung der beiden Schaltstufen
ergibt.
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Die vorstehende Bedingung kann in beliebiger geeigneter Weise verwirklicht
werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die Kolbenstange des
größeren Kolbens als Hülse auszubilden und in dieser Hülse eine zweite Kolbenstange
anzuordnen, die als Anschlag für die Kolbenstange des kleineren Kolbens dient und
in der Hülse z. B. durch ein Gewinde od. dgl. in der Längsrichtung einstellbar ist.
Durch entsprechende Verstellung der als Anschlag dienenden Kolbenstange in der hülsenförmigen
Kolbenstange läßt sich dann die durch den kleineren Kolben bewirkte Z'erstellung
des größeren Kolbens und damit der Anpreßdruck der Kupplungsteile in der ersten
Schaltstufe in einfachster Weise begrenzen.
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Zum Steuern der vorstehend behandelten Betätigungskolben für die Reibungskupplung
ist erfindungsgemäß ein Drehschieber vorgesehen, auf dessen Welle ein Ritzel angeordnet
ist, welches mit einem durch die Schaltbewegung der Fallschnecken od. dgl. gedrehtes
Zahnsegment im Eingriff steht. Dieses Zahnsegment wird bei Verwendung eines Fallschneckenantriebes
zweckmäßig unmittelbar am Schneckenkasten angeordnet.
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Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß jedes Verbindungsgestänge
zwischen Schneckenkasten und Steuerschieber in Fortfall kommen kann, wodurch eine
weitere Vereinfachung des erfindungsgemäßen Antriebes erreicht wird.
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Um schließlich ein sanftes Einrücken der Fallschnecken od. dgl. während
der vorerwähnten zweiten Schaltstufe zu erreichen, ist erfindungsgemäß in einer
Längsbohrung des Drehschiebers ein einstellbares Drosselorgan derart angeordnet,
daß es an der Drehung des Schiebers teilnimmt.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. i die Betätigungskolben und den Steuerschieber im Schnitt, zusammen
mit den erforderlichen Druckmittelkreisläufen, Abb. 2 in stark schematisierter Form
den Fallschneckenkasten mit Antrieb für den Steuerschieber, Abb.3 bis 8 Schnitte
durch den Steuerschieber der Abb. i, und zwar Abb. 3 einen Schnitt nach LinieIII-III,
Abb.4 einenSchnittnachLinieIV-IV, Abb. 5 einen Schnitt nach Linie V-V, Abb. 6 einen
Schnitt nach Linie VI-VI, Abb. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII und Abb. 8 einen
Schnitt nach Linie VIII-VIII der Abb. i.
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Gemäß Abb. i ist der als Drehschieber i ausgebildete Steuerschieber
drehbar in einem zylindrischen Gehäuse 2 gelagert, welches an den Stirnseiten durch
Deckel 3 und ,4 verschlossen ist. Der Drehschieber i ist in den Deckeln 3 und q.
unmittelbar gelagert, im zylindrischen Teil des Gehäuses dagegen unter Zwischenschaltung
einer feststehenden Lagerbuchse 5. Die Buchse 5 weist über ihren ganzen Außenumfang
sich erstreckende Ringnuten 6 bis 13 auf, von denen die Ringnuten 6 und 13 mit der
Zu- und Abflußleitung 14 bzw. 15 für das Druckmittel und die Ringnuten 7 bis 12
mit Steuerleitungen 16 bis 21 in offener Verbindung stehen. Die Lagerbuchse 5 besitzt
außerdem sich über nur einen Teil des Umfanges erstreckende Durchbrechungen, die
in den Schnitten 3 bis 8 dargestellt sind und weiter unten in Verbindung mit diesen
Abbildungen näher erläutert werden sollen.
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Der Drehschieber i weist zwei Längsbohrungen 22 und 23, sowie Querbohrungen
24. bis 31 auf, und zwar stehen die Längsbohrungen 22 und 23 über die Ringnuten
6 und 13 in ständiger offener Verbindung mit der Zufluß- und Abflußleitung i.1 bzw.
15 der schematisch dargestellten Zahnradpumpe 46, während die Verbindung der Querbohrungen
25 bis 31 mit den Steuerleitungen 16 bis 21 durch die Drehung des Drehschiebers
in der weiter unten beschriebenen Weise gesteuert wird.
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Die Längsbohrung 23 ist durch einen Schraub-Stöpsel 32 verschlossen
und die Längsbohrung z2 durch ein Einsatzstück 33, welches durch die bei 3:I angedeuteten
Schrauben im Drehschieber i befcstigt
«xir(1. Die Län gahohrui1g
-22 enthält außer-<]ein eineu @@OSsell:örptr 33, dessen Welle 36 durch da, Eill,@ttz,tiicl;
33 hindurchgeführt ist. Die Welle 36 ist mittel, einer gelochten Scheibe 37 in der
Läiig,liolirung 22 geführt und trägt an ihrem äußeren Ende einen nicht drehbar mit
derselben verbundenen gerändelten Isnopf 38, der durch eine hleiiiili,cliratil)e
39 fest mit dein Zwischentilck 33 und damit dein Drehschieber i verbunden «erden
kann.
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Dur Drehschieber i trägt ferner all seinem in Abb. i linken Ende ein
Zahnrad .1o, welches durch Schrauben di fest mit dem als Welle .12 ausgebildeten
Teil diese, Drehschieber: verbunden ist. Das Zahnrad .jo stellt, wie in Abb. 2 schematisch
all-@,@tdeuttt. 1];t ti'i@'ll Za-hn,_-E-men-t 43 iin Eingriff. «-elche, unmittelbar
am Schneckenkasten .L1 des an ,ich bekannten Fallschneckenantriebes einer Fräsmaschine
angebracht ist. so <laß durch Schwenken <Its Schneckenkastens .1_1 um seine
Drehachse d.5 (la, Zahnrad -o und damit der Drehschieber i gedreht wird.
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Der Drehschieber i dient zur Steuerung der im t)l)ei-eil Teil der
Abb. i dargestellten Betätigungs-Ic@@ll)en. Diese bestellen aus einem größeren Kolben
4; und eine']' kleineren Kolben .I8, die hintereinander angeordnet sind. Der Kolben
47 ist unmittelbar in einem zvlindrischen Gehäuse 4g und mit @eintr Kolbenstange
3o im Lagerdeckel 5i # dieses Gtlläuses geführt, welcher durch bei 5a angedeutete
Schrauben befestigt ist. Der Kolben .I8 ist in der Bohrung eines Eillsatzstüclzes
53 geführt, welches in da, Gtlläu,e 19 eingesetzt und durch einen Deckel 5.1 verschlossen
ist. Das Einsatzstuck 53 ist dui-cli bei ;5 angedeutete Schrauben am Gehäuse und
der Deckel 5.1 durch Schraubet' 36 am Einsatzstück 53 befestigt. Zur Führung der
Kolbenstange 57 dicht eine- Scheibe 58, die durch Schrauben 3c-) init dem Einsatzstiick53
verbunden ist. DieScheibe ;, die in ihrer die Kolbenstange 57 aufnehmenden 1-:@-@hrung
nnit Nuten 6o für den `]durchtritt ver-@ehen ist, dient gleichzeitig als Anschlag
für die 1:et@-ehun<g des Kolbens 57 in der einen Richtung. ,#t-<ihrend die
Bewegung diese, Kolbens in der anderun Richtung durch einen am Deckel 3:1 ausgebildete"
Anschlag 6i begrenzt ist.
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Die Kolbenstange 3o des größeren Kolbens :17 ist a]# Hülse au@gel)ildtt.
in der eine weitere Kolben-4tange 62 ;in,- terrdnet ist. Die Kolbenstange 6-2 ist
an ihrem einen Ende mit Gewinde 63 versehen und I@ann <furch Drehen des Knopfes
6.1 in der Hülse 50 in Längsrichtung verstellt werden. All ihrem anderen En(lu ist
die Kolbenstau ,e 62 als Anschlag 65 für die KOll)ell,tange 57 ausgebildet. Mit
der liül,eiiför'nigen Kolbentange 5o ist die al)-:;el)rochen gezeichnete Schaltgabel
66 der nicht dargestellten Reibungskupplung vtrl)unden. Diese htihung,lcupplung
ist in gleicher Weise im Antrieb @lcr @all,chnechen angeordnet. wie im Hauptpatent
)m<clirielmn.
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Von den t-,-viter oben beschriebenen Steuerleitun-`tn 16 bis 21 des
Drehschiebers sind die Leitungen 16 und t j zu einer gemeinsamen L eitung 67 zu-,ammengefal3t,
die in dein Ringraum 68 auf der einen Seite des größeren Kolbens :17 mündet. Die
Leitungen 17 und 20 sind zu einer Leitung 69 vereinigt, welche über Bohrungen ;o
bis 72 mit der in der Abbildung linken Seite des kleineren Kolbens .18 in Verbindung
stellt. Die Steuerleitungen 18 und -21 schließlich sind zu einer gemeinsamen Leitung
73 zusammengefaßt, die über Bohrungen 7.4 bis 76 mit der anderen Seite des größeren
Kolben, .1.1 verbunden ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung soll nunmehr an Hand
der Schnitte der Abbildungen 3 bis 8 näher erläutert «-erden. Diese Schnitte geben
den Drehschieber i in seiner Grundstellung wieder, und zwar zeigt die linke senkrechte
Reihe, also Abb. 3 bis 5, die Steuerung der Druckseite und die rechte senkrechte
Reihe, d. h. Abb.6 bis 8, die Steuerung der Entlastungsseite der Betätigungskolben.
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Bei der dargestellten Grundstellung des Drehschiebers i l)efiildet
sich auf der Druckseite mir die Otierl)o lirullg 28 einer Dwrchi)rechung 7 7 der
Buchse 5 gegenüber (Abb. 3). Die der Längsbohrung 22 durch die Zahnradpumpe 16 über
Leitung 1.1, Ringnut 13 und Bohrung 31 zugeführte Druckflüssigkeit fließt daher
über die Leitungen i9 und 67 zu dein Ringraum 68 und drückt den Kolben 47 in seine
linke Endstellung. Die Schaltgabel 6(--) hat :ich dadurch in Richtung _1 des eingezeichneten
Doppelpfeiles bewegt, was bedeutet, daß die nicht dargestellte Reibungskupplung
gelöst und die Fallschnecken abgebremst sind, wie in dem Hauptpatent näher beschrieben.
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Auf der Entlastungsseite stellt in der Grundstellung des Drehschiebers
die Bohrung 26 einer Durchbrechung 7 8 (Abb. 7) und die Bohrung 27 einer Durchbrechung
79 (Abb. 8) der Buchse 3 gegenüber. Die Steuerleitungen 17 und i8 und damit die
Verbindungsleitungen 69 und ; 3 sind entlastet. Die Druckfliissigheit auf der linken
Seite des Kolbens .18 kann über die Bohrungen 72, 71, 70. Verbindungsleitung 69,
Steuerleitung 17. Ringmit B. BOhrun-gl n 26. 21, 24, hingn-ut 6 und Leitung
15 zur Ansaugseite der Zahnradpumpe .16 zurückfließen. Ebenso kann die Druckflüssigkeit
von der linken Seite des Kolbens .17 über die Bohrungen 76, 75 und ,^4. Verbindungsleitung
73# Steuerleitung i8, Ringnut 9, Bohrungen 27, 23 und 2-1, Ringnut 6 und Leitung
1,3 zur Ansaugseite der Pumpe .16 zurückfließen.
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Wird null zum Einrücken der Fallschnecken der Schneckenkasten .L4
um seinen Drehpunlzt .15 in der einen oder anderen Richtung des eingezeichneten
Doppelpfeiles C-D geschwenkt, so dreht sich der Drehschieber infolge der Bewegungsübertragung
durch Zahnsegment .13 und Zahnrad.4o in der gleichen Richtung. Für beide Drehrichtungen
des Schiebers i verlassen zunächst die Bohrungen 2,9 (Abb.3), 26 (Abb.7) und -,
(Abb.8) den Bereich der entsprechenden Durchbrechungen 77. 78 und 79 der Buchse
3, so daß die Steuerleitung i9 vom Druckraum 22 und die Steuerleitungen 17 und 18
vom Entlastungsraum 23 getrennt werden. Infolgedessen
hört die
Drucktnittelzufuh r zur r°chben Seite des Kolbens 4.7 auf und kann kein Druckmittelabfluß
von der linken Seite dieses Kolbens und des Kolbens 48 erfolgen.
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Wenn die Drehung des Schiebers i in der einen oder anderen Richtung
etwa 15' erreicht hat, gelangt die Bohrung -29 (Abb. q.) in den Bereich der Durchbrechungen
So, die Bohrung 25 (Abb. 6) in den Bereich der Durchbrechung 81 und die Bohrung
27 (Abb. 8) in den Bereich der Durchbrechungen 82. Jetzt ist die Steuerleitung 2o
mit dem Druckraum -22 und sind die Steuerleitungen 16 und i8 mit dem Entlastungsraum
23 verbunden. Die linke Seite des kleineren Kolbens 57 erhält daher über die Verbindungsleitung
69 Druck, während beide Seiten des Kolbens 47 über die Verbindungsleitungen 67 und
73 entlastet sind. Da die rechte Seite des kleineren Kolbens .48 über die Nuten
6o in offener Verbindung mit der linken Seite des größeren Kolbens ,47 steht, ist
auch die rechte Seite des Kolbens 4.8 entlastet.
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Der kleinere Kolben 48 bewegt sich daher unter Einfluß des Druckmittels
aus der in Abb. i gezeichneten Stellung soweit nach rechts, bis er gegen die als
Anschlag dienende Scheibe 58 anliegt. Dabei nimmt er nach einem gewissen Leerweg,
der durch den einstellbaren Abstand zwischen den Kolbenstangen 62 und 57 gegeben
ist, über die Kolbenstangen 62, 5o den größeren Kolben <l.7 mit, wobei
die Kolbenstange 5o die Schaltgabel 66 der Reibungskupplung in Richtung B des eingezeichneten
Doppelpfeiles verschwenkt. Durch diese Schwenkbewegung der Schaltgabel
66 «-erden die Reibungsteile der Kupplung, also bei einer Lamellenkupplung
beispielsweise die Lamellen, nur so stark gegeneinander gepreßt, daß sie noch gleiten
können, so daß die Fallschnecken mit einer für das Einrücken derselben günstigen
langsamen Geschwindigkeit umlaufen. Durch Verstellen der Kolbenstange 62 in der
Hülse 5o mit Hilfe des Knopfes 64. kann die durch den kleineren Kolben ..8 bewirkte
Bewegung der Schaltgabel 66 und damit der Reibungsteile der Kupplung genau den jeweiligen
Verhältnissen entsprechend eingestellt werden. Ferner kann bei Abnutzung der Reibungsteile
in dieser Weise leicht eine Nachstellung vorgenommen werden.
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Bei der weiteren Drehung des Schiebers i in der einen oder anderen
Richtung gelangt, wenn die Drehbewegung sich einem Winkel von 9o° nähert, die Bohrung
29 der Abb. 4. in den Bereich der nicht durchbrochenen Teile der Buchse 5, so daß
die Verbindung zwischen Druckraum 22 und Steuerleitung 20, und damit über die Verbindungsleitung
69 zur linken Seite des Kolbens 4.8, unterbrochen wird. Dabei gelangt die Bohrung
3o der Abb. 5 in den Bereich der Durchbrechung 85 der Buchse 5, so daß das Druckmittel
aus dem Druckraum 22 über diese Durchbrechung, sowie den Ringraum 12, die Steuerleitung
21 und die Verbindungsleitung 73 der linken Seite des größeren Kolbens .4,~ zufließt.
Gleichzeitig wird die rechte Seite diese: Kolbens und die linke Seite des kleineren
Kolbens 48 entlastet, da gemäß Abb. 6 die Bohrung 25 in den Bereich der Durchbrechungen
83 und gemäß Abb. 7 die Bohrung 26 in den Bereich der Durchbrechung 84. gelangt,
so daß die Steuerleitungen 16 und i7 und damit die Verbindungsleitungen 67 und 69
an den Entlastungsraum 23 angeschlossen sind. Durch die Druckbeaufschlagung der
linken Seite des Kolbens 47 bewegt sich dieser Kolben weiter nach rechts und bewirkt
über die Schaltgabel 66 da endgültige Einrücken der Reibungskupplung, während gleichzeitig
der kleinere Kolben 4.8 in seine Ausgangsstellung zurückgeht. Dieses endgültige
Einrüden der Reibungskupplung erfolgt, kurz nachdem durch die Schwenkbewegung des
Schneckenkastens 44 die betreffende Fallschnecke vollständig mit dem zugehörigen
Schneckenrad zum Eingriff gelangt ist bzw. gleichzeitig mit diesem Vorgang.
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Um eine kurze zeitliche Verzögerung zwischen dem Eingreifen der Fallschnecken
und dem endgültigen Ansprechen der vorgeschalteten Reibungskupplung zu erhalten,
ist in der Längsbohrung 22 der Drosselkörper 35 so angeordnet, daß er den Druckmittelzufluß
zur Bohrung 30 verzögert (vgl. Abb. i und 5). Nach Lösen der Klemmschraube
39 kann dieser Körper 35 mit Hilfe des gerändelten Knopfes 38 so eingestellt werden,
daß bei dem vorstehend beschriebenen endgültigen Einrücken der Reibungskupplung
die günstigsten Verhältnisse für den Druckanstieg erhalten werden. Die Klemmschraube
39 wird dann wieder angezogen, so da1 der Drosselkörper 35 an der Drehung des Schiebers
i teilnimmt und die vorgenommene Einstellung von der jeweiligen Stellung des Drehschiebers
unabhängig ist.
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Beim Ausrücken der Fallschnecken wird der Drehschieber durch die entsprechende
Schwenkung des Schneckenkastens .1.4 in die in Abb. 3 bis 8 dargestellte Grundstellung
zurückgeführt. Damit ergeben sich wieder die weiter oben in Verbindung mit dieser
Grundstellung beschriebenen Verhältnisse.