EP0198997A2 - Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall - Google Patents

Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall Download PDF

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EP0198997A2
EP0198997A2 EP19860100649 EP86100649A EP0198997A2 EP 0198997 A2 EP0198997 A2 EP 0198997A2 EP 19860100649 EP19860100649 EP 19860100649 EP 86100649 A EP86100649 A EP 86100649A EP 0198997 A2 EP0198997 A2 EP 0198997A2
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EP
European Patent Office
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lapping
mandrel
film strip
circular
cylindrical
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Withdrawn
Application number
EP19860100649
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Ditz
Karl Dipl.-Ing. Eberle (FH)
Karlheinz Eckstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
Original Assignee
Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/02—Lapping machines or devices; Accessories designed for working surfaces of revolution

Definitions

  • the present invention relates to a device for the plane-parallel lapping of film strips made of amorphous soft magnetic metal.
  • Amorphous metal is used to manufacture the core parts of magnetic heads with very small dimensions and technical data, which enable the magnetic heads to be used in particular for scanning metal tapes in video magnetic tape devices.
  • Amorphous metal is usually supplied in foil form.
  • a post-treatment of the amorphous films is inevitable to obtain a satisfactory surface smoothness.
  • a film strip is stretched longitudinally and can be reclamped on a grinding support and the grinding support with the film stretched thereon is clamped on a cylindrical grinding machine.
  • the abrasive backing consists of a ground round disc, which is made of a metal with good thermal conductivity properties, extends beyond the film width and has a tensioning device and (if necessary) cooling fins.
  • FIG. 1 A first known external circular lapping machine is shown in FIG. 1.
  • the cylindrical workpiece 3 to be lapped becomes placed on two cylindrical counterparts 1 and 2, the distance d of which is smaller than the diameter D of the workpiece.
  • the cylindrical counterparts are rotated about their axis of rotation at different peripheral speeds, as indicated by the arrows v 1 and v 2 .
  • the workpiece 3 is moved during the lapping process in a direction indicated by the arrow v 3 parallel to the axes of rotation of the counterparts.
  • FIG. 2 shows a second known external circular lapping machine.
  • the cylindrical workpiece 3 with the diameter D to be lapped is introduced into a hollow cylindrical counterpart 4 (often also referred to as a lapping shell), which is parallel to the axes of rotation of workpiece 3 and counterpart 4 extending groove 6.
  • a lapping shell which is parallel to the axes of rotation of workpiece 3 and counterpart 4 extending groove 6.
  • the workpiece 3 is rotated about its axis of rotation, as indicated by the arrow Vs.
  • the counterpart 4 is moved in a direction parallel to the axes of rotation of the workpiece 3 and counterpart 4, as indicated by the arrow v 4 .
  • the present invention has for its object a device for reproducible, plane-parallel Lapping film strips made of amorphous soft magnetic metal, in particular for the production of core parts for magnetic heads with very small dimensions, in which a uniform and gentle removal is guaranteed and the magnetic and mechanical properties of the amorphous metal are not impaired.
  • FIG. 3 shows an example of a device according to a first embodiment of the invention.
  • the film strip 14 to be lapped made of amorphous soft magnetic metal, is stretched helically on a cylindrical round lapping mandrel 13.
  • the clamping takes place by means of two clamping shoes 17 and 18, which are located in recesses 15 and 16 of the circular lap mandrel 13.
  • the cutouts are arranged in such a way that areas of the film strip 14 of equal size are always in lapping engagement. This ensures a particularly uniform and gentle lapping removal, which is absolutely necessary due to the high accuracy requirements for video magnetic heads.
  • the circular lapping mandrel 13 with the film strip 14 stretched thereon in a helical manner is placed on two cylindrical counterparts 1 and 2.
  • the distance d between the counterparts is smaller than the diameter D of the circular lapping mandrel 13.
  • the two counterparts rotate at different peripheral speeds about its axis of rotation, as indicated by the arrows v 1 and v 2 .
  • the counterpart 1 is used for example as a drive roller and the counterpart 2 as a lapping roller.
  • the circular lapping mandrel 13 is advantageously selected from the lightest possible material, for example from light metal materials such as aluminum or from plastics.
  • the lapping mandrel 13 with the film 14 stretched thereon is moved during the lapping process in a direction parallel to the (not shown) axes of rotation of the counterparts 1 and 2, as indicated by the arrow v 3 .
  • lapping abrasive diamond preferably in a grain size is smaller than 25 / um is used, because diamond can be delivered in closely sized granules, and then lapping the amorphous hard films, a hard lapping compound is required.
  • the diamond grains are either in liquid emulsion or are firmly integrated (for example) in the cylindrical counterpart 2.
  • the film strip can be reclamped and the rear side can be processed accordingly.
  • FIG. 4a shows a top view of a device according to a second embodiment of the invention.
  • the film strip 14 to be lapped is clamped onto the circular lapping mandrel 13 in the same way as has already been explained in connection with FIG. 3.
  • the circular lapping mandrel 13 with the film strip 14 stretched thereon is introduced into a hollow cylindrical counterpart 20 which consists of several individual segments, which are referred to below as lapping shells.
  • lapping shells By dividing the counterpart 20 into several individual segments (lapping bowls), the inside diameter of the counterpart can be varied within narrow limits.
  • the grooves 21 are bridged by adjustable springs 22 at a number of locations distributed over the outer surface of the counterpart.
  • the contact pressure can be set as desired by means of the springs 22. This makes a particularly gentle lapping removal possible. Due to the helical clamping of the amorphous film strip 14 onto the circular lap mandrel 13 it is ensured that during the rotary movement of the circular lapping mandrel 13 with the film 14 stretched thereon in the immediate vicinity of the clamping shoes 17 and 18, the film 14 cannot be damaged or even destroyed.
  • the same effect can also be achieved if the film strip 14 is stretched in a circle on the cylindrical circular lap mandrel 13 such that the edges of the film strip lie in planes perpendicular to the axis of rotation of the cylindrical circular lap mandrel.
  • the grooves 21 must run helically, which does not necessarily have to be the case with a helical clamping of the film strip 14 on the circular lap mandrel 13.
  • the clamping shoes are also provided with adjustable springs (not shown) in order to ensure a form-fitting clamping of the film strip onto the circular lap mandrel, i.e. to compensate for any changes in length of the film strip caused by the lapping process.
  • FIG. 4b shows a cross section through a device according to the second embodiment of the invention. 4b shows the recess 15 in the circular lap mandrel 13, in which the clamping shoe 17 is also located, through which the film strip 14 to be lapped is stretched on the circular lap mandrel 13.
  • the counterparts 1, 2 (Fig. 3) and 20 (Fig. 4a, 4b) are advantageously made of cast steel, plastics, copper, tin, casting resins or mixed materials (casting resin with inserted materials), in order to remove as gently as possible to achieve defined surface smoothness.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall beschrieben, wie sie insbesondere bei der Herstellung von amorphen Videoköpfen eingesetzt werden kann. Der zu läppende Folienstreifen wird auf einem zylindrischen Rundläppdorn aufgespannt. Der Rundläppdorn mit dem darauf aufgespannten Folienstreifen wird entweder auf zwei mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten . drehende Gegenstücke aufgelegt oder in ein hohlzylindrisches, aus mehreren Einzelsegmenten aufgebautes Gegenstück eingebracht, wobei die Einzelsegmente von einstellbaren Federn zusammengedrückt und auf den zu läppenden Folienstreifen gepreßt werden. Damit wird ein gleichmäßiger und schonender Läppabtrag gewährleistet. Ferner werden durch den Läppvorgang die magnetischen und mechanischen Eigenschaften des amorphen Metalls nicht beeinträchtigt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall.
  • Zur Herstellung der Kernteile von Magnetköpfen mit sehr kleinen Abmessungen und technischen Daten, die eine Verwendung der Magnetköpfe insbesondere zum Abtasten von Metallbändern in Videomagnetbandgeräten ermöglichen, wird amorphes Metall verwendet. Kernteile, die aus weichmagnetischem amorphen Metall gefertigt sind, das insbesondere auf Kobaltbasis aufgebaut ist, haben ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und weisen eine hohe Verschleißfestigkeit auf.
  • Amorphes Metall wird üblicherweise in Folienform geliefert. In der Praxis hat sich gezeigt, daß aufgrund der immer mehr steigenden Anforderungen an die Qualität der Videoköpfe und um eine definierte Oberfläche zur Ermöglichung einer sicheren Klebung zu erreichen, eine Nachbehandlung der amorphen Folien zum Erhalt einer zufriedenstellenden Oberflächenglätte unumgänglich ist.
  • In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 34 14 243.6 derselben Anmelderin wird vorgeschlagen, die amorphen Folien glattzuschleifen. Dazu ist ein Folienstreifen längsspannend und umspannbar auf einem Schleifträger und der Schleifträger mit der darauf aufgespannten Folie auf einer Rundschleifmaschine aufgespannt. Der Schleifträger besteht aus einer geschliffenen runden Scheibe, die aus einem Metall mit guten Wärmeleiteigenschaften gefertigt ist, die Folienbreite überragt und eine Spanneinrichtung und (bedarfsweise) Kühllamellen aufweist.
  • Aus dem "Handbuch Feinbearbeitung" (Carl Hanser Verlag München Wien 1979), S. 167 bis 181, sind sogenannte "Spjtzenlose Außen-Rundläppmaschinen" zum Außen-Rundläppen von zylindrischen Werkstücken bekannt. Eine erste bekannte Außen-Rundläppmaschine zeigt die Fig. 1. Das zu läppende zylindrische Werkstück 3 wird auf zwei ebenfalls zylindrische Gegenstücke 1 und 2 aufgelegt, deren Abstand d kleiner ist als der Druchmesser D des Werkstücks. Beim Läppvorgang selbst werden die zylindrischen Gegenstücke mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten um ihre Drehachse gedreht, wie es durch die Pfeile vl und v2 angedeutet ist. Das Werkstück 3 wird während des Läppvorganges in einer durch den Pfeil v3 gekennzeichneten Richtung parallel zu den Drehachsen der Gegenstücke bewegt. Als Läppmittel, das entweder lose aufgebracht wird oder in Flüssigkeitsschichten gebunden ist, kann Siliziumkarbid, Edelkorund, Polierrot, Chromgrün, Borkarbid oder Diamantstaub verwendet werden. Eine zweite bekannte Außen-Rundläppmaschine zeigt die Fig. 2. Das zu läppende zylindrische Werkstück 3 mit dem Durchmesser D ist dabei in ein hohlzylindrisches Gegenstück 4 (oft auch als Läppschale bezeichnet) eingebracht, das eine parallel zu den Drehachsen von Werkstück 3 und Gegenstück 4 verlaufende Nut 6 aufweist. Während des Läppvorganges wird das Werkstück 3 um seine Drehachse gedreht, wie es durch den Pfeil Vs angedeutet ist. Das Gegenstück 4 wird in einer Richtung parallel zu den Drehachsen von Werkstück 3 und Gegenstück 4 bewegt, wie es durch den Pfeil v4 angedeutet ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum reproduzierbaren, planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall, insbesondere zur Herstellung von Kernteilen für Magnetköpfe mit sehr kleinen Abmessungen, zu schaffen, bei der ein gleichmäßiger und schonender Abtrag gewährleistet ist und die magnetischen und mechanischen Eigenschaften des amorphen Metalls nicht beeinträchtigt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß es mit einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung möglich wird, eine gewünschte Oberflächenglätte bei Folien aus amorphem Metall genau und reproduzierbar zu erzeugen, da mit der beanspruchten Vorrichtung ein schonender und gleichmäßiger Läppabtrag erreicht wird. Weitere vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich aus Ausführungsbeispielen, welche im folgenden mit Hilfe der Figuren 3, 4a und 4b näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 3 ein Beispiel für eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
    • Fig. 4a eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
    • Fig. 4b einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Figur 3 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Der zu läppende Folienstreifen 14 aus amorphem weichmagnetischen Metall ist schraubenlinienförmig auf einem zylindrischen Rundläppdorn 13 aufgespannt. Die Aufspannung erfolgt durch zwei Klemmschuhe 17 und 18, die sich in Aussparungen 15 und 16 des Rundläppdorns 13 befinden. Die Aussparungen sind derart angeordnet, daß sich stets gleich große Flächen des Folienstreifens 14 im Läppeingriff befinden. Damit wird ein besonders gleichmäßiger und schonender Läppabtrag gewährleistet, wie er aufgrund der hohen Genauigkeitsanforderungen bei Videomagnetköpfen unbedingt vonnöten ist. Zum Läppvorgang selbst wird der Rundläppdorn 13 mit dem darauf schraubenlinienförmig aufgespannten Folienstreifen 14 auf zwei zylindrische Gegenstücke 1 und 2 gelegt. Der Abstand d zwischen den Gegenstücken ist dabei kleiner als der Durchmesser D des Rundläppdorns 13. Die beiden Gegenstücke drehen sich mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten um ihre Drehachse, wie es durch die Pfeile v1 und v2 angedeutet ist. Das Gegenstück 1 wird beispielsweise als Antriebswalze und das Gegenstück 2 als Läppwalze verwendet. Zur Gewährleistung eines schonenden Läppabtrages wird der Rundläppdorn 13 in vorteilhafter Weise aus möglichst leichtem Material gewählt, beispielsweise aus leichtmetallischen Werkstoffen wie Aluminium oder aus Kunststoffen. Der Läppdorn 13 mit der darauf aufgespannten Folie 14 wird während des Läppvorganges in einer Richtung parallel zu den (nicht gezeichneten) Drehachsen der Gegenstücke 1 und 2 bewegt, wie es durch den Pfeil v3 angedeutet ist. Als Läppmittel wird vorzugsweise Diamant in einer Körnung kleiner als 25/um verwendet, da Diamant in eng sortierten Körnungen geliefert werden kann, und da zum Läppen der harten amorphen Folien ein hartes Läppmittel erforderlich ist. Die Diamantkörner befinden sich entweder in flüssiger Emulsion oder sind fest eingebunden (beispielsweise) im zylinderförmigen Gegenstück 2.
  • Ist durch den Läppvorgang die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit der einen Seite des Folienstreifens erreicht, so kann der Folienstreifen umgespannt und deren Rückseite entsprechend bearbeitet werden.
  • Bei einem derartig bearbeiteten amorphen Folienstreifen sind aufgrund des gleichmäßigen und schonenden Läppabtrages die magnetischen und mechanischen Eigenschaften des amorphen Metalls nicht beeinträchtigt.
  • Die Figur 4a zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Aufspannung des zu läppenden Folienstreifens 14 auf den Rundläppdorn 13 erfolgt ebenso wie es bereits im Zusammenhang mit der Figur 3 erläutert wurde. Der Rundläppdorn 13 mit dem darauf aufgespannten Folienstreifen 14 ist bei dieser Ausführungsform in ein hohlzylindrisches Gegenstück 20 eingebracht, das aus mehreren Einzelsegmenten besteht, die im folgenden als Läppschalen bezeichnet werden. Durch die Aufteilung des Gegenstückes 20 in mehrere Einzelsegmente (Läppschalen) kann der Innendurchmesser des Gegenstücks in geringen Grenzen variiert werden. Zwischen den Läppschalen befinden sich Nuten 21, durch die das Läppmittel eingebracht wird. Die Nuten 21 sind an mehreren über die Außenfläche des Gegenstücks verteilten Stellen von einstellbaren Federn 22 überbrückt. die folglich die Läppschalen zusammendrücken und auf den zu läppenden Folienstreifen 14 pressen, so daß ein guter Kontakt gewährleistet ist. Vorteilhaft ist dabei, daß der Anpreßdruck mittels der Federn 22 beliebig eingestellt werden kann. Dadurch wird ein besonders schonender Läppabtrag möglich. Durch die schraubenlinienförmige Aufspannung des amorphen Folienstreifens 14 auf den Rundläppdorn 13 ist sichergestellt, daß bei der Drehbewegung des Rundläppdorns 13 mit der darauf aufgespannten Folie 14 in unmittelbarer Umgebung der Klemmschuhe 17 und 18 die Folie 14 nicht beschädigt oder gar zerstört werden kann.
  • Die gleiche Wirkung kann aber auch erreicht werden, wenn der Folienstreifen 14 kreisförmig auf dem zylindrischen Rundläppdorn 13 derart aufgespannt ist, daß die Kanten des Folienstreifens in Ebenen senkrecht zur Drehachse des zylindrischen Rundläppdorns liegen. In diesem Fall müssen aber die Nute 21 schraubenlinienförmig verlaufen, was bei einer schraubenlinienförmigen Aufspannung des Folienstreifens 14 auf dem Rundläppdorn 13 nicht unbedingt sein muß.
  • In vorteilhafter Weise sind ferner die Klemmschuhe mit (nicht gezeichneten) einstellbaren Federn versehen, um eine formschlüssige Aufspannung des Folienstreifens auf den Rundläppdorn zu gewährleisten, d.h. eventuelle durch den Läppvorgang bedingte Längenänderungen des Folienstreifens auszugleichen.
  • Die Figur 4b zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Aus Fig. 4b ist die Aussparung 15 im Rundläppdorn 13 ersichtlich, in der sich auch der Klemmschuh 17 befindet, durch den der zu läppende Folienstreifen 14 am Rundläppdorn 13 aufgespannt ist.
  • Die Gegenstücke 1, 2 (Fig. 3) bzw. 20 (Fig. 4a, 4b) bestehen in vorteilhafter Weise beispielsweise aus Stahlguß, Kunststoffen, Kupfer, Zinn, Gießharzen oder Mischmaterialien (Gießharz mit eingelegten Werkstoffen), um einen möglichst schonenden Abtrag bei definierter Oberflächenglätte zu erreichen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall, dadurch gekennzeichnet , daß der Folienstreifen (14) aus amorphem weichmagnetischen Metall schraubenlinienförmig auf einem zylindrischen Rundläppdorn (13) derart aufgespannt ist, daß sich stets gleich große Flächen des Folienstreifens (14) im Läppeingriff befinden, und daß der Läppdorn mit dem darauf aufgespannten Folienstreifen auf zwei sich mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten drehende zylinderförmige Gegenstücke (1, 2) aufgelegt ist, deren Abstand (d) kleiner ist als der Durchmesser (D) des Rundläppdorns (Fig. 3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rundläppdorn (13) aus leichtmetallischem Material besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rundläppdorn (13) aus Kunststoff besteht.
4. Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall, dadurch gekennzeichnet , daß der Folienstreifen (14) aus amorphem weichmagnetischen Metall auf einem zylindrischen Rundläppdorn (13) aufgespannt und der Rundläppdorn (13) mit dem darauf aufgespannten Folienstreifen (14) in ein hohlzylindrisches, aus mehreren Einzelsegmenten bestehendes Gegenstück (20) eingebracht ist, welches Nuten (21) aufweist, wobei zwischen den Einzelsegmenten des Gegenstücks einstellbare Federn (22) vorgesehen sind, die die Einzelsegmente zusammenhalten und auf den zu läppenden Folienstreifen (14) drücken (Fig. 4a, b).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienstreifen (14) schraubenlinienförmig auf dem zylindrischen Rundläppdorn (13) aufgespannt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Folienstreifen (14) kreisförmig auf dem zylindrischen Rundläpp- - dorn (13) derart aufgespannt ist, daß die Kanten des Folienstreifens in Ebenen senkrecht zur Drehachse des zylindrischen Rundläppdorns liegen, und daß die Nuten (21) schraubenlinienförmig verlaufen.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-zeichnet, daß als Läppmittel Diamant in einer Körnung kleiner als 25 um in flüssiger Emulsion verwendet wird.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß als Läppmittel Diamant in einer Körnung kleiner als 25 /um verwendet wird, der in einem der Gegenstücke fest eingebunden ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-zeichnet, daß der Folienstreifen (14) durch Klemmschuhe (17, 18), die sich in Aussparungen (15, 16) am Umfang des Rundläppdorns (13) befinden, am Rundläppdorn festgespannt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Klemmschuhe (17, 18) mit einstellbaren Federn versehen sind.
EP19860100649 1985-04-26 1986-01-18 Vorrichtung zum planparallelen Läppen von Folienstreifen aus amorphem weichmagnetischen Metall Withdrawn EP0198997A2 (de)

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Inventor name: ECKSTEIN, KARLHEINZ

Inventor name: DITZ, ALFRED