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Dokumentenidentifikation DE19643559B4 03.11.2005
Titel Winkelgetriebe
Anmelder GKN Walterscheid GmbH, 53797 Lohmar, DE;
GKN Walterscheid Getriebe GmbH, 02681 Kirschau, DE
Erfinder Coenen, Karl, 53721 Siegburg, DE;
Jacob, Johannes, 02692 Obergurig, DE;
Roth, Andreas, 02681 Kirschau, DE
Vertreter Harwardt Neumann Patent- und Rechtsanwälte, 53721 Siegburg
DE-Anmeldedatum 24.10.1996
DE-Aktenzeichen 19643559
Offenlegungstag 30.04.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.11.2005
IPC-Hauptklasse F16H 1/14
IPC-Nebenklasse A01D 69/00   A01D 78/00   F16H 57/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Winkelgetriebe mit einem Gehäuse, das einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt umfaßt, mit einem im ersten Gehäuseabschnitt um eine erste Drehachse drehbar aufgenommenen ersten Kegelrad, mit einem im zweiten Gehäuseabschnitt um eine zweite Drehachse drehbar angeordneten zweiten Kegelrad, und mit Dichtungen zur Abdichtung der Gehäuseabschnitte, wobei der erste Gehäuseabschnitt eine um die erste Drehachse ringförmig verlaufende äußere Ringwand und eine erste Stirnwand und der dazu winklig angeordnete zweite Gehäuseabschnitt eine ringförmig um die zweite Drehachse verlaufende Außenwand sowie eine zweite Stirnwand aufweist und die äußere Ringwand, die erste Stirnwand, die zweite Außenwand und die zweite Stirnwand einstückig ausgebildet sind und im Stoßbereich der beiden Gehäuseabschnitte einen Durchbruch aufweisen, in welchem die Verzahnungen der beiden Kegelräder, die zu den Stirnwänden weisen, miteinander kämmen.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Winkelgetriebe für den Antrieb von oder für Antriebe in landwirtschaftlichen Geräten. Ein solches Winkelgetriebe wird beispielsweise zum Antrieb eines die Zinkenarme tragenden Kreiseltellers eines Heuwenders (Kreiselheuers) eingesetzt.

Ein Winkelgetriebe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ist in der GB 2 223 068 A beschrieben. Diese betrifft eine Achsantriebseinheit mit einem aus mehreren Abschnitten aufgebauten Getriebegehäuse. Es ist ein Grundgehäuse vorhanden, an welchem weitere Gehäuseteile angeflanscht sind. Das Grundgehäuse umfasst zwei Gehäuseabschnitte. Diese sind rechtwinklig zueinander angeordnet. In den ersten Gehäuseabschnitt ragt ein Kegelrad hinein, das jedoch selbst ein einem Flanschgehäuse gelagert ist, welches mit dem Grundgehäuse über Schrauben und einen Flansch verbunden ist. Ferner ist an dem dazu rechtwinklig verlaufenden Abschnitt des Grundgehäuses und einem an diesem angeflanschten weiteren Gehäuse ein Differential gelagert. Der Korb des Differentials trägt ein Kegelrad, das mit dem ersten Kegelrad kämmt. Das aus den einzelnen Teilen aufgebaute Gehäuse ist so ausgebildet, daß das Differential untergebracht werden kann. Entsprechend ist ein relativ großer Bauraum vorhanden. Die Stirnwand des zweiten Gehäuseabschnittes weist darüber hinaus eine Durchtrittsöffnung für eine Antriebswelle auf. Desgleichen ist das an den zweiten Gehäuseabschnitt anflanschbare Gehäuse mit einer rohrförmigen Verlängerung versehen, in welcher eine Abtriebswelle aufgenommen ist. Das Grundgehäuse dient für keines der beiden Kegelräder ausschließlich als Lagerbasis. Bei dem mit dem Differential verbundenen Kegelrad erfolgt eine Lagerung einerseits im Grundgehäuse und andererseits in dem damit verbundenen, separaten Gehäuse. Hinsichtlich des weiteren Kegelrades ist die Lagerung vollkommen vom Grundgehäuse getrennt. Die Lagerung erfolgt in dem separaten, an dem Grundgehäuse angeflanschten Getriebegehäuse.

Die US 3 442 444 betrifft einen Antrieb für ein Gebläse, wobei eine Trägerstruktur vorgesehen ist, die einen ersten Abschnitt und einen davon rechtwinklig abstehenden zweiten Abschnitt umfasst. Der erste Abschnitt hat eine Hülsenform und weist eine Lagerbohrung auf, in der eine Welle gelagert ist, auf der ein erstes Kegelrad mittels einer Verzahnung befestigt ist. Auf dem als Hohlzapfen gestalteten zweiten Abschnitt der Trägerstruktur ist das zweite Kegelrad unter Zwischenschaltung von Lagern drehbar gelagert. Mehrere Verkleidungen sind an der Trägerstruktur oder anderen Bauteilen befestigt. Diese bilden erhebliche Freiräume um die beiden Kegelräder herum. Die Verkleidungen sind an die Trägerstruktur durch Schraubmittel angeschlossen.

Von Nachteil bei den bekannten Ausführungen ist, daß die Gehäuse ein relativ großes Volumen aufweisen, das durch Öl zum Schmieren gefüllt werden muß. Wird nur eine Teilfüllung mit Schmieröl vorgesehen, so können Situationen eintreten, bei denen die Kegelräder nicht ausreichend geschmiert werden, da solche landwirtschaftlichen Geräte auch in Hanglagen eingesetzt werden. Ferner ist von Nachteil, daß bei Undichtigkeiten eine verhältnismäßig große Ölmenge austreten kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Winkelgetriebe zu schaffen, das eine kompakte und abgeschlossene Baueinheit darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Gehäuseabschnitt eine ringförmige innere Ringwand oder einen Zapfen aufweist, zu denen die äußere Ringwand radial beabstandet und mit dieser durch die erste Stirnwand verbunden ist, so daß ein Ringraum dazwischen gebildet ist, daß das erste Kegelrad auf einer Lagersitzfläche der inneren Ringwand bzw. des Zapfens gelagert ist und zur Verbindung mit einem treibenden oder anzutreibenden Bauteil dient, und daß zwischen einer Dichtfläche des ersten Kegelrades und einer von der äußeren Ringwand gebildeten Bohrung sowie einer Lagerbohrung des ersten Kegelrades und der Lagersitzfläche der inneren Ringwand bzw. des Zapfens und ferner zwischen einer Sitzfläche des zweiten Kegelrades und einer Aufnahmebohrung der Außenwand des zweiten Gehäuseabschnittes Dichtungen angeordnet sind.

Durch die Ineinanderschachtelung wird eine Baueinheit geschaffen, die nur einen geringen Bauraum einnimmt. Entsprechend ist auch der Totraum in dem Gehäuse klein ausgebildet, so daß der für die Schmierung des Getriebes erforderliche Ölbedarf äußerst gering ist. Entsprechend ist auch bei Leckagen der mögliche Verlust an Öl mengenmäßig gering, so daß keine nennenswerte Umweltschädigung eintreten kann. Es läßt sich darüber hinaus eine Baueinheit erzielen, die zuläßt, eine Welle durch das Gehäuse hindurchzuführen, so daß beispielsweise eine zentrale Welle zum Antrieb mehrerer nebeneinander angeordneter Winkelgetriebe genutzt werden können. Hierbei braucht kein Eingriff in das Getriebegehäuse selbst zu erfolgen. Beispielsweise sind keinerlei Dichtungen erforderlich, um gegenüber der hindurchgeführten Welle eine Abdichtung vorzunehmen. Somit sind vormontierte Baueinheiten geschaffen. Vorzugsweise sind die beiden Gehäuseabschnitte und die beiden Drehachsen rechtwinklig zueinander verlaufend angeordnet. Auch andere Winkel sind möglich.

Eine günstige Ausbildung wird dadurch erreicht, daß das erste Kegelrad einen auf der ersten Drehachse zentrierten Lagerabschnitt besitzt, der die Lagerbohrung aufweist und daß mindestens ein Wälzlager vorgesehen ist, das zusammen mit der der ersten Stirnwand entfernt angeordneten Dichtung im Ringspalt zwischen der Lagersitzfläche der inneren Ringwand und der Lagerbohrung angebracht und auf der inneren Ringwand gelagert ist und daß der Lagerabschnitt die äußere Dichtfläche aufweist und die Dichtung zwischen dieser und der Bohrung der äußeren Ringwand des ersten Gehäuseabschnittes angeordnet ist. Die Dichtungen sind bei dieser Anordnung jeweils geschützt untergebracht.

Ferner ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Aufnahmebohrung der ringförmigen Außenwand des zweiten Gehäuseabschnittes ein Wälzlager aufnimmt, das eine Sitzfläche eines dem zweiten Kegelrad angeformten Sitzabschnittes aufnimmt, und daß die Ringöffnung zwischen dem Sitzabschnitt und der Aufnahmebohrung von der zweiten Stirnwand des zweiten Gehäuseabschnittes weg durch die Dichtung nach außen abgeschlossen ist.

Für den Anschluß des zweiten Kegelrades an eine Welle ist vorgesehen, daß das zweite Kegelrad mit seinem Sitzabschnitt eine durchgehende Anschlußbohrung für den Anschluß einer Welle aufweist und daß die zweite Stirnwand des zweiten Gehäuseabschnittes eine Bohrung besitzt, in welche ein Fortsatz des zweiten Kegelrades hineinragt und zwischen beiden eine Dichtung und/oder ein weiteres Lager zur Lagerung des zweiten Kegelrades angeordnet ist.

Vorzugsweise dienen zur Lagerung des ersten Kegelrades zwei beabstandete Wälzlager. Zur Verbindung des ersten Kegelrades mit einem Antrieb bzw. mit einem anzutreibenden Bauteil sind Anschlußmittel vorgesehen. Diese umfassen beispielsweise Anschlußbohrungen in der Stirnfläche des Lagerabschnittes, welche von den Zähnen wegweist. Darüber hinaus kann auch eine Sitzfläche vorgesehen sein, um die anzuschließenden Bauteile zu zentrieren. Es kann beispielsweise ein Teller, der die Zinkenarme eines Heuwenders trägt, mit dem Lagerabschnitt verschraubt werden.

Zur Festlegung des Gehäuses können beispielsweise an der äußeren Ringwand des ersten Gehäuseabschnittes Augen oder dergleichen Mittel angeformt sein, die Befestigungsbohrungen zur Durchführung von Schrauben aufweisen. Alternativ ist es möglich, die Bohrung in der inneren Ringwand des ersten Gehäuseabschnittes zur Festlegung des Getriebes an einen Zapfen zu nutzen. Ferner kann diese Bohrung auch zur Lagerung oder Befestigung eines Bauteiles einer Maschine dienen, so daß das Getriebe beispielsweise ein Maschinenteil hält.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Getriebes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

1 einen Schnitt durch das Gehäuse mit den beiden Gehäuseabschnitten in einer Ebene, die die Drehachsen beider Kegelräder enthält,

2 eine Ansicht des Getriebes in Pfeilrichtung X und

3 eine Ansicht des Getriebes in Pfeilrichtung Y.

Das erfindungsgemäße Getriebe gemäß 1 bis 3 ist in 1 einem Tragrahmen T, der als Kastenrahmen gestaltet ist, zugeordnet dargestellt. Das Getriebe umfaßt ein Gehäuse, das aus einem ersten Gehäuseabschnitt 1 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 2 aufgebaut ist. Der erste Gehäuseabschnitt 1 dient zur Aufnahme eines ersten Kegelrades, das drehbar in diesem um die erste Drehachse 3 angeordnet ist. Dem zweiten Gehäuseabschnitt 2 ist ein zweites Kegelrad zugeordnet, das um die zweite Drehachse 4 drehbar angeordnet ist.

Die beiden Gehäuseabschnitte verlaufen im wesentlichen rechtwinklig zueinander, d.h. ihre beiden Drehachsen 3, 4 sind in einer Ebene angeordnet und stehen senkrecht aufeinander.

Der erste Gehäuseabschnitt 1 weist eine innere Ringwand 5 auf, die eine auf der ersten Drehachse 3 zentrierte Bohrung 6 besitzt. Auf der dazu abgewandten Fläche ist eine zylindrische Lagersitzfläche 7 angeordnet. Im radialen Abstand zur inneren Ringwand 5 befindet sich eine äußere Ringwand 8, die in Richtung der Drehachse 3 kürzer ausgebildet ist. Beide sind durch eine erste Stirnwand 10 miteinander verbunden, so daß sich zwischen den beiden Ringwänden 5, 8 ein einseitig geschlossener Ringraum ergibt, der zur Aufnahme des ersten Kegelrades 11 dient. Das erste Kegelrad 11 besitzt von seinen Zähnen 14 weg einen als Ring gestalteten Lagerabschnitt 13, der eine Lagerbohrung 15 und auf seiner Außenfläche eine Dichtfläche 12 aufweist. Das erste Kegelrad 11 ist mittels zweier Wälzlager 16, 17 auf der Lagersitzfläche 7 der inneren Ringwand 5 des ersten Gehäuseabschnittes 1 gelagert. Hierzu sind die äußeren Lagerringe der beiden Wälzlager 16, 17 in der Lagerbohrung 15 aufgenommen, während deren beiden Innenringe auf der Lagersitzfläche 7 aufgenommen sind. Zur Festlegung des Wälzlagers 17 in Richtung der Drehachse 3 dienen zwei Sicherungsringe 18, 19, von denen der Sicherungsring 18 in einer Nut in der Lagersitzfläche 7 der inneren Ringwand 5 einsitzt und den Lagerinnenring sichert, und der zweite Sicherungsring 19 auf der davon abgewandten Seite sich gegen den äußeren Lagerring abstützt und in einer Nut in der Lagerbohrung 15 des Lagerabschnittes 13 des ersten Kegelrades 11 einsitzt. Die Verzahnung 14 weist zur ersten Stirnwand 10 des ersten Gehäuseabschnittes 1 hin. Der Spalt zwischen der Bohrung 9 in der äußeren Ringwand 8 und der zylindrischen Dichtfläche 12 des ersten Kegelrades 11 ist durch eine Dichtung 20' abgedichtet, während der Ringspalt zwischen der Lagerbohrung 15 und der Lagersitzfläche 7 durch eine Dichtung 20 abgedichtet ist. Hierdurch ist der Gehäuseabschnitt 1 nach außen vollständig abgedichtet. Das erste Kegelrad 11 weist darüber hinaus in seiner dem Lagerabschnitt 13 zugehörigen und der Verzahnung 14 abgewandten Stirnfläche umfangsverteilt Gewindebohrungen 39 und einen Zentriersitz 40 auf, welche zum Anschluß beispielsweise an ein anzutreibendes Bauteil dienen.

Der zweite Gehäuseabschnitt 2 umfaßt eine ringförmige Außenwand 21, die in die äußere Ringwand 8 übergeht und welche in einer Stirnwand 22 endet, die in die erste Stirnwand 10 des ersten Gehäuseabschnittes 1 übergeht. Die ringförmige Außenwand 21 besitzt eine Aufnahmebohrung 24, die auf der Drehachse 4 zentriert ist und eine ebenfalls auf der Drehachse 4 zentrierte Bohrung 23 in der Stirnwand 22. Das zweite Kegelrad 27 weist zur zweiten Stirnwand 22 hin die Verzahnung 28 auf. Es weist ferner einen Fortsatz 31, der sich bis in die Bohrung 23 der Stirnwand 22 erstreckt, und einen zur entgegengesetzten Seite abstehenden Sitzabschnitt 29 auf, der außen eine zylindrische Sitzfläche 30 besitzt. Die Verzahnungen 14, 28 der beiden Kegelräder 11, 27 ragen in den Durchbruch 25 hinein, welcher im Stoßbereich der beiden Gehäuseabschnitte 1, 2 angeordnet ist. Die beiden Verzahnungen 14, 28 kämmen in diesem Bereich. Das zweite Kegelrad 27 ist mittels eines auf der Sitzfläche 30 des Sitzabschnittes 29 mit seinem Lagerinnenring aufsitzenden Wälzlagers 33 im Innenraum 26 des zweiten Gehäuseabschnittes 2 gelagert, wobei der äußere Lagerring in der Aufnahmebohrung 24 durch einen Sicherungsring 35 gegen axiale Verlagerung aus dem zweiten Gehäuseabschnitt 2 heraus gesichert ist. Zwischen der Außenfläche 32 des Fortsatzes 31 und der Wandung der Bohrung 23 ist ein Dichtring 38 eingesetzt. Ferner ist in dem ringförmigen Spalt zwischen der Aufnahmebohrung 24 und der Sitzfläche 30 des zweiten Kegelrades 27 ein weiterer Dichtring 34 zur Abdichtung eingesetzt. Das zweite Kegelrad 27 besitzt eine Anschlußbohrung 36, die einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt oder ein Keilprofil aufweist, und sie dient zur Aufnahme einer entsprechend im Querschnitt geformten Welle 37, die beispielsweise zum Antrieb dient.

1erster Gehäuseabschnitt 2zweiter Gehäuseabschnitt 3erste Drehachse 4zweite Drehachse 5innere Ringwand 6Bohrung 7Lagersitzfläche 8äußere Ringwand 9Bohrung 10erste Stirnwand 11erstes Kegelrad 12Dichtfläche 13Lagerabschnitt 14Verzahnung/Zähne 15Lagerbohrung 16, 17Wälzlager 18, 19Sicherungsring 20, 20'Dichtung 21Außenwand 22zweite Stirnwand 23Bohrung 24Aufnahmebohrung 25Durchbruch 26Innenraum 27zweites Kegelrad 28Verzahnung/Zähne 29Sitzabschnitt 30Sitzfläche 31Fortsatz 32Außenfläche 33Wälzlager 34Dichtung 35Sicherungsring 36Anschlußbohrung 37Welle 38Dichtung 39Gewindebohrung 40Zentriersitz T Tragrahmen

Anspruch[de]
  1. Winkelgetriebe mit einem Gehäuse, das einen ersten Gehäuseabschnitt (1) und einen zweiten Gehäuseabschnitt (2) umfaßt, mit einem im ersten Gehäuseabschnitt (1) um eine erste Drehachse (3) drehbar aufgenommenen ersten Kegelrad (11), mit einem im zweiten Gehäuseabschnitt (2) um eine zweite Drehachse (4) drehbar angeordneten zweiten Kegelrad (27), und mit Dichtungen zur Abdichtung der Gehäuseabschnitte (1, 2), wobei der erste Gehäuseabschnitt (1) eine um die erste Drehachse (3) ringförmig verlaufende äußere Ringwand (8) und eine erste Stirnwand (10) und der dazu winklig angeordnete zweite Gehäuseabschnitt (2) eine ringförmig um die zweite Drehachse (4) verlaufende Außenwand (21) sowie eine zweite Stirnwand (22) aufweist und die äußere Ringwand (8), die erste Stirnwand (10), die zweite Außenwand (21) und die zweite Stirnwand (22) einstückig ausgebildet sind und im Stoßbereich der beiden Gehäuseabschnitte (1, 2) einen Durchbruch (25) aufweisen, in welchem die Verzahnungen (14, 28) der beiden Kegelräder (11, 27), die zu den Stirnwänden (10, 22) weisen, miteinander kämmen, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gehäuseabschnitt (1) eine ringförmige innere Ringwand (5) oder einen Zapfen aufweist, zu denen die äußere Ringwand (8) radial beabstandet und mit dieser durch die erste Stirnwand (10) verbunden ist, so daß ein Ringraum dazwischen gebildet ist, daß das erste Kegelrad (11) auf einer Lagersitzfläche (7) der inneren Ringwand (5) bzw. des Zapfens gelagert ist und zur Verbindung mit einem treibenden oder anzutreibenden Bauteil dient, und daß zwischen einer Dichtfläche (12) des ersten Kegelrades (11) und einer von der äußeren Ringwand (8) gebildeten Bohrung (9) sowie einer Lagerbohrung (15) des ersten Kegelrades (11) und der Lagersitzfläche (7) der inneren Ringwand (5) bzw. des Zapfens und ferner zwischen einer Sitzfläche (30) des zweiten Kegelrades (27) und einer Aufnahmebohrung (24) der Außenwand (21) des zweiten Gehäuseabschnittes (2) Dichtungen (20, 20' 34) angeordnet sind.
  2. Winkelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseabschnitte (1, 2) und die beiden Drehachsen (3, 4) rechtwinklig zueinander verlaufend angeordnet sind.
  3. Winkelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kegelrad (11) einen auf der ersten Drehachse (3) zentrierten Lagerabschnitt (13) besitzt, der die Lagerbohrung (15) aufweist, und mindestens ein Wälzlager (16, 17) vorgesehen ist, das zusammen mit der der ersten Stirnwand (10) entfernt angeordneten Dichtung (20) im Ringspalt zwischen der Lagersitzfläche (7) der inneren Ringwand (5) und der Lagerbohrung (15) angebracht und auf der inneren Ringwand (5) gelagert ist, und daß der Lagerabschnitt (13) die äußere Dichtfläche (12) aufweist und die Dichtung (20) zwischen dieser und der Bohrung (9) der äußeren Ringwand (8) des ersten Gehäuseabschnittes (1) angeordnet ist.
  4. Winkelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (24) der ringförmigen Außenwand (21) des zweiten Gehäuseabschnittes (2) ein Wälzlager (33) aufnimmt, das eine Sitzfläche (30) eines dem zweiten Kegelrad (27) angeformten Sitzabschnittes (29) aufnimmt, und daß die Ringöffnung zwischen dem Sitzabschnitt (29) und der Aufnahmebohrung (24) von der zweiten Stirnwand (22) des zweiten Gehäuseabschnittes (2) weg durch die Dichtung (34) nach außen abgeschlossen ist.
  5. Winkelgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kegelrad (27) mit seinem Sitzabschnitt (29) eine durchgehende Anschlußbohrung (36) für den Anschluß einer Welle (37) aufweist und daß die zweite Stirnwand (22) des zweiten Gehäuseabschnittes (2) eine Bohrung (23) besitzt, in welche ein Fortsatz (31) des zweiten Kegelrades (27) hineinragt und zwischen beiden eine Dichtung (38) und/oder ein weiteres Lager zur Lagerung des zweiten Kegelrades (27) angeordnet ist.
  6. Winkelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kegelrad (11) mittels zweier beabstandeter Wälzlager (16, 17) gelagert ist.
  7. Winkelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kegelrad (11) an der Stirnfläche seines Lagerabschnittes (13), welche der Verzahnung (14) abgewandt ist, Anschlußmittel (39, 40) für die Verbindung mit einem treibenden oder anzutreibenden Bauteil aufweist.
  8. Winkelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) der inneren Ringwand (5) als Aufnahmebohrung für ein zu lagerndes oder festzulegendes Bauteil oder zur Befestigung des Getriebes an einem Zapfen dient.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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