CH656335A5 - DRILLING TOOL. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, mit einem mindestens eine Schneidplatte aufweisenden Kopfteil und einem an der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Werkzeughalter, wobei das Kopfteil an seinem, dem Werkzeughalter zugekehrten hinteren Ende einen zur Bohrwerkzeugachse konzentrischen, zylindrischen Passzapfen, der von einer senkrecht zur Bohrwerkzeugachse verlaufenden Ringfläche umgeben ist, und der Werkzeughalter zur Aufnahme des Passzapfens eine von einer ringförmigen Stirnfläche umgebene Passbohrung, sowie im Bereich der Passbohrung eine radial verschraubbare Halteschraube aufweist, die über einen kegelförmigen Ansatz und eine kegelförmige Vertiefung, deren beide Achsen in Richtung der Bohrwerkzeugachse versetzt zueinander angeordnet sind, auf den Passzapfen einwirkt. The invention relates to a drilling tool with a head part having at least one cutting insert and a tool holder which can be fastened to the spindle of a machine tool, the head part at its rear end facing the tool holder having a cylindrical fitting pin which is concentric with the drilling tool axis and which extends from an annular surface running perpendicular to the drilling tool axis is surrounded, and the tool holder for receiving the fitting pin has a fitting hole surrounded by an annular end face, and in the region of the fitting hole has a radially screwable retaining screw, which has a conical shoulder and a conical recess, the two axes of which are arranged offset to one another in the direction of the drilling tool axis , acts on the locating pin.
Da einerseits die Werkzeugaufnahmen an den Spindeln von Bohr- und Fräswerken sehr unterschiedlich ausgeführt sind, wobei es neben konischen Werkzeugaufnahmen mit den verschiedensten Konuswinkeln auch Spezialausführun-gen gibt und da andererseits die Bohrwerkzeuge möglichst variabel den verschiedensten Bearbeitungsaufgaben ange-passt werden sollen, ist es üblich, Bohrwerkzeuge nach Art eines Baukastensystems aus zwei oder mehreren Teilen zusammenzusetzen. Es wird dann für bestimmte Bearbeitungsaufgaben jeweils das passende Kopfteil herausgesucht und mit einem zu der jeweiligen Werkzeugaufnahme passenden Werkzeughalter verbunden. Durch Zwischenschaltung verschieden langer oder auch mehrerer Verbindungsstücke kann man verschieden lange Bohrwerkzeuge zusammensetzen. Since, on the one hand, the tool holders on the spindles of boring and milling machines are designed very differently, whereby besides conical tool holders with the most varied cone angles there are also special designs and, on the other hand, since the drilling tools are to be adapted to the most varied of machining tasks as variably as possible, it is common To assemble drilling tools in the manner of a modular system from two or more parts. The appropriate head part is then selected for specific machining tasks and connected to a tool holder suitable for the respective tool holder. By interposing different lengths or even several connecting pieces, drilling tools of different lengths can be assembled.
Bei einem bekannten Bohrwerkzeug der eingangs erwähnten Art weist der Passzapfen in seiner zylindrischen Mantelfläche eine kegelförmige Vertiefung auf. In diese kegelförmige Vertiefung greift ein kegelförmiger Ansatz an der Halteschraube ein. Beim Festziehen der Halteschraube wird durch den axialen Versatz der Achse der kegelförmigen Vertiefung gegenüber der Achse des kegelförmigen Ansatzes erreicht, dass die Ringfläche an die Stirnfläche angepresst wird. Diese Anpressung ist jedoch infolge der einseitigen Anordnung der Halteschraube und des zwischen Passzapfen und Passbohrung unvermeidlichen Spieles ebenfalls einseitig. Da weiterhin die Halteschraube nur von einer Seite auf den Passzapfen einwirkt, wird dieser einseitig an den Wandteil der Passbohrung angedrückt, die der Halteschraube gegenüberliegt. Durch diese einseitige Anpressung fluchtet die Achse des Kopfteiles nicht mehr genau mit der Achse des Werkzeughalters, was zu Bearbeitungsungenauigkeiten führt. Weiterhin ist die kegelförmige Vertiefung im Passzapfen einem sehr hohen Druck ausgesetzt, der unter Umständen zu Abnutzungserscheinungen führen kann. Dieser hohe Druck wird nicht nur durch das Anziehen der Halteschraube verursacht, sondern auch durch das Drehmoment, welches zum Teil von der Halteschraube auf die Vertiefung übertragen werden muss. Es tritt hierbei eine hohe Flächenpressung ein, denn der kegelförmige Ansatz berührt die ebenfalls kegelförmige Vertiefung nur entlang einer Linie oder jedenfalls einer sehr schmalen Fläche. Ausserdem muss die Halteschraube, um die nötige feste Verbindung zwischen Kopfteil und Werkzeughalter herzustellen, verhältnismässig stark angezogen werden, was unter Umständen auch zu einer Beschädigung ihres Gewindes bzw. auch des für die Halteschraube im Werkzeughalter vorgesehenen Muttergewindes führen kann. In a known drilling tool of the type mentioned in the introduction, the fitting pin has a conical depression in its cylindrical outer surface. A conical extension on the retaining screw engages in this conical recess. When the retaining screw is tightened, the axial offset of the axis of the conical recess relative to the axis of the conical extension means that the annular surface is pressed against the end face. However, this pressure is also one-sided due to the one-sided arrangement of the retaining screw and the inevitable play between the fitting pin and fitting hole. Since the retaining screw only acts on the fitting pin from one side, it is pressed on one side against the wall part of the fitting hole, which is opposite the retaining screw. Due to this one-sided pressure, the axis of the head part is no longer exactly aligned with the axis of the tool holder, which leads to machining inaccuracies. Furthermore, the conical recess in the fitting pin is exposed to very high pressure, which under certain circumstances can lead to signs of wear. This high pressure is not only caused by the tightening of the retaining screw, but also by the torque, which has to be partially transferred from the retaining screw to the recess. This results in a high surface pressure, because the conical extension only touches the conical depression along a line or at least a very narrow surface. In addition, in order to establish the necessary firm connection between the head part and the tool holder, the retaining screw has to be tightened relatively strongly, which under certain circumstances can also damage its thread or the nut thread provided for the retaining screw in the tool holder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Verbindung zwischen Kopfteil und Werkzeughalter bzw. auch eventuell dazwischen eingesetzten Zwischenstücken keiner einseitigen Belastung unterworfen ist, eine bessere Anpressung zwischen Ringfläche und Stirnfläche erzielt wird und bei dem stark belastete Verbindungsteile einfach austauschbar sind. The invention has for its object to provide a drilling tool of the type mentioned, in which the connection between the head part and tool holder or possibly interposed intermediate pieces is not subjected to one-sided loading, a better contact between ring surface and end face is achieved and in which strong loaded connecting parts are easy to replace.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Passzapfen im Bereich der Halteschraube eine Querbohrung mit einem darin verschiebbaren Verbindungsbolzen aufweist, der an seinen beiden Enden einen kegelförmigen Ansatz oder eine kegelförmige Vertiefung aufweist, und dass This is achieved according to the invention in that the fitting pin has a transverse bore in the area of the retaining screw with a connecting bolt which can be displaced therein and which has a conical extension or a conical depression at its two ends, and in that
2 2nd
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koaxial zur Halteschraube diametral gegenüberliegend eine zweite Halteschraube im Werkzeughalter verschraubbar angeordnet ist, wobei sich beide Halteschrauben an gegenüberliegenden Enden des Verbindungsbolzens mit ihren kegelförmigen Vertiefungen oder kegelförmigen Ansätzen abstützen. A second retaining screw is arranged in the tool holder so that it can be screwed diametrically opposite one another coaxially to the retaining screw, with both retaining screws being supported at opposite ends of the connecting bolt with their conical depressions or conical projections.
Bei dem Werkzeug sind also diametral gegenüberliegend zwei Halteschrauben vorgesehen, die jedoch nicht direkt auf den Passzapfen, sondern einen im Passzapfen verschiebbaren Verbindungsbolzen einwirken. Da beide Halteschrauben über kegelförmige Vertiefungen und kegelförmige Ansätze auf den Verbindungsbolzen einwirken, werden durch beide Halteschrauben an diametral gegenüberliegenden Enden des Verbindungsbolzens Kräfte ausgeübt, deren Kraftkomponenten die Ringfläche an diametral gegenüberliegenden Bereichen an die Stirnfläche andrücken. Es wird hierdurch eine gleichmässigere Anpressung beiden Flächen erzielt. Weiterhin wird beim Anziehen der Halteschrauben auch kein einseitiger Druck auf den Passzapfen ausgeübt, da sich der Verbindungsbolzen in der Querbohrung verschieben kann. Es ist hiermit immer sichergestellt, dass die Achse des Kopftei-les koaxial zur Achse des Werkzeughalters bzw. auch zwischengeschalteter Zwischenstücke verläuft. Ferner wird die Verspannkraft zwischen Ringfläche und Stirnfläche verdoppelt, denn es sind an beiden Enden des Verbindungsbolzens jeweils kegelförmige Ansätze und kegelförmige Vertiefungen im Eingriff. Schliesslich können aber auch alle stark belasteten Verbindungsteile, nämlich die beiden Halteschrauben und der Verbindungsbolzen leicht ausgetauscht werden, The tool therefore has two holding screws diametrically opposite one another, but these do not act directly on the fitting pin, but rather on a connecting bolt which can be displaced in the fitting pin. Since both retaining screws act on the connecting bolt via conical depressions and conical projections, forces are exerted by both retaining screws on diametrically opposite ends of the connecting bolt, the force components of which press the annular surface against the end face at diametrically opposite regions. This results in a more even pressure on both surfaces. Furthermore, when tightening the retaining screws, no one-sided pressure is exerted on the fitting pin, since the connecting bolt can move in the transverse bore. It is hereby always ensured that the axis of the head part runs coaxially to the axis of the tool holder or also intermediate intermediate pieces. Furthermore, the clamping force between the annular surface and the end surface is doubled, because there are conical projections and conical recesses in engagement at both ends of the connecting bolt. Finally, all the heavily loaded connecting parts, namely the two retaining screws and the connecting bolt, can also be easily replaced,
wenn man an diesen Teilen irgendwelche Verschleisserschei-nungen feststellt. if you notice any signs of wear on these parts.
Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.
Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:
Figur 1 eine Seitenansicht des Bohrwerkzeuges teilweise im Längsschnitt, FIG. 1 shows a side view of the drilling tool, partly in longitudinal section,
Figur 2 einen Querschnitt nach der Linie II—II der Figur Figure 2 shows a cross section along the line II-II of the figure
1. 1.
Figur 3 und 4 teilweise Längsschnitte durch zwei weitere Ausführungsbeispiele. Figures 3 and 4 partially longitudinal sections through two further embodiments.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Werkzeughalter bezeichnet, der mit seinem Konus 2 in die Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine einsetzbar ist. Der Werkzeughalter 1 kann anstelle des gezeigten Konus auch einen Konus mit einem anderen Konuswinkel, einen zylindrischen Schaft, einen Flansch aufweisen, oder in sonstiger Form der Werkzeugaufnahme an der Spindel der Werkzeugmaschine angepasst sein. In the drawing, 1 denotes a tool holder, which can be inserted with its cone 2 into the tool holder of a machine tool. Instead of the cone shown, the tool holder 1 can also have a cone with a different cone angle, a cylindrical shaft, a flange, or can be adapted in some other way to the tool holder on the spindle of the machine tool.
Ferner weist das Bohrwerkzeug ein Kopfteil 3 auf, welches beispielsweise mit zwei diametral gegenüberliegenden Schneidplatten 4 versehen ist. Dieses Kopfteil 3 soll direkt oder unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes 5 mit dem jeweiligen Werkzeughalter 1 verbunden werden, wobei anstelle des gezeigten Kopfteiles auch andere der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe angepasste Kopfteile mit den verschiedensten Werkzeughaltern und Zwischenstücken verbunden werden sollen. Damit das System möglichst variabel ist, sind die nachfolgend beschriebenen Verbindungsteile am Kopfteil 3 und am Werkzeughalter 1 sowie am Zwischenstück 5 jeweils gleichartig ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung bezüglich der Verbindung von Zwischenstück 5 mit Werkzeughalter 1 trifft sinngemäss auch auf die Verbindung zwischen dem Kopfteil 3 und dem vorderen Ende des Zwischenstückes 5 zu. Furthermore, the drilling tool has a head part 3, which is provided, for example, with two diametrically opposed cutting plates 4. This head part 3 is to be connected directly or with the interposition of an intermediate piece 5 to the respective tool holder 1, wherein other head parts adapted to the respective machining task are to be connected to the most varied tool holders and intermediate pieces instead of the head part shown. So that the system is as variable as possible, the connecting parts described below on the head part 3 and on the tool holder 1 and on the intermediate piece 5 are each of the same design. The following description regarding the connection of the intermediate piece 5 with the tool holder 1 also applies analogously to the connection between the head part 3 and the front end of the intermediate piece 5.
Das Zwischenstück 5 ist an seinem hinteren, dem Werkzeughalter 1 zugekehrten Ende 5a mit einem zur Bohrwerkzeugachse B konzentrischen, zylindrischen Passzapfen 6 ver656 335 The intermediate piece 5 is ver656 335 at its rear end 5a facing the tool holder 1 with a cylindrical fitting pin 6 concentric with the drilling tool axis B.
sehen. Dieser Passzapfen 6 ist von einer senkrecht zur Bohrwerkzeugachse B verlaufenden Ringfläche 7 umgeben. Der Werkzeughalter 1 ist mit einer ebenfalls zur Bohrwerkzeugachse B konzentrischen Passbohrung 8 versehen, die zur Aufnahme des Passzapfens 6 dient. Die Passbohrung 8 ist von einer ringförmigen Stirnfläche 9 umgeben. see. This fitting pin 6 is surrounded by an annular surface 7 running perpendicular to the drilling tool axis B. The tool holder 1 is provided with a fitting bore 8, which is also concentric with the drilling tool axis B and serves to receive the fitting pin 6. The fitting bore 8 is surrounded by an annular end face 9.
Der Passzapfen 6 weist eine Querbohrung 10 auf,- in welcher ein Verbindungsbolzen 11 verschiebbar gelagert ist. Dieser Verbindungsbolzen weist an seinen beiden Enden zweckmässig kegelförmige Ansätze 12 auf. Der Werkzeughalter 1 ist mit zwei radial verschraubbaren Halteschrauben 13 versehen, die diametral gegenüberliegend angeordnet und im Bereich der Querbohrung 10 vorgesehen sind. Jede der Halteschrauben 13 weist eine zu dem kegelförmigen Ansatz The fitting pin 6 has a transverse bore 10, - in which a connecting pin 11 is slidably mounted. This connecting pin expediently has conical projections 12 at its two ends. The tool holder 1 is provided with two radially screwable holding screws 13 which are arranged diametrically opposite one another and are provided in the area of the transverse bore 10. Each of the retaining screws 13 has one to the conical extension
12 passende kegelförmige Vertiefung 14 auf. 12 matching conical recess 14.
Die Anordnung der Halteschraube 13 und der Querbohrung 10 ist derart, dass der Abstand A der Achse C der Halteschraube 13 von der Stirnfläche 9 etwas grösser ist als der Abstand a der Achse D der Querbohrung von der Ringfläche 7. Die beiden Achsen C und D sind in der Praxis etwa um 0,3 bis 0,5 mm in Richtung der Bohrwerkzeugachse B zueinander versetzt angeordnet. The arrangement of the retaining screw 13 and the transverse bore 10 is such that the distance A of the axis C of the retaining screw 13 from the end face 9 is somewhat greater than the distance a of the axis D of the transverse bore from the annular surface 7. The two axes are C and D. in practice about 0.3 to 0.5 mm in the direction of the drilling tool axis B offset from each other.
Hierdurch wird erreicht, dass die beiden Halteschrauben This ensures that the two retaining screws
13 beim Anziehen jeweils von einer Seite her in Richtung P auf den Verbindungsbolzen 11 einwirken und diesen gemäss Figur 1 nach rechts zu verschieben versuchen. Hierdurch wird die Ringfläche 7 an die Stirnfläche 9 angepresst. Da die Kräfte P auf beide Enden des Verbindungsbolzens 11 einwirken, wird eine gleichmässige, ringförmige Anpressung beider Flächen erreicht. Ausserdem werden die Anpresskräfte verdoppelt, da gleichzeitig zwei kegelförmige Ansätze 12 mit den dazupassenden kegelförmigen Vertiefungen 14 im Eingriff sind. Durch die Verschiebbarkeit des Verbindungsbolzens 11 in der Querbohrung 10 werden einseitig auf den Passzapfen 6 wirkenden Kräfte vermieden. 13 when tightening act on the connecting bolt 11 from one side in the direction P and try to move it to the right according to FIG. 1. As a result, the annular surface 7 is pressed against the end face 9. Since the forces P act on both ends of the connecting bolt 11, a uniform, annular pressure on both surfaces is achieved. In addition, the contact forces are doubled, since at the same time two conical projections 12 are in engagement with the conical depressions 14 which fit them. Due to the displaceability of the connecting bolt 11 in the transverse bore 10, forces acting on the fitting pin 6 on one side are avoided.
Es wäre auch denkbar, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, den Verbindungsbolzen 11' an beiden Enden mit kegelförmigen Vertiefungen 14' zu versehen und an den beiden Halteschrauben 13' kegelförmige Ansätze 12' anzubringen, die in die kegelförmigen Vertiefungen 14' des Verbindungsbolzens 1Y eingreifen. Ferner könnte gemäss Fig. 4 der Verbindungsbolzen 11" an einem Ende mit einem kegelförmigen Ansatz 12 versehen sein, welcher in die kegelförmige Vertiefung 14 der einen Halteschraube 13 eingreift. An seinem anderen Ende weist der Verbindungsbolzen 11" eine kegelförmige Vertiefung 14' auf, in die ein kegelförmiger Ansatz 12' der anderen Halteschraube eingreift. It would also be conceivable, as shown in FIG. 3, to provide the connecting bolt 11 'with conical depressions 14' at both ends and to attach conical projections 12 'to the two retaining screws 13', which fit into the conical depressions 14 'of the connecting bolt Intervene 1Y. 4, the connecting bolt 11 "could be provided at one end with a conical projection 12 which engages in the conical recess 14 of the one retaining screw 13. At its other end, the connecting bolt 11" has a conical recess 14 ', in which engages a conical extension 12 'of the other retaining screw.
Weiterhin ist es zweckmässig, wenn die Länge L des Verbindungsbolzens etwas kleiner ist als der Durchmesser d des Passzapfens 6. In diesem Fall kann der Verbindungsbolzen 11 beim Auseinanderbauen und beim Zusammenbau immer in der Querbohrung 10 verbleiben. Furthermore, it is expedient if the length L of the connecting bolt is somewhat smaller than the diameter d of the fitting pin 6. In this case, the connecting bolt 11 can always remain in the transverse bore 10 during disassembly and assembly.
Damit der Verbindungsbolzen 11 bei auseinandergebauten Teilen nicht aus der Querbohrung 10 heraustritt und verloren geht, weist er in seiner Mantelfläche eine an beiden Enden geschlossene Längsnut 15 auf, in welche eine im Passzapfen 6 eingeschraubte Schraube 16 eingreift. Die Länge der Schraube 16 ist dabei so bemessen, dass sie keinesfalls den Verbindungsbolzen 11 in der Querbohrung 10 festklemmt. Die Länge der Längsnut 15 ist so bemessen, dass der Verbindungsbolzen 11 maximal nur um die Länge eines seiner beiden kegelförmigen Ansätze 12 aus der Querbohrung 10 heraustreten kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass beim Zusammenbau oder beim Auseinandernehmen der Teile des Bohrwerkzeuges der Verbindungsbolzen 11 sich niemals verklemmen kann, sondern durch seine kegelförmigen Ansätze 12 immer in die Querbohrung 10 hineingedrückt wird. So that the connecting bolt 11 does not come out of the transverse bore 10 and is lost when the parts are disassembled, it has in its lateral surface a longitudinal groove 15 which is closed at both ends and into which a screw 16 screwed into the fitting pin 6 engages. The length of the screw 16 is dimensioned such that it never clamps the connecting bolt 11 in the transverse bore 10. The length of the longitudinal groove 15 is dimensioned such that the connecting bolt 11 can only emerge from the transverse bore 10 by the length of one of its two conical projections 12. This ensures that when assembling or disassembling the parts of the drilling tool, the connecting bolt 11 can never get stuck, but is always pressed into the transverse bore 10 by its conical projections 12.
3 3rd
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
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Bohrwerkzeuge weisen vielfach auch Kühlmittelbohrungen auf, durch welche Kühlmittel vom Werkzeughalter 1 aus den Schneidplatten 4 zugeführt werden kann. Auch beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kopfteil 3, das Zwischenstück 5 und der Werkzeughalter 1 mit derartigen Kühlmittelbohrungen 17 versehen. In diesem Fall ist es zweckmässig, auch den Yerbindungsbolzen 11 mit einer in Richtung der Bohrwerkzeugachse B verlaufenden Kühlmittelbohrung 18 zu versehen, welche in etwa mit der im Passzapfen 6 vorgesehenen Kühlmittelbohrung fluchtet. Drilling tools often also have coolant bores through which coolant can be fed from the tool holder 1 out of the cutting plates 4. In the embodiment shown, the head part 3, the intermediate piece 5 and the tool holder 1 are provided with such coolant bores 17. In this case, it is expedient to also provide the connecting bolt 11 with a coolant bore 18 which runs in the direction of the drilling tool axis B and which is approximately aligned with the coolant bore provided in the fitting pin 6.
In den meisten Fällen ist es auch wichtig, dass das Kopfteil 3 in vorbestimmter Winkelposition zum Werkzeughalter 1 angeordnet ist. Damit diese vorbestimmte Winkelposition immer wieder erreicht wird, ist in der Stirnfläche 9 ein sich parallel zur Bohrwerkzeugachse B erstreckender Indexbolzen 19 angeordnet, der in eine entsprechende Längsbohrung 20 in der Ringfläche des Kopfteiles 3 bzw. auch des Zwischenteiles 5 eingreift. Diese Verbindung kann dabei auch mit einem grösseren Spiel von ca. 0,1 mm erfolgen. Der Indexbolzen 19 kann gegebenenfalls auch einen Teil des Drehmomentes übertragen. In most cases it is also important that the head part 3 is arranged in a predetermined angular position with respect to the tool holder 1. So that this predetermined angular position is repeatedly reached, an index bolt 19 extending parallel to the drilling tool axis B is arranged in the end face 9 and engages in a corresponding longitudinal bore 20 in the annular surface of the head part 3 and also of the intermediate part 5. This connection can also be made with a larger play of approx. 0.1 mm. The index bolt 19 can optionally also transfer part of the torque.
Der Spitzenwinkel a der kegelförmigen Ansätze 12 und der kegelförmigen Vertiefungen 14 beträgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 90°. Wenn man die Anpresskraft von Ringfläche 7 und Stirnfläche 9 noch vergrössern will, so müsste man einen kleineren Spitzenwinkel a wählen. The tip angle a of the conical projections 12 and the conical depressions 14 is approximately 90 ° in the exemplary embodiment shown. If you want to increase the contact pressure of the ring surface 7 and end face 9, you would have to choose a smaller tip angle a.
4 4th
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
S S
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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PL | Patent ceased |