DE102004000054A1 - Double screen former for a machine for producing a fibrous web, especially of paper or cardboard, comprises a headbox equipped with a turbulator and an outlet nozzle that is subdivided by lamellae and has a restrictor - Google Patents
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- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
- D21F9/003—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type
Abstract
Description
Eine
derartige Siebeinheit eines Blattbildungssystems ist in Fachkreisen
seit geraumer Zeit bekannt und wird gemeinhin als so genannter Leisten-Spaltformer
(Blade-Gapformer) bezeichnet. Die
Bei den bekannten Leisten-Spaltformern beginnt die Entwässerung der eingebrachten Faserstoffsuspension auf einem mit Keramikleisten bestückten Kasten, über dessen gekrümmter Oberfläche die beiden Siebe zusammenlaufen und somit die erste Entwässerung stattfindet. Der Kasten kann, je nach Ausführungsform, zur Umgebung hin offen oder geschlossen ausgeführt sein. Bei einem geschlossenen Kasten ist zudem die Anwendung von Vakuum möglich. Es kann sich auch um einzelne Keramikleisten handeln, die vorzugsweise auf Tragrippen befestigt sind.at the well-known inguinal gap formers begins the drainage the introduced pulp suspension on a with ceramic strips stocked Box, about its curved surface the two sieves converge and thus the first drainage takes place. The box can, depending on the embodiment, towards the environment open or closed be. In a closed box is also the application of Vacuum possible. It may also be individual ceramic strips, preferably are mounted on support ribs.
Bei hohen Geschwindigkeiten treten an diesem Formertyp oft Formationsstörungen, insbesondere Streifigkeiten und helle Flecken, und Flachlageprobleme infolge von Turbulenzstrukturen im Faserstoffsuspensionsstrahl auf. Als Folge hieraus muss bei den heutigen Leisten-Spaltformern somit häufig ein Kompromiss zwischen Formation und Flachlage eingegangen werden.at high speeds, formation disorders often occur in this type of shaper, especially streaks and light spots, and flatness problems due to turbulence structures in the pulp suspension jet. As a consequence, this must be in today's Leisten-gap formers thus often Compromise between formation and flatness.
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Blattbildungssystem einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn anzugeben, das Formationsstörungen und Flachlageprobleme infolge von Turbulenzstrukturen im Faserstoffsuspensionsstrahl merklich verringert.It So is the object of the invention, a sheet forming system of a machine to provide for the production of a fibrous web, the formation disorders and Flatness problems due to turbulence structures in the pulp suspension jet noticeably reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Stoffauflaufdüse mehrere Lamellen angeordnet sind, deren jeweiliges Verhältnis von Lamellenlänge zu Düsenlänge größer/gleich 0,5, vorzugsweise größer/gleich 0,8 ist, dass die Stoffauflaufdüse eine Endkonvergenz im Verhältnis von gesamter Eintauchtiefe der mindestens einen Blende zu Spaltöffnung größer/gleich 1, vorzugsweise größer/gleich 2, aufweist und dass der Faserstoffsuspensionsstrahl eine Freistrahllänge kleiner/gleich 300 mm, vorzugsweise größer/gleich 50 mm und kleiner/gleich 200 mm, aufweist.These Task is inventively characterized solved, that in the headbox a plurality of fins are arranged, their respective ratio of lamellar length to nozzle length greater than or equal to 0.5, preferably greater than or equal to 0.8 is that the headbox a final convergence in the ratio of total immersion depth of at least one aperture to gap opening greater than / equal 1, preferably greater than or equal to 2, and that the pulp suspension jet has a free jet length of less than or equal to 300 mm, preferably greater than / equal 50 mm and less than / equal to 200 mm.
Durch die Anordnung von mehreren Lamellen in der Stoffauflaufdüse wird eine Fluidreibung bewirkt, die eine ausreichend hohe Mikroturbulenz in der Faserstoffsuspension gewährleistet, die wiederum die Querorientierung der einzelnen Fasern unterstützt.By the arrangement of several fins in the headbox is a fluid friction causes a sufficiently high microturbulence ensured in the pulp suspension, which in turn supports the transverse orientation of the individual fibers.
Weiterhin wird durch die genannte Endkonvergenz, das heißt die Düsenendgeometrie der Stoffauflaufdüse eine glattere Strahloberfläche erzeugt, die zu weniger Lufteinschlüssen und weniger Luftmitnahmen und dadurch zur Vermeidung von hellen Flecken in der Faserstoffbahn führt.Farther becomes by the said end convergence, that is, the nozzle end geometry of the headbox a Smoother radiation surface generates less air bubbles and less air entrainment and thereby to avoid light spots in the fibrous web leads.
Überdies wird aufgrund der genannten Freistrahllänge des Faserstoffsuspensionsstrahls eine starke Rückflockung im Freistrahl aufgrund einer kurzen Verweilzeit der Flocken im Freistrahl verhindert. Verhindert wird auch ein Aufplatzen des Faserstoffsuspensionsstrahls, so dass letztendlich ein kompakter Strahl entsteht. Die Mindest-Freistrahllänge gewährleistet eine robuste Konstruktion der Stoffauflaufdüse mit einer beispielsweise das Flächengewichtsquerprofil bestimmenden Spaltgeometrie, die auch bei wechselnden Durchsätzen und Geschwindigkeiten konstant gehalten werden kann.moreover is due to the said free jet length of the pulp suspension jet a strong re-flocculation in the free jet due to a short residence time of the flakes in the free jet prevented. Also prevents bursting of the pulp suspension jet, so that ultimately a compact beam is created. The minimum free jet length guaranteed a robust construction of the headbox with one example the basis weight cross profile determining gap geometry, which also with changing throughputs and Speeds can be kept constant.
Die erfindungsgemäße Kombination der genannten Merkmale gewährleistet also die Herstellung einer Faserstoffbahn mit merklich verringerten Formationsstörungen und Flachlageproblemen, die im Regelfall von Turbulenzstrukturen im Faserstoffsuspensionsstrahl herrühren.The inventive combination ensures the said characteristics So the production of a fibrous web with markedly reduced formation disorders and flatness problems, which are usually of turbulence structures in the pulp suspension jet.
Die Stoffauflaufdüse weist bevorzugt ein Verhältnis von Unterlippenvorstand zu Spaltöffnung kleiner/gleich 2 auf. Dieses Verhältnis gewährleistet unter anderem noch eine ausreichende Führung des Faserstoffsuspensionsstrahls nach dem Verlassen der Stoffauflaufdüse.The headbox preferably has a ratio from lower lip board to gap opening less than or equal to 2. This ratio is guaranteed among other things a sufficient guide of the pulp suspension jet after leaving the headbox nozzle.
In alternativer Ausführung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Stoffauflaufdüse beidseitig jeweils eine Blende mit einer jeweiligen Eintauchtiefe aufweist. Dabei wird eine überaus glatte Strahloberfläche erzeugt, die zu merklich weniger Lufteinschlüssen und bedeutend weniger Luftmitnahmen und dadurch zur Vermeidung von hellen Flecken in der Faserstoffbahn führt. Zudem wird die Erzeugung eines möglichst symmetrischen Aufbaus der Faserstoffbahn positiv unterstützt.In alternative version However, it can also be provided that the headbox on both sides each having a diaphragm with a respective immersion depth. This is an exceedingly smooth radiant surface produces significantly less air pockets and significantly less Air entrainment and thereby avoiding bright spots in the Fiber web leads. In addition, the generation of a possible symmetrical structure of the fibrous web positively supported.
Die Formiereinrichtung ist bevorzugt als ein Formierschuh mit einen Belag mit mehreren in Sieblaufrichtung nacheinander angeordneten Leisten mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen ausgebildet, die mit einer jeweils ortsfesten und offenen Oberfläche das umlaufende Sieb berühren. Dies gewährleistet, dass die beim Strahleinschuss der Faserstoffsuspension möglicherweise in den Stoffeinlaufspalt eingeschleppte Luft, sowohl im Faserstoffsuspensionsstrahl als auch in den Sieben, ausreichend beidseitig durch die beiden Siebe entfernt werden kann.The forming device is preferably designed as a forming shoe with a covering having a plurality of strips arranged one after the other in the direction of wire flow, with free drainage openings intervening therebetween, which contact the rotating wire with a respectively stationary and open surface. This ensures that the air possibly entrained in the material inlet gap at the jet injection of the pulp suspension, both in the pulp suspension jet and in the sieves, can be sufficiently removed on both sides by the two sieves.
Auf der dem Formierschuh gegenüberliegenden Seite der Doppelsiebstrecke sind in vorteilhafter Weise mehrere Leisten angeordnet, die flexibel an das anliegende Sieb anpressbar sind und die zumindest teilweise gegenüberliegend den freien Entwässerungsöffnungen angeordnet sein können. Dies begünstigt eine erhöhte Abfuhr von anfallendem Siebwasser in den Formierschuh.On the opposite of the forming shoe Side of Doppelsiebstrecke are advantageously several Molded strips that can be flexibly pressed against the adjacent sieve are and at least partially opposite the free drainage holes can be arranged. This favors an increased Removal of accumulating white water in the forming shoe.
Die erste Leiste ist bevorzugt in einem Abstand von kleiner/gleich 400 mm zur ersten Leistenkante des Formierschuhs angeordnet, wohingegen die letzte wirksame Leiste bevorzugt in einem Abstand von kleiner/gleich 500 mm zur ersten Leistenkante des Formierschuhs angeordnet ist. Dieser Anordnungsbereich begünstigt insbesondere die erhöhte Abfuhr von anfallendem Siebwasser.The first bar is preferably at a distance of less than or equal to 400 mm arranged to the first edge edge of the Formierschuhs, whereas the last effective bar preferably at a distance of less than / equal 500 mm to the first strip edge of the forming shoe is arranged. This arrangement area favors especially the increased Removal of accumulating white water.
Der Begriff „wirksam" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die letzte Leiste noch an der Stelle angeordnet ist, an der zumindest ein Teil der Fasern noch mobil ist. Dies ist bei einer mittleren Stoffdichte der herzustellenden Faserstoffbahn von ungefähr kleiner 4 %, das heißt 40 g/l, der Fall.Of the Term "effective" means in this Related that the last bar still arranged in the place is at which at least a part of the fibers is still mobile. This is at a mean consistency of the fibrous web to be produced of about less than 4%, that is 40 g / l, the case.
Die erste Leiste weist gegenüber dem bekannten Stand der Technik einen geringen Abstand zur ersten Leistenkante des Formierschuhs auf. Sie ist bereits in einem Bereich mit niedriger Stoffdichte der herzustellenden Faserstoffbahn angeordnet. Dadurch wird die Möglichkeit einer besseren Einflussnahme auf die Formation der Faserstoffbahn genommen. Ermöglicht wird dies insbesondere auch durch eine kurze Freistrahllänge des Faserstoffsuspensionsstrahls. Zudem wirken sich die beschriebenen Parameter hinsichtlich Faserstoffsuspensionsstrahl und Stoffauflaufdüse sehr positiv aus.The first ledge faces the known prior art a small distance from the first Ledge edge of the forming shoe on. She is already in one area arranged with low consistency of the fibrous web to be produced. This will be the possibility a better influence on the formation of the fibrous web taken. allows This is in particular by a short free jet length of Fibrous suspension beam. In addition, the described parameters affect regarding pulp suspension jet and headbox nozzle very much positive.
Der Stoffauflauf weist in vorteilhafter Weise einen Durchsatz an Faserstoffsuspension von größer/gleich 12.000 l/m/min, vorzugsweise von größer/gleich 15.000 l/m/min auf. Dieser Durchsatz ermöglicht unter anderem eine optimale Abstimmung der vorgenannten Parameter.Of the Headbox advantageously has a throughput of pulp suspension from greater / equal 12,000 l / m / min, preferably of greater than or equal to 15,000 l / m / min. This throughput allows among other things, an optimal coordination of the aforementioned parameters.
Damit die erfindungsgemäße Freistrahllänge des Faserstoffsuspensionsstrahls erreicht werden kann, sind die beiden Umlenkelemente für die beiden umlaufenden endlosen Siebe bevorzugt als Brustwalzen ausgebildet, die einen jeweiligen Walzendurchmesser kleiner/gleich 300 mm, vorzugsweise kleiner/gleich 200 mm, insbesondere kleiner/gleich 100 mm, aufweisen. Dabei kann die jeweilige Brustwalze gegen die Kraft der Siebspannung durch mindestens ein hydrostatisches Drucklager abgestützt sein oder sie kann als eine durchbiegungsgesteuerte Walze ausgebildet sein. Im Falle einer hydrostatischen Drucklagerung der Brustwalze sind insbesondere mehrere hydrostatische Drucklager zur Abstützung der Brustwalze vorgesehen, die vorzugsweise in gleichem oder annähernd gleichem Abstand entlang der Maschinenbreite angeordnet sind.In order to the free jet length of the invention Pulp suspension jet can be achieved are the two Deflection elements for the two rotating endless screens preferred as breast rolls formed, the respective roll diameter less than / equal 300 mm, preferably less than or equal to 200 mm, in particular less than or equal to 100 mm, have. In this case, the respective breast roll against the force the screen tension by at least one hydrostatic pressure bearing be supported or it may be formed as a deflection-controlled roller be. In the case of a hydrostatic pressure bearing of the breast roll are in particular a plurality of hydrostatic thrust bearing for supporting the Breast roll provided, preferably in the same or approximately the same Distance along the machine width are arranged.
Weiterhin ist zwischen dem Umlenkelement und der Formiereinrichtung, insbesondere dem Formierschuh, und/oder zwischen dem Umlenkelement und den mehreren Leisten vorzugsweise jeweils mindestens ein Konditionierschuh angeordnet, der mindestens eine Saugkammer mit einem Belag mit mehreren in Sieblaufrichtung nacheinander angeordneten Leisten mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen ausgebildet ist, die mit einer jeweils ortsfesten und offenen Oberfläche das umlaufende endlose Sieb berühren. Der Konditionierschuh kann selbstverständlich auch allgemein als Konditioniereinrichtung ausgebildet sein. Er bewirkt primär ein Heraussaugen von Luft-Siebwasser aus dem anliegenden Sieb und damit eine Verbesserung der Entwässerungsleistung desselben.Farther is between the deflecting element and the forming device, in particular the forming shoe, and / or between the deflecting element and the plurality Preferably, at least one conditioning shoe is arranged in each case, the at least one suction chamber with a lining with several in the direction of wire direction successively arranged strips with intervening free drainage openings is formed, which with a respective stationary and open surface the touching endless endless sieve. Of course, the conditioning shoe can also generally be used as a conditioning device be educated. It primarily causes a suction of air-white water from the adjacent sieve and thus an improvement in drainage performance thereof.
Der Konditionierschuh ist mittels mindestens einer Vakuumquelle mit einem Vakuum größergleich 0,5 kPa, vorzugsweise größergleich 2 kPa, insbesondere größergleich 5 kPa, regel-/steuerbar besaugt. Dadurch wird die Abfuhr des Luft-Siebwasser-Gemisches wirksam unterstützt.Of the Conditioning shoe is by means of at least one vacuum source with a vacuum equal to 0.5 kPa, preferably the same size 2 kPa, in particular the same size 5 kPa, controlled / controllable sucked. As a result, the removal of air-white water mixture effectively supported.
Zum Zwecke der Reinigung des umlaufenden endlosen Siebs kann in weiterer Ausgestaltung ein vorzugsweise maschinenbreites Spritzrohr vorgesehen sein, welches in den durch das umlaufende endlose Sieb und die erste Leiste des Konditionierschuhs gebildeten Zwickel gerichtet ist.To the Purposes of cleaning the revolving endless sieve may be further Design a preferably machine-wide spray tube provided which is in the by the endless endless sieve and the first Ledge of the conditioning shoe formed gusset is directed.
Unter räumlichen Aspekten kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest die erste Leiste des Konditionierschuhs in das ablaufseitige Trum des hydrostatischen Drucklagers der Brustwalze integriert ist.Under spatial Aspects it may be advantageous if at least the first bar of the conditioning shoe in the drain side of the hydrostatic Pressure bearing of the breast roll is integrated.
Die zumindest aus dem Stoffauflauf und der Siebeinheit bestehende Blattbildungseinrichtung ist vorzugsweise derart dimensioniert,
- – dass der Faserstoffsuspensionsstrahl bei holzfreien Sorten eine Verweilzeit bis zum Erreichen des Immobilitätspunkts von kleiner/gleich 12 ms, vorzugsweise von kleiner/gleich 9 ms, insbesondere von kleiner/gleich 3 ms, aufweist;
- – dass der Faserstoffsuspensionsstrahl bei holzhaltigen Sorten eine Verweilzeit bis zum Erreichen des Immobilitätspunkts von kleiner/gleich 9 ms, von vorzugsweise kleiner/gleich 6 ms, insbesondere von kleiner/gleich 2 ms, aufweist; und
- – dass der Faserstoffsuspensionsstrahl bei Karton- und Verpackungspapieren eine Verweilzeit bis zum Erreichen des Immobilitätspunkts von kleiner/gleich 19 ms, vorzugsweise von kleiner/gleich 12 ms, aufweist.
- - That the pulp suspension jet in wood-free varieties has a residence time to reach the immobility point of less than / equal to 12 ms, preferably of less than / equal to 9 ms, in particular of less than / equal to 3 ms;
- - That the pulp suspension jet in woody varieties has a residence time to reach the immobility point of less than / equal to 9 ms, preferably less than / equal to 6 ms, in particular of less than / equal to 2 ms; and
- - That the pulp suspension jet in cardboard and packaging papers has a residence time to reach the immobility point of less than / equal to 19 ms, preferably less than or equal to 12 ms.
Diese Zeiten ermöglichen eine möglichst schnelle Fixierung der herzustellenden Faserstoffbahn in dem Blattbildungssystem.These Allow times as fast as possible Fixation of the fibrous web to be produced in the sheet forming system.
Überdies weist der Faserstoffsuspensionsstrahl bei holzfreien Sorten bevorzugt eine Strahlgeschwindigkeit größer/gleich 1.500 m/min, bei holzhaltigen Sorten eine Strahlgeschwindigkeit größer/gleich 2.000 m/min und bei Karton- und Verpackungspapieren eine Strahlgeschwindigkeit größer/gleich 800 m/min, vorzugsweise größer/gleich 1.200 m/min auf. Diese Geschwindigkeiten ermöglichen einen optimalen Betrieb des Blattbildungssystems zumindest unter betriebswirtschaftlichen Aspekten bei Erfüllung der eingangs genannten Anforderungen. Zudem kann bei den Karton- und Verpackungspapieren ein kleines Reißlängenverhältnis, vorzugsweise im Bereich kleiner/gleich 2, erreicht werden.moreover the pulp suspension jet is preferred for wood-free varieties a jet velocity greater than / equal 1,500 m / min, with woody varieties a jet velocity greater or equal 2,000 m / min and for carton and packaging papers a jet speed greater or equal 800 m / min, preferably greater / equal to 1,200 m / min. These speeds allow for optimal operation the leaf forming system at least under business management Aspects of fulfillment the requirements mentioned above. In addition, with cardboard and packaging papers a small tear length ratio, preferably in the range less than or equal to 2 can be achieved.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of preferred embodiments with reference to the drawing.
Es zeigenIt demonstrate
Die
Das
Blattbildungssystem
Weiterhin
umfasst das Blattbildungssystem
In
der Stoffauflaufdüse
Die
Die
Stoffauflaufdüse
Der
Stoffauflauf
Die
Die
Formiereinrichtung
Auf
der dem Formierschuh
Die
vorzugsweise flexibel anpressbaren Leisten
Die
beiden Umlenkelemente
Die
jeweilige Brustwalze
Weiterhin
ist zwischen der Brustwalze
Ferner
ist ein vorzugsweise maschinenbreites Spritzrohr
Die
Wiederum
ist zwischen der Brustwalze
Jedoch
ist zumindest die erste Leiste
Allen
dargestellten Ausführungsformen
ist gemeinsam, dass der Faserstoffsuspensionsstrahl
Weiterhin
ist allen dargestellten Ausführungsformen
gemeinsam, dass der Faserstoffsuspensionsstrahl
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Blattbildungssystem einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn geschaffen wird, das Formationsstörungen und Flachlageprobleme infolge von Turbulenzstrukturen im Faserstoffsuspensionsstrahl merklich verringert.In summary It should be noted that by the invention, a sheet forming system a machine for producing a fibrous web is created, the formation disorders and flatness problems due to turbulence structures in the pulp suspension jet noticeably reduced.
- 11
- BlattbildungssystemSheet forming system
- 22
- Stoffauflaufheadbox
- 33
- Turbulenzerzeugerturbulence generator
- 44
- Stoffauflaufdüseheadbox
- 55
- Siebeinheitscreening unit
- 66
- Siebscree
- 77
- Siebscree
- 88th
- Umlenkelementdeflecting
- 99
- Umlenkelementdeflecting
- 1010
- Brustwalzebreast roll
- 1111
- Brustwalzebreast roll
- 1212
- Umfangsbereichperipheral region
- 1313
- Umfangsbereichperipheral region
- 1414
- Formiereinrichtungforming device
- 14.114.1
- Formierschuhforming shoe
- 1515
- StoffeinlaufspaltStock inlet gap
- 1616
- FaserstoffsuspensionsstrahlFibrous suspension beam
- 1717
- Doppelsiebstrecketwin-wire
- 1818
- Lamellelamella
- 1919
- Blendecover
- 2020
- Belagcovering
- 2121
- Leistestrip
- 2222
- Entwässerungsöffnungdrainage opening
- 2323
- Oberflächesurface
- 2424
- Leistestrip
- 24.124.1
- Erste LeisteFirst strip
- 24.N24.n
- Letzte wirksame LeisteLatest effective bar
- 2525
- Erste LeistenkanteFirst bar edge
- 2626
- Drucklagerthrust bearing
- 2727
- KonditionierschuhKonditionierschuh
- 2828
- KonditionierschuhKonditionierschuh
- 2929
- Saugkammersuction chamber
- 3030
- Saugkammersuction chamber
- 3131
- Belagcovering
- 3232
- Belagcovering
- 3333
- Leistestrip
- 3434
- Entwässerungsöffnungdrain hole
- 3535
- Oberflächesurface
- 3636
- Vakuumquellevacuum source
- 3737
- Spritzrohrspray wand
- 3838
- Erste LeisteFirst strip
- 3939
- Erste LeisteFirst strip
- 4040
- Zwickelgore
- 4141
- Zwickelgore
- A1 A 1
- Abstanddistance
- AN A N
- Abstanddistance
- BB
- Maschinenbreite (Pfeil)machine width (Arrow)
- DW10 D W10
- WalzendurchmesserRoll diameter
- DW11 D W11
- WalzendurchmesserRoll diameter
- Ee
- Endkonvergenzfinal convergence
- FF
- FaserstoffsuspensionFibrous suspension
- LD L D
- Düsenlängenozzle length
- LF L F
- FreistrahllängeFree jet length
- LL L L
- Lamellenlängelamellar length
- P1 P 1
- Strahlauftreffpunktbeam spot
- P2 P 2
- Strahlauftreffpunktbeam spot
- Durchsatzthroughput
- rr
- EintauchtiefeImmersion depth
- SS
- Sieblaufrichtung (Pfeil)wire running (Arrow)
- ss
- Spaltöffnunggap opening
- TT
- Strömungsrichtung (Pfeil)flow direction (Arrow)
- tV t V
- Verweilzeitdwell
- VV
- Vakuumvacuum
- v16 v 16
- Strahlgeschwindigkeitjet speed
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VOITH PATENT GMBH, 89522 HEIDENHEIM, DE |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20111124 |