DE102015118153A1 - Laboratory device with a belt transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Laborgerät, insbesondere eine Schlauchpumpe, mit einem Riemengetriebe mit einer in einer Drehrichtung betreibbaren Antriebsachse und einer Abtriebsachse, wobei die Antriebsachse drehfest mit einer ersten Riemenscheibe und die Abtriebsachse drehfest mit einer zweiten Riemenscheibe gekoppelt ist und wobei die erste Riemenscheibe und die zweite Riemenscheibe mittels eines Riemens mit Lasttrum und Leertrum verbunden sind. Das Laborgerät zeichnet sich dadurch aus, dass ein Anliegemittel vorgesehen ist, welches in einem Kontaktbereich riemenrückenseitig an dem Leertrum des Riemens anliegt, wobei ein Verlauf des Riemens mit anliegendem Anliegemittel dem Verlauf des Riemens ohne anliegendem Anliegemittel entspricht und wobei der Kontaktbereich in einem Abschnitt des Riemengetriebes angeordnet ist, der bei senkrechter Projektion auf eine Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse zumindest auch innerhalb der ersten Riemenscheibe liegt. The invention relates to a laboratory device, in particular a peristaltic pump, with a belt drive with a drive shaft operable in one direction and an output shaft, the drive shaft rotatably coupled to a first pulley and the output shaft rotatably coupled to a second pulley and wherein the first pulley and the second Pulley connected by a belt with load strand and slack side. The laboratory device is characterized in that a contact means is provided, which rests in a contact area belt back side on the slack side of the belt, wherein a course of the belt with adjacent contact means corresponds to the course of the belt without adjacent contact means and wherein the contact area in a portion of the belt drive is arranged, which is at least also within the first pulley with a perpendicular projection on a connecting line of the drive axle and output shaft.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laborgerät, insbesondere eine Schlauchpumpe oder auch Peristaltikpumpe oder Rollenpumpe, mit einem Riemengetriebe mit einer in einer Drehrichtung betreibbaren Antriebsachse und einer Abtriebsachse, wobei die Antriebsachse drehfest mit einer ersten Riemenscheibe und die Abtriebsachse drehfest mit einer zweiten Riemenscheibe gekoppelt ist, und wobei die erste Riemenscheibe und die zweite Riemenscheibe mittels eines ein Lasttrum und ein Leertrum aufweisenden Riemens verbunden sind.The present invention relates to a laboratory device, in particular a peristaltic pump or roller pump, with a belt drive with a drive shaft operable in one direction and an output shaft, the drive shaft rotatably coupled to a first pulley and the output shaft rotatably coupled to a second pulley, and wherein the first pulley and the second pulley are connected by means of a belt having a load strand and a slack side.
Laborgeräte mit Riemengetriebe sind grundsätzlich bekannt, wobei mittels des Riemengetriebes beispielsweise eine Übersetzung bereitgestellt werden kann, um einen mit der Abtriebsachse gekoppelten Rotor einer Schlauchpumpe oder beispielsweise auch ein mit der Abtriebsachse gekoppeltes Rührwerkzeug anzutreiben. Mit dem Rührwerkzeug eines Überkopf-Rührers kann z.B. eine gleichmäßige Stoffverteilung in einem von dem Überkopf-Rührer zu rührenden Medium erzielt werden. Insbesondere können feste Stoffe in Flüssigkeiten gelöst oder unterschiedliche Flüssigkeiten miteinander vermischt werden. Laboratory devices with belt transmission are known in principle, wherein by means of the belt drive, for example, a translation can be provided to drive a coupled to the output shaft rotor of a peristaltic pump or, for example, a coupled to the output shaft stirring tool. With the stirring tool of an overhead stirrer, e.g. a uniform material distribution can be achieved in a medium to be stirred by the overhead stirrer. In particular, solids can be dissolved in liquids or different liquids mixed together.
Grundsätzlich ist bekannt, dass Eingriffsbewegungen und Reibbewegungen von kämmenden Zähnen der Zahnräder eines Getriebes oder auch von ineinander greifenden Zähnen von Zahnrädern und Zahnriemen intensive Geräuschquellen sind, die das Geräuschverhalten einer entsprechenden Vorrichtung bestimmen und zu Geräuschanregung im kHz-Bereich führen. Beim Betrieb des Laborgeräts kann es zudem in dem Riemengetriebe zu schlagenden Bewegungen oder Oszillationen des Riemens kommen. Auch diese schlagenden Bewegungen des Riemens können zu einer erhöhten Lärm- oder Geräuschbelastung beitragen, die unerwünscht ist. In principle, it is known that engagement movements and frictional movements of meshing teeth of the gearwheels of a gear or of intermeshing teeth of gears and toothed belts are intensive noise sources which determine the noise behavior of a corresponding device and lead to noise excitation in the kHz range. During operation of the laboratory device, there may also be beating movements or oscillations of the belt in the belt transmission. These beating movements of the belt can contribute to an increased noise or noise pollution, which is undesirable.
Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Laborgerät mit einem Riemengetriebe anzugeben, welches einen geräuscharmen Betrieb ermöglicht.It is the object underlying the invention to provide a laboratory device with a belt transmission, which allows low-noise operation.
Diese Aufgabe wird durch ein Laborgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass ein Anliegemittel vorgesehen ist, welches in einem Kontaktbereich riemenrückenseitig an dem Leertrum des Riemens anliegt, wobei ein Verlauf des Riemens mit anliegendem Anliegemittel dem Verlauf des Riemens ohne anliegendem Anliegemittel entspricht, wobei der Kontaktbereich in einem Abschnitt des Riemengetriebes angeordnet ist, der bei senkrechter Projektion auf eine Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse zumindest auch innerhalb der ersten Riemenscheibe liegt. This object is achieved by a laboratory device with the features of claim 1, and in particular by the fact that a contact means is provided, which rests in a contact area belt back side on the slack side of the belt, wherein a course of the belt with adjoining adjuster the course of the belt without adjacent Adjacent means corresponds, wherein the contact region is arranged in a portion of the belt drive, which is at least also within the first pulley with a perpendicular projection on a line connecting the drive axle and output shaft.
Anders ausgedrückt ist das Anliegemittel nahe an der ersten Riemenscheibe in einem freien Bereich des Riemens (dem sogenannten Trum) angeordnet und begrenzt die Bewegungsfreiheit des Riemens, wodurch insbesondere höherfrequente Schwingungen im kHz-Bereich stark gedämpft werden können. Der Verlauf des Riemens wird durch das Anliegemittel nicht oder nur in geringem Umfang verformt. In other words, the abutment means is arranged close to the first pulley in a free region of the belt (the so-called strand) and limits the freedom of movement of the belt, which in particular high-frequency vibrations in the kHz range can be greatly attenuated. The course of the belt is not or only slightly deformed by the attachment means.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass eine wirksame Geräuschminderung bereits durch die Begrenzung der Bewegungsfreiheit des Riemens erreicht werden kann. Insbesondere werden hochfrequente Schwingungen im kHz-Bereich, die auf dem Riemen laufen könnten, gedämpft. Ferner kann ein Schlagen des Riemens bzw. ein Oszillieren des Riemens und die damit verbundene Geräuschanregung wirksam unterbunden werden. Insbesondere werden so laterale Schwingungen des Riemens gedämpft. Zur Geräuschreduktion ist dabei gerade keine Verformung des Riemens notwendig, wie dies beispielsweise bei zusätzlichen Spannvorrichtungen der Fall ist. Das Anliegemittel ermöglicht so auf einfache Art und Weise die Geräuschentwicklung des Riemengetriebes und damit des Laborgeräts wirksam zu verringern.The invention is based on the finding that an effective noise reduction can already be achieved by limiting the freedom of movement of the belt. In particular, high-frequency oscillations in the kHz range which could run on the belt are damped. Furthermore, a beating of the belt or an oscillation of the belt and the associated noise excitation can be effectively prevented. In particular, so lateral vibrations of the belt are damped. To reduce noise while no deformation of the belt is necessary, as is the case for example with additional clamping devices. The attachment means thus enables a simple way to effectively reduce the noise of the belt drive and thus the laboratory equipment.
Das Anliegemittel ist auf der der Zugseite (d.h. dem Lasttrum) abgewandten Seite der Riemenscheibe angeordnet und vermindert dadurch schlagende Bewegungen des Leertrums. Eine solche Anordnung ist insbesondere deshalb sinnvoll, da das Leertrum im Betrieb des Laborgeräts eine geringere Zugspannung aufweist als das Lasttrum und deshalb stärker zur Geräuschentwicklung neigt.The abutment means is disposed on the side of the pulley facing away from the tension side (i.e., the load side) and thereby reduces bouncing movements of the slack side. Such an arrangement is particularly useful because the slack side in the operation of the laboratory device has a lower tensile stress than the Lasttrum and therefore more prone to noise.
Die Position des Kontaktbereichs ist derart definiert, dass der Kontaktbereich in einem Abschnitt des Riemengetriebes angeordnet ist, der bei senkrechter Projektion auf die Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse zumindest auch, insbesondere vollständig, innerhalb der ersten Riemenscheibe auf der Verbindungslinie liegt. Für die Projektion kann eine Draufsicht auf das Riemengetriebe des Laborgeräts verwendet werden, d.h. eine Ansicht in der die erste und die zweite Riemenscheibe als Kreise mit einem definierten Umfang erscheinen. In dieser Ansicht wird der Kontaktbereich, d.h. jeder Punkt, in welchem das Anliegemittel mit dem Riemen in Kontakt steht, senkrecht auf die Verbindungslinie projiziert. Erfindungsgemäß ist der Kontaktbereich so angeordnet, dass nach der Projektion zumindest ein Teilbereich des Kontaktbereichs auf der Verbindungslinie innerhalb des Umfangs der ersten Riemenscheibe liegt.The position of the contact region is defined in such a way that the contact region is arranged in a section of the belt transmission which is at least also, in particular completely, within the first belt pulley on the connecting line in the case of perpendicular projection onto the connecting line of the drive axle and output shaft. For the projection, a plan view of the belt gear of the laboratory equipment can be used, i. a view in which the first and the second pulley appear as circles with a defined circumference. In this view, the contact area, i. each point in which the abutment means is in contact with the belt projects perpendicularly to the connecting line. According to the invention, the contact region is arranged such that after the projection at least a partial region of the contact region lies on the connecting line within the circumference of the first belt pulley.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Riemen um einen Zahnriemen. Dementsprechend können die Riemenscheiben auch als Zahnriemenscheiben ausgebildet sein.Preferably, the belt is a toothed belt. Accordingly, the Pulleys also be designed as a toothed belt pulleys.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention are described in the description, the drawings and the dependent claims.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist das Anliegemittel eine Mitlaufrolle. Durch die Verwendung einer Mitlaufrolle kann der Verschleiß des Riemens im Vergleich zu einem nicht mitlaufenden Anliegemittel verringert werden. Insbesondere handelt es sich bei der Mitlaufrolle um eine sogenannte Rückenrolle, die an einer Riemenrückenseite anliegt. According to a first advantageous embodiment, the abutment means is a follower roller. By using a follower roller, the wear of the belt can be reduced compared to a non-follower attachment means. In particular, the follower roller is a so-called back roller, which bears against a belt back side.
Grundsätzlich kann es sich bei dem Anliegemittel auch um einen mit einer Gleitfläche versehenen Stempel oder eine lineare an dem Riemen anliegende Führung handeln.In principle, the abutment means may also be a punch provided with a sliding surface or a linear guide resting against the belt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt eine Achse der Mitlaufrolle auf einer Senkrechten zu der Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse, wobei die Senkrechte die Verbindungslinie in einem Punkt schneidet, der allenfalls um den halben Durchmesser der ersten Riemenscheibe von der Antriebsachse versetzt angeordnet ist und insbesondere genauer durch die Antriebsachse verläuft. Die Mitlaufrolle ist also relativ nahe an der ersten Riemenscheibe angeordnet, wodurch sich der Kontaktbereich in einem Abschnitt des Riemengetriebes befindet, in welchem sich der Riemen in Verlaufsrichtung gerade von der ersten Riemenscheibe gelöst hat. Durch die Mitlaufrolle und die erste Riemenscheibe wird der Riemen also im Bereich der ersten Riemenscheibe beidseitig in seiner Bewegungs- bzw. Schwingungsfähigkeit eingeschränkt. According to a further advantageous embodiment, an axis of the follower roller lies on a perpendicular to the connecting line of the drive axle and driven axle, wherein the perpendicular intersects the connecting line at a point which is at most offset by half the diameter of the first pulley from the drive axle and in particular more accurately the drive axle runs. The follower roller is thus arranged relatively close to the first pulley, whereby the contact area is located in a portion of the belt drive, in which the belt has just dissolved in the direction of the first pulley. Due to the idler pulley and the first pulley, the belt is therefore restricted on both sides in terms of its ability to move or oscillate in the area of the first pulley.
Insbesondere kann auch der Kontaktbereich bei senkrechter Projektion auf die Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse allenfalls um den halben Durchmesser der ersten Riemenscheibe von der Antriebsachse versetzt angeordnet sein. In particular, the contact region can also be offset from the drive axis at most by half the diameter of the first belt pulley in the case of perpendicular projection onto the connecting line between the drive axle and output shaft.
Bevorzugt liegt die Achse der Mitlaufrolle auf einer Senkrechten zur der Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse, wobei die Senkrechte genau durch die Antriebsachse verläuft. Die Achse der Mitlaufrolle sowie die Achsen der Antriebs- und der Abtriebsachse bilden in der Draufsicht somit ein rechtwinkliges Dreieck. Preferably, the axis of the follower roller lies on a perpendicular to the line connecting the drive axle and output shaft, wherein the vertical runs exactly through the drive axle. The axis of the follower roller and the axes of the drive and the output axis thus form a right triangle in plan view.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Mitlaufrolle einen kleineren Durchmesser auf, als die erste Riemenscheibe. Mittels einer derart kleinen Mitlaufrolle kann das Riemengetriebe und damit das Laborgerät besonders klein und kompakt ausgebildet werden. According to a further advantageous embodiment, the idler pulley has a smaller diameter than the first pulley. By means of such a small idler roller belt drive and thus the laboratory device can be made particularly small and compact.
Bevorzugt ist das Anliegemittel an einer bezüglich der Antriebsachse insbesondere einstellbar bewegbaren bzw. verstellbaren Halterung angebracht. Auf diese Weise kann das Anliegemittel bezüglich der Antriebsachse bewegbar sein. Es besteht somit die Möglichkeit, die Position des Anliegemittels z.B. an die Dicke verschiedener Riemen anzupassen. Außerdem kann die genaue Position des Kontaktbereichs an ein jeweiliges Schwingungsverhalten des Riemens angepasst werden, z.B. bei unterschiedlichen Drehzahlen oder verschiedenen Lastzuständen. Insbesondere kann die Position des Kontaktbereichs im Betrieb so verändert werden, dass sich für einen jeweiligen Betriebszustand eine minimale Geräuschentwicklung einstellt. Weiterhin kann das Anliegemittel unter einer Vorspannung, z.B. mittels einer Feder, an seiner Position gehalten werden.Preferably, the abutment means is attached to a relative to the drive axle in particular adjustable movable or adjustable holder. In this way, the abutment means may be movable with respect to the drive axle. Thus, it is possible to change the position of the adjoining means, e.g. to adapt to the thickness of different belts. In addition, the exact position of the contact area can be adapted to a respective vibration behavior of the belt, e.g. at different speeds or different load conditions. In particular, the position of the contact region can be changed during operation so that a minimal noise development occurs for a respective operating state. Furthermore, the attachment means may be biased, e.g. held by a spring in its position.
Grundsätzlich kann ein weiteres Anliegemittel vorgesehen sein, welches in einem weiteren Kontaktbereich riemenrückenseitig an dem Lasttrum des Riemens anliegt. In principle, a further abutment means can be provided, which rests in a further contact area on the belt spine side on the load strand of the belt.
Besonders bevorzugt ist die Drehrichtung der Antriebsachse umkehrbar und ist ein weiteres Anliegemittel vorgesehen, welches in einem weiteren Kontaktbereich riemenrückenseitig an dem Leertrum des in der umgekehrten Drehrichtung betriebenen Riemens anliegt. Es können also zwei Anliegemittel vorgesehen sein, von welchen jeweils genau eines an dem jeweiligen Leertrum anliegt. Das andere Anliegemittel kann dann in keinem Kontakt zu dem Riemen stehen oder in dem weiteren Kontaktbereich an dem Lasttrum anliegen. Durch das weitere Anliegemittel kann also eine gleichbleibende Geräuschreduktion auch bei Drehrichtungsumkehr erreicht werden.Particularly preferably, the direction of rotation of the drive shaft is reversible and a further contact means is provided, which rests in a further contact area on the strap back side on the slack side of the operated in the reverse direction of rotation belt. It can therefore be provided two adjoining means, of which in each case exactly one rests on the respective slack side. The other attachment means can then be in no contact with the belt or rest in the further contact area on the load strand. By the further contact means so a constant noise reduction can be achieved even when reversing the direction of rotation.
Die Umkehrung der Drehrichtung kann beispielsweise dazu dienen, auch die Drehrichtung des Rührwerkzeugs umzukehren. Alternativ kann mittels der Drehrichtungsumkehr ein zusätzliches, mit der Abtriebsachse gekoppeltes Zweiganggetriebe in einen anderen Gang geschaltet werden, wobei eine Drehrichtung eines Rührwerkzeugs insbesondere gleich bleiben kann.The reversal of the direction of rotation can for example serve to reverse the direction of rotation of the stirring tool. Alternatively, by means of the reversal of the direction of rotation, an additional two-speed transmission coupled to the output axle can be shifted into another gear, wherein a direction of rotation of a stirring tool can remain constant in particular.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Anliegemittel an einer gemeinsamen, insbesondere als C- oder U-förmiger Bügel mit zwei Schenkeln ausgebildeten, bewegbaren bzw. verstellbaren Halterung angebracht. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Halterung können die beiden Anliegemittel gemeinsam bewegt werden, wodurch die beiden Anliegemittel beispielsweise gleichzeitig in Kontakt mit dem jeweiligen Lasttrum und dem jeweiligen Leertrum gebracht werden können. According to a further advantageous embodiment, the two abutment means are attached to a common, in particular designed as a C-shaped or U-shaped bracket with two legs, movable or adjustable holder. By using a common support, the two contact means can be moved together, whereby the two contact means can be brought, for example, simultaneously in contact with the respective Lasttrum and the respective Leertrum.
Bevorzugt ist das Anliegemittel an dem ersten Schenkel und das weitere Anliegemittel an dem zweiten Schenkel der Halterung angeordnet. Die Verwendung eines C- oder U-förmigen Bügels mit zwei Schenkeln besitzt den Vorteil, dass die Schenkel die erste Riemenscheibe zweiseitig umgreifen können, die erste Riemenscheibe also zwischen den Schenkeln aufgenommen wird, wodurch eine kompakte Bauform erreicht werden kann. Preferably, the abutment means is arranged on the first leg and the further abutment means on the second leg of the holder. The use of a C- or U-shaped bracket with two legs has the advantage that the legs can embrace the first pulley on two sides, so the first pulley is thus received between the legs, whereby a compact design can be achieved.
Weiter bevorzugt ist die Halterung entlang der Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse und/oder senkrecht zu der Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse bewegbar. Eine Bewegung entlang der Verbindungslinie von Antriebsachse und Abtriebsachse gestattet, wie bereits erwähnt, das gleichzeitige Anliegen der beiden Anliegemittel in den beiden Kontaktbereichen. Eine Bewegung senkrecht zu der Verbindungslinie hingegen ermöglicht es, jeweils genau ein Anliegemittel in einen der Kontaktbereich zu bewegen und damit an den Riemen anzulegen. Auf diese Weise kann beispielsweise bei Drehrichtungsänderungen das jeweilige Leertrum mit dem Anliegemittel in Kontakt gebracht werden. More preferably, the holder along the connecting line of the drive axle and output shaft and / or perpendicular to the connecting line of the drive axle and output shaft is movable. A movement along the connecting line of the drive axle and the driven axle permits, as already mentioned, the simultaneous engagement of the two abutment means in the two contact regions. By contrast, a movement perpendicular to the connecting line makes it possible in each case to move precisely one abutment means into one of the contact regions and thus to apply it to the belt. In this way, for example, when changing direction, the respective slack side be brought into contact with the contact means.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Durchmesser der ersten Riemenscheibe kleiner als der Durchmesser der zweiten Riemenscheibe. Mittels des Riemengetriebes kann also eine Übersetzung bereitgestellt werden.According to a further advantageous embodiment, the diameter of the first pulley is smaller than the diameter of the second pulley. By means of the belt drive so a translation can be provided.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, the invention will be described purely by way of example with reference to the drawing. It shows:
Ein Zahnriemen
Die erste Zahnriemenscheibe
Die erste Mitlaufrolle
Eine Verbindungslinie
Die U-förmige Halterung
Im Betrieb des Laborgeräts wird die Antriebsachse
Bei der genannten Drehrichtung liegt die erste Mitlaufrolle
Wird die Drehrichtung der Antriebsachse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Riemengetriebe belt transmission
- 1212
- Antriebsachse drive axle
- 1414
- erste Zahnriemenscheibe first toothed belt pulley
- 1616
- Abtriebsachse output shaft
- 1818
- zweite Zahnriemenscheibe second toothed belt pulley
- 2020
- Zahnriemen toothed belt
- 2222
- U-förmige Halterung U-shaped bracket
- 2424
- erster Schenkel first leg
- 2626
- zweiter Schenkel second leg
- 2828
- erste Mitlaufrolle first caster
- 3030
- zweite Mitlaufrolle second caster
- 3232
- erste Achse first axis
- 3434
- zweite Achse second axis
- 3636
- Kontaktbereich contact area
- 3838
- Verbindungslinie connecting line
- 4040
- Senkrechte vertical
- 4242
- Befestigung attachment
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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DE102015117642.4 | 2015-10-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102015118153.3A Withdrawn DE102015118153A1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-23 | Laboratory device with a belt transmission |
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---|---|
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---|---|---|---|---|
DE29743C (en) * | N. YAGN in St. Petersburg | Pressure roller for drive belts and driving ropes | ||
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US6346057B1 (en) * | 1998-11-25 | 2002-02-12 | Klaus Edelmann | Belt tensioning device |
-
2015
- 2015-10-23 DE DE102015118153.3A patent/DE102015118153A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |