DE102017117880B4 - Trimming device for manual and electrical spring trimming of a flying object - Google Patents
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Abstract
Trimmvorrichtung (1) zur manuellen und elektrischen Federtrimmung eines Flugobjektes mit einer Linearführung (2) und einer Verstelleinrichtung (3), die an der Linearführung (2) linear verschiebbar angeordnet ist, wobei die Verstelleinrichtung (3) mittels eines Bedienhebels (4) zum manuellen Verschieben der Verstelleinrichtung (3) entlang der Linearführung (2) ausgebildet ist und einen Anschluss (5) zum Befestigen der flugzeugseitigen Trimmfedern aufweist, so dass durch eine lineare Verschiebung der Verstelleinrichtung (3) die Vorspannkraft der Trimmfedern zur Trimmung des Flugobjektes einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trimmvorrichtung (1) einen elektrisch ansteuerbaren Verstellantrieb (6) zum elektrischen Verschieben der Verstelleinrichtung (3) entlang der Linearführung (2) aufweist, der einen elektrisch ansteuerbaren Drehmotor (7) und ein damit in Verbindung stehendes Schraubgetriebe hat, welches eine durch den Drehmotor (7) drehbare Gewindespindel (8) und ein an der Verstelleinrichtung (3) drehfestes Gegengewinde (9) aufweist, wobei die Verstelleinrichtung (3) mittels des Bedienhebels (4) in eine erste Stellung bringbar ist, in der das Gegengewinde (9) mit der Gewindespindel (8) so im Eingriff steht, dass durch eine Drehbewegung des Motors (7) eine lineare Verschiebung der Verstelleinrichtung (3) bewirkt wird, und wobei die Verstelleinrichtung (3) in eine zweite Stellung bringbar ist, in der das Gegengewinde (9) mit der Gewindespindel (8) nicht im Eingriff steht. Trimming device (1) for manual and electrical spring trimming of a flying object with a linear guide (2) and an adjusting device (3) which is linearly displaceable on the linear guide (2), wherein the adjusting device (3) by means of an operating lever (4) for manual Moving the adjusting device (3) along the linear guide (2) is formed and has a connection (5) for attaching the aircraft-side trim springs, so that by a linear displacement of the adjusting device (3), the biasing force of the trim springs for trimming the flying object is adjustable, characterized characterized in that the trimming device (1) has an electrically controllable adjusting drive (6) for electrically displacing the adjusting device (3) along the linear guide (2), which has an electrically controllable rotary motor (7) and a helical gear connected thereto, which has a by the rotary motor (7) rotatable threaded spindle (8) and an an d the adjusting device (3) by means of the operating lever (4) can be brought into a first position in which the mating thread (9) with the threaded spindle (8) is engaged so that by a rotational movement of the motor (7) a linear displacement of the adjusting device (3) is effected, and wherein the adjusting device (3) can be brought into a second position in which the counter-thread (9) with the threaded spindle (8) is not engaged ,
Description
Die Erfindung betrifft eine Trimmvorrichtung zur manuellen und elektrischen Federtrimmung eines Flugobjektes, bei der mithilfe von Trimmfedern, die mit der Steuerung des Flugobjektes in Wirkverbindung stehen, eine Federtrimmung durchgeführt werden kann.The invention relates to a trim device for manual and electrical spring trim of a flying object, in which by means of trim springs, which are in operative connection with the control of the flying object, a spring trimming can be performed.
Unter einer Trimmung in der Luftfahrt wird dabei die Beibehaltung einer gewünschten Fluglage verstanden, ohne dass manuelle oder automatische Steuereingaben zur Beibehaltung dieser Fluglage notwendig sind. Ist das Flugzeug ausgetrimmt, so bedarf es demzufolge keinerlei Steuereingaben durch den Piloten oder den Autopiloten, um die eingestellte Fluglage beizubehalten. Dabei werden die aerodynamischen Steuerflächen wie Höhenruder, Seitenruder und Querruder so ausgerichtet, dass diese in Verbindung mit der vorliegenden aerodynamischen Flugsituation die Beibehaltung der aktuellen Fluglage bewirken.Under a trim in aviation while maintaining a desired attitude is understood without manual or automatic control inputs to maintain this attitude are necessary. If the aircraft is trimmed, it requires no control inputs by the pilot or the autopilot, in order to maintain the set attitude. The aerodynamic control surfaces such as elevators, rudder and ailerons are aligned so that they cause the maintenance of the current attitude in conjunction with the present aerodynamic flight situation.
Da sich die aerodynamischen Randbedingungen während des Fluges ändern können, muss die Möglichkeit bestehen, dass der Pilot während des Fluges die Trimmung verändert, um so das Flugzeug hinsichtlich seiner Trimmung an die geänderte aerodynamische Situation anzupassen und somit das Flugzeug hinsichtlich der geänderten aerodynamischen Situation zu trimmen. Hierdurch wird es notwendig, entsprechende Eingaben an der Trimmvorrichtung durchzuführen, indem beispielsweise bei modernen Verkehrsflugzeugen hierfür ein Trimmrad betätigt wird, das die Trimmung entsprechend einstellt.Since the aerodynamic boundary conditions may change during the flight, it must be possible for the pilot to change the trim during the flight so as to adjust the trim of the aircraft to the changed aerodynamic situation and thus to trim the aircraft with respect to the changed aerodynamic situation , This makes it necessary to perform appropriate inputs to the trim device, for example, in modern commercial aircraft for this purpose a trim wheel is operated, which adjusts the trim accordingly.
Bei kleineren Flugobjekten, wie beispielsweise Segelflugzeugen, erfolgt dabei die Trimmung mittels einer Federtrimmung, bei der zwei Federn vom Steuergestänge der manuellen Steuerungsanlage an eine Trimmeinrichtung geführt werden, welche so ausgebildet ist, dass sie die Vorspannkraft der beiden Federn entsprechend einstellen kann. Hierbei erfolgt die Trimmung direkt über die Steuerungsanlage des Flugobjektes und bewirkt so durch eine entsprechende Vorspannkraft eine entsprechende Steuerstellung der Steuereingabeorgane zum Zwecke der Trimmung.For smaller flying objects, such as gliders, the trim is done by means of a spring trim, in which two springs are guided by the control linkage of the manual control system to a trimming device which is designed so that it can adjust the biasing force of the two springs accordingly. Here, the trim takes place directly on the control system of the flying object and thus effected by a corresponding biasing force a corresponding control position of the control input members for the purpose of trim.
Eine derartige Trimmvorrichtung bzw. Federtrimmung weist dabei einen Bedienhebel bzw. einen Betätigungshebel auf, mit dem die Vorspannkraft manuell einstellbar ist. Hierfür muss der Pilot mithilfe des Betätigungshebels die Vorspannkraft der beiden Federn so einstellen, dass das Flugobjekt entsprechend ausgetrimmt ist.Such a trim device or spring trimming in this case has an operating lever or an actuating lever, with which the biasing force is manually adjustable. To do this, the pilot must use the operating lever to adjust the preload force of the two springs so that the flying object is appropriately trimmed.
Derzeit gibt es jedoch keine bekannten Federtrimmungen, die ohne großen Zulassungsaufwand neben einer manuellen Trimmeinstellung auch eine elektrische Trimmeinstellung haben, um so die Vorspannkraft auch mithilfe einer elektrischen Einrichtung einstellen zu können.However, there are currently no known Federtrimmern that have a large trim setting in addition to a manual trim setting and an electrical trim setting, so as to adjust the biasing force by means of an electrical device can.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Trimmvorrichtung für eine Federtrimmung anzugeben, bei der neben einer manuellen Betätigung der Trimmvorrichtung auch die Möglichkeit besteht, die Trimmvorrichtung elektrisch zu betätigen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved trim device for a spring trimming, in addition to a manual operation of the trimming device is also possible to operate the trimming device electrically.
Die Aufgabe wird mit der Trimmvorrichtung gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst. Gemäß Anspruch 1 wird eine Trimmvorrichtung zur manuellen und elektrischen Federtrimmung eines Flugobjektes vorgeschlagen, wobei die Trimmvorrichtung eine Linearführung und eine an der Linearführung linear verschiebbar angeordnete Verstelleinrichtung hat. Die Verstelleinrichtung weist dabei einen Bedienhebel auf, mit dem der Pilot manuell die Verstelleinrichtung entlang der Linearführung verschieben kann. Darüber hinaus weist die Verstelleinrichtung einen Anschluss zum Befestigen der flugseitigen Trimmfedern auf, so dass durch eine lineare Verschiebung der Verstelleinrichtung durch Betätigen des Bedienhebels die Vorspannkraft der Trimmfedern zur Trimmung des Flugobjektes einstellbar ist. The object is achieved according to the invention with the trimming device according to
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Trimmvorrichtung einen elektrisch ansteuerbaren Verstellantrieb zum elektrischen Verschieben der Verstelleinrichtung entlang der Linearführung aufweist, wobei der Verstellantrieb einen elektrisch ansteuerbaren Drehmotor, beispielsweise einen Getriebemotor, und ein damit in Verbindung stehendes Schraubgetriebe hat. Das Schraubgetriebe weist dabei eine mit dem Drehmotor drehbar in Verbindung stehende Gewindespindel auf, die bedarfsweise mit einem an der Verstelleinrichtung drehfest gegenüber der Gewindespindel angeordneten Gegengewinde in Eingriff bringbar ist, um so eine sowohl manuelle Trimmung als auch eine elektrische Trimmung mit ein und derselben Trimmvorrichtung durchführen zu können.According to the invention, it is now provided that the trimming device has an electrically controllable adjusting drive for electrically displacing the adjusting device along the linear guide, wherein the adjusting drive has an electrically controllable rotary motor, for example a gear motor, and a helical gear connected therewith. The helical gear in this case has a threaded spindle rotatably connected to the rotary motor, which, if necessary, can be brought into engagement with a mating thread arranged rotatably against the threaded spindle in order to carry out both manual trimming and electrical trimming with one and the same trimming device to be able to.
Hierfür ist die Verstelleinrichtung so ausgebildet, dass sie mittels des Bedienhebels in eine erste Stellung bringbar ist, in der das Gegengewinde mit der Gewindespindel so im Eingriff steht, dass durch eine Drehbewegung des Motors die Gewindespindel gedreht und so eine lineare Verschiebung der Verstelleinrichtung bewirkt wird. Darüber hinaus ist die Verstelleinrichtung so ausgebildet, dass mittels des Bedienhebels die Verstelleinrichtung in eine zweite Stellung bringbar ist, in der das Gegengewinde mit der Gewindespindel nicht im Eingriff steht, so dass auch durch eine Drehung des Motors und einer damit einhergehenden Drehung der Gewindespindel keine Linearverschiebung der Verstelleinrichtung bewirkt wird. Vielmehr ist in der zweiten Stellung die Verstelleinrichtung so ausgebildet, dass sie mithilfe des Bedienhebels entlang der Linearführung manuell (d.h. händisch durch den Piloten) verschiebbar ist, so dass in der zweiten Stellung des Bedienhebels der Pilot manuell die Trimmung durchführen kann, während in der ersten Stellung des Bedienhebels die Trimmung hinsichtlich einer linearen Verschiebung durch das im Eingriff stehende Gegengewinde mit der Gewindespindel arretiert und ggf. elektrisch bedienbar ist, um so die Trimmvorrichtung elektrisch zu betätigen bzw. zu bedienen.For this purpose, the adjusting device is designed so that it can be brought by means of the operating lever in a first position in which the mating thread with the threaded spindle is engaged so that rotated by a rotational movement of the motor, the threaded spindle and so a linear displacement of the adjusting is effected. In addition, the adjusting device is designed so that by means of the operating lever, the adjusting device can be brought into a second position in which the mating thread is not engaged with the threaded spindle, so that even by a rotation of the motor and an associated rotation of the threaded spindle no linear displacement the adjustment is effected. Rather, in the second position, the adjustment device is designed to be manually displaceable (ie manually by the pilot) by means of the operating lever along the linear guide, so that in the second position of the operating lever the pilot can manually perform the trim while in the first position Position of the operating lever, the trim with respect to a linear displacement locked by the mating mating thread with the threaded spindle and possibly electrically operated, so as to operate the trimming device electrically or to operate.
Hierdurch wird es möglich, eine Trimmvorrichtung zur Federtrimmung bereitzustellen, die sowohl manuell als auch elektrisch bedienbar ist, wobei der Pilot zwischen einer manuellen und einer elektrischen Betätigung bedarfsweise umschalten kann, und zwar durch Betätigen des Bedienhebels, wodurch die Bedienung der Trimmvorrichtung sehr einfach und intuitiv und darüber hinaus auch sehr robust ausgestaltet ist. Darüber hinaus lässt sich eine derartige Trimmvorrichtung für Federtrimmungen ohne große Schwierigkeiten bei den zuständigen Luftfahrtbehörden zulassen, da sowohl eine manuelle als auch eine elektrische Betätigung der Trimmvorrichtung durch ein mechanisches Umschalten am Bedienhebel möglich ist.This makes it possible to provide a trimming device for spring trimming, which is both manually and electrically operable, wherein the pilot can switch between a manual and an electrical operation, if necessary, by operating the operating lever, whereby the operation of the trimming device very simple and intuitive and also very robust. In addition, such a trimming device for Federtrimmungen without great difficulty in the competent aviation authorities allow, as both a manual and an electric actuation of the trimming device by a mechanical switching on the operating lever is possible.
Somit ist sichergestellt, dass die elektrische Trimmvorrichtung auch bei Ausfall der Spannungsversorgung oder Notabschaltung sofort und jederzeit in eine manuelle Trimmvorrichtung umgestellt und so als manuelle Trimmvorrichtung weiter benutzt werden kann, wobei das Umschalten von der elektrischen Funktionsweise in die manuelle Funktionsweise rein mechanisch und nicht elektronisch funktioniert.This ensures that the electric trimming device can be changed immediately and at any time into a manual trimming device even if the power supply or emergency shutdown fails and can then be used as a manual trimming device, whereby switching over from the electrical mode to the manual mode works purely mechanically and not electronically ,
In einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Gegengewinde ein Teil einer Gewindemutter, die die Gewindespindel nur teilweise umschließt (halbe Gewindemutter), so dass das drehfeste Gegengewinde jederzeit aus dem Eingriff der Gewindespindel lösbar und wieder mit der Gewindespindel in Eingriff bringbar ist.In a particularly advantageous embodiment, the mating thread is a part of a threaded nut which surrounds the threaded spindle only partially (half threaded nut), so that the non-rotatable counter-thread at any time from the engagement of the threaded spindle and releasably engageable with the threaded spindle can be brought.
Dabei ist das Gegengewinde vorteilhafterweise an der Verstelleinrichtung so angeordnet, dass beim Umschalten des Bedienhebels von der ersten Stellung in die zweite Stellung das Gegengewinde in Bezug auf die Gewindespindel radial von dieser wegbewegt wird, wodurch der Eingriff des Gegengewindes in der Gewindespindel, die ebenfalls ein Gewinde aufweist, gelöst wird. Wird der Bedienhebel von der zweiten Stellung zurück in die erste Stellung gebracht, so bewegt sich das an der Verstelleinrichtung angeordnete Gegengewinde in Bezug auf die Gewindespindel radial in Richtung der Gewindespindel, bis das Gegengewinde wieder im Eingriff mit dem Gewinde der Gewindespindel steht.In this case, the mating thread is advantageously arranged on the adjusting device so that when switching the operating lever from the first position to the second position, the mating thread with respect to the threaded spindle is moved radially away from this, whereby the engagement of the counter-thread in the threaded spindle, which also has a thread has dissolved. If the operating lever is brought back from the second position to the first position, the counter-thread arranged on the adjusting device moves radially in the direction of the threaded spindle with respect to the threaded spindle until the counter-thread again engages with the thread of the threaded spindle.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Gewindespindel um eine Trapezgewindestange.The threaded spindle is preferably a trapezoidal threaded rod.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verstelleinrichtung quer zur linearen Verschieberichtung kippend an der Linearführung angeordnet, wobei beim Betätigen des Bedienhebels in eine erste Kipprichtung die Verstelleinrichtung von der ersten Stellung in die zweite Stellung bringbar ist, während beim Betätigen des Bedienhebels in eine zweite Kipprichtung die Verstelleinrichtung von der zweiten Stellung in die erste Stellung bringbar ist. Die Linearführung bildet in dieser Ausführungsform somit eine Drehachse, um die die Verstelleinrichtung drehbar bzw. kippbar gelagert ist. Durch das Drehen bzw. Kippen der Verstelleinrichtung wird der Bedienhebel wahlweise in die erste Stellung oder die zweite Stellung gebracht, wobei während des Kippens das an der Verstelleinrichtung angeordnete Gegengewinde eine translatorische Bewegung ausführt, die entweder dazu führt, dass das Gegengewinde mit der Gewindespindel in Eingriff gebracht wird oder dass das Gegengewinde von der Gewindespindel wegbewegt und somit aus dem Eingriff der Gewindespindel gebracht wird.In a further advantageous embodiment, the adjusting device is arranged transversely to the linear displacement direction tilting on the linear guide, wherein upon actuation of the operating lever in a first tilting direction, the adjusting device can be brought from the first position to the second position, while pressing the operating lever in a second tilting direction Adjustment of the second position in the first position can be brought. The linear guide thus forms in this embodiment an axis of rotation about which the adjusting device is mounted rotatably or tiltably. By turning or tilting the adjustment of the operating lever is selectively placed in the first position or the second position, wherein during tilting the arranged on the adjusting mating thread performs a translational movement, which either causes the mating thread with the threaded spindle into engagement is brought or that the mating thread is moved away from the threaded spindle and thus brought out of engagement of the threaded spindle.
Mithilfe dieser Trimmvorrichtung wird eine stufenlose Trimmung sowohl manuell als auch elektrisch möglich, wobei der Pilot zwischen einer manuellen Funktionsweise und der elektrischen Funktionsweise mithilfe des Bedienhebels manuell umschalten kann.With this trimming device, stepless trimming is possible both manually and electrically, whereby the pilot can manually switch between a manual mode of operation and the electrical mode of operation using the operating lever.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verstelleinrichtung eine Anpressvorrichtung auf, mit der eine Kraft auf das Gegengewinde in Richtung der Gewindespindel ausgeübt wird, um so die Gewindespindel in der ersten Stellung des Bedienhebels auf die Gewindespindel zu drücken. Hierdurch kann verhindert werden, dass insbesondere bei einer schnellen Verstellung, d.h. bei hohen Motordrehzahlen des Verstellantriebes das Gegengewinde nicht versehentlich ausspurt. Die Federkraft ist dabei so eingestellt, dass sie jederzeit durch den Piloten übersteuerbar ist, um den Bedienhebel von der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bringen und so von der elektrischen Funktionsweise in die manuelle Funktionsweise umzuschalten. Die Kraft, die auf das Gegengewinde in Richtung der Gewindespindel ausgeübt wird, muss indes jedoch so stark sein, dass das Gegengewinde bei einer elektrischen Funktionsweise mit der Gewindespindel sicher im Eingriff steht.In a further advantageous embodiment, the adjusting device on a pressing device with which a force is exerted on the mating thread in the direction of the threaded spindle, so as to press the threaded spindle in the first position of the operating lever on the threaded spindle. In this way it can be prevented, in particular in the case of a rapid adjustment, i. at high engine speeds of the adjustment drive the mating thread does not accidentally spit. The spring force is adjusted so that it can be overridden by the pilot at any time to bring the operating lever from the first position to the second position and to switch from the electrical mode of operation in the manual mode. However, the force that is exerted on the mating thread in the direction of the threaded spindle, however, must be so strong that the mating thread is securely engaged in an electrical operation with the threaded spindle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Linearführung durch zwei gegenüberliegende Endanschläge begrenzt, wobei die Verstelleinrichtung an der Linearführung entlang von dem ersten Endanschlag bis zum zweiten Endanschlag und zurück manuell verschoben werden kann. Um jedoch bei einer elektrischen Funktionsweise eine Beschädigung des Motors zu verhindern, sind im Bereich der Endanschläge jeweils eine Ausspurvorrichtung vorgesehen, die mit der Verstelleinrichtung derart zusammenwirkt, dass beim Erreichen der Endanschläge durch die Verstelleinrichtung das Gegengewinde aus dem Eingriff der Gewindespindel gebracht wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Bereich der Endanschläge schräg zu der Linearführung verlaufende Spurführungen vorgesehen sind, die auf die Verstelleinrichtung bei einer linearen Verschiebung entlang der Linearführung eine Kraft ausüben, die dazu führt, dass das Gegengewinde in Richtung weg von der Gewindespindel gedrückt wird. Hierdurch wird das Gegengewinde automatisch beim Erreichen der Endanschläge aus seiner linearen Führung ausgespurt, was verhindert, dass der Motor die Verstelleinrichtung an dem jeweiligen Endanschlag mit seiner Drehkraft drückt.In a further advantageous embodiment, the linear guide is limited by two opposite end stops, wherein the adjusting device can be moved manually on the linear guide along the first end stop to the second end stop and back. However, in order to prevent damage to the motor in an electrical operation, a Ausspurvorrichtung are provided in the region of the end stops, which cooperates with the adjustment such that upon reaching the end stops by the adjusting the counter thread is brought out of engagement of the threaded spindle. This can be done, for example, by providing track guides running obliquely to the linear guide in the area of the end stops, which exert a force on the adjusting device during a linear displacement along the linear guide, which force causes the counter-thread to be pressed in the direction away from the threaded spindle , As a result, the mating thread is automatically ejected when reaching the end stops from its linear guide, which prevents the engine presses the adjusting device at the respective end stop with its rotational force.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Segelflugzeug mit einer derartigen Trimmvorrichtung gelöst.The task is also solved by the way with the glider with such a trimming device.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 - Darstellung der erfindungsgemäßen Trimmvorrichtung; -
2 - Darstellung der Verstelleinrichtung der Trimmvorrichtung.
-
1 - Presentation of the trimming device according to the invention; -
2 - Representation of the adjustment of the trimming device.
Am oberen Ende der Verstelleinrichtung
Des Weiteren weist die Trimmvorrichtung
Die Verstelleinrichtung
An dieser Linearführungslagerung
Der Gleitblock
Wird der Bedienhebel
Linearführung
Der Käfig
Im Bereich der Endanschläge
Das Führungsblech
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 -1 -
- Trimmvorrichtungtrimming device
- 2 -2 -
- Linearführung/LinearführungsstangeLinear guide / linear guide rod
- 3 -3 -
- Verstelleinrichtungadjustment
- 4 -4 -
- Bedienhebeloperating lever
- 5 -5 -
- Anschluss für TrimmfedernConnection for trim springs
- 6 -6 -
- Verstellantriebadjustment
- 7 -7 -
- Motor/DrehmotorEngine / rotary motor
- 8 -8th -
- Gewindespindel/GewindestangeScrew / threaded rod
- 9 -9 -
- Gegengewindemating thread
- 10 -10 -
- LinearführungslagerungLinear guide bearing
- 11 -11 -
- Buchsensockets
- 12 -12 -
- Verstellarmadjusting arm
- 13 -13 -
- Gleitblocksliding block
- 14 -14 -
- Anpressvorrichtungpressing device
- 15 -15 -
- KäfigCage
- 16 -16 -
- erster Endanschlagfirst end stop
- 17 -17 -
- zweiter Endanschlagsecond end stop
- 18 -18 -
- Führungsblechguide plate
- K -K -
- Kipprichtungtilt direction
Claims (7)
Priority Applications (1)
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DE102017117880.5A DE102017117880B4 (en) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Trimming device for manual and electrical spring trimming of a flying object |
Applications Claiming Priority (1)
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2017
- 2017-08-07 DE DE102017117880.5A patent/DE102017117880B4/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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