DE102021212832A1 - component - Google Patents
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Abstract
Bauteil mit einem Bauteilkörper (2), der eine Bauteilbasis (3) und eine von dieser in einer axialen Richtung (x) vorstehende Bauteilausformung (4) aufweist, die um eine in axialer Richtung (x) verlaufende Längsachse (5) im Abstand herum verläuft und aus Kunststoff besteht, wobei rings der Längsachse (5) in die Bauteilausformung (4) eine oder mehrere im Abstand zueinander vorgesehene Aussparungen (9) eingebracht sind.Component with a component body (2) having a component base (3) and a component formation (4) projecting therefrom in an axial direction (x) and running at a distance around a longitudinal axis (5) running in the axial direction (x). and consists of plastic, one or more recesses (9) spaced apart from one another being introduced into the component molding (4) around the longitudinal axis (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem Bauteilkörper, der eine Bauteilbasis und eine von dieser in einer axialen Richtung vorstehende Bauteilausformung aufweist, die um eine in axialer Richtung verlaufende Längsachse im Abstand herum verläuft und aus Kunststoff besteht.The invention relates to a component with a component body, which has a component base and a component formation protruding therefrom in an axial direction, which runs at a distance around a longitudinal axis running in the axial direction and consists of plastic.
Bei durchgängigen schwerpunktfernen Ausformungen in Kunststoffbauteilen können Umfangsspannungen entstehen, die zu Rissbildung führen. Diese Umfangsspannungen können sowohl durch mechanische als auch durch thermische Belastungen auftreten, letzteres insbesondere bei Metall/Kunststoff-Hybridbauteilen.In the case of continuous formations in plastic components that are far from the center of gravity, circumferential stresses can arise, which lead to the formation of cracks. These hoop stresses can occur as a result of both mechanical and thermal loads, the latter particularly in the case of metal/plastic hybrid components.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, derartige Umfangsspannungen reduzieren zu können.Proceeding from this, the invention is based in particular on the object of being able to reduce such hoop stresses.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauteil nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.According to the invention, this object is achieved by a component according to
Ein Bauteil mit einem Bauteilkörper, der eine Bauteilbasis und eine von dieser in einer axialen Richtung vorstehende Bauteilausformung aufweist, die um eine in axialer Richtung verlaufende Längsachse im Abstand herum verläuft und aus Kunststoff besteht, ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch weitergebildet, dass rings der Längsachse in die Bauteilausformung eine oder mehrere im Abstand zueinander vorgesehene Aussparungen eingebracht sind.A component with a component body, which has a component base and a component formation protruding from it in an axial direction, which runs at a distance around a longitudinal axis running in the axial direction and is made of plastic, is further developed according to the invention in particular in that around the longitudinal axis in the Component formation one or more spaced-apart recesses are introduced.
Durch die eine oder mehreren in die Bauteilausformung eingebrachten Aussparungen sind insbesondere zur Rissbildung führende, hohe Spannungen vermeidbar. Beispielsweise ist durch die eine oder mehreren Aussparungen das mechanische Verhalten insoweit veränderbar, dass in der Bauteilausformung Spannungen und/oder Dehnungen reduzierbar sind. Insbesondere wenn die Bauteilausformung an einer Grenzfläche zwischen einem Kunststoffbereich und einem Metallbereich in einem Hybridbauteil liegt, sind Spannungsspitzen im Übergangsbereich reduzierbar.Due to the one or more recesses introduced into the component formation, high stresses that lead to the formation of cracks can be avoided. For example, the mechanical behavior can be changed by the one or more cutouts to the extent that stresses and/or expansions in the component formation can be reduced. Stress peaks in the transition area can be reduced, in particular when the component formation lies at an interface between a plastic area and a metal area in a hybrid component.
Eine oder jedwede quer zur axialen Richtung und/oder quer zur Längsachse verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet. Vorteilhaft wird eine um die Längsachse herum verlaufende Richtung als Umfangsrichtung bezeichnet.One or any direction running transversely to the axial direction and/or transversely to the longitudinal axis is referred to in particular as the radial direction. A direction running around the longitudinal axis is advantageously referred to as the circumferential direction.
Die Aussparungen sind rings der Längsachse und/oder in Umfangsrichtung insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet. Bevorzugt beträgt die Anzahl der Aussparungen zwei oder wenigstens zwei oder drei oder wenigstens drei oder vier oder wenigstens vier. Vorzugsweise ist jede Aussparung in axialer Richtung in die Bauteilausformung eingebracht. Vorteilhaft ist jede Aussparung in radialer Richtung durchgängig. Bevorzugt ist jede Aussparung zu einem axialen freien Ende der Bauteilausformung hin offen. Vorzugsweise ist jede Aussparung zu einem der Bauteilbasis abgewandten axialen Ende der Bauteilausformung hin offen. Vorteilhaft erstreckt sich jede Aussparung über die gesamte axiale Länge des Vorsprungs oder über lediglich einen Teil der axialen Länge des Vorsprungs.The recesses are distributed particularly uniformly around the longitudinal axis and/or in the circumferential direction. The number of recesses is preferably two or at least two or three or at least three or four or at least four. Each recess is preferably introduced into the component formation in the axial direction. Each recess is advantageously continuous in the radial direction. Each recess is preferably open towards an axial free end of the component formation. Preferably, each recess is open toward an axial end of the component formation that faces away from the component base. Advantageously, each recess extends over the entire axial length of the projection or over only part of the axial length of the projection.
Der Kunststoff der Bauteilausformung ist bevorzugt ein verstärkter Kunststoff. Insbesondere ist der Kunststoff mittels Fasern, Kugeln und/oder einem Pulver verstärkt. Die Fasern eines faserverstärkten Kunststoffs der Bauteilausformung sind z.B. Glasfasern. Insbesondere handelt es sich bei den Fasern des faserverstärkten Kunststoffs der Bauteilausformung um Kurzfasern. Der Kunststoff der Bauteilausformung ist vorzugsweise ein Thermoplast. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kunststoff der Bauteilausformung um Polyphenylensulfid (PPS).The plastic of the component molding is preferably a reinforced plastic. In particular, the plastic is reinforced by means of fibers, balls and/or a powder. The fibers of a fiber-reinforced plastic used in the molding of the component are, for example, glass fibers. In particular, the fibers of the fiber-reinforced plastic of the component molding are short fibers. The plastic of the component molding is preferably a thermoplastic. For example, the plastic of the component molding is polyphenylene sulfide (PPS).
Das Bauteil ist oder bildet bevorzugt ein Kunststoff-Bauteil oder Kunststoff-Metall-Hybrid-Bauteil. Insbesondere besteht das Bauteil aus Kunststoff oder aus Kunststoff und Metall.The component is or preferably forms a plastic component or plastic-metal hybrid component. In particular, the component consists of plastic or of plastic and metal.
Gemäß einer Ausgestaltung besteht die Bauteilbasis aus Kunststoff oder aus Metall oder aus Kunststoff und Metall. Bevorzugt ist die Bauteilausformung integral und/oder monolithisch und/oder materialhomogen mit der Bauteilbasis oder mit einem oder zumindest einem Bereich oder Abschnitt der Bauteilbasis ausgebildet, der insbesondere aus Kunststoff besteht. Insbesondere bilden die Bauteilbasis oder der aus Kunststoff bestehende Bereich oder Abschnitt der Bauteilbasis und die Bauteilausformung ein gemeinsames Kunststoffteil und/oder Spritzgussteil. Vorteilhaft besteht am Übergang oder im Bereich des Übergangs zwischen der Bauteilbasis und der Bauteilausformung die Bauteilbasis, insbesondere bereichsweise oder zumindest bereichsweise, aus Metall. Bei diesem Metall handelt es beispielsweise um Aluminium oder um einen Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl.According to one configuration, the component base consists of plastic or metal or plastic and metal. The component formation is preferably formed integrally and/or monolithically and/or materially homogeneously with the component base or with one or at least one area or section of the component base, which consists in particular of plastic. In particular, the component base or the area or section of the component base made of plastic and the component molding form a common plastic part and/or injection-molded part. Advantageously, at the transition or in the region of the transition between the component base and the component formation, the component base is made of metal, in particular in regions or at least in regions. This metal is, for example, aluminum or an iron material such as steel.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Bauteilbasis eine Einfassung aus Kunststoff und einen metallischen Einleger oder Kern auf, der, insbesondere teilweise oder zumindest teilweise, in die Einfassung eingebettet und/oder von dieser, insbesondere teilweise oder zumindest teilweise, umschlossen und/oder eingefasst ist. Beispielsweise ist die Einfassung an den Einleger oder Kern angespritzt und/oder der Einleger oder Kern ist z.B. mit dem Kunststoff der Einfassung umspritzt. Insbesondere bilden die Einfassung und die Bauteilausformung ein gemeinsames Kunststoffteil und/oder Spritzgussteil. Sofern die Bauteilbasis, insbesondere bereichsweise oder zumindest bereichsweise, aus Metall besteht, ist dieses Metall vorzugsweise durch den Einleger oder Kern gebildet.According to one development, the component base has a plastic frame and a metallic insert or core that is embedded, in particular partially or at least partially, in the frame and/or is surrounded and/or surrounded by it, in particular partially or at least partially. For example, the border is molded onto the insert or core and/or the insert or core is, for example, overmolded in the plastic of the frame. In particular, the frame and the component molding form a common plastic part and/or injection molded part. If the component base is made of metal, in particular in some areas or at least in some areas, this metal is preferably formed by the insert or core.
Bevorzugt greifen eine Innenumfangsfläche der Einfassung und eine Außenumfangsfläche des Einlegers oder Kerns formschlüssig ineinander, insbesondere derart, dass die Einfassung und der Einleger oder Kern in Umfangsrichtung formschlüssig aneinander gesichert sind. Beispielsweise sind die Innenumfangsfläche der Einfassung und die Außenumfangsfläche des Einlegers oder Kerns jeweils mit einer Verzahnung versehen, wobei diese Verzahnungen ineinandergreifen. Somit kann z.B. eine Verdrehsicherung zwischen der Einfassung und dem Einleger oder Kern realisiert werden. Insbesondere ist eine Sicherung gegen Torsion und/oder axial wirkenden Kräften gegeben.An inner peripheral surface of the enclosure and an outer peripheral surface of the insert or core preferably engage in one another in a form-fitting manner, in particular in such a way that the enclosure and the insert or core are secured to one another in a form-fitting manner in the circumferential direction. For example, the inner peripheral surface of the rim and the outer peripheral surface of the insert or core are each provided with teeth, these teeth meshing. Thus, for example, an anti-twist device can be implemented between the border and the insert or core. In particular, there is protection against torsion and/or axially acting forces.
Der Kunststoff der Bauteilbasis und/oder der Einfassung ist bevorzugt ein verstärkter, insbesondere faserverstärkter, Kunststoff. Die Fasern des faserverstärkten Kunststoffs der Bauteilbasis und/oder der Einfassung sind z.B. Glasfasern. Insbesondere handelt es sich bei den Fasern des faserverstärkten Kunststoffs der Bauteilbasis und/oder der Einfassung um Kurzfasern. Der Kunststoff der Bauteilbasis und/oder der Einfassung ist vorzugsweise ein Thermoplast. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kunststoff der Bauteilbasis und/oder der Einfassung um Polyphenylensulfid (PPS). Bevorzugt ist die Bauteilausformung integral und/oder monolithisch und/oder materialhomogen mit der Einfassung ausgebildet. Der metallische Einleger oder Kern besteht beispielsweise aus Aluminium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl.The plastic of the component base and/or the frame is preferably a reinforced, in particular fiber-reinforced, plastic. The fibers of the fiber reinforced plastic of the component base and/or the casing are, for example, glass fibers. In particular, the fibers of the fiber-reinforced plastic of the component base and/or the enclosure are short fibers. The plastic of the component base and/or the frame is preferably a thermoplastic. For example, the plastic of the component base and/or the rim is polyphenylene sulfide (PPS). The component formation is preferably formed integrally and/or monolithically and/or with a homogeneous material with the frame. The metallic insert or core consists, for example, of aluminum or of an iron material such as steel.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Bauteilausformung einen, insbesondere axialen und/oder radialen, Abstand zu einem Schwerpunkt des Bauteilkörpers auf. Beispielsweise erstreckt sich die Bauteilausformung in axialer und/oder in radialer Richtung von dem oder einem Schwerpunkt des Bauteilkörpers weg. Bevorzugt verläuft die Längsachse durch den oder einen Schwerpunkt des Bauteilkörpers. Vorteilhaft liegt der oder ein Schwerpunkt des Bauteilkörpers innerhalb der Bauteilbasis und/oder innerhalb eines von der Bauteilbasis definierten und/oder begrenzten Raumbereichs. Der Schwerpunkt ist z.B. ein geometrischer Schwerpunkt und/oder ein Massenmittelpunkt. Vorteilhaft weist die Bauteilausformung einen, insbesondere radialen, Abstand zur Längsachse auf.According to one configuration, the component formation has a distance, in particular an axial and/or radial distance, from a center of gravity of the component body. For example, the component formation extends in the axial and/or in the radial direction away from the or a center of gravity of the component body. The longitudinal axis preferably runs through the center of gravity or a center of gravity of the component body. Advantageously, the or a center of gravity of the component body lies within the component base and/or within a spatial area defined and/or delimited by the component base. The center of gravity is e.g. a geometric center of gravity and/or a center of mass. The component formation advantageously has a distance, in particular a radial distance, from the longitudinal axis.
Bevorzugt ist die Bauteilausformung, vorzugsweise bezüglich der Längsachse, rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch, insbesondere unter Vernachlässigung der Aussparung oder Aussparungen. Vorteilhaft ist die Bauteilausformung ringförmig.The component shape is preferably rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis, in particular ignoring the recess or recesses. The component formation is advantageously ring-shaped.
Bevorzugt ist der Bauteilkörper, vorzugsweise bezüglich der Längsachse, rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch, insbesondere unter Vernachlässigung der Aussparung oder Aussparungen. Beispielsweise bildet der Bauteilkörper ein Rad.The component body is preferably rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis, in particular ignoring the recess or recesses. For example, the component body forms a wheel.
Bevorzugt ist die Bauteilbasis, vorzugsweise bezüglich der Längsachse, rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Vorteilhaft ist die Bauteilbasis ringförmig oder scheibenförmig. Beispielsweise bildet die Bauteilbasis ein Rad.The component base is preferably rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis. The component base is advantageously ring-shaped or disc-shaped. For example, the component base forms a wheel.
Bevorzugt ist oder sind der Bauteilkörper und/oder die Bauteilbasis und/oder die Bauteilausformung, vorzugsweise jeweils, zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, insbesondere unter Vernachlässigung der Aussparung oder Aussparungen.Preferably, the component body and/or the component base and/or the component formation is or are, preferably in each case, cylindrical or essentially cylindrical, in particular ignoring the recess or recesses.
Gemäß einer Ausgestaltung weist eine um die Längsachse herum verlaufende Außenumfangsfläche der Bauteilbasis einen größeren, insbesondere radialen, Abstand zur Längsachse auf als die Bauteilausformung oder deren Außenumfangsfläche. Bevorzugt weist eine um die Längsachse herum verlaufende Innenumfangsfläche der Bauteilbasis und/oder des Einlegers oder Kerns einen kleineren, insbesondere radialen, Abstand zur Längsachse auf als die Bauteilausformung oder deren Innenumfangsfläche.According to one configuration, an outer peripheral surface of the component base running around the longitudinal axis has a greater, in particular radial, distance from the longitudinal axis than the component formation or its outer peripheral surface. An inner peripheral surface of the component base and/or of the insert or core running around the longitudinal axis preferably has a smaller, in particular radial, distance from the longitudinal axis than the component formation or its inner peripheral surface.
Das Bauteil bildet beispielsweise eine Getriebebauteil. Bevorzugt bildet das Bauteil ein Rad, wie z.B. ein Zahnrad oder ein Riemenrad. Vorzugsweise ist die oder eine um die Längsachse herum verlaufende Außenumfangsfläche der Bauteilbasis mit einer Verzahnung versehen.The component forms a transmission component, for example. Preferably, the member forms a wheel, such as a gear or pulley. The or an outer peripheral surface of the component base running around the longitudinal axis is preferably provided with teeth.
Bevorzugt ist der metallische Einleger oder Kern, vorzugsweise bezüglich der Längsachse, rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Vorteilhaft ist der metallische Einleger oder Kern ringförmig oder scheibenförmig. Bevorzugt bildet der metallische Einleger oder Kern eine, vorzugsweise metallische, Nabe oder Radnabe, insbesondere des als Rad oder Zahnrad oder Riemenrad ausgebildeten Bauteils oder Bauteilkörpers.The metallic insert or core is preferably rotationally symmetrical or essentially rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis. The metallic insert or core is advantageously ring-shaped or disk-shaped. The metallic insert or core preferably forms a, preferably metallic, hub or wheel hub, in particular of the component or component body designed as a wheel or gear wheel or belt pulley.
Das Bauteil ist z.B. für ein Fahrzeug vorgesehen, welches insbesondere ein Kraftfahrzeug ist. Beispielsweise ist das Bauteil in einer, vorzugsweise aktiven, Radaufhängung oder Hinterachslenkung des Fahrzeugs vorgesehen.The component is provided, for example, for a vehicle, which is in particular a motor vehicle. For example, the component is provided in a preferably active wheel suspension or rear-axle steering system of the vehicle.
Gemäß einer Weiterbildung sitzt das Bauteil und/oder die Bauteilbasis und/oder der Einleger oder Kern, vorzugsweise starr oder drehstarr, auf einer Welle, die sich insbesondere in axialer Richtung erstreckt. Vorteilhaft verläuft die Längsachse mittig durch die Welle. Beispielsweise bildet die Längsachse eine Drehachse der Welle. According to a development, the component and/or the component base and/or the insert or core sits, preferably rigidly or torsionally rigid, on a shaft that extends in particular in the axial direction. The longitudinal axis advantageously runs centrally through the shaft. For example, the longitudinal axis forms an axis of rotation of the shaft.
Die Erfindung betrifft insbesondere ferner eine Welle mit einem erfindungsgemäßen Bauteil, wobei das Bauteil und/oder die Bauteilbasis und/oder der Einleger oder Kern, vorzugsweise starr oder drehstarr, auf der Welle sitzt, die sich insbesondere in axialer Richtung erstreckt. Vorteilhaft verläuft die Längsachse mittig durch die Welle. Beispielsweise bildet die Längsachse eine Drehachse der Welle.The invention also relates in particular to a shaft with a component according to the invention, the component and/or the component base and/or the insert or core being seated, preferably rigidly or torsionally rigid, on the shaft which extends in particular in the axial direction. The longitudinal axis advantageously runs centrally through the shaft. For example, the longitudinal axis forms an axis of rotation of the shaft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Vorderansicht eines Bauteils gemäß einer Ausführungsform, -
2 eine Schnittansicht des Bauteils entlang der aus1 ersichtlichen Schnittlinie A - A und -
3 eine Seitenansicht des aus1 ersichtlichen Bauteils.
-
1 a front view of a component according to an embodiment, -
2 a sectional view of the component along the1 apparent cutting line A - A and -
3 a side view of theoff 1 visible component.
Aus den
Eine oder jedwede quer zur Längsachse 5 verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung r bezeichnet. Ferner wird eine um die Längsachse 5 herum verlaufende Richtung vorzugsweise als Umfangsrichtung u bezeichnet.One or any direction running transversely to the
Die Bauteilbasis 3 weist eine Einfassung 6 aus Kunststoff und einen metallischen Einleger 7 auf, der teilweise in die Einfassung 6 eingebettet und von dieser umschlossen ist. Insbesondere ist der Einleger 7 mit dem Kunststoff der Einfassung 6 umspritzt. Ferner ist die Bauteilausformung 4 integral mit der Einfassung 6 ausgebildet. Aufgrund des Einlegers 7 besteht die Bauteilbasis 3 im Bereich des Übergangs zwischen der Bauteilbasis 3 und der Bauteilausformung 4 aber bereichsweise aus Metall.The
Der metallische Einleger 7 bestimmt insbesondere aufgrund seiner relativ großen Masse im Vergleich zur Masse des Kunststoffs der Bauteilausformung 4 und der Einfassung 6 die Lage eines Massenmittelpunkts 8 des Bauteilkörpers 2. Bevorzugt liegt der Massenmittelpunkts 8, der z.B. auch als Schwerpunkt bezeichnet wird, aber nahe am geometrischen Schwerpunkt des Bauteilkörpers 2, sodass der geometrische Schwerpunkt näherungsweise mit dem Massenmittelpunkt 8 übereinstimmt.The
Rings der Längsachse 5 sind in die Bauteilausformung 4 mehrere im Abstand zueinander vorgesehene Aussparungen 9 eingebracht. Die Aussparungen 9 sind rings der Längsachse 5 gleichmäßig verteilt angeordnet und an ihren der Bauteilbasis 3 abgewandten axialen Enden offen.A plurality of
Eine um die Längsachse 5 herum verlaufende Außenumfangsfläche 10 der Bauteilbasis 3 weist einen größeren radialen Abstand zur Längsachse 5 auf als die Bauteilausformung 4. Ferner ist die um die Längsachse 5 herum verlaufende Außenumfangsfläche 10 der Bauteilbasis 3 bevorzugt mit einer Verzahnung 11 versehen.An outer
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Bauteilcomponent
- 22
- Bauteilkörpercomponent body
- 33
- Bauteilbasiscomponent base
- 44
- Bauteilausformungcomponent formation
- 55
- Längsachselongitudinal axis
- 66
- Einfassungsurround
- 77
- Einlegerdepositor
- 88th
- Schwerpunktmain emphasis
- 99
- Aussparungrecess
- 1010
- Außenumfangsflächeouter peripheral surface
- 1111
- Verzahnung gearing
- bb
- axiale Erstreckung der Bauteilbasisaxial extension of the component base
- hH
- axiale Erstreckung der Bauteilausformungaxial extent of the component formation
- rright
- radiale Richtungradial direction
- uand
- Umfangsrichtungcircumferential direction
- xx
- axiale Richtungaxial direction
Claims (11)
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---|---|---|---|
DE102021212832.7A DE102021212832A1 (en) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | component |
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---|---|
DE102021212832A1 true DE102021212832A1 (en) | 2023-05-17 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102021212832.7A Pending DE102021212832A1 (en) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | component |
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Citations (3)
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2021
- 2021-11-16 DE DE102021212832.7A patent/DE102021212832A1/en active Pending
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Legal Events
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---|---|---|---|
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