DE202005012569U1 - Fan used as a radial fan in industrial applications comprises sound-damping units arranged in a region of the running wheel side facing away from the inlet region and an inlet nozzle located in the inlet region - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Lüfter, vorzugsweise einen Radiallüfter, mit einem Einlaufbereich und einem Druckraum sowie mit einem Laufrad, das das zu fördernde Medium aus dem Einlaufbereich in den Druckraum fördert.The Invention relates to a fan, preferably a radial fan, with an inlet area and a pressure chamber and with an impeller, the one to be promoted Promotes medium from the inlet area in the pressure chamber.
Derartige Lüfter oder Ventilatoren finden in den Industrie sowie im Anlagenbau breite Verwendung. Die Lüfter fördern Luft in einen Druckraum. Bei Radiallüftern mit vorwärts gekrümmten Schaufeln ist als Druckraum ein Spiralgehäuse aus starrem Material, wie beispielsweise Blech oder Kunststoff üblich. Bei Radiallüftern mit rückwärts gekrümmten Schaufeln wird aus Kosten- und Gewichtsgründen häufig ein quaderförmiger Druckraum oder ein Druckraum, der sich aus sonstigen konstruktiven Gegebenheiten ergibt, verwendet.such Fan or fans are widely used in industry as well as in plant engineering Use. The fans promote Air in a pressure room. For radial fans with forward curved blades is a spiral housing as a pressure chamber made of rigid material, such as sheet metal or plastic usual. at radial fans with backward curved blades is for cost and weight reasons often cuboid Pressure chamber or a pressure chamber, which is made of other constructive Given conditions, used.
Um die Schallleistung auf der Druckseite des Lüfters zu dämpfen, werden üblicherweise Schalldämpfer dem Druckraum nachgeschaltet. Da die Schalldämpfung nur dann eine gute Wirksamkeit entfaltet, wenn die Absorber dick sind und das Flächenverhältnis Absorberfläche zu Strömungsquerschnitt groß ist, benötigen wirksame Schalldämpfer ein großes Bauvolumen.Around To dampen the sound power on the pressure side of the fan, are usually silencer downstream of the pressure chamber. Because the soundproofing only then a good effectiveness unfolds when the absorbers are thick and the area ratio absorber surface to flow area is large, require effective silencer a big Volume.
Die geometrische Außenkontur des Druckraumes ist häufig durch konstruktive Gegebenheiten vorgegeben und kann im Allgemeinen nicht verändert werden. Im Druckraum herrschen häufig ungünstige Strömungsverhältnisse: Es bilden sich beispielsweise stehende Wirbel und Ablösegebiete. Durch die ungünstigen Strömungsverhältnisse steigt der Druckverlust und es sinkt die Fördermenge. Um eine vorgegebene Fördermenge bei gegebenem Druckverlust dennoch zu realisieren, müßte ein größeres Laufrad oder eine höhere Drehzahl verwendet werden. Meist ist jedoch ohnehin schon das größtmögliche Laufrad, das strömungstechnisch gerade noch in den Druckraum paßt (1,6 d) verwendet worden. Eine Erhöhung der Drehzahl hat eine verstärkte Schallemission zur Folge, da die Schallleistung eines Lüfters mit der sechsten bis achten Potenz der Drehzahl wächst.The geometric outer contour the pressure chamber is frequent given by constructional conditions and can generally not changed become. In the pressure room prevail frequently unfavorable Flow conditions: For example, standing vortexes and detachment areas are formed. By the unfavorable flow conditions increases the pressure loss and it decreases the flow rate. To a predetermined output Nevertheless, to realize at a given pressure loss, would have to larger impeller or a higher one Speed can be used. Most of the time, though, it's already the largest possible impeller the fluidic just fits in the pressure chamber (1.6 d) has been used. An increase in the speed has one amplified sound emission As a result, the sound power of a fan with the sixth to eighth power of the speed grows.
Lüfter werden häufig zur Be- und Entlüftung eingesetzt. Die Personen, die sich in den entsprechenden zu be- oder entlüftenden Räumen befinden, sind daher dem Schall der Lüfter ausgesetzt und können dadurch erheblich belästigt, benachteiligt oder gefährdet werden. Deshalb ist es von Bedeutung, die psychoakustische Lästigkeit des im Druckraum entstehenden Schalls soweit wie möglich zu minimieren. Dazu ist zum einen die Schallleistung des Lüfters soweit wie möglich zu reduzieren und zum anderen das Auftreten des Drehklangs (Schaufelpassierfrequenz) und gegebenenfalls das seiner dominanten harmonischen Oberwellen soweit wie möglich zu unterdrücken.Become a fan often used for ventilation. The persons who are in the corresponding to be ventilated or vented clear are therefore exposed to the sound of the fan and can thereby significantly harassed, disadvantaged or endangered become. That's why it matters, the psychoacoustic annoyance the sound produced in the pressure chamber as far as possible minimize. For this purpose, on the one hand, the sound power of the fan so far as possible on the other hand, the occurrence of the rotary sound (Schaufelpassierfrequenz) and possibly that of its dominant harmonic harmonics so far as possible to suppress.
Von Bedeutung ist weiterhin der Druckverlust des Lüfters. Zu dessen Optimierung ist die Strömung vorteilhaft so zu führen, daß weder Strömungsablösungen noch größere Wirbel entstehen. Außerdem sollte vermieden werden, daß Strömungsspitzengeschwindigkeiten durch ein ungleichförmiges Strömungsprofil entstehen.From Significance continues to be the pressure loss of the fan. To optimize it the flow is favorable to lead so that neither Flow separation still bigger swirls arise. In addition, should be avoided that flow peak velocities by a non-uniform flow profile arise.
Bei Transport- und Beförderungsmitteln (Flugzeug, Fahrzeug, Schiff) besteht darüber hinaus häufig die Notwendigkeit das Gewicht zu minimieren. Akustische Maßnahmen sind soweit wie möglich in Leichtbauweise durchzuführen bzw. dürfen nur geringfügiges Mehrgewicht mit sich bringen. Eine höhere Eigenlast reduziert näm lich bei vorgegebener höchst zulässiger Gesamtlast die Nutzlast und damit die Wirtschaftlichkeit des Transportsystems. Die Außenkontur des Druckraumes ist an sich beliebig. Häufig wird sie durch andere konstruktive Gegebenheiten vorgegeben. Wie beim Gewicht sieht bei Transport- und Beförderungsmitteln nur ein bestimmtes Bauvolumen für den Lüfter zur Verfügung. Ein größeres Bauvolumen bewirkt unter Umständen, daß weniger Fahrgäste mitfahren können und senkt somit die Rentabilität des Gesamtunternehmens.at Transport and transport equipment (aircraft, Vehicle, ship) exists over it often out the need to minimize weight. Acoustic measures are as far as possible to carry out in lightweight construction or allowed only minor To bring more weight. A higher dead load actually reduces given highest permissible Total load the payload and thus the efficiency of the transport system. The outer contour the pressure chamber is arbitrary. Often it is by others given constructive conditions. As with the weight looks at transport and means of transport only a certain volume of construction for the fan to disposal. A larger volume of construction may cause that less passengers can ride and thus reduces profitability of the whole enterprise.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Lüfter der eingangs angegebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß dessen Schallemission bei geringem Bauvolumen verringert wird.It the object of the present invention is a fan of develop at the outset specified type such that its Noise emission is reduced with low construction volume.
Diese Aufgabe wird durch einen Lüfter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach sind ein oder mehrere schalldämpfende Mittel vorgesehen, die im Bereich der vom Einlaufbereich abgewandten Laufradrückseite und/oder zwischen dem Laufrad und einer im Einlaufbereich befindlichen Einlaufdüse und/oder in dem Druckraum des Lüfters und/oder in einem mit dem Druckraum des Lüfters in Verbindung stehenden Raum angeordnet sind. Durch ein derartiges Absorbersystem wird der Vorteil erreicht, daß der Schall wirksam an der Stelle seiner Entstehung bzw. in unmittelbarer Nähe der Schallquelle absorbiert werden kann. Das Bauvolumen des Lüfters wird durch die Anordnung des Absorbersystems vorzugsweise nicht vergrößert, so daß der Lüfter kompakt ausgeführt ist. Weiterhin läßt sich der Vorteil erzielen, daß die schalldämpfenden Mittel derart angeordnet werden können, daß ein günstiger Einfluß auf die Strömungsführung genommen wird und beispielsweise Totraumgebiete eliminiert werden.These Task is by a fan solved with the features of claim 1. After that, one or more sound deadening Provided means which are remote in the region of the inlet area Impeller back and / or between the impeller and a located in the inlet area inlet nozzle and / or in the pressure chamber of the fan and / or in one with the pressure chamber of the fan are arranged in communicating space. By such a Absorber system has the advantage that the sound is effective at the The place of its formation or in the immediate vicinity of the sound source absorbed can be. The construction volume of the fan is determined by the arrangement the absorber system preferably not increased, so that the fan is made compact. Furthermore, can be the advantage that the sound-deadening Means can be arranged so that a favorable influence on the Flow guidance taken and, for example, deadspace areas are eliminated.
Ein laufradnahes Absorbersystem kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, daß die Einlaufdüse einen Abschnitt mit in Einströmrichtung abnehmenden Durchmesser und das Laufrad einen Abschnitt mit in Einströmrichtung zunehmendem Durchmesser aufweist und daß die schalldämpfenden Mittel zwischen diesen Abschnitten der Einlaufdüse und des Laufrades angeordnet sind.An absorber system near the runner can be provided, for example, in that the inlet nozzle has a section with a diameter decreasing in the inflow direction and the impeller has a Section having increasing diameter in the inflow direction and that the sound-absorbing means between these sections of the inlet nozzle and the impeller are arranged.
Es kann vorgesehen sein, daß die schalldämpfenden Mittel den Raum zwischen Laufrad und Einlaufdüse weitgehend ausfüllen, wobei vorzugsweise hinreichend Spiel vorgesehen ist, damit das Absorbermaterial nicht am Laufrad streift. Das Absorbermaterial kann an der Einlaufdüse anliegen oder mit dieser verklebt sein, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.It can be provided that the sound-deadening Medium largely fill the space between impeller and inlet nozzle, taking preferably sufficient clearance is provided so that the absorber material do not touch the wheel. The absorber material can rest against the inlet nozzle or be glued to this, but not mandatory is.
Zusätzlich oder alternativ können die schalldämpfenden Mittel im Bereich der vom Einlaufbereich abgewandten Seite des Laufrades angeordnet sein. Auch dadurch wird ein laufradnahes Absorbersystem bereitgestellt, wobei auch hier vorzugsweise hinreichend Spiel zwischen Laufrad und Absorbermaterial vorgesehen ist. Das Absorbermaterial kann beispielsweise an einer das Laufrad tragenden Konstruktion befestigt sein. Das Laufrad kann auf seiner von der Einströmseite abgewandten Rückseite gerade ausgeführt sein und die schalldämpfenden Mittel können sich benachbart, vorzugsweise parallel zu der Laufradrückseite erstrecken. Auch eine andere als eine gerade Ausführung der Laufradrückseite ist selbstverständlich möglich.Additionally or alternatively you can the sound-absorbing ones Means in the region of the side facing away from the inlet region of the impeller be arranged. This also makes an absorber system close to the wheels provided, wherein also here preferably sufficient clearance between Impeller and absorber material is provided. The absorber material can, for example, on a construction carrying the impeller be attached. The impeller may be on its side facing away from the inflow side back just executed be and the sound-absorbing ones Means can adjacent, preferably parallel to the impeller back extend. Also a different than a straight version of the Impeller back is self-evident possible.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Absorbermaterial derart gewählt, daß es selbsttragend ist.In Preferred embodiment, the absorber material is selected such that it self-supporting is.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die schalldämpfenden Mittel im restlichen Druckraum des Lüfters derart angeordnet sein, daß der verbleibende Druckraum spiralförmig ausgeführt ist. Dabei kann der Druckraum derart mit Absorbermaterial, vorzugsweise mit selbsttragendem Absorbermaterial gefüllt sein, dass der verbleibende Raum die Innenkontur eines Spiralgehäuses durch den Zuschnitt der Absorbermaterialien durch Kreissegmente oder Geraden annimmt. Dabei kann vorgesehen sein, daß sich der spiralgehäuseförmige Bereich zwischen zwei Absorberplatten erstreckt, die einen Spalt bilden, in dem durch einen entsprechend runden Zuschnitt die Kontur eines Spiralgehäuses nachgebildet ist.In Another embodiment of the invention, the sound-absorbing Means be arranged in the remaining pressure chamber of the fan in such a way that the remaining one Pressure chamber spiral accomplished is. In this case, the pressure chamber in such a way with absorber material, preferably be filled with self-supporting absorber material that the remaining Space the inner contour of a spiral housing by cutting the Absorber materials by circular segments or lines assumes. there can be provided that the spiral housing-shaped area extends between two absorber plates which form a gap, in which by a correspondingly round cut the contour of a volute is modeled.
Auch in diesem Fall dient das Absorbermaterial nicht nur zur Schalldämpfung, sondern auch zur Strömungsführung bzw. zur Vermeidung von Toträumen und Strö mungsbereichen, in denen sich ansonsten ungünstige Strömungsverhältnisse ergeben würden.Also In this case, the absorber material is not just for soundproofing, but also for flow guidance or to avoid dead spaces and flow areas, in which otherwise unfavorable flow conditions would result.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der Lüfter ein Gehäuse aufweist, in dem eine Tragevorrichtung angeordnet ist, auf der das Laufrad angeordnet ist. Die Tragevorrichtung ist vorzugsweise von dem Gehäuse lösbar ausgeführt, so daß der Lüfter im Schadensfall austauschbar ist. Auch eine unlösbare Ausführung ist denkbar. Auf der Tragevorrichtung kann ferner der das Lüfterrad antreibende Motor und/oder die Einlaufdüse und/oder schalldämpfende Mittel angeordnet sein. Letztere können beispielsweise mit der Tragevorrichtung verklebt sein. Die Tragevorrichtung ist optional. Der Motor mit Laufrad und/oder die Einlaufdüse können auch am Gehäuse montiert sein. Auch ist es denkbar, den Motor außerhalb des Gehäuses anzuordnen und mittels eines geeigneten Antriebs, z. B. eines Riemenantriebes das Lüfterrad anzutreiben.Farther can be provided that the fan on casing in which a carrying device is arranged, on which the Impeller is arranged. The carrying device is preferably of the casing solvable executed so that the Fan is exchangeable in case of damage. Even an insoluble design is conceivable. On the Carrying device may also be the fan motor driving the motor and / or the inlet nozzle and / or sound deadening agents be arranged. The latter can be glued to the carrying device, for example. The carrying device is optional. The motor with impeller and / or the inlet nozzle can also mounted on the housing be. It is also conceivable to arrange the motor outside of the housing and by means of a suitable drive, for. B. a belt drive the fan wheel drive.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind sämtliche oder ein wesentlicher Anteil der schalldämpfenden Mittel im Gehäuse angeordnet, so dass sich die Außenabmessungen und das Bauvolumen des Lüfters nicht oder kaum verändern.In preferred embodiment of the invention are all or an essential Proportion of sound-absorbing Agent in the housing arranged so that the outer dimensions and the volume of the fan not or hardly change.
Die Tragevorrichtung kann eine die Einlaufdüse umgebende frontseitige Platte und eine sich in Einströmrichtung hinter dem Laufrad befindliche rückseitige Platte aufweisen. Die Platten können durch eine oder mehrere Streben auf Abstand gehalten werden, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass die relative Lage zwischen Laufrad und Einlaufdüse erhalten bleibt. Die Einlaufdüse sowie die frontseitige Platte können auch als ein Bauteil ausgeführt sein.The Carrying device can surround a front plate surrounding the inlet nozzle and one in the inflow direction behind the wheel located back Plate. The plates can through one or more struts are kept at a distance, resulting in the advantage is that the relative position between impeller and inlet nozzle preserved. The inlet nozzle as well as the front plate can also executed as a component be.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die schalldämpfenden Mittel wenigstens einen Lambda-Viertel-Resonator und/oder Plattenresonator und/oder einen Helmholtz-Resonator und/oder schallabsorbierendes Material umfassen, der/das auf den Drehklang des Laufrades oder auf einen seiner dominanten harmonischen Oberwellen abgestimmt ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Lambda-Viertel-Resonator und/oder der Plattenresonator und/oder der Helmholtz- Resonator bzw. das schallabsorbierende Material im Bereich zwischen dem Tragegestell und dem Lüftergehäuse angeordnet ist. Auch eine Anordnung im Druckraum oder in einem Raum ist denkbar, der mit dem Druckraum in akustischer Verbindung steht. Die Anordnung kann beispielsweise zwischen der rückseitigen Platte des Tragegestells und der Gehäuserückwand des Lüfters vorgenommen werden.In Another embodiment of the invention is provided that the sound-absorbing Means at least one quarter-wave resonator and / or plate resonator and / or a Helmholtz resonator and / or sound-absorbing Include material on the rotary sound of the impeller or on one of its dominant harmonic harmonics is tuned. It can be provided that the Lambda quarter resonator and / or the plate resonator and / or the Helmholtz resonator or the sound-absorbing material in the area between the support frame and the fan housing is. An arrangement in the pressure room or in a room is conceivable, which is in acoustic communication with the pressure chamber. The order For example, between the back plate of the support frame and the back wall of the fan be made.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Lambda-Viertel-Resonator eine Resonatormündung aufweist und ansonsten durch Schottwände geschlossen ist. Die Resonatormündung zweigt vorzugsweise vom Druckraum des Lüfters ab. Ferner kann vorgesehen sein, daß in dem Lambda-Viertel-Resonator und/oder in dem Helmholtz-Resonater Zwischenschottwände vorgesehen sind, wodurch mehrere Resonatereinheiten gebildet werden. Grundsätzlich ist ebenso denkbar, daß nur eine Resonatoreinheit vorhanden ist.In Further embodiment of the invention it is provided that the quarter-wave resonator has a resonator and otherwise through bulkheads closed is. The resonator mouth preferably branches off from the pressure chamber of the fan. Furthermore, it can be provided be that in the quarter-wave resonator and / or in the Helmholtz resonator Between bulkheads are provided, whereby a plurality of resonator units are formed. in principle is also conceivable that only one Resonator unit is present.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, daß der Helmholtz-Resonator oder auch ein beliebiger anderer Resonator bzw. das schallabsorbierende Material durch Schottwände von dem Druckraum des Lüfters abgegrenzt ist und über eine oder mehrere Öffnungen verfügt, über die dieser mit dem Druckraum akustisch verbunden ist.Of Furthermore, it can be provided that the Helmholtz resonator or also any other resonator or the sound-absorbing material through bulkheads from the pressure chamber of the fan is demarcated and over one or more openings has, over the this is acoustically connected to the pressure chamber.
Hinsichtlich der schalldämpfenden Mittel gibt es keinerlei Beschränkungen. Es kann sich beispielsweise um Absorbermaterial und/oder um Absorbermaterial in Kombination mit dünnen Platten sowie Folien (Plattenresonator) oder Lochplatten oder um Lambda-Viertel-Resonatoren oder Helmholtz-Resonatoren handeln. Bei dem Absorbermaterial handelt es sich beispielsweise um offenporigen Schaum, Mineralwolle oder ein ähnliches poröses Material. Auch alternative schalldämpfende Mittel sind einsetzbar.Regarding the sound-absorbing Medium there are no restrictions. It may be, for example, absorber material and / or absorber material in combination with thin Plates and foils (plate resonator) or perforated plates or around quarter-wave resonators or Helmholtz resonators act. The absorber material is For example, to open-pored foam, mineral wool or the like porous Material. Alternative sound-damping means are used.
Die hier beschriebenen akustischen Maßnahmen, wie Plattenresonatoren, Helmholtzresonatoren, Lambda-Viertel-Resonatoren, Absorbermaterial verschiedenster Art und Verarbeitung können beliebig miteinander kombiniert oder der Lüfter kann auch nur mit einem dieser Mittel ausgeführt werden, wie z.B. mit einem Plattenresonator ohne Absorbermaterial.The acoustic measures described here, such as plate resonators, Helmholtz resonators, quarter-wave resonators, absorber material Different types and processing can be combined with each other or the fan may also be carried out with only one of these means, e.g. with a Plate resonator without absorber material.
Das Absorbermaterial kann selbsttragend sein. Es kann aber auch mit Lochplatten, Bolzen, Drähten oder Ähnlichem gestützt sein.The Absorber material can be self-supporting. It can also be with Perforated plates, bolts, wires or similar supported be.
Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Further Details and advantages will be apparent from an illustrated in the drawing embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Die
Im
Einlaufbereich des Lüfters
Der
Lüfter
Auf
der Tragevorrichtung befindet sich der das Lüfterrad
Wie
aus
Der
restliche Druckraum
Die Anordnung der genannten Schallabsorber erfüllt mehrere Aufgaben: Erstens wird die Strömung optimal geführt und es entstehen weder größere Wirbel noch größere Ablösegebiete im Druckraum. Zweitens verbessert die Diffusorwirkung des nachgebildeten Spiralgehäuses den Wirkungsgrad des Lüfters. Drittens wird der Schall in unmittelbarer Näher seiner Quelle absorbiert.The arrangement of said sound absorber fulfills several tasks: First, the flow is optimally managed and there are neither size re vortex even larger detachment areas in the pressure chamber. Second, the diffuser effect of the simulated spiral housing improves the efficiency of the fan. Third, the sound is absorbed in the immediate vicinity of its source.
Sofern
im Druckraum
Wie
aus
Wie
aus
Um
Luftdichtheit und Tauschbarkeit gleichzeitig zu gewährleisten,
kann man die Schottwände mit
Lippen aus elastischem Material
Durch die vorliegende Erfindung wird die Möglichkeit eröffnet, Schalldämpfung und Verbesserung der Luftleistung mit ein und derselben Maßnahme, mit geringem konstruktivem Aufwand und geringstem erforderlichen Mehrgewicht zu realisieren.By the present invention opens up the possibility of soundproofing and Improvement of air performance with one and the same measure, with little design effort and least required To realize more weight.
Claims (18)
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---|---|---|---|
DE202004012530 | 2004-08-10 | ||
DE202004012530.7 | 2004-08-10 | ||
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Publications (1)
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DE202005012569U1 true DE202005012569U1 (en) | 2006-10-12 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102014226298A1 (en) | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Mahle International Gmbh | fan |
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2005
- 2005-08-10 DE DE202005012569U patent/DE202005012569U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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DE102014226298A1 (en) | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Mahle International Gmbh | fan |
US10138902B2 (en) | 2014-12-17 | 2018-11-27 | Mahle International Gmbh | Fan including at least one cover element |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20061116 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20080911 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20111130 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20130905 |
|
R071 | Expiry of right |