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Die
Erfindung betrifft eine Kühlanordnung einer Werkzeugmaschine,
insbesondere eine Kühlanordnung, bei der eine Luftströmung
im Betrieb der Werkzeugmaschine in deren Innerem erzeugt wird, um
eine einfache Wärmeabführung zu ermöglichen.
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Seit
der Entdeckung der elektrischen Motoren sind diese immer weiterentwickelt
worden. Daher haben diese den Menschen viel Annehmlichkeit gebracht.
Anfangs waren nur große elektrische Motoren für
industrielle Anwendung vorhanden. Nun herrschen jedoch viele kleine
elektrische Motoren, die in unserem alltäglichen Leben
und in Werkzeugmaschinen eingesetzt werden.
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Werkzeugmaschinen,
wie Zerkleinerungsgeräte, werden von einem elektrischen
Motor angetrieben. Aus
TW
M261316 und
TW
M288839 sind Werkzeugmaschinen bekannt, die hauptsächlich
einen Hauptkörper aufweist, in dem ein elektrischer Motor und
eine von diesem angetriebene Antriebswelle vorgesehen sind. Auf
der Antriebswelle sind zwei Gegengewichte so angeordnet, dass sich
die Antriebswelle exzentrisch dreht. Die beiden Gegengewichte sind
mit einem Antriebselement verbunden. Nach der Betätigung
des Motors wird die Antriebswelle exzentrisch gedreht. Durch die
beiden Gegengewichte wird das Antriebselement in Betrieb gesetzt,
wodurch Werkstücke verarbeitet werden können.
Beim Betrieb der Werkzeugmaschine werden hohe Temperaturen leicht
vom Motor erzeugt. Ein dauerhaft zuverlässiger Betrieb
der Werkzeugmaschine wird jedoch beeinträchtigt, wenn Temperaturen
des Motors zu hoch sind. Das heißt, dass die Langlebigkeit
der Werkzeugmaschine beeinträchtigt wird.
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In
der
CN 2887526 wird
eine weitere Lösung vorgeschlagen, bei welcher der Hauptkörper
der Werkzeugmaschine an einer dem Motor zugewandten Stelle mit Lufteintritts-
und Luftaustrittsöffnungen versehen ist. Beim Betrieb des
Motors kann die kühle Außenluft durch die Lufteintrittsöffnungen
eintreten und die warme Innenluft aus den Luftaustrittsöffnungen
austreten. Damit wird der Motor einer effektiven Wärmeabführung
unterzogen, wodurch das Problem der Wärmeentwicklung beim
Motor gelöst wird. Die Wärmeentwicklung tritt
jedoch beim Betrieb der beiden Gegengewichte und des Antriebselements
auf. Bei der Lösung gemäß
CN 2887526 handelt es sich nur um
die Wärmeabführung für den Motor. Die
eintretende Luft kann aber nicht zur Wärmeabführung der
beiden Gegengewichte beitragen. Daher lässt die Langlebigkeit
der Werkzeugmaschine noch viel zu wünschen übrig.
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Aus
der
US 2009/0239453 ist
eine Lösung bekannt, bei der die beiden Gegengewichte der
Wärmeabführung unterzogen werden. Dabei wird ein Kühlkörper
auf den Umfang des unteren Gegengewichts so montiert, dass der Kühlkörper
und die beiden Gegengewichte gleichzeitig in Betrieb gesetzt werden.
Damit erfolgt der Lufteintritt, um die beiden Gegengewichte der
Wärmeabführung zu unterziehen. Die Ventilatorflügel
des Kühlkörpers sind am Umfang des unteren Gegengewichts
angebracht und befinden sich auf der gleichen Höhe wie
das untere Gegengewicht. Im Betrieb der Werkzeugmaschine gelangt
die Außenluft zuerst von den im Bereich des Griffes befindlichen
Luftöffnungen ins Innere der Werkzeugmaschine. Danach führt
diese durch eine im Inneren des Griffes angeordnete Steuerungs-Leiterplatte
hindurch, woraufhin diese nach unten gelenkt wird, den Motor passiert
und dann vom Kühlkörper absorbiert wird. Schließlich
tritt diese durch die Gegengewichte hindurch aus der Luftaustrittsöffnung aus.
In der Tat wird die Luft, die an die beiden Gegengewichte gelangt,
zuerst durch den Motor hindurchgeführt, wobei diese hohe
Temperaturen aufweist. Dadurch ist es nicht einfach, die beiden Gegengewichte
der effektiven Wärmeabführung zu unterziehen.
Außerdem ist der oben erwähnte Luftpfad relativ lang,
wobei die Luftströmung nicht zügig ist, was zur Herabsetzung
der Strömungsgeschwindigkeit und der Durchflussmenge führt.
Gleichzeitig werden die Leiterplatte und der Motor von Staubteilchen
verschmutzt, die von der Außenluft ins Innere der Konstruktion
hineingebracht werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanordnung
einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die durch einfache Maßnahmen
die oben genannten Nachteile vermeidet und einen verringerten Montageraum
benötigt, wobei die Temperaturen des Gegengewichts in erheblichem
Maße reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Kühlanordnung einer Werkzeugmaschine, die die im Anspruch
1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der
Erfindung wird eine Kühlanordnung eines Werkzeugs/Werkzeugmaschine
bereitgestellt, die eine Werkzeugmaschine und einen Kühlkörper
aufweist, wobei die Werkzeugmaschine einen Aufnahmeraum aufweist,
in dem eine Antriebswelle vorgesehen ist. Ein Gegengewicht ist an
einem Ende der Antriebswelle angeordnet und umfasst eine zweite
Gewichtshälfte und eine erste Gewichtshälfte,
derart, dass die Antriebswelle eine exzentrische Drehbewegung ausführen
kann. Die Werkzeugmaschine weist eine Mehrzahl von mit dem Aufnahmeraum kommunizierenden
Lufteintrittsöffnungen auf. Der Kühlkörper
ist am Gegengewicht angebracht, wobei der Kühlkörper
einen an die erste Gewichtshälfte angepassten, ersten Flügelabschnitt
und einen an die zweite Gewichtshälfte angepassten, zweiten
Flügelabschnitt aufweist. Beim Betrieb der Antriebswelle wird
der Kühlkörper über das Gegengewicht
so mitgedreht, dass der Kühlkörper beim Drehen
der Antriebswelle durch die Lufteintrittsöffnungen die
Luft ansaugt, die ausgehend vom ersten Flügelabschnitt an
den zweiten Flügelabschnitt gelangt und dann durch den
zweiten Flügelabschnitt abgeführt wird. Damit
werden die im Betrieb der Antriebswelle vom Gegengewicht entwickelten,
hohen Temperaturen reduziert. Außerdem wird der Raum zur
Anordnung des Kühlkörpers in erheblichem Maße
eingespart.
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Zusammengefasst
lassen sich mit der erfindungsgemäßen Kühlanordnung
beispielsweise folgende Vorteile realisieren:
- 1.
Beim Drehen der Antriebswelle wird Außenluft vom Kühlkörper
angesaugt und unmittelbar an das Gegengewicht weitergeleitet, um
die Betriebstemperatur des Gegengewichts zu reduzieren. Damit ist
ein funktionsfähiger Betrieb der Werkzeugmaschine gewährleistet.
Außerdem wird die Standzeit der inneren Bauteile der Werkzeugmaschine
erhöht.
- 2. Der erste Flügelabschnitt und der zweite Flügelabschnitt
des Kühlkörpers sind an der ersten Gewichtshälfte
bzw. der zweiten Gewichtshälfte angeordnet. Auf diese Weise
ist eine effektive Ausnutzung des Aufnahmeraums der Werkzeugmaschine
erzielbar. Außerdem wird die Baugröße der
Werkzeugmaschine nicht erhöht, was das Mitführen
und die Bedienung erleichtert.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung I eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Konstruktion;
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung II des ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Konstruktion;
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3 einen
Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Konstruktion;
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4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Konstruktion;
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5 eine
schematische Darstellung eines Kühlkörpers gemäß 4;
und
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6 eine
schematische Zusammenbaudarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Konstruktion.
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In
den 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße
Kühlanordnung einer Werkzeugmaschine gezeigt, bei der eine
Werkzeugmaschine 10, eine in die Werkzeugmaschine 10 eingebaute
Antriebswelle 13, ein an der Antriebswelle 13 angeordnetes
Gegengewicht 20 und ein auf dem Gegengewicht 20 sitzender Kühlkörper 30 vorgesehen
sind. Die Werkzeugmaschine 10 weist einen Aufnahmeraum 11 und
eine Mehrzahl von mit dem Aufnahmeraum 11 kommunizierenden
Lufteintrittsöffnungen 12 auf. Die Antriebswelle 13 befindet
sich im Aufnahmeraum 11 der Werkzeugmaschine 10 und
wird von einer hier nicht näher dargestellten Antriebsvorrichtung
wie Motor, Rotor, Stator so angetrieben, dass diese sich gegenüber
der Werkzeugmaschine 10 dreht. Das Gegengewicht 20 ist
an einem Ende der Antriebswelle 13 angeordnet und umfasst
eine zweite Gewichtshälfte 22 und eine auf dieser
liegenden erste Gewichtshälfte 21. Außerdem
erstrecken sich die Seiten der ersten Gewichtshälfte 21 und
der zweiten Gewichtshälfte 22 vorspringend nach
außen, derart, dass sich die Antriebswelle 13 unter
Einwirkung der ersten und der zweiten Gewichtshälfte 21, 22 exzentrisch
dreht. Der Kühlkörper 30 ist auf dem
Gegengewicht 20 angeordnet und weist einen an die erste
Gewichtshälfte 21 angepassten, ersten Flügelabschnitt 31 sowie
einen an die zweite Gewichtshälfte 22 angepassten,
zweiten Flügelabschnitt 32 auf. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind der erste Flügelabschnitt 31 und der
zweite Flügelabschnitt 32 am entsprechenden Randabschnitt
der ersten bzw. der zweiten Gewichtshälfte 21, 22 angeordnet,
derart, dass der erste Flügelabschnitt 31 und
der zweite Flügelabschnitt 32 auf unterschiedlicher
Höhe liegen. Der erste Flügelabschnitt 31 und
der zweite Flügelabschnitt 32 weisen jeweils einen
Anlageabschnitt 311 bzw. 321 auf, der gegen die
erste bzw. die zweite Gewichtshälfte 21, 22 anliegt.
An den Anlageabschnitten 311, 321 sind jeweils
eine Mehrzahl von Flügeln 312, 322 ausgebildet.
Der Kühlkörper 30 weist ferner einen
Verbindungsabschnitt 33 auf, über welchen der
Anlageabschnitt 311 des ersten Flügelabschnitts 31 und
der Anlageabschnitt 321 des zweiten Flügelabschnitts 32 miteinander
verbunden sind. Darüber hinaus bilden der Anlageabschnitt 311 des
ersten Flügelabschnitts 31 und der Anlageabschnitt 321 des
zweiten Flügelabschnitts 32 einen Kreis mit einem
gleichen Kreismittelpunkt. Hierdurch ergibt sich die wesentliche Konstruktion
der erfindungsgemäßen Kühlanordnung.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugmaschine 10 als
Zerkleinerungsgerät oder irgendeines ausgeführt,
dessen Antriebswelle 13 eine exzentrische Drehbewegung
erfordert. Die Werkzeugmaschine 10 weist ein Betätigungselement 40 auf,
das an die Werkzeugmaschine 10 angefügt ist und
für die Verarbeitung eines Werkstücks sorgt. Das
Betätigungselement 40 ist über ein im
Inneren des Gegengewichts 20 angeordnetes Lager 23 mit dem
Gegengewicht 20 verbunden. Wird die Werkzeugmaschine 10 betätigt,
wird das Gegengewicht 20 von der im Inneren der Werkzeugmaschine 10 angeordneten
Antriebswelle 13 in exzentrische Drehbewegung versetzt,
wodurch das Betätigungselement 40 aktiviert wird.
Bei einer großen Drehzahl entwickelt das Lager 23 eine
große Menge an Wärme, wenn das Betätigungselement 40 über
das innen befindliche Lager 23 vom Gegengewicht 20 in
exzentrische Drehbewegung mit hoher Drehzahl und mit großer
Belastung gesetzt wird. Die Wärme wird dann schnell auf
das Gegengewicht 20 und die Antriebswelle 13 übertragen,
was dazu führt, dass die Werkzeugmaschine 10 eine
große Menge an Wärme im Bereich des Gegengewichts 20 entwickelt.
Die Wärme kann die von der hier nicht näher dargestellten Antriebsvorrichtung
erzeugte Wärme überschreiten. Der Kühlkörper 30 wird
gleichzeitig von der Antriebswelle 13 zur Rotation angetrieben,
wenn das Gegengewicht 20 von der Antriebswelle 13 in
Betrieb gesetzt wird. Da die Lufteintrittsöffnungen 12 auf
einer im Wesentlichen gleichen Höhe wie der erste Flügelabschnitt 31 angeordnet
sind, wird die Außenluft beim Drehen des ersten Flügelabschnitts 31 durch die
Lufteintrittsöffnungen 12 angesaugt. Die Flügel 312, 322 des
ersten und des zweiten Flügelabschnitts 31, 32 verjüngen
sich in Richtung des Anlageabschnitts 311, 321.
Die vom ersten Flügelabschnitt 31 angesaugte Luft
wird zuerst an die erste Gewichtshälfte 21 weitergeleitet,
um die von der ersten Gewichtshälfte 21 entwickelte
Wärme abzuführen. Danach wird die Luft auf den
unten befindlichen, zweiten Flügelabschnitt 32 übertragen.
Die Luft wird dann vom zweiten Flügelabschnitt 32 an
die zweite Gewichtshälfte 22 weitergeleitet, um
die zweite Gewichtshälfte 22 einer Wärmeabführung
zu unterziehen. Schließlich wird die Luft in Richtung des
Betätigungselements 40 abgeführt. Damit
kann die bei der Drehbewegung der Antriebswelle 13 von
der ersten und der zweiten Gewichtshälfte 21, 22 des
Gegengewichts 20 entwickelt Wärme abgeführt
werden. Hierdurch ergibt sich ein zugiger Luftpfad, der für
die Wärmeabführung sorgt, ohne Bauteile wie Motor, Leiterplatte
der Werkzeugmaschine 10 zu beeinträchtigen. Auf
diese Weise ist ein zuverlässiger Betrieb der Werkzeugmaschine 10 gewährleistet. Gleichzeitig
wird vermieden, dass die im Betrieb des Betätigungselements 40 erzeugten
Staubteilchen in die Werkzeugmaschine 10 eindringen.
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Um
zu verhindern, dass der Kühlkörper 30 und
das Gegengewicht 20 während der Drehbewegung der
Antriebswelle 13 gegeneinander stoßen oder aneinander
reiben, müssen der Kühlkörper 30 und
das Gegengewicht 20 fest miteinander verbunden sein. Außerdem
weist das Gegengewicht 20 die erste Gewichtshälfte 21 und
die zweite Gewichtshälfte 22, die beide sich zu
beiden Seiten hin erstrecken. Für den normalen Benutzer
ist es nicht einfach, den Kühlkörper 30 am
Gegengewicht 20 anzubringen. Um das Problem zu vermeiden,
ist der Kühlkörper 30 im Bereich des
Verbindungsabschnitts 33 des Kühlkörpers 30 mit
einem elastischen Abschnitt 331 versehen [siehe 4 bis 6].
Die Montage geschieht in der Weise, dass der erste und der zweite Flügelabschnitt 31, 32 durch
den elastischen Abschnitt 331 mit einer Zugkraft so ausgedehnt
werden, dass der Abstand zwischen dem ersten Flügelabschnitt 31 und
dem zweiten Flügelabschnitt 32 erhöht wird.
Damit kann der Kühlkörper 30 schnell
auf das Gegengewicht 20 aufgesetzt werden. Außerdem kehren
der erste und der zweite Flügelabschnitt 31, 32 ferner
unter Einwirkung der Rückstellkraft des elastischen Abschnitts 331 so
zurück, dass diese gegen die erste Gewichtshälfte 21 bzw.
die zweite Gewichtshälfte 22 anliegen. Darüber
hinaus weist der Verbindungsabschnitt 33 einen Positionierabschnitt 332 auf,
der mit dem Gegengewicht 20 verrastet ist. Hierdurch ergibt
sich eine einfache Montage des Kühlkörpers 30. Überdies
wird eine zuverlässige Verbindung des Kühlkörpers 30 mit
dem Gegengewicht 20 hergestellt.
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Zusammenfassend
ist der Kühlkörper 30 auf der ersten
und der zweiten Gewichtshälfte 21, 22 angeordnet,
die beide auf der Antriebswelle 13 montiert ist. Der Kühlkörper 30 ist
im Bereich der ersten und der zweiten Gewichtshälfte 21, 22 mit
einem ersten bzw. einem zweiten Flügelabschnitt 31, 32 versehen und
besitzt einen den ersten Flügelabschnitt 31 und den
zweiten Flügelabschnitt 32 verbindenden Verbindungsabschnitt 33.
Die Luft wird während der exzentrischen Drehbewegung der
Antriebswelle 13 durch die Lufteintrittsöffnungen 12 vom
Kühlkörper 30 angesaugt. Danach wird
diese ausgehend vom ersten Flügelabschnitt 31 an
den zweiten Flügelabschnitt 32 weitergeleitet
und dann vom zweiten Flügelabschnitt 32 abgeführt.
Damit werden die im Betrieb der Antriebswelle 13 vom Gegengewicht 20 entwickelten hohen
Temperaturen herabgesetzt.
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Im
Vergleich zum Stand der Technik lassen sich mit dem erfindungsgemäßen
System beispielsweise folgende Vorteile realisieren:
- 1. Beim Drehen der Antriebswelle 13 wird Außenluft
vom Kühlkörper 30 angesaugt und unmittelbar an
das Gegengewicht 20 weitergeleitet, um die Betriebstemperatur
des Gegengewichts 20 zu reduzieren. Damit ist ein funktionsfähiger
Betrieb der Werkzeugmaschine 10 gewährleistet.
Außerdem wird die Standzeit der inneren Bauteile der Werkzeugmaschine 10 erhöht.
- 2. Der erste Flügelabschnitt 31 und der zweite Flügelabschnitt 32 des
Kühlkörpers 30 sind an der ersten Gewichtshälfte 21 bzw.
der zweiten Gewichtshälfte 21 angeordnet. Auf
diese Weise ist eine effektive Ausnutzung des Aufnahmeraums 11 der
Werkzeugmaschine 10 erzielbar.
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Außerdem
wird die Baugröße der Werkzeugmaschine 10 nicht
erhöht, was das Mitführen und die Bedienung erleichtert.
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Zusammenfassend
betrifft die Erfindung eine Kühlanordnung einer Werkzeugmaschine,
wobei die Werkzeugmaschine 10 einen Aufnahmeraum 11 aufweist,
in dem eine Antriebswelle 13 vorgesehen ist, wobei ein
Gegengewicht 20 an einem Ende der Antriebswelle 13 angeordnet
ist und eine zweite Gewichtshälfte 22 und eine
erste Gewichtshälfte 21 so umfasst, dass die Antriebswelle 13 eine
exzentrische Drehbewegung ausführen kann, und wobei die
Werkzeugmaschine 10 eine Mehrzahl von mit dem Aufnahmeraum 11 kommunizierenden
Lufteintrittsöffnungen 12 aufweist. Ein Kühlkörper 30 ist
am Gegengewicht 20 angebracht, wobei der Kühlkörper 30 einen
an die erste Gewichtshälfte 21 angepassten, ersten
Flügelabschnitt 31, einen an die zweite Gewichtshälfte 22 angepassten,
zweiten Flügelabschnitt 32 und einen den ersten
Flügelabschnitt 31 und den zweiten Flügelabschnitt 32 verbindenden
Verbindungsabschnitt 33 so aufweist, dass der Kühlkörper 30 beim
Drehen der Antriebswelle 13 durch die Lufteintrittsöffnungen 12 die
Luft ansaugt, die ausgehend vom ersten Flügelabschnitt 31 an
den zweiten Flügelabschnitt 32 gelangt und dann
durch den zweiten Flügelabschnitt 32 abgeführt
wird. Damit werden die im Betrieb der Antriebswelle 13 vom
Gegengewicht 20 entwickelten, hohen Temperaturen reduziert.
Außerdem wird der Raum zur Anordnung des Kühlkörpers 30 in
erheblichem Maße eingespart. Daher wird die Baugröße
der Werkzeugmaschine 10 nicht erhöht, was das
Mitführen und die Bedienung erleichtert.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf die obigen Beispiele beschrieben wurde,
welche derzeit als praktikabelste und bevorzugte Ausführungsformen betrachtet
werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Im Gegenteil
sollen verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen
abgedeckt werden, die sich im Umfang der beigefügten Ansprüche
in deren breitesten Interpretation befinden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - TW 261316
M [0003]
- - TW 288839 M [0003]
- - CN 2887526 [0004, 0004]
- - US 2009/0239453 [0005]