DE202021104113U1 - Charging station for electric bicycles - Google Patents
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Abstract
Ladesäule für akkubetriebene Elektrofahrräder, Roller oder dgl., die aufweist:
- ein Gehäuse (6),
- eine außen am Gehäuse (6) angebrachte Durchführöffnung (12) zum Durchführen eines Fahrradschlosses,
- einen im Gehäuse (6) ausgebildeten, durch eine Tür (14) verschließbaren Stauraum (20), der zur Aufnahme eines Akku-Ladegerätes (49) sowie eines daran angeschlossenen Akkus ausgebildet ist und in dem mind. eine Anschlussdose (24) zur Abgabe elektrischer Versorgungsleistung an das Akku-Ladegerät (49) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Stauraum (20) mit einer Lüftungseinrichtung zur Wärmeabfuhr ausgestattet ist, die eine aus dem Gehäuse (6) führende Luftzufuhröffnung (29) am Boden (28) des Stauraums (20) und eine ebenfalls aus dem Gehäuse (6) führende Luftabfuhröffnung (23) an der Decke (22) des Stauraums (20) aufweist.
Charging station for battery-operated electric bicycles, scooters or the like, which has:
- a housing (6),
- A through opening (12) attached to the outside of the housing (6) for inserting a bicycle lock,
- A storage space (20) which is formed in the housing (6) and can be closed by a door (14), which is designed to accommodate a battery charger (49) and a battery connected to it and in which at least one junction box (24) for delivery electrical supply power to the battery charger (49) is arranged, characterized in that
- The storage space (20) is equipped with a ventilation device for heat dissipation, which has an air supply opening (29) on the bottom (28) of the storage space (20) leading out of the housing (6) and an air discharge opening (23) likewise leading out of the housing (6) ) on the ceiling (22) of the storage space (20).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladesäule für akkubetriebene Elektrofahrräder, Roller o. ä, die ein Gehäuse, eine außen am Gehäuse angebrachte Durchführöffnung zum Durchführen eines Fahrradschlosses, und einen im Gehäuse ausgebildeten, durch eine Tür verschließbaren Stauraum aufweist, der zur Aufnahme eines Akku-Ladegerätes sowie eines daran angeschlossenen Akkus ausgebildet ist und in dem mind. eine Anschlussdose zur Abgabe von elektrischer Versorgungsleistung an das Akku-Ladegerätes angeordnet ist.The invention relates to a charging station for battery-operated electric bicycles, scooters or the like, which has a housing, a through opening attached to the outside of the housing for passing through a bicycle lock, and a storage space formed in the housing, which can be closed by a door and which is used to accommodate a battery Charger and a battery connected to it is designed and in which at least one junction box for delivering electrical power to the battery charger is arranged.
Aus der
Diese Vorrichtungen nach dem Stand der Technik haben diverse Nachteile, insbesondere was die zuverlässige Ladung des Antriebsakkus von Elektrofahrrädern angeht.These prior art devices have various disadvantages, in particular with regard to the reliable charging of the drive battery of electric bicycles.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, mit der Akkus zuverlässig geladen werden können.The invention is based on the object of specifying an improved device with which rechargeable batteries can be charged reliably.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Weiterbildungen.The invention is defined in claim 1. The subclaims relate to preferred developments.
Es ist eine Ladesäule für akkubetriebene Zweiräder, wie Elektrofahrräder, Roller oder dergleichen vorgesehen, die ein Gehäuse aufweist. Außen am Gehäuse ist eine Durchführöffnung angebracht, an der ein Fahrradschloss zum Abschließen des Zweirades durchgeführt werden kann. Im Gehäuse ist ein Stauraum ausgebildet, der abgeschlossen ist und durch eine Tür verschließbar ist. Er ist zur Aufnahme eines Akkuladegerätes sowie eines daran angeschlossenen Antriebsakkus für das Elektrofahrrad oder dergleichen ausgebildet. Im Stauraum befindet sich mindestens eine Anschlussdose zur Abgabe elektrischer Versorgungsleistung an das Akkuladegerät. Der Stauraum ist also dahingehend ausgebildet, dass ein Benutzer seinen Akku samt dem zugehörigen Akkuladegerät im verschließbaren Stauraum unterbringt, das Akkuladegerät an die Anschlussdose anschließt und auf diese Weise den Antriebsakku mit dem mitgebrachten Akkuladegerät laden kann.There is a charging station for battery-operated two-wheelers, such as electric bicycles, scooters or the like, which has a housing. On the outside of the housing there is a feed-through opening through which a bicycle lock can be inserted to lock the two-wheeler. A storage space is formed in the housing, which is closed and can be closed by a door. It is designed to accommodate a battery charger and a drive battery connected to it for the electric bicycle or the like. In the storage space there is at least one junction box for delivering electrical power to the battery charger. The storage space is designed in such a way that a user accommodates his battery together with the associated battery charger in the lockable storage space, connects the battery charger to the junction box and in this way can charge the drive battery with the battery charger brought along.
Da derartige Ladevorgänge bei modernen Akkus temperaturkritische Prozesse sind, ist der Stauraum mit einer Lüftungseinrichtung zur Wärmeabfuhr ausgestattet. Diese umfasst mindestens eine Luftzufuhröffnung am Boden des Stauraums und eine Luftabführöffnung an der Decke des Stauraums. Beide Öffnungen führen natürlich zum Gehäuseäußeren. Auf diese Weise kann ein Kamineffekt erreicht werden, der im Wege einer passiven Lüftung einen hohen Luftdurchlass durch den Stauraum realisiert und so die Wärmeabfuhr sicherstellt.Since such charging processes are temperature-critical processes in modern batteries, the storage space is equipped with a ventilation device for heat dissipation. This comprises at least one air supply opening on the floor of the storage space and an air discharge opening on the ceiling of the storage space. Both openings naturally lead to the exterior of the housing. In this way, a chimney effect can be achieved which, by means of passive ventilation, realizes a high level of air passage through the storage space and thus ensures heat dissipation.
Die Ausgestaltung der Zufuhröffnungen am Boden und an der Decke ist bevorzugt so, dass sie im Boden und in der Decke des Stauraums ausgebildet sind, beispielsweise durch Schlitze, welche bevorzugt mit einem Schutzgitter gegen das Eindringen von Schmutz oder Schädlingen etc. gesichert sind. Der Begriff „an“ dem Boden bzw. der Decke ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, dass die Luftzufuhröffnungen in Boden oder Decke ausgebildet sein müssen, auch wenn dies lüftungstechnisch besonders vorteilhaft ist. Da die Luftzufuhröffnungen grundsätzlich so ausgestaltet sind, dass sie einen Kamineffekt zum Durchlüften des Stauraums befördern, ist es gleichermaßen möglich, die Lüftungsöffnungen nicht direkt in Boden oder Decke auszubilden, sondern in einem an Boden oder Decke angrenzenden Streifen einer Seitenwand. Bevorzugt erstreckt sich der Streifen maximal über ein Drittel der Innenhöhe des Stauraums. Auch muss sich der Begriff des Bodens und der Decke nicht auf die Unterseite bzw. Oberseite des Gehäuses beziehen. In der Regel ist es sogar so, dass der Stauraum einen Boden und eine Decke hat, die oberhalb bzw. unterhalb der Unterseite bzw. Oberseite des Gehäuses liegen. Dies erleichtert zum einen die wettergeschützte Zufuhr der Luft zur Luftzufuhröffnungen bzw. die Abfuhr der Luft von der Luftabfuhröffnung. Zum anderen wird ein Raum geschaffen, in dem Verkabelungen etc. vorgesehen werden können.The design of the supply openings on the floor and on the ceiling is preferably such that they are formed in the floor and in the ceiling of the storage space, for example through slots, which are preferably protected against the ingress of dirt or pests etc. with a protective grille. However, the term “on” the floor or the ceiling is not restricted to the fact that the air supply openings must be formed in the floor or ceiling, even if this is particularly advantageous in terms of ventilation. Since the air supply openings are basically designed in such a way that they promote a chimney effect to ventilate the storage space, it is equally possible not to form the ventilation openings directly in the floor or ceiling, but in a strip of a side wall adjacent to the floor or ceiling. The strip preferably extends over a maximum of one third of the interior height of the storage space. Also, the term “floor” and “ceiling” need not refer to the bottom or top of the housing. As a rule, it is even the case that the storage space has a floor and a ceiling which are above or below the bottom or top of the housing. On the one hand, this facilitates the weather-protected supply of the air to the air supply openings or the removal of the air from the air discharge opening. On the other hand, a space is created in which cabling etc. can be provided.
Durch die Erfindung ist ein zuverlässiges Laden der Antriebsakkus bei üblichen Umgebungsbedingungen möglich. Dies gilt insbesondere für moderne Akkus, die ein eigenes Batteriemanagement haben und bei unpassenden Temperaturen den Ladevorgang verhindern. Derartige Eigenschaften haben m Stand der Technik regelmäßig dazu geführt, dass bei sommerlichen Umgebungen tatsächlich keine ausreichende Ladung stattfand. Für einen Benutzer ist dies sehr misslich, wenn er sein Elektrofahrrad für eine bestimmte Zeit, beispielsweise während eines Gaststättenbesuches oder Stadtbummels, abstellt und davon ausging, dass der Antriebsakku bei der Rückkunft wieder voll geladen ist. Wenn dies aufgrund einer internen Temperaturüberwachung des Batteriemanagementsystems nicht erfolgte, war dies für den Benutzer sehr ärgerlich.The invention enables reliable charging of the drive batteries under normal ambient conditions. This applies in particular to modern batteries that have their own battery management and prevent the charging process at unsuitable temperatures. In the prior art, such properties have regularly led to the fact that in summery environments there was actually insufficient charging. This is very unfortunate for a user if he parks his electric bike for a certain period of time, for example during a visit to a restaurant or a stroll through town, and assumes that the drive battery will be fully charged again when he comes back. If this This was very annoying for the user because of internal temperature monitoring of the battery management system.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lüftungseinrichtung verhindert derartige Fehlfunktionen. Gleichermaßen erreicht sie eine schnelle Ladung des Antriebsakkus auch bei Akkus ohne Batteriemanagement, da Akkus im durch die Lüftungseinrichtung garantierten Temperaturbereich besonders zuverlässig und schnell geladen werden können.The design of the ventilation device according to the invention prevents such malfunctions. Equally, it achieves fast charging of the drive battery even with batteries without battery management, since batteries can be charged particularly reliably and quickly in the temperature range guaranteed by the ventilation device.
Die Lüftungseinrichtung kann vielfältig ausgebildet werden. Besonders bevorzugt ist die Lüftungseinrichtung so konfiguriert, dass bei einer Außentemperatur von 35° C und einer elektrischen Versorgungsleistung, die an das Akkuladegerät abgegeben wird, von 1 kW im Stauraum eine Temperatur von 55° C nicht überschritten wird.The ventilation device can be designed in many ways. Particularly preferably, the ventilation device is configured in such a way that at an outside temperature of 35 ° C and an electrical supply power that is supplied to the battery charger of 1 kW in the storage space, a temperature of 55 ° C is not exceeded.
Optional kann zusätzlich oder alternativ ein elektrischer Lüfter zur Luftzwangsumwälzung angeordnet werden. Zweckmäßigerweise ist ein Betrieb des Lüfters mittels eines Türschalters blockiert, solange die Tür nicht verschlossen ist. Dadurch läuft der Lüfter erst an, wenn der Stauraum verschlossen wurde.Optionally, an electric fan for forced air circulation can also or alternatively be arranged. Operation of the fan is expediently blocked by means of a door switch as long as the door is not locked. This means that the fan does not start until the storage space has been locked.
Weiter ist ein Thermostatschalter bevorzugt, der den Lüfter nur oberhalb einer Mindesttemperatur im Stauraum einschaltet. Dadurch wird ein energiesparender Betrieb erreicht und die Lebensdauer des Lüfters verlängert, da er nur läuft, wenn Lüftungsbedarf besteht.Furthermore, a thermostat switch is preferred which switches on the fan only above a minimum temperature in the storage space. This achieves energy-saving operation and extends the service life of the fan, as it only runs when there is a need for ventilation.
Zum Einsatz der Ladesäule auch in kalten Klimazonen ist es bevorzugt, den den Stauraum umgrenzenden Teil des Gehäuses mit einer Wärmeisolierung auszuführen, beispielsweise doppelwandig und eventuell zusätzlich mit einem Isoliermaterial in der Doppelwand.To use the charging station in cold climates as well, it is preferred to design the part of the housing that delimits the storage space with thermal insulation, for example double-walled and possibly also with an insulating material in the double wall.
Zusätzlich oder alternativ kann die Lüftungseinrichtung auch ein Peltier-Element aufweisen, das die Wärmeabfuhr fördert. Es kann je nach Temperaturbedingung als Heizung bzw. Kühlung betrieben werden. Für besonders kalte Zonen ist es auch bevorzugt, eine Elektroheizung mit Lüfter und Thermostat im Stauraum vorzusehen. Dadurch ist auch bei niedrigen Umgebungsbedingungen ein zuverlässiges und schnelles Laden des Antriebsakkus gesichert.Additionally or alternatively, the ventilation device can also have a Peltier element that promotes the dissipation of heat. It can be operated as heating or cooling, depending on the temperature conditions. For particularly cold zones, it is also preferable to provide electrical heating with a fan and thermostat in the storage space. This ensures reliable and fast charging of the drive battery even in low ambient conditions.
Um die Gefahren eines Akkubrandes zu reduzieren, wird bevorzugt der Staukasten innen feuerhemmend ausgekleidet und zwar derart, dass eine Brandschutzklasse von F40 erreicht wird, bevorzugt F60 oder F90. Zusätzlich oder alternativ kann im Stauraum ein Rauch- oder Feuermelder angeordnet sein.In order to reduce the risk of a battery fire, the inside of the storage box is preferably lined with a fire-retardant lining in such a way that a fire protection class of F40 is achieved, preferably F60 or F90. Additionally or alternatively, a smoke or fire alarm can be arranged in the storage space.
Zur Sicherung des Akkus und des Akkuladegeräts ist es bevorzugt, die Tür mit einem Schloss zu versehen. Dies kann als Pfand- oder Kassierschloss ausgestaltet werden, wobei über das Kassierschloss zugleich auch der Ladevorgang bezahlt werden kann. Andere Schlösser, z. B. Zahlenschlösser oder per Funk (z. B. Handy) ansteuerbare Schlösser, sind gleichermaßen möglich. Natürlich kann im Stauraum ein Stromzähler und/oder eine Vorrichtung zur Bezahlung des entnommenen oder zu entnehmenden Stroms vorgesehen sein.To secure the battery and the battery charger, it is preferred to provide the door with a lock. This can be designed as a deposit or cashier lock, whereby the charging process can also be paid for via the cashier lock. Other locks, e.g. B. combination locks or locks that can be controlled by radio (e.g. cell phone) are equally possible. Of course, an electricity meter and / or a device for paying for the electricity drawn or to be drawn can be provided in the storage space.
Die Anschlussdose ist bevorzugt über einen Sicherungsautomaten und einen Fehlerstromschutzschalter abgesichert. Sie kann so betrieben werden, dass sie bei geöffneter Tür bzw. nicht verschlossenem Schloss spannungslos geschaltet ist. Dies steigert die Betriebssicherheit.The junction box is preferably protected by an automatic circuit breaker and a residual current circuit breaker. It can be operated in such a way that it is de-energized when the door is open or the lock is not closed. This increases operational safety.
Insbesondere in Wohnanlagen, in denen Benutzer an der Ladesäule häufiger vorbeikommen, an der ihr Fahrrad angeschlossen und der Antriebsakku geladen wird, ist es zu bevorzugen, dass die Ladesäule eine am Gehäuse außen sichtbare Ladeanzeige aufweist, die beispielsweise mit Grün anzeigt, dass der Antriebsakku geladen wird und mit anderen Farben eine Störung oder ein Ende des Ladevorgangs signalisiert.In residential complexes in particular, where users frequently pass the charging station to which their bicycle is connected and the drive battery is being charged, it is preferable that the charging station has a charging indicator that is visible on the outside of the housing and that shows, for example, in green, that the drive battery is charged and a malfunction or the end of the charging process are signaled in different colors.
Es gibt Antriebsakkus, die fest im Fahrrad verbaut sind. Für solche Fälle ist es bevorzugt, wenn im Bereich einer Türkante eine Kabeldurchführung vorgesehen ist, so dass das Akkuladegerät im Stauraum angeschlossen und deponiert werden kann, und die Leitung vom Akkuladegerät zum Fahrzeug durch die Kabeldurchführung geführt werden kann. Eine solche Kabeldurchführung kann beispielsweise durch eine Abschrägung an einer Türkante, beispielsweise der Türunterkante, ausgebildet werden. Dabei sollte die ganze Kante abgeschrägt sein. Bevorzugt ist zudem eine Dichtung, insbesondere eine Bürstendichtung, vorgesehen, welche Ungeziefer den Zugang zum Stauraum erschwert. Aus diesem Grund ist es auch bevorzugt, dass die Lüftungsöffnungen mit entsprechenden Schutzgittern versehen sind. Zusätzlich sind die Lüftungsöffnungen auch so ausgebildet, dass sie vor Starkregen oder Schwallwasser geschützt sind, beispielsweise durch entsprechende Kiemendeckel und/oder Lüftungslabyrinthe.There are drive batteries that are permanently installed in the bike. For such cases it is preferred if a cable bushing is provided in the area of a door edge so that the battery charger can be connected and deposited in the storage space, and the line from the battery charger to the vehicle can be led through the cable bushing. Such a cable bushing can be formed, for example, by a bevel on a door edge, for example the lower edge of the door. The entire edge should be beveled. In addition, a seal, in particular a brush seal, is preferably provided, which makes it difficult for vermin to gain access to the storage space. For this reason, it is also preferred that the ventilation openings are provided with appropriate protective grids. In addition, the ventilation openings are also designed in such a way that they are protected from heavy rain or splashing water, for example by appropriate gill covers and / or ventilation labyrinths.
Um zu verhindern, dass ein Ladegerät durch im Stauraum untergebrachte Kleidungsstücke, Rücksäcke etc. ungünstige thermische Bedingungen vorfindet, ist es bevorzugt, im Stauraum ein zusätzliches Ablagefach oder -bord für das Ladegerät vorzusehen. Damit ist eine Brandgefahr durch ein überhitztes Ladegerät reduziert und die zuverlässige Kühlung des Ladegerätes sichergestellt, wenn das Ablagefach an die Lüftungseinrichtung, beispielsweise durch geeigneten Luftdurchtritt, angeschlossen ist.In order to prevent a charger from finding unfavorable thermal conditions due to items of clothing, backpacks etc. stored in the storage space, it is preferred to provide an additional storage compartment or shelf for the charger in the storage space. This reduces the risk of fire from an overheated charger and ensures reliable cooling of the charger when the storage compartment is connected to the ventilation device, for example by means of a suitable air passage.
Bevorzugt ist die mindestens eine Anschlussdose mit einer Schaltelektrik verbunden, die ferngesteuert ein- und ausgeschaltet werden kann und/oder die gemäß einer Schaltuhr programmiert werden kann.The at least one junction box is preferably connected to a switching electrical system which can be switched on and off remotely and / or which can be programmed according to a timer.
Die Anschlussdose ist bevorzugt eine normale 230 V-Netzdose. Andere Anschlüsse, insbesondere USB-Anschlüsse, sind gleichermaßen als Alternative oder zusätzlich möglich.The connection socket is preferably a normal 230 V mains socket. Other connections, in particular USB connections, are equally possible as alternatives or in addition.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Von den Figuren zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer Doppel-Ladesäule für Elektrofahrräder, -
2 eine perspektivische Darstellung einer der Ladesäulen der1 , -
3 eine Darstellung ähnlich2 aus einem anderen Betrachtungswinkel, -
4 vier verschiedene Ansichten der Ladesäule der1 , -
5 eine Detailansicht einer Kabeldurchführung an der Ladesäule, und -
6 und7 perspektivische Ansichten eines Innenraums der Ladesäule.
-
1 a perspective view of a double charging station for electric bicycles, -
2 a perspective view of one of the charging stations of FIG1 , -
3 a representation similar2 from a different angle, -
4th four different views of the charging station1 , -
5 a detailed view of a cable duct on the charging station, and -
6th and7th perspective views of an interior of the charging station.
An der Vorderseite des Gehäuses
Für Fälle, in denen der Antriebsakku fest am Fahrrad verbaut ist oder aus anderen Gründen nicht entnommen werden soll, ist an der Türe
Die
Es ist zu erkennen, dass im Stauraum
Um die zu entstehende Wärme abzuführen und ein zuverlässiges Temperaturmanagement für die Ladesäule
An der Türöffnung der Türe
Wie in
Die Abkantung
Die Ladesäule
Um die Temperaturbedingungen besonders einfach einhalten zu können, ist es bevorzugt, dass das Gehäuse
Die Ladesäule
Zusätzlich ist es optional vorgesehen, dass im oberen Bereich
Dieses Ablagefach
Wie die
In einer Weiterbildung kann zusätzlich eine Ladebuchse nach DIN für Elektroakkus eingebaut werden, dann verfügt die Ladesäule über ein zusätzliches Netzteil, das die Ladebuchse versorgt, welche entweder innerhalb des Stauraums liegen kann, oder außen, beispielsweise im Bereich der Ladeanzeige
Der Aufbau entspricht insbesondere der
Bevorzugt gibt es einen Feuerwehrhauptschalter, der die gesamte Ladesäule und eventuelle weitere Ladesäulen, die mit der Ladesäule elektrisch verbunden sind, abschaltet.There is preferably a fire brigade main switch that switches off the entire charging station and any other charging stations that are electrically connected to the charging station.
Weiter bevorzugt hat die Ladesäule einen elektrischen Überspannungsschutz, um einen Schaden von Ladegerät und/oder Akku im Falle von Überspannungen, beispielsweise Blitzeinschlag in der Nähe etc., zu verhindern.The charging column also preferably has an electrical overvoltage protection device in order to prevent damage to the charger and / or battery in the event of overvoltages, for example lightning strikes in the vicinity, etc.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
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- 2021-08-02 DE DE202021104113.7U patent/DE202021104113U1/en active Active
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DIN IEC/TS 62916 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |