DE2330540A1 - POWER STEERING ACTUATED BY HANDS AND LIQUID PRESSURE, ESPECIALLY FOR HEAVY DUTY VEHICLES - Google Patents
POWER STEERING ACTUATED BY HANDS AND LIQUID PRESSURE, ESPECIALLY FOR HEAVY DUTY VEHICLESInfo
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Description
Mit Handkraft und Flüssigkeitsdruck betätigte Servolenkung» ins"besqnäere_für_Schwerlastf ahrzeuge _ Power steering operated by hand and fluid pressure » to "besqnäere_for_heavy-duty vehicles _
Bei zahlreichen bekannten Ausführungsforinen der hydraulischen Servolenkungen ist das Steuerorgan im sich im Arbeitszylinder hin- und her-bewegenden Kolben untergebracht. Bei Servolenkungen dieser Ausbildung muß zwischen der im Gehäuseteil der Lenkung vorgesehenen ölzuführÖffnung und der im Kolben angeordneten Eintrittsöffnung des Steuerorganes eine flüssigkeitsdurchführende Verbindung vorgesehen sein, die auch während der Fortbewegung des Kolbens der Druckflüssigkeit einen abgedichteten Zuflußweg garantiert.In numerous known embodiments of the hydraulic For power steering, the control element is housed in the piston that moves back and forth in the working cylinder. With power steering This training must be arranged between the oil supply opening provided in the housing part of the steering and the one in the piston The inlet opening of the control element has a liquid carrying-through Connection can be provided which also seals the pressure fluid during the movement of the piston Inflow route guaranteed.
Bei einer Servolenkung bekannter Ausführung ist z.B. diese Verbindung auf solche Weise gesichert, daß zwischen den beiden am Kolben befindlichen Dichtungen eine in den Kolben eingesenkte Ringnut ausgebildet ist, die während des Gesamthubes des Kolbens mit der an dem Arbeitszylinder vorgesehenen ölzuführöffnung in Verbindung steht. Aus der Ringnut gelangt das Öl durch radiale Bohrungen zu dem Steuerorgan im Kolben. In a power steering system of prior art, for example, is secured this connection in such a manner that a recessed into the piston ring groove is formed between the two located on the piston seals, which during the total stroke of the piston with the provided on the working cylinder oil supply hole in communication. From the ring groove, the oil reaches the control element in the piston through radial bores.
Nachteil dieser bekannten Lösung ist, daß der in der Ringnut auftretende Hochdruck beide am Kolbenmantel vorgesehenen, rela-The disadvantage of this known solution is that the high pressure occurring in the annular groove, both provided on the piston skirt, rela-
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tiv großen Dichtungen gleichzeitig belastet. Die durch die mit Hochdruck belasteten zwei Dichtungen hervorgerufene Gesamtreibungskraft verringert in beträchtlichem Ausmaße den Wirkungsgrad der Lenkung und erhöht den zur Fortbewegung des stehenden Kolbens notwendigen Kraftschwellenwert unvorteilhaft.tively large seals are loaded at the same time. The total frictional force caused by the two seals subjected to high pressure Significantly reduces the efficiency of the steering and increases that of the stationary one Piston necessary force threshold disadvantageous.
Als weiterer Nachteil dieser bekannten Lösungen gilt, daß während des Lenkungsprozesses der auftretende Öldruck den gesamten Kolbenmantel belastet. Wegen dieser infolge der radialen Belastung auftretenden Deformation muß der Passungsspalt des in die Zentralbohrung des Kolbens eingefügten Steuerschiebers grosser sein, als es in Anbetracht der Steuerung wünschenswert wäre. Dieser größere Spalt hat einerseits erhöhten Leckölverlust, andererseits weniger gute Steuerungseigenschaften zur Folge. Derartige Nachteile der radialen Belastung des Kolbens treten in erhöhtem Maße bei Zahnsegment-Servolenkungen auf. Es ist deshalb von besonderer Bedeutung, daß der Kaum, der den Kolbenmantel umgibt, aber auch die Zahnstangen-Zahnbogen-Schaltelemente und die Lenkwelle enthält, unter niedrigem- Druck steht, d.h. mit der Rückflußleitung verbunden sein sollte. Derartige Servolenkungen sind bereits bekannt; es ist jedoch deren gemeinsames Merkmal, daß -abhängig von der Anordnung des Steuerorganes der Innenhohlraum des Kolbens entweder mit dem Rückflußraum oder mit dem Ölzuführraum in Verbindung steht und deshalb von beiden Arbeitskammern des ArbeitsZylinders abdichtsicher getrennt werden muß. Zu diesem Zweck wird bei den bisher bekannten Servolenkungen mindestens eine GleitdicLtung benötigt, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Lenkspindel ist. Die diesem Dichtungsdurchiaesser entsprechende Kreisfläche vermindert die wirksame Stirnfläche des Kolbens in einer oder in beiden Richtungen. Deshalb spielt die Größe der Dichtung eine wichtige Holle. Another disadvantage of these known solutions is that the oil pressure that occurs during the steering process loads the entire piston skirt. Because of this deformation occurring as a result of the radial load, the fitting gap of the control slide inserted into the central bore of the piston must be larger than would be desirable in view of the control. This larger gap results in increased leakage oil loss on the one hand and less good control properties on the other. Such disadvantages of the radial load on the piston occur to an increased extent in toothed segment power steering systems. It is therefore of particular importance that the bar that surrounds the piston skirt, but also contains the rack-and-pinion gearshift elements and the steering shaft, is under low pressure, ie should be connected to the return line. Such power steering systems are already known; However, it is their common feature that -depending on the arrangement of the control member, the inner cavity of the piston is either in communication with the return flow chamber or with the oil supply chamber and must therefore be securely separated from both working chambers of the working cylinder. For this purpose, the previously known power steering systems require at least one sliding seal, the diameter of which is greater than the diameter of the steering spindle. The circular area corresponding to this sealing diameter reduces the effective face of the piston in one or in both directions. Therefore, the size of the seal plays an important role .
Das Ziel der Erfindung besteht -in Kenntnis der Nachteile- darin, eine solche Servolenkung zu schaffen, bei der die zum beweglichen Kolben führende ölzuführungsanlage die. Anzahl und Abmessun gen der mit Hochdruck gleichzeitig belasteten Bichttmgoii wesentlich verringert und dadurch die größtmögliche wirksame Stirnflä- The aim of the invention is - with knowledge of the disadvantages - to create such a power steering in which the oil supply system leading to the movable piston the. The number and dimensions of the Bichttmgoii, which are simultaneously loaded with high pressure, are significantly reduced and thus the largest possible effective frontal area.
ehe des Kolbens garantiert.before the piston is guaranteed.
Das Ziel der Erfindung wird erreicht einerseits durch die Anwendung eines teleskopartigen Gleitrohrs, das mit einem Ende am Deckel des Arbeitskolbens befestigt ist und mit dem anderen Ende in die zentrale ülzufuhrbohrung der Lenkspindel verschiebbar und abgedichtet hineinreicht, andererseits durch ständige Verbindung der die Lenkspindel erhaltenden Arbeitskammer mit dem Innenhohlraum des Kolbens, der den aus der Lenkspindel herausragenden Teil des Gleitrohres umgibt.The aim of the invention is achieved on the one hand through the application a telescopic sliding tube which is fastened with one end to the cover of the working piston and with the other The end can be moved into the central oil supply bore of the steering spindle and extends in a sealed manner, on the other hand through constant connection of the working chamber that receives the steering spindle with the inner cavity of the piston, which surrounds the part of the sliding tube protruding from the steering spindle.
Diese Ausführung ermöglicht es, daß die Abdichtung der Ölzufuhr eine einzige Dichtung erfordert, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Lenkspindel ist, und daß wegen der Ölzufuhr nur die einseitige Kolbenstirnfläche einen unwirksamen Flächenantei'l aufweist, der kleiner als die Querschnittfläche der Lenkspindel ist.This design makes it possible that the sealing of the oil supply requires a single seal, the diameter of which is smaller than is the diameter of the steering spindle, and that because of the oil supply, only the one-sided piston face has an ineffective area portion which is smaller than the cross-sectional area of the steering shaft.
Die Erfindung betrifft also eine hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge, die ein als Arbeitszylinder gestaltetes Lenkgehäuse, einen darin eingefügten doppelt wirkenden Kolben, zwischen dem doppelt wirkenden Kolben und der Lenkwelle bewegungsübertragende Elemente, ein im doppelt wirkenden Kolben angeordnetes Steuerorgan, eine durch ein Schraubengewinde daran angeschlossene und mit einer zentralen Ölzufuhrbohrung versehene Lenkspindel, einen die Lagerung der Lenkspindel und den Cleinführkanal enthaltenden Lenkgehäusedeckel hat, wobei der Raum zwischen den mit der Zylinderwand in Berührung gelangenden zwei Kolbendichtungen des doppelt wirkenden Kolbens mit den Hückfiußleitungen in Verbindung steht, und ein in die zentrale 01-zufuhrbohrung der Lenkspindel verschiebbar, Jedoch abgedichtet eingefügtes, mit einem Ende im Kolbendeckel befestigtes, mit der öleintrittsöffnung des Steuerorgans in Verbindung stehendes teleskopartiges Gleitrohr aufweist, weiterhin der das aus der zentralen v. Izufuhrbohrung der Lenkspindel herausragende Gleitrohr umgebende Innenhohlraum des Kolbens und der Arbeits-The invention thus relates to a hydraulic power steering for motor vehicles that have a steering housing designed as a working cylinder, a double-acting piston inserted therein, transmitting movement between the double-acting piston and the steering shaft Elements, a control member arranged in the double-acting piston, one through a screw thread on it connected and provided with a central oil supply hole Steering spindle, one the bearing of the steering spindle and the Cleinführkanal containing steering box cover, the space between the two coming into contact with the cylinder wall Piston seals of the double-acting piston with the tail-flow lines communicates, and one in the central 01 supply hole the steering shaft can be moved, but sealed inserted, with one end fastened in the piston cover the oil inlet opening of the control member has connected telescopic sliding tube, furthermore from the the central v. I feed bore of the steering shaft protruding Inner cavity of the piston and the working
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kammer von der Lenkspindel her in ständiger Verbindung stehen, wodurch die die obere'Arbeitskammer des Kolbens von der Lenkspindel her begrenzende Wirkungsfläche des Kolbens bei Servobetätigung in einer lüchtung mit der von den Durchmessern der Arbeitszyliriderbohrung und des Gleitrohres bestimmten Kreisringfläche übereinstimmt, v/ährend bei Servobetätigung in entgegengesetzter Richtung die Wirkungsfläche des Kolbens der zum Zylinderdurchmesser gehörenden Kreisfläche gleich ist.Chamber of the steering spindle are in constant communication, whereby the upper'work chamber of the piston of the steering spindle The effective area of the piston limiting the servo operation in line with that of the diameters of the Arbeitszyliriderbohrung and the guide tube coincides with certain circular ring surface, while in the case of servo actuation in the opposite direction Direction the effective area of the piston is the same as the circular area belonging to the cylinder diameter.
Die erfindungsgemäße Zahnsegment-Servolenkung wird anhand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The toothed segment power steering according to the invention is explained in more detail using the exemplary embodiment in the drawing. Show it:
Fig. 1 den Längsschnitt der Servolenkung, Fig. 2 den Längsschnitt der Servolenkung in Höhe der Anschlußleitungen der Lenkung undFig. 1 is the longitudinal section of the power steering, Fig. 2 is the longitudinal section of the power steering at the level of the connecting lines the steering and
Fig. 3 <ien Längsschnitt der Servolenkung in Höhe der Längsachse der Lenkwelle.Fig. 3 <ien longitudinal section of the power steering at the level of Longitudinal axis of the steering shaft.
Im Arbeitszylinder 1 der Servolenkung ist ein Kolben 2 vorgesehen, an dessen Mantel eine Zahnstange 3 ausgebildet ist. Die Zahnstange 3 schließt sich an den Zahnbogen 6 der im Kurbelraum 4 des Arbeitszylinders 1 gelagerten Lenkwelle 5 an. Der Arbeitszylinder 1 wird durch den Kolben 2 in zwei Teile geteilt, die die untere 7 und obere Arbeitskammer 8 bilden. Die untere und die obere Arbeitskammer 8 werden vom unteren 9 und oberen Deckel 1o verschlossen. An den Enden des Kolbens 2 sind mit Dichtungen 11a, 11b versehene Flansche 12a, 12b ausgebildet, die sich dichtungssicher in die Bohrung der unteren 7 und oberen Arbeitskammer 8 einfügen. Der Kolben 2 besitzt einen Innenhohlraum 13, dessen Ende an der unteren Arbeitskammer 7 durch einen ' Kolbendeckel 13a verschlossen ist. Der Bohrungsteil 14 des Innenhohlraumes 13 bildet zusammen mit dem sich darin einfügenden und axial gelagerten Steuerschieber 15 ein Vierwege-Steuerorgan mit offener Mittelstellung.A piston 2 is provided in the working cylinder 1 of the power steering, a rack 3 is formed on its jacket. The rack 3 connects to the tooth arch 6 in the crankcase 4 of the working cylinder 1 mounted steering shaft 5. The working cylinder 1 is divided into two parts by the piston 2, which form the lower 7 and upper working chamber 8. The lower and the upper working chamber 8 are from the lower 9 and upper Lid 1o closed. At the ends of the piston 2 are provided with seals 11a, 11b flanges 12a, 12b which fit tightly into the bore of the lower 7 and upper working chamber 8. The piston 2 has an inner cavity 13, the end of which is closed on the lower working chamber 7 by a 'piston cover 13a. The bore part 14 of the inner cavity 13 forms, together with the axially mounted control slide 15 inserted therein, a four-way control member with open center position.
Der Drehsteuerschieber 15 besitzt eine schraubenförmige zentrale Bohrung 15a, an die sich die im oberen Deckel 1o gelagerte und mit einem Schraubengewinde versehene Lenkspindel 16 an-The rotary control slide 15 has a helical center Bore 15a to which the bearing in the upper cover 1o is attached and steering spindle 16 provided with a screw thread.
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schließt. Der Drehsteuerschieber 15 ist mit Anschlageflächen. 17a, 17b versehen, auf die sich begrenzt fortbewegliche Kolben 18a, 18b stützen.closes. The rotary control slide 15 has stop surfaces. 17a, 17b provided on the piston 18a, which can move to a limited extent, Support 18b.
Das von Drehsteuerschieber 15 und Bohrungsteil 14 gebildete Steuerorgan ist mit einem Eintrittskanal 19» einem Austrittskanal 2o, mit einem in die untere Arbeitskammer 7 führenden Kanal 21 und einem in die obere Arbeitskammer 8 führenden Kanal 22 versehen. Der Eintrittskanal 19 steht durch die Bohrung 25 mit dem Innenraum 24a des im Kolbendeckel 13a montierten Gleitrohrs '24- in Verbindung. Das Gleitrohr 24· schließt sich mit einer Dichtung 25 an die zentrale ölzufuhrbohrung 26 der Lenkspindel 16 an. Die zentrale Ölzufuhrbohrung 26 ist über radiale Bohrungen 27 und Dichtungen 28 mit der Flüssigkeitseinfuhröffnung 29 des oberen Deckels 1o verbunden.The control member formed by the rotary control slide 15 and the bore part 14 is with an inlet channel 19 »an outlet channel 2o, provided with a channel 21 leading into the lower working chamber 7 and a channel 22 leading into the upper working chamber 8. The inlet channel 19 is through the bore 25 with the interior 24a of the sliding tube '24 mounted in the piston cover 13a - in connection. The sliding tube 24 connects with a seal 25 the central oil supply bore 26 of the steering spindle 16. The central one Oil supply bore 26 is via radial bores 27 and seals 28 connected to the liquid inlet opening 29 of the upper lid 1o.
Der Austrittskanal 2o. geht unmittelbar in den Kurbelraum 4 über, der mit einer Ausflußöffnung 3o vex'selxeu ist.The outlet channel 2o. goes directly into the crankcase 4, which is 3o vex'selxeu with an outlet opening.
Das herausgeführte Ende der Lenkwelle 5 wird durch die Dichtung 31 in der Wand des Kurbelraumes 4 abgedichtet.The led out end of the steering shaft 5 is through the seal 31 sealed in the wall of the crankcase 4.
Die Servolenkung funktioniert folgendermaßen: Die von einer nicht dargestellten Pumpe gelieferte Flüssigkeit strömt durch die ölzufuhröffnung 29 der Lenkung, die radialen Bohrungen 27» die zentrale ölzufuhrbohrung 26, den Innenraum 24a des GIeitrohres 24 und die Bohrung 23 hindurch in den Eintrittskanal 19 des Vierwege-Steuerorganes mit offener Mittelstellung. The power steering works as follows: The fluid supplied by a pump (not shown) flows through the oil supply opening 29 of the steering, the radial bores 27, the central oil supply bore 26, the interior 24a of the guide tube 24 and the bore 23 into the inlet channel 19 of the four-way control element with open center position.
Darf Steuerorgan stellt in offener Mittelstellung -also wenn das Lenkrad nicht gedreht wird- eine flüssigkeitsdurchführende Verbindung zwischen dem Eintrittskanal 19» dem Austrittskanal 2o sowie über die Kanäle 21 und 22 und den unteren 7 bzw. oberen Arbeitskamarern 8 her. In diesem Zustand hat also einerseits die Flüssigkeit freien Durchfluß vom Eintrittskanal 19 zum Austrittskanal 2o, andererseits stehen beide Arbeitskammern in VerbindungMay control organ puts in the open middle position - so if that Steering wheel is not turned - a fluid-carrying connection between the inlet channel 19 'and the outlet channel 2o as well as through the channels 21 and 22 and the lower 7 and upper 8 working chambers. In this state, on the one hand, the Fluid free flow from the inlet channel 19 to the outlet channel 2o, on the other hand, both working chambers are connected
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mit dem Austrittskanal 2o, so daß sich in ihnen also kein Druck aufbauen kann.with the outlet channel 2o, so that there is no pressure in them can build.
Vom Austrittskanal 2o strömt die Flüssigkeit in den Kurbelraum 4,.von hier aus durch die Ausflußöffnung 3o, die daran angeschlossenen Rohrleitungen und in den Pumpenbehälter.From the outlet channel 2o the liquid flows into the crank chamber 4, .from there through the outflow opening 3o, which is connected to it Pipelines and into the pump tank.
Bei offener Mittelstellung des Steuerorgans herrscht also sowohl in den Arbeitskammern 7 und 8 als auch im Kurbelraum 4 geringer Druck.When the central position of the control element is open, the working chambers 7 and 8 as well as the crank chamber 4 therefore prevail low pressure.
Beim Lenken, d.h. bei Verdrehen der Lenkspindel 16 wird das Steuerorgan aus der offenen Mittelstellung durch Anschlag des Kolbens 18a, 18b in beschränktem Maße verdreht, wobei der freie Durchfluß zwischen Eintrittskanal 19 und Austrittskanal 2o aufhört, da sich die Spalten'19a und 2oa oder 19b und 2ob schliessen. Dadurch bleibt der Eintrittskanal .19 entweder nur mit der Bohrung 21 oder nur mit der Bohrung 22 bzw. entweder nur mit der unteren 7 oder nur mit der oberen Arbeitskammer 8 in Verbindung, während die andere Arbeitskammer nur mit dem Austrittskanal 2o in Verbindung bleibt. Das in den Eintrittskanal 19 gelangende öl strömt also ausschließlich in die eine Arbeitskammer hinein und zwingt diese durch Fortbewegung des Kolbens 2 zur Volumenvergrößerung. In dieser Arbeitskammer tritt ein Flüssigkeitsdruck auf, der dem Kraftbedarf zur Fortbewegung entspricht. Unter Einfluß des sich fortbewegenden Kolbens gelangt die Flüssigkeit, die aus der anderen, ihr Volumen vermindernden Arbeitskammer herausgedrängt wird, durch den Austrittskanal 2o und den Kurbelraum 4 hindurch zu der Ausflußöffnung 3o, die mittels Rohrleitungen an den ölbehälter angeschlossen ist.When steering, i.e. when turning the steering shaft 16, the control member rotated to a limited extent from the open center position by the stop of the piston 18a, 18b, the free Flow ceases between inlet channel 19 and outlet channel 2o because the columns 19a and 2oa or 19b and 2ob close. This leaves the inlet channel .19 either only with the bore 21 or only with the bore 22 or either only with the lower 7 or only with the upper working chamber 8 in connection, while the other working chamber remains in connection only with the outlet channel 2o. The coming into the inlet channel 19 So oil only flows into one working chamber and forces it through the movement of piston 2 to increase volume. A fluid pressure occurs in this working chamber that corresponds to the force required to move. Under the influence of the advancing piston, the liquid comes out of the other, reducing its volume Working chamber is forced out through the outlet channel 2o and the crank chamber 4 through to the outflow opening 3o, which by means of Pipelines is connected to the oil tank.
Da der Innenhohlraum 13 des Kolbens 2 mit der oberen Arbeitskammer 8 einen gemeinsamen Raum bildet, steht die im Innenhohlraum 13 vorgesehene Flüssigkeit jeweils unter dem Druck von der oberen Arbeitskammer 8, und das aus der Dichtung 25 hervorragende Gleitrohr 24 wird, vom Innenhohlraum 13 umgeben. Dadurch stimmt bei sich entfernender. Fortbewegung des Kolbens 2 voa ^T Lenkspindel 16 die Wirkungsfläche des Kolbens 2 mit der voa Zylin-Since the inner cavity 13 of the piston 2 forms a common space with the upper working chamber 8, the liquid provided in the inner cavity 13 is in each case under the pressure of the upper working chamber 8, and the sliding tube 24 protruding from the seal 25 is surrounded by the inner cavity 13. This is true with distant. Movement of the piston 2 voa ^ T steering spindle 16 the effective surface of the piston 2 with the voa cylinder
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derdurchmesser der oberen Arbeitskammer 8 bestimmten Kreisfläche überein, während bei Annäherung des Kolbens 2 zur Lenkspindel 16 die Wirkungsfläche des Kolbens 2 der von den Durchmessern der unteren Arbeitskammer 7 und des Gleitrohres 24 bestimmten Kreisringfläche gleich ist.the diameter of the upper working chamber 8 corresponds to a certain circular area, while the approach of the piston 2 to the steering spindle 16 the effective area of the piston 2 determined by the diameters of the lower working chamber 7 and the sliding tube 24 Annular area is the same.
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Claims (2)
Kolbens gleich der zum Zylinderdurchmesser gehörenden Kreisfläche ist.the working cylinder bore and the sliding tube (24) coincides with certain circular ring surface, and that when servo actuation in the opposite direction, the effective surface of the
Piston is equal to the circular area belonging to the cylinder diameter.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2795573A GB1415959A (en) | 1973-06-12 | 1973-06-12 | Power steering for motor vehicles |
| DE19732330540 DE2330540A1 (en) | 1973-06-12 | 1973-06-15 | POWER STEERING ACTUATED BY HANDS AND LIQUID PRESSURE, ESPECIALLY FOR HEAVY DUTY VEHICLES |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| GB2795573A GB1415959A (en) | 1973-06-12 | 1973-06-12 | Power steering for motor vehicles |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2330540A1 true DE2330540A1 (en) | 1975-01-09 |
Family
ID=25765325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19732330540 Ceased DE2330540A1 (en) | 1973-06-12 | 1973-06-15 | POWER STEERING ACTUATED BY HANDS AND LIQUID PRESSURE, ESPECIALLY FOR HEAVY DUTY VEHICLES |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE2330540A1 (en) |
| GB (1) | GB1415959A (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS |
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| 8131 | Rejection |