EP3529095A1 - Befestigungseinrichtung für ein elektrisches kraftfahrzeug-antriebsaggregat - Google Patents

Befestigungseinrichtung für ein elektrisches kraftfahrzeug-antriebsaggregat

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EP3529095A1
EP3529095A1 EP17780740.1A EP17780740A EP3529095A1 EP 3529095 A1 EP3529095 A1 EP 3529095A1 EP 17780740 A EP17780740 A EP 17780740A EP 3529095 A1 EP3529095 A1 EP 3529095A1
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EP
European Patent Office
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drive unit
fastening device
motor vehicle
bearings
cross member
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17780740.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard HÜBNER
Maria Amparo MACIA FERNANDEZ
Eduardo THAMM
Moritz FRENZEL
Yvonne Küssel
Norbert LIPOT
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Priority claimed from DE102016220739.3A external-priority patent/DE102016220739A1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K2001/001Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/09Reducing noise

Definitions

  • the invention relates to a fastening device for an electric drive unit to a body and / or on a chassis of a motor vehicle, according to the preamble of the first claim.
  • DE 10 201 1 081 836 describes an electrically driven rear axle of a two-lane vehicle with the wheels associated drive shafts and an axle with several attached wheel-guiding links, wherein at least one electric motor is mounted on the axle and further comprising a elements for providing electrical energy for the electric motor Housing is attached to the axle or forms part of the axle carrier in the form of a body. At least one front and one rear, over the vehicle center plane, over a larger part of the vehicle width extending cross member are provided, are provided in the two end portions of bearings for connecting the axle to the vehicle body. This achieves a high torsional rigidity.
  • the drive electric motor of the vehicle or the electric drive unit which may further comprise a gear downstream of the electric motor and a differential, also attached via elastic bearings on the axle according to the invention.
  • three bearing points are provided for this purpose, two of which on one side of the drive unit, which faces one of the vehicle longitudinal sides, are spaced as far as possible from each other, so that these two bearings can best support the engine drive torque.
  • the third bearing is preferably arranged on the other side of the drive unit as centrally as possible or near the center of gravity and designed in particular for receiving the weight forces, wherein when this third bearing is hydraulically damped, the natural oscillations of the electric drive unit relative to the axis are effectively limited can.
  • a fastening device for fixing an electric drive unit installed transversely in a motor vehicle, via at least three bearings on the body and / or chassis, characterized in that one of these bearings on a cross member in the direction of travel before and two of these bearings on a another cross member in the direction of travel behind the drive unit.
  • the fastening device for fixing an electric drive unit installed transversely in a motor vehicle, at least three bearing points on the body and / or chassis also be characterized in that two of these bearings on another cross member in the direction of travel and one of these bearings on a Cross members are located in the direction of travel behind the drive unit.
  • the alternative of the first and the second claim results in a much improved crash structure with a softer structure, which increases the collision force absorption by deformation in the event of a collision.
  • two bearings for the drive unit are provided in the rear area at the rear, another cross member
  • the alternative of the second claim provides in front two bearings for the drive unit at the front, another cross member.
  • the drive and storage network can thereby be made more stable, resulting in a significantly reduced vibration generation and thus less noise in the interior be transmitted.
  • This concept has also due to the short mounting lever a very stiff drive and storage composite and thus acoustic benefits for the vehicle occupants, at the same time is provided by the additional cross member an additional, excellent energy-degrading crash structure for the electrical components.
  • a preferred embodiment of the invention provides that a center of gravity of the drive unit lies in a plane in which the bearings are located.
  • the drive unit which consists of at least one electric motor and a gearbox, is installed in the motor vehicle by means of elastic bearings mounted on the bearing points. It is particularly advantageous if the drive unit in the transverse direction of the motor vehicle is positioned so that a left and a right drive shaft have the same length.
  • At least one bearing point is formed so that the bearing pin is directed in the vehicle longitudinal direction.
  • the journals with their support arms are easy to perform as rigid as possible, to minimize the transmission of structure-borne sound between the drive unit and the body as little as possible.
  • the support arms and journals are mechanically free Kragniz with additional masses at the free end, the resonance can increase the registered body sound in the body by more than a power of ten, it is advantageous to come out of the relevant frequency range for structure-borne noise and the support arm / journal resonance to raise more than 1000 hertz by the support arms are designed as short as possible and have a large connection surface to the motor housing, preferably designed as a closed box girder.
  • This is also advantageous that drive noise from bending vibrations of rotating shafts, which are also introduced as structure-borne noise via the bearings in the body, are also damped.
  • the single FIGURE shows a fastening device for fixing a motor vehicle drive unit 1, installed transversely in the rear of the motor vehicle, to drive not drawn drive shafts, connected with not shown rear wheels as rear-wheel drive for the motor vehicle.
  • the drive unit 1 consists of electric motor 2 and gear 3 in a built housing 4, which is determined by means of vibration damping elements, on a body and / or on a chassis of the motor vehicle.
  • the housing 4 has three support arms 5, 5 ', 5 ", which are as short as possible, in order to achieve the greatest possible stability, which are either cast on or flanged onto the housing 4 and are supported by invisible bearings.
  • gerzapfen which can also be designed as screws, to the
  • the fastening device for supporting the electric drive unit 1 consists of three bearings 6, 6 ', 6 "with built-in, non-visible elastic bearings, a 6" in the direction of travel (arrow 7) in front of the drive unit 1, on a cross member 8, here also the rear axle of the chassis, and two in the direction of travel 7 behind the drive unit 1, on a further cross member 9 of the chassis. Both cross members 8, 9 are attached to longitudinal members 10, 1 1 of the body.
  • the drive unit 1 is installed between the cross member 8 and the further cross member 9 such that a not shown center of gravity of the drive unit 1 lies in a virtual plane, not shown, in which the three bearing points 6, 6 ', 6 "are located the drive unit 1 in the vehicle transverse direction (double arrow 13) positioned so that the two not shown drive shafts left and right, to the non-illustrated rear wheels in the wheel arches 12 extending, have the same length.

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Abstract

Befestigungseinrichtung für ein elektrisches Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat Nach der Erfindung ist eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats, quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung vor und zwei dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden. Alternativ kann die Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats, quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk auch dadurch gekennzeichnet sein, dass sich zwei dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung vor und eine dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden.

Description

Befestigungseinrichtung für ein elektrisches Kraftfahrzeug-Antriebsaggregat
Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für ein elektrisches Antriebsaggregat an einer Karosserie und/oder an einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Es ist bekannt, ein oder mehrere elektrische Antriebsaggregate als einzigen oder zusätzlichen Antrieb in ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug einzubauen. Am häufigsten eingesetzt wird als elektrisches Antriebsaggregat ein mit eventuell einem Getriebe und eventuell einem Differential gekoppelter Elektromotor, wobei die Getriebegehäuse und das Motorgehäuse zusammengebaut oder -geflanscht in einem Kraftfahrzeugaufbau angebracht sind. Solche Lagerungen für Elektromotor und/oder Getriebe für Kraftfahrzeuge sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Sie können Schwingungen bzw. Relativbewegungen zwischen dem Antriebsaggregat und der Fahrzeug-Karosserie ermöglichen, jedoch sollen diese Relativbewegungen nicht nur gedämpft, sondern auch in der Distanz oder Auslenkung begrenzt werden, um zu vermeiden, dass Teile des Antriebsaggregates in unerwünschter Weise an der Fahrzeug-Karosserie oder dem Fahrwerk anschlagen. Außerdem ist es erwünscht, dass solche Lagerungen akustisch dämpfend wirken.
Die DE 10 201 1 081 836 beschreibt eine elektrisch angetriebene Hinterachse eines zweispurigen Fahrzeugs mit den Rädern zugeordneten Antriebswellen und einem Achsträger mit mehreren daran befestigten radführenden Lenkern, wobei zumindest ein Elektromotor am Achsträger befestigt ist und weiterhin ein Elemente zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Elektromotor enthaltendes Gehäuse am Achsträger befestigt ist oder einen Bestandteil des Achsträgers in Form eines Grundkörpers bildet. Zumindest ein vorderer und ein hinterer, sich über die Fahrzeugmittenebene, über einen größeren Teil der Fahrzeugbreite erstreckender Querträger sind vorhanden, in deren beiden Endbereichen Lager zur Anbindung der Achse am Fahrzeugaufbau vorgesehen sind. Damit ist eine hohe Verwindungsstei- figkeit erzielbar. Vorzugsweise ist der Antriebs-Elektromotor des Fahrzeugs bzw. die elektrische Antriebseinheit, die weiterhin ein dem Elektromotor nachgeschaltetes Getriebe und ein Differential aufweisen kann, ebenfalls über elastische Lager am erfindungsgemäßen Achsträger befestigt. Vorzugsweise sind hierfür drei Lagerstellen vorgesehen, von denen zwei auf einer Seite der Antriebseinheit, die einer der Fahrzeug-Längsseiten zugewandt ist, möglichst weit voneinander beabstandet sind, so dass diese beiden Lager das Motor-Antriebsmoment bestmöglich abstützen können. Das dritte Lager ist vorzugsweise auf der anderen Seite der Antriebseinheit möglichst mittig bzw. nahe des Masseschwerpunkts angeordnet und insbesondere für die Aufnahme der Gewichtskräfte ausgelegt, wobei dann, wenn dieses dritte Lager hydraulisch bedämpft ist, die Eigenschwingungen der elektrischen Antriebseinheit gegenüber der Achse wirkungsvoll begrenzt werden können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, dessen Aggregat-Aufhängung bzw. -Befestigung sowohl unter Akustik- als auch unter Kollisionsgesichtspunkten so zu optimieren, dass beim Fahren größtmöglicher Komfort und im Falle eines Unfalls ein guter Schutz durch Energieabbau für die Insassen vorhanden ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Nach der Erfindung ist eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats, quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung vor und zwei dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden.
Alternativ kann die Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats, quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk auch dadurch gekennzeichnet sein, dass sich zwei dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung vor und eine dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden.
Je nachdem, ob das Antriebaggregat im Heck beziehungsweise in der Front des Kraftfahrzeugs eingebaut ist, ergibt die Alternative des ersten beziehungsweise des zweiten Anspruchs eine wesentlich verbesserte Crashstruktur mit weicherem Aufbau, was im Kollisionsfall die Kollisions-Kraftaufnahme durch Verformung erhöht. Bei der Alternative des ersten Anspruchs sind im Heckbereich am hinteren, weiteren Querträger zwei Lagerstellen für das Antriebsaggregat vorgesehen, die Alternative des zweiten Anspruchs sieht im Frontbereich zwei Lagerstellen für das Antriebsaggregat am vorderen, weiteren Querträger vor. In beiden Fällen bewirken die jeweils beiden Lagerstellen, dass der weitere Querträger aufgrund der Aufteilung der Auflagerkräfte, sowohl aus der Gewichtskraft des, als auch aus der Momentenabstützung für das Antriebsaggregat, fragiler vorgesehen werden kann, als der zur jeweiligen Aggregatbefestigung dazugehörige Querträger und so das Kraftfahrzeug im Kollisionsfall hinten beziehungsweise vorne nachgiebiger, weicher ist. Insgesamt kann der Antriebs- und Lagerungsverbund dadurch auch stabiler gestaltet werden, was eine wesentlich verringerte Schwingungserzeugung mit sich bringt und somit weniger Geräusche in den Innenraum übertragen werden.
Dieses Konzept besitzt auch aufgrund der kurzen Befestigungshebel einen sehr steifen Antriebs- und Lagerungsverbund und damit akustische Vorteile für die Fahrzeuginsassen, gleichzeitig ist durch den weiteren Querträger eine zusätzliche, ausgezeichnet Energie abbauende Crashstruktur für die elektrischen Komponenten vorhanden.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass ein Schwerpunkt des Antriebsaggregats in einer Ebene liegt, in der auch die Lagerstellen liegen.
Bei einer solchen diametralen Lage der Lagerstellen zu einer theoretischen Drehachse des frei im Raum beweglichen Aggregats unter Momentenbeanspruchung, werden gleich große, einander entgegen gerichtete Kräfte in vertikaler Richtung in die Lagerstellen am Quer- und weiteren Querträger eingeleitet. Daraus resultieren Komfortsteigerungen, insbesondere bei Start und Stop, verschiedenen Fahrmanövern, wie Lastwechseln und dynamischem Anfahren.
Vorteilhafterweise ist das Antriebsaggregat, das wenigstens aus einem Elektromotor und einem Getriebe besteht, mittels an den Lagerstellen eingebauten elastischen Lagern, im Kraftfahrzeug eingebaut. Es ist besonders von Vorteil, wenn das Antriebsaggregat in Querrichtung des Kraftfahrzeugs so positioniert ist, dass eine linke und eine rechte Antriebswelle die gleiche Länge besitzen.
Bei weiteren vorteilhaften Ausführungen der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung ist wenigstens eine Lagerstelle so ausgebildet, dass deren Lagerzapfen in Fahrzeuglängsrichtung gerichtet ist. So sind die Lagerzapfen mit ihren Tragarmen auf einfache Weise so steif wie möglich auszuführen, um die Körperschallübertragung zwischen Antriebsaggregat und Karosserie möglichst gering zu halten. Da die Tragarme und Lagerzapfen mechanisch freie Kragträger mit Zusatzmassen am freien Ende sind, deren Resonanz den in die Karosserie eingetragenen Körperschall um mehr als eine Zehnerpotenz erhöhen kann, ist es vorteilhaft, aus dem relevanten Frequenzbereich für Körperschall heraus zu kommen und die Tragarm/Lagerzapfenresonanz auf mehr als 1000 Hertz anzuheben, indem die Tragarme möglichst kurz ausgebildet sind und über eine große Verbindungsfläche zum Motorgehäuse verfügen, vorzugsweise als geschlossener Kastenträger ausgeführt. Dadurch ist weiter von Vorteil, dass Antriebsgeräusche aus Biegeschwingungen rotierender Wellen, die ebenfalls als Körperschall über die Lagerstellen in die Karosserie eingeleitet werden, ebenfalls gedämpft werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die beigefügte Figur ein Antriebsaggregat und dessen erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung als Heckeinbau in einem von unten betrachteten Kraftfahrzeug zeigt. Es sind nur wesentliche Teile dargestellt. Erfindungswesentlich können hier sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
Die einzige Figur zeigt eine Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines Kraftfahrzeug-Antriebsaggregats 1 , quer eingebaut im Heck des Kraftfahrzeugs, zum Antrieb nicht gezeichneter Antriebswellen, verbunden mit nicht gezeichneten Hinterrädern als Heckantrieb für das Kraftfahrzeug. Das Antriebsaggregat 1 besteht aus Elektromotor 2 und Getriebe 3 in einem gebauten Gehäuse 4, das mittels Schwingungen dämpfenden Elementen, an einer Karosserie und/oder an einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs festgelegt ist. Dazu besitzt das Gehäuse 4 drei möglichst kurze Tragarme 5, 5', 5", um so eine größtmögliche Stabilität zu erzielen. Diese sind am Gehäuse 4 entweder angegossen oder angeflanscht und stützen sich über nicht sichtbare La- gerzapfen, die auch als Schrauben ausgebildet sein können, an den
Schwingungen dämpfenden Elementen ab.
Die Befestigungseinrichtung zur Abstützung des elektrischen Antriebsaggregats 1 besteht aus drei Lagerstellen 6, 6', 6" mit eingebauten, nicht sichtbaren elastischen Lagern, eine 6" in Fahrtrichtung (Pfeil 7) vor dem Antriebsaggregat 1 , an einem Querträger 8, hier auch dem Hinterachsträger des Fahrwerks, und zwei in Fahrtrichtung 7 hinter dem Antriebsaggregat 1 , an einem weiteren Querträger 9 des Fahrwerks. Beide Querträger 8, 9 sind an Längsträgern 10, 1 1 der Karosserie angebracht. Die Lagerstellen 6, 6' ,6" sind so ausgebildet, dass die Lagerzapfen in Fahrzeuglängsrichtung 7 ausgerichtet sind.
Das Antriebsaggregat 1 ist so zwischen dem Querträger 8 und dem weiteren Querträger 9 eingebaut, dass ein nicht eingezeichneter Schwerpunkt des Antriebsaggregats 1 in einer nicht gezeichneten virtuellen Ebene liegt, in der auch die drei Lagerstellen 6, 6', 6" liegen. Des Weiteren ist das Antriebsaggregat 1 in Fahrzeug-Querrichtung (Doppelpfeil 13) so positioniert, dass die beiden nicht gezeichneten Antriebswellen links und rechts, zu den nicht gezeichneten Hinterrädern in den Radhäusern 12 hin verlaufend, die gleiche Länge besitzen.

Claims

Patentansprüche
1 . Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats (1 ), quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen (6, 6', 6") an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine dieser Lagerstellen (6") an einem Querträger (8) in Fahrtrichtung (7) vor und zwei dieser Lagerstellen (6, 6') an einem weiteren Querträger (9) in Fahrtrichtung (7) hinter dem Antriebsaggregat (1 ) befinden.
2. Befestigungseinrichtung zum Festlegen eines elektrischen Antriebsaggregats, quer in einem Kraftfahrzeug eingebaut, über wenigstens drei Lagerstellen an dessen Karosserie und/oder Fahrwerk, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei dieser Lagerstellen an einem Querträger in Fahrtrichtung vor und eine dieser Lagerstellen an einem weiteren Querträger in Fahrtrichtung hinter dem Antriebsaggregat befinden.
3. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerpunkt des Antriebsaggregats (1 ) in einer Ebene liegt, in der auch die drei Lagerstellen (6, 6', 6") liegen.
4. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (1 ) in Fahrzeug - Querrichtung (13) so positioniert ist, dass eine linke und eine rechte Antriebswelle die gleiche Länge besitzen.
5. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (1 ) im Heck des Kraftfahrzeugs untergebracht ist.
6. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (1 ) mittels an den Lagerstellen (6, 6', 6") eingebauten elastischen Lagern, im Kraftfahrzeug eingebaut ist.
7. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lagerstellen (6, 6', 6") so ausgebildet ist, dass deren Lagerzapfen in Fahrzeuglängsrichtung (7) gerichtet ist.
8. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat (1 ) wenigstens aus einem Elektromotor (2) und einem Getriebe (3) besteht.
EP17780740.1A 2016-10-21 2017-10-06 Befestigungseinrichtung für ein elektrisches kraftfahrzeug-antriebsaggregat Withdrawn EP3529095A1 (de)

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Inventor name: FRENZEL, MORITZ

Inventor name: KUESSEL, YVONNE

Inventor name: LIPOT, NORBERT

Inventor name: HUEBNER, BERNHARD

Inventor name: MACIA FERNANDEZ, MARIA AMPARO

Inventor name: THAMM, EDUARDO

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