IT202000018781A1 - Dispositivo di serraggio a vite - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?DISPOSITIVO DI SERRAGGIO A VITE?
L?invenzione riguarda un dispositivo di serraggio a vite per serrare e trattenere pezzi di lavorazione, in particolare elementi di saldatura.
Durante un?operazione di saldatura, uno degli elementi da saldare pu? essere trattenuto nella posizione di saldatura tramite dispositivi di serraggio noti, come ad esempio mostrato in figura 1.
La figura 1 rappresenta un serraggio tradizionale di un elemento di saldatura 1?.
L?elemento 1? ? supportato da un organo di riscontro 2?, il quale ? provvisto di un foro filettato 3? lungo un asse A? verticale. Al contempo, una vite 4? avvitata al foro filettato 3? porta un piattello 5? saldato in posizione fissa coassiale alla vite 4?, tale che l?elemento 1? sia serrato tra il piattello 5? e l?organo 2?, secondo l?asse A?.
Il serraggio tradizionale ha lo svantaggio di essere rilasciabile con difficolt? al termine della saldatura per via delle tensioni che si sviluppano a causa delle normali dilatazioni termiche occorrenti durante la saldatura.
In particolare, la vite ? scelta normalmente con un passo grosso in modo che un certo gioco sia lasciato tra la vite stessa e l?elemento di saldatura; quest?ultimo si deforma durante la saldatura sfruttando il gioco in modo da risultare leggermente disassato rispetto alla vite. Ci? comporta un impuntamento tra la vite e l?elemento di saldatura.
Per di pi?, le suddette tensioni producono in generale un aumento notevole dell?attrito tra il piattello e l?elemento di saldatura.
Per questi motivi, l?estrazione manuale dell?elemento saldato richiede un eccessivo sforzo dell?operatore, il quale ? spesso costretto ad utilizzare strumenti noti che hanno lo svantaggio di avere un potenziale impatto negativo sulla sicurezza dello stesso operatore o anche di procurare deformazioni plastiche dei componenti che serrano l?elemento di saldatura.
In base a quanto sopra, uno scopo dell?invenzione ? quello di limitare ed eventualmente eliminare almeno uno degli svantaggi menzionati.
Secondo l?invenzione, lo scopo ? raggiunto tramite un dispositivo di serraggio a vite, come definito dalla rivendicazione 1.
Le rivendicazioni dipendenti definiscono specifiche forme di realizzazione dell?invenzione.
Nel seguito, particolari forme di realizzazione verranno descritte a titolo di esempio non limitativo per una migliore comprensione dell?invenzione e con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la figura 1 ? una vista laterale, con parti asportate per chiarezza, di un assieme di serraggio secondo la tecnica anteriore;
- la figura 2 ? una vista laterale, con parti asportate per chiarezza, di un assieme di serraggio che comprende un dispositivo di serraggio a vite secondo una forma di realizzazione dell?invenzione; - la figura 3 ? analoga alla figura 2 e mostra il dispositivo di serraggio a vite in una diversa configurazione operativa;
- la figura 4 ? una sezione secondo il piano ideale IV-IV rappresentato in figura 2;
- la figura 5 ? una vista prospettica, in scala ingrandita, del dispositivo di serraggio a vite di figura 2; e
- la figura 6 ? una rappresentazione in esploso del dispositivo di serraggio a vite di figura 5;
In figura 2, il numero di riferimento 1 indica un assieme di serraggio per serrare e trattenere un pezzo di lavorazione 2 in una posizione fissa di lavorazione.
L?assieme di serraggio 1 comprende un organo di riscontro 3 atto a supportare il pezzo di lavorazione 2 nella posizione di lavorazione ed un dispositivo di serraggio a vite 4 per serrare il pezzo di lavorazione 2 contro l?elemento di riscontro 3.
In maggiore dettaglio, l?organo di riscontro 3 comprende una porzione di accoppiamento 5 atta ad essere accoppiata con il dispositivo 4 ed una porzione di riscontro 6 atta a ricevere in appoggio il pezzo di lavorazione 2.
Nello specifico, la porzione di accoppiamento 5 presenta un foro filettato 7 lungo un asse A, in particolare verticale.
La porzione di riscontro 6 si estende radialmente rispetto all?asse A in posizione pi? esterna della porzione di accoppiamento 5 e definisce per il pezzo di lavorazione 2 una superficie di appoggio 8 trasversale all?asse A, pi? precisamente ortogonale a quest?ultimo.
Sempre con riferimento alla figura 2, il dispositivo 4 comprende un asta 9 che si estende lungo l?asse A tra due estremit? 12, 13 e comprende una porzione filettata 14, la quale ? fissata mediante avvitamento alla porzione di accoppiamento 5, ossia all?organo di riscontro 3, ed ? nello specifico definita da una filettatura esterna, pi? precisamente in corrispondenza dell?estremit? 13.
Il dispositivo 4 comprende inoltre un organo di serraggio 17 disposto intorno all?asta 9 ed avente una superficie di serraggio 18 trasversale all?asse A, in particolare ortogonale a quest?ultimo, per entrare in contatto con il pezzo di lavorazione 2 durante l?avvitamento della porzione filettata 14 all?organo di riscontro 3.
La superficie di serraggio 18 ? rivolta verso il pezzo di lavorazione 2, ossia verso la porzione filettata 14.
Come visibile in figura 2, la superficie di serraggio 18 ? a contatto con il pezzo di lavorazione 2 e l?intero dispositivo 4 ? fisso rispetto all?organo di riscontro 3. In questo modo, il pezzo di lavorazione 2 ? serrato tra la superficie di serraggio 18 e l?organo di riscontro 3.
Secondo l?invenzione, l?organo di serraggio 17 ? accoppiato all?asta 9 in modo assialmente mobile, pi? precisamente in modo scorrevole, rispetto all?asta 9.
Anche quando l?asta 9 ? fissata all?organo di riscontro 3, l?organo di serraggio 17 pu? scorrere lungo l?asse A tra una posizione di serraggio (figura 2), in cui il pezzo di lavorazione 2 ? serrato tra le superfici 8, 18, ed una pluralit? di posizioni di rilascio (e.g. figura 3), in cui l?organo di serraggio 17 ? distanziato dal pezzo di lavorazione 2.
L?organo di serraggio 17 comprende un elemento tubolare 19, il quale ? coassiale all?asta 9 ed accoppiato a quest?ultima in modo scorrevole lungo l?asse A.
A sua volta, l?elemento tubolare 19 comprende un?estremit? che ? pi? vicina alla porzione filettata 14 ed ? definita da una porzione 20 con forma a disco o piattello. La porzione 20 termina assialmente verso la porzione filettata 14 con la superficie di serraggio 18, la quale ? nello specifico una superficie ad anello disposta intorno all?asse A.
Quindi, la porzione 20 presenta un recesso assiale 21 delimitato assialmente da una superficie anulare 22 disposta intorno all?asse A e parallela alla superficie di serraggio 18.
L?elemento tubolare 19 comprende inoltre un?estremit? 23 opposta rispetto alla porzione 20. L?estremit? 23 ? nello specifico di forma cilindrica, in particolare con estensione radiale ridotta rispetto alla porzione 20.
Oltre all?elemento tubolare 19, l?organo di serraggio 17 comprende, inoltre, un elemento di inserimento 30 fisso rispetto all?elemento tubolare 19 ed inserito trasversalmente attraverso l?asta 9, in particolare in modo passante.
Nello specifico, come visibile in figura 6, l?elemento di inserimento 30 comprende un perno, il quale si estende lungo un asse B trasversale all?asse A (pi? precisamente ortogonale) e comprende in particolare una testa 28, ad esempio cilindrica. Il perno passa attraverso una coppia di asole passanti 29 ricavate sull?elemento tubolare 19, pi? precisamente sull?estremit? 23, in posizioni allineate lungo l?asse B.
L?organo di serraggio 17 comprende elementi di fissaggio per fissare l?elemento di inserimento 30 all?elemento tubolare 19. In particolare, gli elementi di fissaggio comprendono una vite 25 da avvitare sul perno, pi? in particolare sul lato opposto alla testa 28, ed una rondella 26 per stringere la vite sull?elemento tubolare 19. In pratica, quando la vite 25 ? avvitata sul perno, l?elemento tubolare 19 ? serrato tra la testa 28 e la rondella 26. Il perno attraversa entrambe le asole 29, mentre la vite 25 attraversa una sola asola 29, ossia quella prevista sul lato opposto alla testa 28.Per permettere l?introduzione dell?elemento di inserimento 30, l?asta 9 comprende un foro 31 con asse parallelo all?asse B. In particolare, il foro 31 ? un foro passante attraverso l?asta 9.
Il diametro del foro 31 ? tale da permettere l?alloggiamento dell?elemento di inserimento 30 con gioco.
Pi? precisamente, l?elemento di inserimento 30 si estende lungo il foro 31 ed ? mobile lungo l?asse A all?interno del foro 31.
In pratica, le superfici che definiscono il foro 31 costituiscono un limite fisico per il movimento assiale dell?organo di serraggio 17. Ad esempio, nella posizione di rilascio illustrata in figura 3, l?elemento di inserimento 30 ? a contatto con la superficie superiore del foro 31. Tale posizione di rilascio ? calcolata in fase progetto per corrispondere alla posizione in cui la tensione sull?organo di serraggio 17 ? sostanzialmente nulla.
D?altra parte, nella direzione di avvicinamento alla porzione filettata 14, il movimento assiale dell?organo di serraggio 17 ? preferibilmente limitato in modo ulteriore rispetto al limite imposto dal foro 31; a tale scopo, il dispositivo 4 comprende un elemento di spallamento 32, il quale ? disposto tra l?organo di serraggio 17 e la porzione filettata 14, ? portato in posizione fissa dall?asta 9 e definisce un fine corsa per il movimento assiale dell?organo di serraggio 17 verso la porzione filettata 14.
L?elemento di spallamento 32 potrebbe avere una funzione indipendente dal foro 31 e dall?elemento di inserimento 30, per cui potrebbe essere previsto nel dispositivo 4 indipendentemente dalla loro presenza.
Come visibile in figura 2, l?elemento di spallamento 32 ? a contatto con l?organo di serraggio 17, per cui impedisce a quest?ultimo di muoversi verso la porzione filettata 14, in particolare senza che l?elemento di inserimento 30 entri in contatto con la superficie inferiore del foro 31. Infatti, l?elemento di inserimento 30 ? distanziato dalle superfici che definiscono il foro 31. Ci? evita attriti e sovraccarichi sull?elemento di inserimento 31.
L?elemento di spallamento 32 comprende in particolare un anello di battuta, nello specifico disposto coassialmente all?asta 9 in posizione radiale pi? esterna e pi? in particolare fissato all?asta 9 tramite spine 33.
L?anello di battuta entra in contatto con la superficie 22 del recesso assiale 21.
Con riferimento alle figure 4 e 6, l?asta 9 e l?anello di battuta hanno, per ciascuna spina 33, almeno due rispettivi fori 34, 35 che combaciano tra loro per permettere l?inserimento della corrispondente spina 33. Chiaramente, i fori 35 sono passanti per permettere l?inserimento delle spine 33 nei fori 34.
Pi? precisamente, anche i fori 34 sono fori passanti e per ciascun foro 35, l?anello di battuta comprende un ulteriore foro passante 36 coassiale al corrispondente foro 35 ed impegnato dalla spina 33. Pertanto, i fori 34 sono completamente attraversati dalle spine 33.
Per permettere lo scorrimento o la spinta dell?organo di serraggio 17 verso la porzione filettata 14, il dispositivo 4 comprende un organo di spinta 40 filettato ed avvitabile ad un?ulteriore porzione filettata 41 (figura 6) dell?asta 9. La porzione filettata 41 ? disposta in modo tale che l?organo di serraggio 17 sia posto o scorra assialmente tra la stessa porzione filettata 41 e l?altra porzione filettata 14. Pi? precisamente, la porzione filettata 41 ? disposta in corrispondenza dell?estremit? 12.
L?organo di spinta 40 ? atto a spingere l?organo di serraggio 17 durante l?avvitamento alla porzione filettata 41. In altre parole, la disposizione dell?organo di serraggio 17 ? tale da poter entrare in contatto con l?organo di spinta 40 durante l?avvitamento di quest?ultimo alla porzione filettata 41.
In maggiore dettaglio, l?organo di spinta 41 comprende un?asta 43 filettata, eventualmente provvista di una testa 47 per formare una vite.
L?asta 43 si avvita lungo un foro 44, il quale ? ricavato sull?asta 9, si estende lungo l?asse A partendo dall?estremit? 12 e comprende una porzione definita dalla porzione filettata 41.
Il foro 44 si estende lungo l?asse A dall?estremit? 12 fino a comunicare con il foro 31. Nello specifico, la spinta dell?organo 41 ? ricevuta da una porzione interna al foro 31 dell?elemento di inserimento 30, ossia del relativo perno. In particolare, nella forma di realizzazione illustrata in figura 6, il perno presenta una spianatura, ossia una superficie piana 45 atta a ricevere un?estremit? dell?asta 43 in battuta.
In effetti, l?asta 43 ha un?estensione lungo l?asse A che ? maggiore di quella del foro 44. In questo modo, l?avvitamento dell?asta 43 comporta l?ingresso della relativa estremit? all?interno del foro 31. Qui, la stessa estremit? entra in contatto con la superficie 45, la quale viene spinta verso la porzione filettata 14 mentre l?asta 43 continua ad essere avvitata sulla porzione filettata 41.
Vantaggiosamente, il dispositivo 4 comprende un controdado 50 atto ad essere avvitato sull?asta filettata 43 e serrato contro l?estremit? 12 dell?asta 9, in modo tale che le aste 9 e 43 risultino ancor pi? saldamente fissate tra loro, sebbene in modo rilasciabile. In particolare, il controdado 50 viene utilizzato per fissare la posizione relativa tra le aste 9, 43 quando l?avvitamento dell?asta 43 conduce l?elemento di serraggio 18 nella posizione di serraggio di figura 2.
Preferibilmente, la porzione filettata 14 ? di tipo trapezoidale allo scopo di contrastare efficacemente le tensioni esercitate sull?organo di serraggio 17 dal pezzo di lavorazione 2 durante la lavorazione, nello specifico di saldatura. Pi? preferibilmente, il passo della porzione filettata 14 ? un passo grosso, ad esempio tra 4 e 8 mm, in particolare 6 mm. La porzione filettata 14 consente un gioco atto a compensare le dilatazioni del pezzo di lavorazione 2 durante la lavorazione.
Convenientemente, la porzione filettata 41 ? una filettatura metrica con passo fine, ad esempio tra 1 e 2 mm, in particolare 1.5 mm. Il passo fine permette un semplice rilascio.
Il funzionamento del dispositivo 4 ? il seguente.
Per saldare il pezzo di lavorazione 2, quest?ultimo viene disposto appoggiato sull?organo di riscontro 3 in corrispondenza della superficie di appoggio 7. L?organo di serraggio 17 viene accoppiato all?asta 9 per mezzo degli elementi di fissaggio che fissano l?elemento di inserimento 30 all?elemento tubolare 19 previa l?introduzione dello stesso elemento di inserimento 30 nel foro 31 attraverso i fori 29 del corpo tubolare. Per gravit?, l?elemento di serraggio 18 resta appoggiato sull?elemento di spallamento 32.
A questo punto, l?asta 9 viene avvitata tramite la porzione filettata 14 sul foro 7 finch? la superficie di serraggio 18 entra in contatto con il pezzo di lavorazione 2.
Dunque, l?asta filettata 43 viene avvitata alla porzione filettata 44 con il controdado 50 accoppiato all?asta filettata 43 tra la testa 47 e l?estremit? 12. L?avvitamento continua fino a spingere l?elemento di inserimento 30 e serrare l?organo di serraggio 17 contro il pezzo di lavorazione 2.
La posizione di serraggio cos? ottenuta viene cos? definitivamente bloccata mediante l?avvitamento del controdado 50 sull?asta filettata 43 fino al serraggio contro l?estremit? 12 (figura 2).
Nella posizione di serraggio, un operatore non illustrato pu? eseguire la saldatura del pezzo di lavorazione 2 trattenuto nella posizione di lavorazione dall?organo di serraggio 17 e dall?organo di riscontro 3.
Durante la saldatura, le dilatazioni termiche del pezzo di lavorazione 2 e/o dei componenti del dispositivo 4 provocano reazioni del pezzo di lavorazione 2 sulla superficie di serraggio 18. Tali reazioni sono dirette lungo l?asse A verso la porzione filettata 41.
Al termine della saldatura, il controdado 50 viene allentato dall?operatore. In questo modo, le reazioni del pezzo di lavorazione 2 favoriscono lo svitamento dell?organo di spinta 40 ed il movimento assiale dell?organo di serraggio 17 verso la porzione filettata 41 (figura 4).
Nella posizione di rilascio, ossia quando l?organo di serraggio 17 ? distanziato dal pezzo di lavorazione 2, l?operatore pu? svitare l?asta 9 dal foro 7. Quest?ultima operazione di svitamento ? facilitata in quanto il pezzo di lavorazione 2 non genera attrito sull?organo di serraggio 17 accoppiato all?asta 9.
Da quanto precede, i vantaggi del dispositivo 4sono evidenti.
In particolare, grazie al fatto che l?organo di serraggio 17 ? assialmente mobile rispetto all?asta 9, l?operatore pu? rilasciare lo stesso organo di serraggio 17 prima di procedere all?estrazione dell?asta 9.
Quest?ultima estrazione risulta particolarmente facilitata e sicura rispetto alla tecnica anteriore; infatti, l?organo di serraggio 17? libero dall?attrito con il pezzo di lavorazione 2, in quanto da esso distanziato nella posizione di rilascio.
Inoltre, il rilascio dell?organo di serraggio 17risulta facilitato in quanto favorito dalle forze di reazione del pezzo di lavorazione 2, le quali esercitano una spinta sull?organo di serraggio 17 verso la posizione di rilascio.
Durante la lavorazione del pezzo di lavorazione 2, l?organo di spinta 40 riceve spinte di reazione dall?elemento di inserimento 30 che sono dirette lungo l?asse A. Inoltre, il passo fine della filettatura 41 limita i giochi e l?elemento di inserimento 30 rimane perfettamente perpendicolare all?asse A. In altre parole, la superficie piana 45 resta sempre perpendicolare all?asse A. Cos?, gli impuntamenti tipici dello stato della tecnica non si verificano sull?organo di spinta 40, il quale ? pertanto facilmente estraibile, anche specificatamente grazie al passo fine della filettatura 41.
In aggiunta, l?organo di spinta 40 ? un organo filettato economico e facilmente fabbricabile, nonch? manovrabile, ad esempio tramite un?apposita chiave. Inoltre, gli aspetti costruttivi del dispositivo 4, quali ad esempio i dettagli dell?organo di serraggio 17 assicurano una soddisfacente resistenza alla deformazione e longevit? d?uso. Questi ultimi aspetti sono stati verificati dal Richiedente tramite simulazioni al calcolatore.
Infine, risulta chiaro che al dispositivo 4 descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dall?ambito di tutela definito dalle rivendicazioni.
Claims (10)
1.- Dispositivo di serraggio (4) a vite comprendente: - una prima asta (9) estendentesi lungo un asse (A) e comprendente una prima porzione filettata (14) per essere avvitata, in uso, ad un organo di riscontro (3) atto a supportare un pezzo di lavorazione (2) da serrare; ed - un organo di serraggio (17) accoppiato alla prima asta (9) e disposto intorno alla prima asta (9);
l?organo di serraggio (17) avendo una superficie di serraggio (18) trasversale alla prima asta (9) e rivolta verso la prima porzione filettata (14) per entrare in contatto con il pezzo di lavorazione (2) durante l?avvitamento della prima porzione filettata (14) all?organo di riscontro (3), tale che il pezzo di lavorazione (2) sia serrato tra l?organo di riscontro (3) e la superficie di serraggio (18);
caratterizzata dal fatto che la prima asta (9) comprende una seconda porzione filettata (41), per cui l?organo di serraggio (17) ? accoppiato alla prima asta (9) in modo assialmente scorrevole tra la prima e la seconda porzione filettata (14, 41),
e dal fatto di comprendere un organo di spinta (40) filettato avvitabile alla seconda porzione filettata (41) per spingere assialmente l?organo di serraggio (17) verso la prima porzione filettata (14).
2.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un controdado (50) avvitabile all?organo di spinta (40) per fissare l?organo di spinta (40) e la prima asta tra di loro in modo rilasciabile.
3.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la prima asta (9) comprende un primo foro (31) che si estende trasversalmente a detto asse (A);
l?organo di serraggio (17) comprendendo un elemento di inserimento (30) disposto all?interno del primo foro (31) in modo mobile lungo il detto asse (A).
4.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo la rivendicazione 3, in cui la prima asta (9) comprende un secondo foro (44) che si estende lungo il detto asse (A) da un?estremit? della prima asta (9) fino a comunicare con il primo foro (31) ed ? almeno parzialmente definito dalla seconda porzione filettata (41);
l?organo di spinta (40) comprendendo una seconda asta (43), la quale ? almeno parzialmente filettata esternamente ed ? atta ad essere avvitata sulla seconda porzione filettata (41) nel secondo foro (44) per spingere l?elemento di inserimento (30) verso la prima porzione filettata (14).
5.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo la rivendicazione 4, in cui la seconda asta (43) ha un?estensione lungo il detto asse (A) maggiore di quella del secondo foro (44), tale che la seconda asta (43) spinga l?elemento di inserimento (30) durante l?avvitamento sulla seconda porzione filettata (41).
6.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui l?elemento di inserimento (30) ha una superficie piana (45) rivolta verso il secondo foro (44), tale che la superficie piana (45) sia atta a ricevere la spinta della seconda asta (43).
7.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui l?organo di serraggio (17) comprende inoltre:
- un elemento tubolare (19) coassiale alla prima asta (9) ed avente una coppia di fori (29) passanti che comunicano con rispettive estremit? del primo foro (31), il quale definisce un ulteriore foro passante; e
- mezzi di fissaggio (25, 26) per fissare l?elemento di inserimento (30) all?elemento tubolare (19);
in cui l?elemento di inserimento (30) si estende lungo il primo foro (31) ed attraverso uno dei detti fori passanti (29);
i mezzi di fissaggio (25, 26) comprendendo un elemento di fissaggio (25) accoppiabile all?elemento di inserimento (30) attraversando l?altro dei detti fori passanti (29).
8.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, comprendente inoltre un elemento di spallamento (32) portato in posizione fissa dalla prima asta (9) assialmente tra la prima porzione filettata (14) e l?organo di serraggio (17), l?elemento di spallamento (32) definendo un fine corsa per il movimento assiale dell?organo di serraggio (17) verso la prima porzione filettata (14).
9.- Il dispositivo di serraggio a vite secondo la rivendicazione 8, in cui l?elemento di inserimento (30) ? distanziato dalle superfici che definiscono il primo foro (31) quando l?organo di spinta (40) ? a contatto con l?elemento di spallamento (32).
10.- Assieme di serraggio (1) comprendente il dispositivo di serraggio (4) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni e l?organo di riscontro (3) atto a supportare il pezzo di lavorazione (2).
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN202804743U (zh) * | 2012-05-22 | 2013-03-20 | 云南西仪工业股份有限公司 | 一种发动机连杆小头平面精加工夹具 |
| CN103753287A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-04-30 | 重庆盾铭电磁阀有限公司 | 快速压紧装置盘 |
| CN105108525A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-02 | 重庆帅昌机械制造有限公司 | 偏心夹紧机构 |
-
2020
- 2020-07-31 IT IT102020000018781A patent/IT202000018781A1/it unknown
-
2021
- 2021-07-30 EP EP21188949.8A patent/EP3944924A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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