DE102012203074A1 - Pulley arrangement for use with crankshaft of combustion engine of motor car, has bolting tape comprising closing end that is connected to pressure spring with pulley and blocking end brakable by using brake - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibenanordnung, mit dessen Hilfe beispielsweise eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit Nebenaggregaten, beispielsweise eine Lichtmaschine, Kraftstoffpumpe, Motorölpumpe, angeschlossen werden kann und über die beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Starters, einen Drehmoment in die Kurbelwelle eingeleitet werden kann, um die Brennkraftmaschine zu starten.The invention relates to a pulley arrangement, with the aid of which, for example, a crankshaft of an internal combustion engine with ancillaries, such as an alternator, fuel pump, engine oil pump can be connected and via the example, with the aid of an electric starter, a torque can be introduced into the crankshaft to the internal combustion engine to start.
Aus
Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Startkomfort beim Starten einer Brennkraftmaschine zu verbessern.There is a constant need to improve the starting comfort when starting an internal combustion engine.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe ein guter Startkomfort beim Starten einer Brennkraftmaschine ermöglicht ist.It is the object of the invention to provide measures by means of which a good starting comfort when starting an internal combustion engine is made possible.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Riemenscheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a pulley arrangement with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist eine Riemenscheibenanordnung zur Verbindung mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen mit einer Riemenscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten, einer Schlingfederkupplung zum Bremsen eines mit der Antriebswelle verbindbaren Hohlrads, wobei die Schlingfederkupplung ein Schlingband zum Umschlingen des Hohlrads aufweist, wobei das Schlingband für das Bremsen des Hohlrads ein sperrendes Ende und ein dem sperrenden Ende entgegengesetztes lösendes Ende aufweist, wobei das sperrende Ende über eine Feder, insbesondere Druckfeder, mit der Riemenscheibe verbunden ist und das lösende Ende mit Hilfe einer Bremse abbremsbar ist.According to the invention, a pulley arrangement for connection to a drive shaft, in particular crankshaft of an internal combustion engine of a motor vehicle, provided with a pulley for driving ancillaries, a wrap spring for braking a connectable to the drive shaft ring gear, wherein the wrap spring clutch has a looping tape for looping the ring gear, wherein the Schlingband for braking the ring gear has a locking end and the locking end opposite releasing end, wherein the locking end is connected via a spring, in particular compression spring, with the pulley and the releasing end is braked by means of a brake.
Wenn beispielsweise für einen Start einer Brennkraftmaschine über die Riemenscheibe ein Drehmoment in die Antriebswelle eingeleitet werden soll, kann das lösende Ende des Schlingbands gebremst werden, so dass sich das Schlingband aufgrund des von der Riemenscheibe mitbewegten sperrende Endes auf das Hohlrad des Planetengetriebes aufwickeln kann. Durch die Schlingfederkupplung kann in der Schließposition, wenn das Schlingband auf dem Hohlrad aufgewickelt ist, das Hohlrad mit der gleichen Drehzahl wie die Riemenscheibe drehen, um das beispielsweise von einem Startergenerator bereitgestellte Drehmoment an die Antriebswelle zu übertragen. Nach dem Starten der Brennkraftmaschine kann die Bremse gelöst werden, so dass sich das Schlingband von dem Hohlrad abwickelt und von dem Hohlrad abhebt. Das von der Schlingfederkupplung bereitstellbare Bremsmoment wirkt sich im Normalbetrieb im Wesentlichen nicht leistungsmindernd aus, da in der gelösten Position, wenn das Schlingband von dem Hohlrad abgehoben ist, ein Reiben zwischen dem Schlingband und dem Hohlrad vermieden werden kann. Gleichzeitig wird durch die Schlingfederkupplung eine Rutschkupplung beziehungsweise Überlastkupplung bereitgestellt, die eine Übertragung von besonders hohen Momenten verhindert. Insbesondere werden hohe dynamische Momente vermieden, so dass das Starten der Brennkraftmaschine dadurch mit weniger Ruckeln und dadurch komfortabler erfolgen kann. Dynamische Spitzenmomente bei Impulsstarts können dadurch gedämpft werden. Aufgrund der geringeren Belastung ist die Lebensdauer eines an der Riemenscheibe angreifenden Riemens erhöht. Insbesondere bei einem entsprechend hohen Umschlingungswinkel von einer vollen Umschlingung oder mehreren Umschlingungen ist das von der Schlingfederkupplung bereitstellbare Moment im Wesentlichen unabhängig von Reibwertschwankungen. Ein an dem Hohlrad angreifendes Bremsmoment kann dadurch besonders exakt eingestellt werden. Besonders bevorzugt ist die Riemenscheibenanordnung zumindest teilweise in einem Nassraum der Brennkraftmaschine angeordnet, so dass sich relativ bewegende Komponenten der Riemenscheibenanordnung beispielsweise mit Motoröl geschmiert werden können. Die Riemenscheibenanordnung ist insbesondere für einen Startergeneratorbetrieb und/oder eine Standklimatisierung und/oder einen Impulsstart und/oder einem Boost-Betrieb geeignet, wobei die hierfür erforderlichen Drehmomentflüsse vorzugsweise mit entsprechenden insbesondere schaltbaren Freiläufen vorgesehen werden können.If, for example, for a start of an internal combustion engine via the pulley, a torque is to be introduced into the drive shaft, the releasing end of the Schlingbands can be braked so that the Schlingband can wind up due to the moving of the pulley locking end on the ring gear of the planetary gear. By the wrap spring clutch in the closed position, when the loop belt is wound on the ring gear, rotate the ring gear at the same speed as the pulley to transmit the example provided by a starter generator torque to the drive shaft. After starting the internal combustion engine, the brake can be released, so that the wrap belt unwinds from the ring gear and lifts off from the ring gear. The brake torque which can be provided by the wrap spring clutch does not substantially reduce performance during normal operation, since in the released position, when the wrap strap is lifted off the ring gear, rubbing between the wrap strap and the ring gear can be avoided. At the same time a slip clutch or overload clutch is provided by the wrap spring clutch, which prevents transmission of particularly high torque. In particular, high dynamic moments are avoided, so that the starting of the internal combustion engine can thereby be done with less jerking and thus more comfortable. Dynamic peak moments during pulse starts can be damped. The lower load increases the life of a belt engaging the pulley. In particular, in the case of a correspondingly high angle of wrap of one full loop or several loopings, the torque which can be provided by the wrap spring clutch is essentially independent of friction value fluctuations. An attacking on the ring gear braking torque can be adjusted very precisely. Particularly preferably, the pulley assembly is at least partially disposed in a wet space of the internal combustion engine, so that relatively moving components of the pulley assembly can be lubricated with engine oil, for example. The pulley arrangement is particularly suitable for a starter generator operation and / or a stationary air conditioning and / or a pulse start and / or a boost operation, wherein the torque flows required for this purpose can preferably be provided with corresponding in particular switchable freewheels.
Das lösende Ende ist dasjenige Ende des Schlingbands, das bei einem Reibschluss des Schlingbands mit dem Hohlrad die geringere Seilkraft im Vergleich zum sperrenden Ende aufweist. Die Riemenscheibe kann beispielsweise über einen Flachriemen, Keilriemen, Zahnriemen an ein Nebenaggregat, beispielsweise Kraftstoffpumpe, Motorölpumpe, Startergenerator, Klimakompressor angeschlossen sein. Insbesondere kann die Riemenscheibenanordnung einen Riemenscheibendämpfer zum Schutz des Riemens und/oder einen Kurbelwellentilger zum Schutz der Antriebswelle aufweisen, um Drehschwingungen und/oder Spitzenmomente zu dämpfen oder zu tilgen. Die Feder weist insbesondere eine vergleichsweise flache Kennlinie auf, um Rutschmoment-Toleranzen einzudämmen.The releasing end is that end of the Schlingbands, which has the lower cable force compared to the locking end at a frictional engagement of the Schlingbands with the ring gear. The pulley may for example be connected via a flat belt, V-belt, timing belt to an accessory, such as fuel pump, engine oil pump, starter generator, air conditioning compressor. In particular, the pulley assembly may include a pulley damper for protecting the belt and / or a crankshaft shroud for protecting the drive shaft to dampen or eliminate torsional vibration and / or peak torque. In particular, the spring has a comparatively flat characteristic in order to limit slip torque tolerances.
Insbesondere weist das Schlingband eine nach radial außen gerichtete Vorspannkraft auf, die derart gewählt ist, dass im ungebremsten Zustand des lösenden Endes das Schlingband zum Hohlrad beabstandet angeordnet ist. Dadurch ist es möglich lediglich zum Start der Brennkraftmaschine eine Reibung zwischen dem Schlingband und der Antriebswelle vorzusehen, so dass im normalen Fahrbetrieb Leistungsverluste durch die Schlingfederkupplung vermieden sind. Zusätzlich ist es möglich, dass auch die Bremse nur zum Start der Brennkraftmaschine geschlossen sein muss, so dass die Bremse im normalen Fahrbetrieb geöffnet sein kann. Bauteilbelastungen werden dadurch vermieden. Insbesondere wenn die Bremse elektrisch betätigt wird, wird nur zum Starten der Brennkraftmaschine elektrische Energie für die Bremse benötigt. In particular, the Schlingband has a radially outwardly directed biasing force, which is selected such that in the unbraked state of the releasing end of the looping belt is arranged spaced from the ring gear. This makes it possible to provide only for the start of the engine friction between the Schlingband and the drive shaft, so that in normal driving performance losses are avoided by the wrap spring clutch. In addition, it is possible that the brake must be closed only to start the internal combustion engine, so that the brake can be open in normal driving. Component loads are avoided. In particular, when the brake is electrically operated, only the electric motor for starting the internal combustion engine is required for the brake.
Vorzugsweise liegt das Schlingband im ungebremsten Zustand des lösenden Endes an mindestens einem radial außerhalb zum Hohlrad anordnenbaren Halteanschlag an. Die Position des Schlingbands in der gelösten Position, wenn das Schlingband von dem Hohlrad abgehoben ist, kann dadurch eindeutig definiert werden. Insbesondere wird durch den Halteanschlag ein weiteres Abwickeln des Schlingbands vermieden, so dass unnötige Bewegungen und ein unnötig großer Bauraumbedarf vermieden sind. Preferably, the slack band is in the unbraked state of the releasing end of at least one radially outside of the ring gear arrangeable holding stop. The position of the sling in the released position when the sling is lifted from the ring gear can thereby be clearly defined. In particular, a further unwinding of the sling band is avoided by the retaining stop, so that unnecessary movements and an unnecessarily large space requirement are avoided.
Besonders bevorzugt ist der Halteanschlag durch einen das Hohlrad zumindest teilweise umgreifbaren Haltetopf ausgebildet, wobei der Halteanschlag des Haltetopfs insbesondere großteils konzentrisch zum Hohlrad ausgebildet ist. Durch den insbesondere zylindrischen Haltetopf kann besonders einfach der Halteanschlag ausgebildet werden. Gleichzeitig kann der Haltetopf das Hohlrad, insbesondere eine mit einem Hohlrad verbindbare Nabe, abdecken und vor Verschmutzung schützen. Beispielsweise kann der Haltetopf einen Nassraum begrenzen und nach außen abdichten, so dass Schmieröl zur Schmierung des Schlingbands von dem Haltetopf zurückgehalten werden kann. Der Haltetopf ist vorzugsweise in Umfangsrichtung nicht vollständig geschlossen, sondern weist mindestens einen Durchbruch auf, um das sperrende Ende und/oder das lösende Ende des Schlingbands von dem Hohlrad durch den Haltetopf hindurch nach außen führen zu können.Particularly preferably, the retaining stop is formed by a holding cup at least partially encompassable holding pot, wherein the holding stop of the holding pot is in particular largely formed concentric with the ring gear. Due to the particular cylindrical holding pot, the holding stop can be formed in a particularly simple manner. At the same time, the holding pot can cover the ring gear, in particular a hub which can be connected to a ring gear, and protect it against contamination. For example, the holding pot may define a wet space and seal to the outside, so that lubricating oil for the lubrication of the sling band can be retained by the holding pot. The holding pot is preferably not completely closed in the circumferential direction, but has at least one opening in order to be able to lead the blocking end and / or the releasing end of the Schlingbands from the ring gear through the holding pot to the outside.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Abstützanschlag zum Anschlagen an dem lösenden Ende vorgesehen, wobei der Abstützanschlag im gebremsten Zustand des lösenden Endes von der Feder zum lösenden Ende bewegbar ist. Durch den Abstützanschlag kann eine weitere Erhöhung der Federkraft der Feder vermieden werden. Die von der Feder bereitstellbare Federkraft kann dadurch begrenzt werden, so dass auch das maximal an dem Hohlrad angreifbare Bremsmoment begrenzt ist. Der Momentenverlauf des an dem Hohlrad angreifenden Bremsmoments kann über die Gestaltung der Federsteifigkeit der Feder eingestellt sein. Die Feder kann abhängig vom Momentenniveau beansprucht werden und steht im Gleichgewicht zum Reibmoment, das zwischen dem Schlingband und dem Hohlrad anliegt. Bevor der maximale Federweg der Feder erreicht ist, kann das lösende Ende an einem Abstützanschlag anschlagen, so dass die Drehmomentübertragung begrenzt wird.In a preferred embodiment, a Abstützanschlag is provided for abutment at the releasing end, wherein the Abstützanschlag is movable in the braked state of the releasing end of the spring to the releasing end. By the support stop a further increase in the spring force of the spring can be avoided. The spring force can be provided by the spring force can be limited, so that even the maximum vulnerable to the ring gear braking torque is limited. The torque curve of the braking torque acting on the ring gear can be adjusted via the design of the spring stiffness of the spring. The spring can be stressed depending on the torque level and is in equilibrium with the friction torque, which rests between the Schlingband and the ring gear. Before the maximum spring travel of the spring is reached, the releasing end can abut against a support stop, so that the torque transmission is limited.
Insbesondere weist im ungebremsten Zustand des lösenden Endes das lösenden Ende einen definierter Abstand zum Abstützanschlag auf, wobei der definierte Abstand zur Einstellung eines maximalen an dem Hohlrad angreifenden Bremsmoments gewählt ist, wobei insbesondere der definierte Abstand einstellbar ist. Durch den Abstand des lösenden Endes zum Abstützanschlag kann der bei einem Reibschluss des Schlingbands mit dem Hohlrad sich einstellende Federweg der Feder begrenzt werden, wodurch unter Berücksichtigung der Federkonstante und/oder des maximalen Federwegs der Feder das maximale an dem Hohlrad angreifende Bremsmoment eingestellt werden kann. Durch die Einstellbarkeit des definierten Abstands kann die Riemenscheibenanordnung für unterschiedliche maximale Bremsmomente eingestellt werden, so dass die gleiche Riemenscheibenanordnung für eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Antriebssträngen verwendet werden kann.In particular, in the unbraked state of the releasing end the releasing end has a defined distance to the support stop, wherein the defined distance is selected to set a maximum acting on the ring gear braking torque, in particular the defined distance is adjustable. Due to the distance of the releasing end to the support stop of the spring at a frictional engagement of the Schlingbands with the ring adjusting spring travel of the spring can be limited, whereby taking into account the spring constant and / or the maximum spring travel of the spring, the maximum acting on the ring gear braking torque can be adjusted. The adjustability of the defined spacing allows the pulley assembly to be adjusted for different maximum braking torques so that the same pulley assembly can be used for a variety of different types of powertrains.
Vorzugsweise ist die Riemenscheibe über einen Freilauf mit der Antriebswelle verbindbar. Der Freilauf kann auch schaltbar ausgestaltet sein. Dies ermöglicht es die Antriebswelle beispielsweise direkt mit der Riemenscheibe zu kuppeln und lediglich Antriebsmomente von der Antriebswelle zu übertragen, während Abbremsmomente von der Antriebswelle nicht übertragen werden. Der Wirkungsgrad der Riemenscheibenanordnung im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs ist dadurch verbessert. Ferner kann bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine beispielsweise über einen Startergenerator ein Drehmoment übertragen werden, ohne dass die Antriebswelle ein Bremsmoment bereitstellt, um beispielsweise eine Standklimatisierung eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.Preferably, the pulley is connected via a freewheel with the drive shaft. The freewheel can also be designed switchable. This makes it possible, for example, to couple the drive shaft directly with the pulley and only to transmit drive torques from the drive shaft, while deceleration torques are not transmitted by the drive shaft. The efficiency of the pulley assembly in normal operation of the motor vehicle is thereby improved. Furthermore, when the internal combustion engine is switched off, for example, a torque can be transmitted via a starter generator, without the drive shaft providing a braking torque in order, for example, to enable stationary air conditioning of a motor vehicle.
Besonders bevorzugt ist die Bremse an einem feststehenden Bauteil, insbesondere ein Gehäuse der Riemenscheibenanordnung und/oder ein Gehäuse der Brennkraftmaschine, abstützbar. Dies ermöglicht bei geschlossener Bremse eine Relativbewegung des lösenden Endes zum sperrenden Ende, wenn über die Riemenscheibe ein Drehmoment, insbesondere zum Starten einer mit der Antriebswelle verbundenen Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, eingeleitet wird. Ferner kann die Bremse ohne Schleifkontakte mit elektrischer Energie versorgt werden. Entsprechende elektrische Leitungen können an dem Gehäuse abgestützt und/oder durch das Gehäuse einfach hindurchgeführt werden.Particularly preferably, the brake on a fixed component, in particular a housing of the pulley assembly and / or a housing of the internal combustion engine, can be supported. This allows a relative movement of the releasing end to the blocking end when the brake is closed, when a torque, in particular for starting an internal combustion engine of a motor vehicle connected to the drive shaft, is introduced via the belt pulley. Furthermore, the brake without Sliding contacts are supplied with electrical energy. Corresponding electrical lines can be supported on the housing and / or simply passed through the housing.
Insbesondere ist die Bremse elektrisch betätigbar, wobei vorzugsweise die Bremse einen mit dem lösenden Ende verbundenen Anker aufweist, wobei der Anker insbesondere im Wesentlichen tangential zum Hohlrad von der Bremse bewegbar ist. Die Bremse kann insbesondere als Magnetkupplung ausgestaltet sein. Das lösende Ende kann dadurch ohne zusätzliche Feder durch eine von der Bremse bereitstellbaren Magnetkraft an ein Joch der Bremse herangezogen und dadurch einfach geschlossen werden.In particular, the brake is electrically actuated, wherein preferably the brake has an anchor connected to the releasing end, wherein the armature is in particular substantially tangential to the ring gear of the brake movable. The brake can be designed in particular as a magnetic coupling. The releasing end can be used without additional spring by a magnetic force provided by the brake to a yoke of the brake and thereby easily closed.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, einer mit der Antriebswelle verbindbaren Riemenscheibenanordnung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem mit der Riemenscheibenanordnung verbindbaren Starter zum Starten der Brennkraftmaschine über einen Drehmomenteintrag in die Antriebswelle. Mit Hilfe der Riemenscheibenanordnung kann der Startkomfort beim Starten der Brennkraftmaschine verbessert werden. Als Starter wird insbesondere ein Startergenerator verwendet.The invention further relates to a drive train for an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a drive shaft, in particular a crankshaft, a pulley arrangement which can be connected to the drive shaft and which can be developed and developed as described above, and a starter connectable to the pulley arrangement for starting the internal combustion engine via a Torque input into the drive shaft. With the help of the pulley arrangement, the starting comfort when starting the internal combustion engine can be improved. As a starter in particular a starter generator is used.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which the features shown below may represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:
Die in
Das Schlingband
Bei betätigter Bremse
Die in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Riemenscheibenanordnung Pulley arrangement
- 1212
- Riemenscheibe pulley
- 1414
- Freilauf freewheel
- 1616
- Antriebswelle drive shaft
- 1717
- Kurbelwellentilger crankshaft damper
- 1818
- Schlingfederkupplung wrap spring
- 1919
- Hohlrad ring gear
- 2020
- Schlingband Schlingband
- 2222
- Reibfläche friction surface
- 2424
- Haltetopf holding pot
- 2626
- Halteanschlag retaining stop
- 2828
- sperrendes Ende locking end
- 3030
- lösendes Ende releasing end
- 3232
- Feder feather
- 3434
- Abstützanschlag support stop
- 3636
- Bremse brake
- 3838
- Gehäuse casing
- 4040
- Joch yoke
- 4242
- Wicklerleitung Wicklerleitung
- 4444
- Anker anchor
- 4646
- äußerer Wellendichtring outer shaft seal
- 4848
- innerer Wellendichtring inner shaft seal
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10148961 A1 [0002] DE 10148961 A1 [0002]
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DE102011013993.1 | 2011-03-15 | ||
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DE102011016570.3 | 2011-04-07 | ||
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DE201210203074 Withdrawn DE102012203074A1 (en) | 2011-03-15 | 2012-02-29 | Pulley arrangement for use with crankshaft of combustion engine of motor car, has bolting tape comprising closing end that is connected to pressure spring with pulley and blocking end brakable by using brake |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
DE102013218653A1 (en) | 2013-09-18 | 2015-03-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Pulley with friction clutch and integrated electric actuator |
DE102014216624A1 (en) | 2013-09-18 | 2015-03-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Magnetahnkupplung / claw clutch for a pulley with electromagnetic actuation |
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DE10148961A1 (en) | 2000-10-12 | 2002-04-18 | Luk Lamellen & Kupplungsbau | Transmission system between the engine output shaft of a motor vehicle and an electric machine incorporates transmission stages which are switchable by at least one belt freewheeling unit |
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2012
- 2012-02-29 DE DE201210203074 patent/DE102012203074A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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