DE102013100831B4 - Device for the eradication of chain vibrations - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (10) zur Tilgung von Kettenschwingungen, insbesondere der Schwingungen einer Kette (52) eines Kraftfahrzeugmotors, mit einem Führungsmittel (12) zum Führen einer Kette (52) und wenigstens einem Federelement (14a, 14b) zur Lagerung des Führungsmittels (12), wobei das Führungsmittel (12) als Tilgermasse (15) ausgebildet ist, wobei das Führungsmittel (12) als Spannschiene (16) und/oder Führungsschiene (17) ausgebildet ist, wobei die Spannschiene (16) wenigstens ein Lagerauge (24) aufweist, in das ein als Gummibuchse (26) ausgebildetes Federelement (14) eingebracht ist, wobei die Führungsschiene (17) wenigstens zwei Lageraugen (24a, 24b) aufweist, wobei in jedes der Lageraugen (24a, 24b) ein als Gummibuchse (26a, 26b) ausgebildetes Federelement (14a, 14b) eingebracht ist, wobei das Führungsmittel (12) einen Lagerabschnitt (20) und einen Führungsabschnitt (18) zum Führen der Kette (52) aufweist, wobei in den Lagerabschnitt (20) die Lageraugen (24a, 24b) eingebracht sind, und wobei der Führungsabschnitt (18) aus Kunststoff hergestellt ist und mit dem Lagerabschnitt (20) formschlüssig verbunden oder angespritzt ist. Device (10) for the eradication of chain vibrations, in particular the vibrations of a chain (52) of an automotive engine, with a guide means (12) for guiding a chain (52) and at least one spring element (14a, 14b) for supporting the guide means (12), wherein the guide means (12) is designed as an absorber mass (15), wherein the guide means (12) as a clamping rail (16) and / or guide rail (17) is formed, wherein the clamping rail (16) has at least one bearing eye (24), in a spring element (14) designed as a rubber bush (26) is introduced, the guide rail (17) having at least two bearing lugs (24a, 24b), wherein a rubber bush (26a, 26b) is formed in each of the bearing lugs (24a, 24b) Spring element (14a, 14b) is introduced, wherein the guide means (12) has a bearing portion (20) and a guide portion (18) for guiding the chain (52), wherein in the bearing portion (20), the bearing eyes (24a, 24b) introduced sin d, and wherein the guide portion (18) is made of plastic and with the bearing portion (20) is positively connected or molded.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Tilgung von Kettenschwingungen, insbesondere der Schwingungen einer Kette eines Kraftfahrzeugmotors. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Antriebssystem zum Antreiben eines Aggregats eines Kraftfahrzeugmotors mit wenigstens einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a device for the eradication of chain vibrations, in particular the vibrations of a chain of an automotive engine. Furthermore, the invention relates to a drive system for driving an engine of an automobile engine with at least one such device.
Bei einem Kraftfahrzeugmotor werden häufig dessen Aggregate, wie beispielsweise die Ventilsteuerung und der Einspritzpumpenantrieb, mittels eines Zugmitteltriebes angetrieben. Bei einem Zugmitteltrieb wird die Rotationsbewegung von einer Antriebswelle auf eine beabstandete Abtriebswelle über ein Zugmittel übertragen. Als Zugmittel werden häufig Ketten oder Keilriemen verwendet. Sofern eine Kette eingesetzt wird, sind die Wellenenden mit einem Kettenrad versehen und die Kette steht zur Kraftübertragung in formschlüssigen Eingriff mit den Kettenrädern. Die sich zwischen den Zahnrädern befindlichen freilaufenden Abschnitte des Zugmittels werden als Trum bezeichnet, wobei das Antriebsdrehmoment nur von einem der beiden Trume übertragen wird. Dieser Trum heißt Zug- oder Lasttrum. Der lastfreie, rücklaufende Trum wird als Leertrum bezeichnet.In a motor vehicle engine often its units, such as the valve control and the injection pump drive, driven by a traction drive. In a traction drive, the rotational movement is transmitted from a drive shaft to a spaced output shaft via a traction means. As a pulling means chains or V-belts are often used. If a chain is used, the shaft ends are provided with a sprocket and the chain is for power transmission in positive engagement with the sprockets. The freewheeling sections of the traction means situated between the gear wheels are referred to as run, wherein the drive torque is transmitted by only one of the two strands. This strand is called Zug- or Lasttrum. The load-free, returning strand is referred to as an empty strand.
Bei der Verwendung von Ketten als Zugmittel werden diese zu transversalen und longitudinalen Schwingungen im Bereich der Trume angeregt. Dies kann zu einem Verschleiß der Zahnräder und störenden Geräuschen führen. Zur Reduzierung dieser Schwingungen muss die Kette stets gespannt sein. Für eine ausreichende Spannung der Kette werden Führungselemente verwendet, die zum Führen und Spannen der Kette dienen. Zur Einstellung der Kettenspannung wird eine sogenannte Spannschiene im Leertrum verwendet, die zumeist schwenkbar an dem Motor gelagert ist. Eine Schwenkbewegung erfolgt häufig mittels eines federbelasteten oder druckölbetriebenen Spannelements. Im Zugtrum wird eine sogenannte Führungsschiene verwendet, die zumeist fest an dem Motor gelagert ist.When using chains as traction means these are excited to transverse and longitudinal vibrations in the region of the dreams. This can lead to wear of the gears and disturbing noises. To reduce these vibrations, the chain must always be tight. For sufficient tension of the chain guide elements are used, which serve for guiding and tensioning the chain. To adjust the chain tension, a so-called tensioning rail is used in the slack side, which is usually pivotally mounted on the engine. A pivoting movement often takes place by means of a spring-loaded or pressure-oil-operated tensioning element. In Zugtrum a so-called guide rail is used, which is usually mounted firmly on the engine.
Neben der Einstellung der Spannung der Kette zur Reduzierung dieser Kettenschwingungen ist es ferner bekannt, die Führungselemente zusätzlich elastisch an dem Motor zu lagern. So geht aus
Zusätzlich zu den Schwingungen im Bereich der Trume wird die Kette infolge des sogenannten Polygoneffekts zu weiteren Schwingungen angeregt, die im Fahrgastraum als störendes Heulgeräusch wahrgenommen werden können. Der Polygoneffekt resultiert aus dem periodisch schwankenden effektiven Radius an den Kettenrädern, wodurch die Geschwindigkeit der Kette schwankt und diese zu Schwingungen anregt.In addition to the vibrations in the region of the strands, the chain is excited as a result of the so-called polygon effect to further vibrations that can be perceived in the passenger compartment as annoying howling noise. The polygon effect results from the periodically fluctuating effective radius at the sprockets, which causes the speed of the chain to fluctuate, causing it to vibrate.
Aus
Ferner geht aus
Zudem geht aus
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die die im Betrieb auftretenden Kettenschwingungen und die daraus resultierenden Geräusche reduziert.The present invention has for its object to provide a device which reduces the chain vibrations occurring during operation and the resulting noise.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Tilgung von Kettenschwingungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Antriebssystem zum Antreiben eines Aggregats eines Kraftfahrzeugmotors gemäß Anspruch 8 vorgeschlagen.To solve the problem, a device for the eradication of chain vibrations with the features of claim 1 and a drive system for driving an engine of an automotive engine according to claim 8 is proposed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beansprucht.Advantageous embodiments of the device are claimed in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Tilgung von Kettenschwingungen, insbesondere der Schwingungen einer Kette eines Kraftfahrzeugmotors, weist ein Führungsmittel zum Führen einer Kette und wenigstens ein Federelement zur Lagerung des Führungsmittels auf, wobei das Führungsmittel als Tilgermasse ausgebildet ist, wobei das Führungsmittel als Spannschiene und/oder Führungsschiene ausgebildet ist, wobei die Spannschiene wenigstens ein Lagerauge aufweist, in das ein als Gummibuchse ausgebildetes Federelement eingebracht ist, wobei die Führungsschiene wenigstens zwei Lageraugen aufweist, wobei in jedes der Lageraugen ein als Gummibuchse ausgebildetes Federelement eingebracht ist, wobei das Führungsmittel einen Lagerabschnitt und einen Führungsabschnitt zum Führen der Kette aufweist, wobei in den Lagerabschnitt die Lageraugen eingebracht sind, und wobei der Führungsabschnitt aus Kunststoff hergestellt ist und mit dem Lagerabschnitt formschlüssig verbunden oder angespritzt ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um ein klassisches Feder-Masse-System, bei dem das Führungsmittel als Tilgermasse ausgebildet ist. Treten nun aufgrund des Polygoneffekts Schwingungen an der Kette auf, so werden diese von dem System Tilgermasse und Federelement getilgt. Hierdurch wird die Kette beruhigt und es entstehen keine störenden Geräusche im Fahrgastraum und außerhalb. Unter Schwingungstilgung versteht man im Gegensatz zur Schwingungsdämpfung einen konservativen Prozess, das heißt, es treten keine dissipativen Kräfte oder Momente auf. Es erfolgt daher keine Umwandlung mechanischer Energie in andere Energieformen, wie beispielsweise Wärme. Tilger sind zumeist Zusatzschwinger, die einem Ausgangssystem hinzugefügt werden.The inventive device for eradicating chain vibrations, in particular the vibrations of a chain of a motor vehicle engine, has a guide means for guiding a chain and at least one spring element for supporting the guide means, wherein the guide means is designed as absorber mass, wherein the guide means as a tensioning rail and / or guide rail is formed, wherein the clamping rail has at least one bearing eye, in which a rubber bush is formed as a spring element is introduced, wherein the guide rail has at least two bearing eyes, wherein in each of the bearing eyes a rubber bush formed as a spring element is introduced, wherein the guide means a bearing portion and a guide portion for guiding the chain, wherein in the bearing portion, the bearing eyes are introduced, and wherein the guide portion is made of plastic and positively connected to the bearing portion or is injected. In the device according to the invention is a classic spring-mass system in which the guide means is designed as absorber mass. If vibrations occur on the chain due to the polygonal effect, they are eradicated by the absorber mass and spring element system. As a result, the chain is calmed and there are no disturbing noises in the passenger compartment and outside. Vibration damping, in contrast to vibration damping, is a conservative process, meaning that no dissipative forces or moments occur. There is therefore no conversion of mechanical energy into other forms of energy, such as heat. Tilgers are usually additional oscillators that are added to a source system.
Die Gummibuchse weist vorteilhaft einen Gummikörper und eine Innenhülse auf. Ferner kann die Gummibuchse zusätzlich eine Außenhülse aufweisen. Die Gummibuchsen wirken innerhalb der Vorrichtung als Feder mit radialer Wirkrichtung. Ferner haben Gummibuchsen mit oder ohne Außenhülse den Vorteil, dass diese einfach und kostengünstig herstellbar sind. Vorteilhafterweise sind die Hülsen aus einem Metall, Faserverbundwerkstoff oder Kunststoff hergestellt. Weiterhin vorteilhaft sind die Gummibuchsen kreisförmig oder oval ausgebildet. Darüber hinaus ist es auch denkbar, die Gummibuchsen im Querschnitt eckig auszubilden.The rubber bushing advantageously has a rubber body and an inner sleeve. Furthermore, the rubber bushing can additionally have an outer sleeve. The rubber bushes act within the device as a spring with radial direction of action. Furthermore, rubber bushings with or without outer sleeve have the advantage that they are easy and inexpensive to produce. Advantageously, the sleeves are made of a metal, fiber composite material or plastic. Further advantageously, the rubber bushings are circular or oval. In addition, it is also conceivable to form the rubber bushes in an angular cross-section.
Vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schwingungstilgung von Antriebsketten verschiedenster Motoraggregate, wie beispielsweise Hochdruckpumpen oder Ausgleichwellen, verwendet. Besonders von Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung zur Tilgung der Schwingungen einer Steuerkette eingesetzt wird. Steuerketten werden zur Ventilsteuerung verwendet, indem die Nockenwelle mittels der Steuerkette von der Kurbelwelle angetrieben wird. Vorteilhafterweise dient das Federelement zur Lagerung des Führungsmittels an dem Kraftfahrzeugmotor.Advantageously, the device according to the invention for vibration damping of drive chains of various engine units, such as high-pressure pumps or balance shafts used. It is particularly advantageous if the device is used for the eradication of the vibrations of a timing chain. Timing chains are used for valve control by driving the camshaft from the crankshaft via the timing chain. Advantageously, the spring element serves to support the guide means on the motor vehicle engine.
Vorteilhafterweise sind das Führungsmittel und das Federelement derart abgestimmt, dass sie der Frequenz der Kettenschwingungen entsprechen. Die Frequenz der Kettenschwingungen entspricht einem störenden Betriebspunkt. Hierbei beträgt die Frequenz der Kettenschwingungen ca. 1 kHz. Basierend auf dieser Frequenz ist daher eine Abstimmung von Tilgermasse und Federelement zur Tilgung der Kettenschwingungen erforderlich. Vorteilhafterweise beträgt die Masse des Führungsmittels zur Tilgung der zuvor genannten Frequenz mehrere hundert Gramm.Advantageously, the guide means and the spring element are tuned such that they correspond to the frequency of the chain vibrations. The frequency of the chain vibrations corresponds to a disturbing operating point. Here, the frequency of the chain vibrations is about 1 kHz. Based on this frequency, it is therefore necessary to coordinate the damper mass and the spring element to eliminate the chain vibrations. Advantageously, the mass of the guide means for the eradication of the aforementioned frequency is several hundred grams.
Vorteilhaft ist die Spannschiene um einen Drehpunkt schwenkbar an dem Motor gelagert, wobei die Schwenkbewegung mittels eines federbelasteten oder druckölbetriebenen Spannelements erfolgt. Weiterhin vorteilhaft ist die Führungsschiene zumeist starr an dem Motor gelagert. Vorteilhafterweise sind die Spannschiene und die Führungsschiene bogenförmig ausgebildet.Advantageously, the clamping rail is mounted pivotably about a pivot point on the motor, wherein the pivoting movement takes place by means of a spring-loaded or pressure-oil-operated clamping element. Further advantageously, the guide rail is usually rigidly mounted on the engine. Advantageously, the clamping rail and the guide rail are arcuate.
Vorteilhaft dient dieses Lagerauge als Drehpunkt für eine Schwenkbewegung der Spannschiene. Hierbei kann das Lagerauge einen vom Motor abragenden Lagerbolzen aufnehmen. Besonders von Vorteil ist es, wenn das Lagerauge endseitig angeordnet ist.Advantageously, this bearing eye serves as a fulcrum for a pivoting movement of the clamping rail. Here, the bearing eye can record a projecting from the engine bearing pin. It is particularly advantageous if the bearing eye is arranged at the end.
Mittels der Lageraugen kann das Führungsmittel an vom Motor abragenden Lagerbolzen gelagert werden. Vorteilhaft ist das Federelement derart in das Lagerauge eingebracht, dass es sich zwischen dem Lagerbolzen und dem Lagerauge befindet. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung über das Federelement an dem Motor gelagert.By means of the bearing eyes, the guide means can be mounted on protruding from the engine bearing pin. Advantageously, the spring element is introduced into the bearing eye such that it is located between the bearing pin and the bearing eye. Thus, the device according to the invention is mounted on the engine via the spring element.
Vorteilhafterweise ist die Gummibuchse kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Lagerauge verbunden. Zur Erzeugung eines Kraftschlusses kann die Gummibuchse mit einer Übermaßanpassung in das Lagerauge eingepresst werden. Zur Erzeugung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Gummibuchse und dem Lagerauge kann die Außenhülse mit dem Lagerauge verklebt oder randseitig umlaufend oder randseitig punktuell verschweißt oder verlötet werden. Gummibuchsen, die keine Außenhülse aufweisen, werden in das Lagerauge einvulkanisiert oder eingedrückt.Advantageously, the rubber bushing is non-positively and / or materially connected to the bearing eye. To generate a frictional connection, the rubber bush can be pressed with an oversize adjustment into the bearing eye. To produce a cohesive connection between the rubber bushing and the bearing eye, the outer sleeve can be glued to the bearing eye or peripherally welded or soldered peripherally edge or edge. Rubber bushes that have no outer sleeve are vulcanized or pressed into the bearing eye.
Vorteilhaft ist der Führungsabschnitt im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Vorteilhaft dient der Führungsabschnitt zum Führen und Gleiten der Steuerkette, wobei der Führungsabschnitt zwei Führungswangen und eine die beiden Führungswangen miteinander verbindende Führungsfläche umfasst.Advantageously, the guide section is U-shaped in cross-section. Advantageously, the guide section is used for guiding and sliding the timing chain, wherein the guide section comprises two guide cheeks and a guide surface connecting the two guide cheeks together.
Der Lagerabschnitt ist vorteilhaft aus Metall, insbesondere Aluminium, oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt.The bearing section is advantageously made of metal, in particular aluminum, or a fiber composite material.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Antriebssystem zum Antreiben eines Aggregats eines Kraftfahrzeugmotors vorgeschlagen, das eine Kette, ein Antriebsrad, ein Abtriebsrad und wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Hierbei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung entweder im Leertrum oder im Lasttrum angeordnet sein. Besonders von Vorteil ist es, wenn sowohl im Leertrum als auch im Lasttrum jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet ist. Dadurch kann auch auf zwei störende Frequenzen abgestimmt werden. Je nachdem, ob die erfindungsgemäße Vorrichtung im Leertrum oder Lasttrum angeordnet ist, ist das Führungsmittel als Spannschiene oder Führungsschiene ausgebildet. Das erfindungsgemäße Antriebssystem hat den Vorteil, dass die infolge des Polygoneffekts auftretenden Kettenschwingungen getilgt werden. Hierdurch wird die Kette beruhigt und es entstehen keine störenden Heulgeräusche. According to a further aspect of the invention, a drive system for driving an engine of an automobile engine is proposed which comprises a chain, a drive wheel, a driven wheel and at least one device according to the invention. In this case, the device according to the invention can be arranged either in the slack side or in the load section. It is particularly advantageous if a device according to the invention is arranged both in the empty strand and in the last strand. This can be tuned to two disturbing frequencies. Depending on whether the device according to the invention is arranged in the slack side or load run, the guide means is designed as a tensioning rail or guide rail. The Drive system according to the invention has the advantage that the chain vibrations occurring as a result of the polygon effect are redeemed. As a result, the chain is calmed and there are no annoying howling.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Hierbei zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; -
2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und -
4 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Antriebssystems.
-
1 a perspective view of a device according to the invention according to a first embodiment; -
2 a perspective view of a device according to the invention according to a second embodiment; -
3 a longitudinal section through a device according to the invention according to a third embodiment; and -
4 a front view of a drive system according to the invention.
In
Die Vorrichtung
Das Führungsmittel
Der Lagerabschnitt
Die Federelemente
In
Die erfindungsgemäße Tilgungsvorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- Führungsmittelguide means
- 14a14a
- Federelementspring element
- 14b14b
- Federelementspring element
- 1515
- Tilgermasseabsorber mass
- 1616
- Spannschienetensioning rail
- 1717
- Führungsschieneguide rail
- 1818
- Führungsabschnittguide section
- 2020
- Lagerabschnittbearing section
- 2222
- Führungswangeguide cheek
- 2323
- Führungsflächeguide surface
- 24a24a
- Lageraugebearing eye
- 24b24b
- Lageraugebearing eye
- 26a26a
- Gummibuchserubber bushing
- 26b26b
- Gummibuchserubber bushing
- 2828
- Außenhülseouter sleeve
- 3030
- Innenhülseinner sleeve
- 3232
- Gummikörper rubber body
- 5050
- Antriebssystemdrive system
- 5252
- KetteChain
- 5454
- Antriebsraddrive wheel
- 5656
- Abtriebsradoutput gear
- 5858
- Spannschienetensioning rail
- 6060
- Lasttrumload strand
- 6262
- Leertrumloose side
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; TRELLEBORGVIBRACOUSTIC GMBH, 69469 WEINHEIM, DE Owner name: VIBRACOUSTIC GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; TRELLEBORGVIBRACOUSTIC GMBH, 69469 WEINHEIM, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: FLUEGEL PREISSNER KASTEL SCHOBER PATENTANWAELT, DE Representative=s name: FLUEGEL PREISSNER SCHOBER SEIDEL PATENTANWAELT, DE Representative=s name: FLUEGEL PREISSNER KASTEL SCHOBER, DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VIBRACOUSTIC SE, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; TRELLEBORGVIBRACOUSTIC GMBH, 64293 DARMSTADT, DE Owner name: VIBRACOUSTIC GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; TRELLEBORGVIBRACOUSTIC GMBH, 64293 DARMSTADT, DE Owner name: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; TRELLEBORGVIBRACOUSTIC GMBH, 64293 DARMSTADT, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE OLBRICHT, BUCHHOLD, KEULERTZ PA, DE Representative=s name: FLUEGEL PREISSNER SCHOBER SEIDEL PATENTANWAELT, DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final | ||
R082 | Change of representative |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VIBRACOUSTIC SE, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; VIBRACOUSTIC GMBH, 64293 DARMSTADT, DE Owner name: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, DE Free format text: FORMER OWNERS: BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 80809 MUENCHEN, DE; VIBRACOUSTIC GMBH, 64293 DARMSTADT, DE |