DE3802290C1 - Drilling tool for drilling holes in solid metal material, in particular for drilling holes in plate stacks - Google Patents
Drilling tool for drilling holes in solid metal material, in particular for drilling holes in plate stacksInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in Platten stapel (Plattenbohrer), mit einem Schaft und mehreren an der Stirnseite des Schaftes in verschiedenem Radialabstand und in Umfangsrichtung um 180° versetzt zueinander angeordneten, geometrisch ähnlichen Wendeschneidplatten, deren Arbeitsbe reiche sich überdecken und von denen jede mehrere gleich lange Schneidkanten aufweist, von denen jeweils zwei benach barte, in stumpfem Winkel zueinander geneigte Schneidkanten gleichzeitig in Eingriff stehen, wobei die radial innere, erste Wendeschneidplatte mit ihrer einen in Eingriff be findlichen Schneidkante die Bohrerachse geringfügig über schreitet und die radial äußere, zweite Wendeschneidplatte gegenüber der ersten Wendeschneidplatte axial zurückver setzt ist und ihre beiden wirksamen Schneidkanten mit der Bohrerachse verschieden große, spitze Winkel einschließen.The invention relates to a drilling tool for drilling holes in plates stack (plate drill), with one shank and several at the Face of the shaft in different radial distances and arranged circumferentially offset by 180 ° to each other, geometrically similar indexable inserts, the working area range overlap and each of which is several alike has long cutting edges, two of which are adjacent beard cutting edges inclined at an obtuse angle to each other are simultaneously engaged, the radially inner, first indexable insert with its one engaged sensitive cutting edge slightly over the drill axis strides and the radially outer, second insert axially reverse compared to the first indexable insert sets and their two effective cutting edges with the Include drill axis of different sizes, acute angles.
Beim Bohren mit einem Bohrwerkzeug gemäß der DE-PS 27 30 418 in Metallvollmaterial entsteht beim Austritt des Bohrers aus dem Werkstück eine Abfall-Scheibe, deren Durchmesser dem Bohrungsdurchmesser entspricht. Diese Abfall-Scheibe ist dadurch bedingt, daß die Schneidplatten in axialer Richtung des Bohrers auf gleicher Höhe angeordnet sind. Diese Anordnung wurde gewählt, damit der Bohrer bei vor gegebener Materialdicke bzw. vorgegebener Bohrungstiefe einen möglichst kurzen Bohrweg zurücklegen muß. Auch bei Herstellung von Sackbohrungen ist man bemüht, daß die radial äußere Schneidplatte möglichst genauso tief schnei det wie die radial innere Schneidplatte. Wenn jedoch mit einem derartigen Bohrwerkzeug mehrere aufeinandergestapel te oder aufeinandergeschichtete Platten gebohrt werden, die im Bereich der Bohrung nicht miteinander verschweißt sind, dann würden beim Durchtritt des Bohrers durch jede einzelne Platte jeweils eine der oben beschriebenen Abfall- Scheiben anfallen. Es hat sich gezeigt, daß diese Scheiben zwischen die aufeinandergeschichteten Platten eindringen können, was nicht nur zu einem Auseinanderdrängen der Platten, sondern auch zu einer Beschädigung des Bohrwerk zeuges führen kann.When drilling with a drilling tool according to DE-PS 27 30 418 in solid metal material arises when the drill exits from the workpiece a waste disc, the diameter of which corresponds to the bore diameter. That garbage disc is due to the fact that the inserts in axial Direction of the drill are arranged at the same height. This arrangement was chosen to allow the drill at front given material thickness or predetermined hole depth must cover the shortest possible drilling distance. Also at Production of blind bores one tries to ensure that cut the radially outer insert as deep as possible det like the radially inner insert. However, if with such a drilling tool stacked several drilled or stacked panels, which are not welded together in the area of the bore then the drill would pass through each single plate each one of the waste described above Slices. It has been shown that these disks penetrate between the stacked plates can, which is not only to push the Plates, but also damage the boring machine stuff can lead.
Aus diesem Grund wurden spezielle Bohrwerkzeuge für Bohrun gen in Plattenstapel der eingangs erwähnten Art entwickelt. Bei einem derartigen bekannten Bohrwerkzeug (Katalog "KOMET KUB Wendeplatten-Bohrer" der Firma Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning GmbH, D-7122 Besigheim, KUB 10/83, Seite 44) ist die radial äußere, zweite Wende schneidplatte gegenüber der ersten Wendeschneidplatte axial zurückversetzt und außerdem schließen ihre beiden wirksamen Schneidkanten mit der Bohrerachse verschieden große, spitze Winkel ein. Durch diese Ausgestaltung wird bei Axialbewe gung des Bohrers das Material fortschreitend von innen nach außen zerspant und es wird hierdurch die Entstehung der erwähnten Abfall-Scheiben beim Ausritt des Bohrers aus der Platte und die damit entstehenden Nachteile vermie den. Da jedoch bei diesem speziellen Bohrwerkzeug, welches auch als "Plattenbohrer" bezeichnet wird, die beiden wirk samen Schneidkanten der äußeren Wendeschneidplatte jeweils gleichgerichtete spitze Winkel mit der Bohrerachse ein schließen, entsteht durch diese beiden Schneidkanten eine nicht kompensierte, radiale Schnittkraftkomponente, die den Bohrer von der äußeren Schneidplatte aus gesehen in Richtung zur Bohrerachse hin abdrängt. Hierdurch wird die Bohrung etwas kleiner als der Nenndurchmesser des Bohrers.For this reason, special drilling tools for drilling gen developed in stack of plates of the type mentioned. In such a known drilling tool (catalog "KOMET KUB indexable insert drill" from the company Komet Stahlhalter- and tool factory Robert Breuning GmbH, D-7122 Besigheim, KUB 10/83, page 44) is the radially outer, second turn insert axially opposite the first insert set back and also close their two effective Cutting edges with the drill axis of different sizes, pointed Angle on. This configuration makes Axialbewe the material progressively from the inside machined to the outside and this creates the origin of the waste discs mentioned when the drill emerges from the plate and the resulting disadvantages avoided the. However, with this special drilling tool, which is also referred to as a "plate drill", the two effective seed cutting edges of the outer insert in each case rectified acute angles with the drill axis close, one is created by these two cutting edges radial force component not compensated, the the drill as seen from the outer insert Pushed towards the drill axis. This will make the Hole slightly smaller than the nominal diameter of the drill.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in gestapeltes Platten-Metallvollmaterial der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem die radialen Schnittkraftkomponenten möglichst weitgehend kompensiert sind, so daß ein seit liche Abdrängung des Bohrers vermieden wird und unter Vermeidung von Abfall- Scheiben genaue maßhaltige Bohrungen gebohrt werden können.The invention has for its object a drilling tool for drilling in stacked solid metal plates of the type mentioned at the beginning create, in which the radial cutting force components are compensated as much as possible, so that a since Liche displacement of the drill is avoided and avoiding waste Discs can be drilled with accurate dimensional holes.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die erste Wendeschneidplatte kleiner ausgebildet ist als die zweite Wendeschneidplatte und daß auf dem gleichen Radius wie die erste Wendeschneidplatte eine dritte Wendeschneid platte, die ebenfalls kleiner ist als die zweite Wende schneidplatte, so angeordnet ist, daß ihre wirksame Schneid kante annähernd auf dem gleichen Arbeitskonus und auf dem gleichen Größtradius verläuft wie die radial äußere Schneid kante der zweiten Wendeschneidplatte.This is achieved according to the invention in that the first insert is made smaller than that second insert and that on the same radius like the first insert, a third insert plate, which is also smaller than the second turn cutting plate, is arranged so that its effective cutting edge approximately on the same working cone and on the same radius as the radially outer cutting edge of the second insert.
Durch die Verwendung von drei Wendeschneidplatten, von denen zwei kleiner sind als die dritte, kann durch Variieren der Schnittbreite und auch durch Variieren der Winkel, den die wirksamen Schneidkanten mit der Bohrerachse einschlie ßen, ein weitgehender Ausgleich der radialen Schnittkraft komponenten erzielt werden. Die radial äußere Schneidkante der dritten Wendeschneidplatte kompensiert weitgehend die an der äußeren wirksamen Schneidkante der zweiten Wende schneidplatte auftretende, radiale Schnittkraftkomponente. Außerdem wird das Bohrwerkzeug speziell in der letzten Phase kurz vor dem vollständigen Austritt aus einer Platte nur noch durch die beiden äußeren Schneidkanten der zweiten und der dritten Wendeschneidplatte geführt. Da beide Schneid kanten unter dem gleichen Winkel gegenüber der Bohrerachse angeordnet sind und auch auf dem gleichen Arbeitsdurchmes ser arbeiten, entstehen gleich große, jedoch entgegengesetzt zueinander gerichtete, radiale Schnittkraftkomponenten, die das Bohrwerkzeug zentrieren. Hierdurch ist die Herstellung genauer maßhaltiger Bohrungen gewährleistet. Das neue Bohr werkzeug eignet sich nicht nur für Bohrungen in Platten stapel, sondern auch für Bohrungen in einstückiges Metall vollmaterial. By using three indexable inserts, from two of which are smaller than the third can be varied the cutting width and also by varying the angle enclose the effective cutting edges with the drill axis ß, an extensive compensation of the radial cutting force components can be achieved. The radially outer cutting edge the third insert largely compensates for the on the outer effective cutting edge of the second turn radial cutting force component occurring. In addition, the drilling tool is specifically in the last Phase shortly before complete exit from a plate only through the two outer cutting edges of the second and the third indexable insert. Because both cutting edge at the same angle to the drill axis are arranged and also on the same working diameter work, arise equally large, but in opposite directions radial cutting force components facing each other Center the drilling tool. This is the manufacture accurate, accurate holes guaranteed. The new Bohr tool is not only suitable for drilling holes in panels stack, but also for drilling into one-piece metal full material.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.
Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is in the following, based on in the drawing illustrated embodiments explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine Draufsicht auf das vordere Ende des Bohrwerk zeuges, in einer ersten Ausführungsform, Fig. 1 is a plan view of the front end of the boring tool, in a first embodiment;
Fig. 2 das zugehörige Diagramm der Schnittkräfte, Fig. 2 shows the corresponding chart of the cutting forces,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das vordere Ende des Bohrwerk zeuges, in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 implement a plan view of the front end of the boring machine in a second embodiment,
Fig. 4 das zugehörige Diagramm der Schnittkräfte. Fig. 4 shows the associated diagram of the cutting forces.
Bei dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug sind an der Stirn seite des Schaftes 1 in entsprechenden Aussparungen drei Wendeschneidplatten 2, 3, 4 angeordnet. Die Wendeschneid platten 2, 4 sind auf dem gleichen Radius angeordnet und gegenüber der Wendeschneidplatte 3 um 180° in Umfangs richtung versetzt. Jede der Wendeschneidplatten 2, 3, 4 weist mehrere gleich lange Schneidkanten 2 a, 2 b, 3 a, 3 b, 4 a, 4 b auf. Die Wendeschneidplatten 2, 3, 4 sind vorzugsweise sechseckig, wobei an jeder zweite Ecke die beiden benach barten Schneidkanten einen stumpfen Winkel α von etwa 156° miteinander einschließen. Die Wendeschneidplatten 2, 3, 4 sind geometrisch ähnlich.In the drilling tool according to the invention, three indexable inserts 2, 3, 4 are arranged on the end face of the shaft 1 in corresponding recesses. The indexable inserts 2, 4 are arranged on the same radius and offset from the indexable insert 3 by 180 ° in the circumferential direction. Each of the indexable inserts 2, 3, 4 has several equally long cutting edges 2 a , 2 b , 3 a , 3 b , 4 a , 4 b . The indexable inserts 2, 3, 4 are preferably hexagonal, with the two adjacent cutting edges at each second corner enclosing an obtuse angle α of approximately 156 ° with one another. The indexable inserts 2, 3, 4 are geometrically similar.
Die radial innere erste Schneidplatte 2 überschreitet mit ihrer inneren Schneidkante 2 b die Bohrerachse A geringfügig. Von ihr befinden sich die über die Stirnseite 1 a des Bohrerschaftes 1 vorstehenden beiden Schneidkanten 2 a, 2 b in Eingriff mit dem Werkstück. Die erste Wendeschneidplatte 2 ist dabei kleiner ausgebildet als die zweite radial außen und um 180° versetzt angeordnete Wendeschneidplatte 3. Die zweite Wendeschneidplatte 3 ist gegenüber der ersten Wende schneidplatte 2 axial zurückversetzt und außerdem schließen ihre beiden in Eingriff befindlichen wirksamen Schneidkan ten 3 a, 3 b mit der Bohrerachse A spitze Winkel β 1 bzw. b 2 ein. Durch diese Maßnahme und die Zurückversetzung der zweiten Wendeschneidplatte 3 gegenüber der ersten Wende schneidplatte 2 wird erreicht, daß bei Vorschub des Bohr werkzeuges in axialer Richtung das Material des Werkstückes fortschreitend von innen nach außen zerspant wird. Dies ist deshalb von Wichtigkeit, damit beim Austritt des Bohrers aus dem Werkstück keine Scheibe entsteht. Der Winkel α 1, den die radial äußere Schneidkante 3 a der zweiten Wende schneidplatte 3 mit der Bohrerachse A einschließt, sollte etwa 25-35°, vorzugsweise 30°, betragen. Ferner sind die erste und die zweite Wendeschneidplatte 2, 3 so angeordnet, daß sich ihre strichpunktiert dargestellten Arbeitsbereiche überdecken.The radially inner first cutting plate 2 slightly exceeds the drill axis A with its inner cutting edge 2 b . From it, the two cutting edges 2 a , 2 b projecting beyond the end face 1 a of the drill shank 1 are in engagement with the workpiece. The first indexable insert 2 is smaller than the second indexable insert 3 arranged radially on the outside and offset by 180 °. The second insert 3 is axially set back compared to the first insert 2 and also their two engaged cutting edges 3 a , 3 b with the drill axis A acute angle β 1 and b 2, respectively. By this measure and the setback of the second indexable insert 3 with respect to the first indexable insert 2 it is achieved that the material of the workpiece is progressively machined from the inside to the outside when the drilling tool is advanced in the axial direction. This is important so that no disc is created when the drill bit emerges from the workpiece. The angle α 1, the radially outer cutting edge 3 a of the second indexable insert 3 with the drill axis A includes, should be about 25-35 °, preferably 30 °, respectively. Furthermore, the first and the second indexable insert 2, 3 are arranged so that their working areas shown in phantom overlap.
Dadurch, daß die erste Wendeschneidplatte 2 kleiner ausge bildet ist als die zweite Wendeschneidplatte 3, wird auf dem Radius, auf dem die erste Wendeschneidplatte 2 ange ordnet ist, Platz für die dritte Wendeschneidplatte 4 ge schaffen. Diese dritte Wendeschneidplatte 4 ist so ange ordnet, daß ihre radial äußere, wirksame Schneidkante 4 a auf dem gleichen Arbeitskonus und auch dem gleichen Größt radius R arbeitet, wie die radial äußere Schneidkante 3 a der zweiten Wendeschneidplatte 3. Dies bedeutet, daß die wirksame Schneidkante 4 a mit der Bohrerachse A einen spitzen Winkel β 3 einschließt, der gleich groß ist wie der Winkel β 1, jedoch gegenüber der Bohrerachse A entgegengesetzt ge richtet.Characterized in that the first indexable insert 2 is smaller than the second indexable insert 3 , on the radius on which the first indexable insert 2 is arranged, space for the third indexable insert 4 will be created. This third indexable insert 4 is arranged so that its radially outer, effective cutting edge 4 a works on the same working cone and also the same maximum radius R as the radially outer cutting edge 3 a of the second indexable insert 3 . This means that the effective cutting edge 4 a with the drill axis A includes an acute angle β 3 , which is the same size as the angle β 1 , but opposes the drill axis A in the opposite direction.
Die erste Wendeschneidplatte 2 und die dritte Wendeschneid platte 3 sind zweckmäßig geometrisch übereinstimmend, d. h. gleich groß ausgebildet, wodurch die Lagerhaltungskosten für Ersatz-Wendeschneidplatten gering gehalten werden kön nen. The first indexable insert 2 and the third indexable insert 3 are expediently geometrically coincident, that is to say of the same size, as a result of which the storage costs for replacement indexable inserts can be kept low.
Durch die Anordnung der dritten Wendeschneidplatte 4 ist es möglich, die radialen Schnittkraftkomponenten weitgehend auszugleichen. In der Zeichnung sind mit F 1-F 5 die auf die einzelnen Schneidkanten wirkenden Schnittkräfte bezeich net. Die Größe dieser Schnittkräfte hängt nicht nur von der Länge der wirksamen Schneidkanten ab, sondern auch davon, wie weit sich die Arbeitsbereiche der einzelnen Wendeschneidplatten 2, 3, 4 überdecken. Dort, wo eine Überdeckung der Arbeitsbereiche stattfindet, sind die auf die Schneidkanten wirkenden Schnittkräfte nur halb so groß, denn in diesen Bereichen wird beim Vorschub des Bohrwerk zeuges das Material je zur Hälfte von den Schneidkanten zerspant, deren Arbeitsbereiche sich überdecken.The arrangement of the third indexable insert 4 makes it possible to largely compensate for the radial cutting force components. In the drawing, F 1 - F 5 denote the cutting forces acting on the individual cutting edges. The size of these cutting forces depends not only on the length of the effective cutting edges, but also on how far the working areas of the individual indexable inserts 2, 3, 4 overlap. Wherever the working areas are covered, the cutting forces acting on the cutting edges are only half as large, because in these areas, when the boring machine is advanced, half of the material is cut by the cutting edges, the working areas of which overlap.
Anhand des in Fig. 2 dargestellten Kräftediagrammes ist erkennbar, daß speziell durch die an der dritten Wende schneidplatte auftretende Schnittkraft F 5 ein weitgehender Ausgleich der radialen Schnittkraftkomponenten stattfindet. Es verbleibt nämlich lediglich eine verhältnismäßig kleine radiale Schnittkraftkomponente FR. Wäre die dritte Wende schneidplatte 4 nicht vorhanden, dann würde der Kraftlinien zug mit der Schnittkraft F 4 enden und es würde sich die wesentlich größere, strichpunktiert dargestellte Schnitt kraftkomponente FR′ ergeben.On the basis of the force diagram shown in FIG. 2, it can be seen that especially due to the cutting force F 5 occurring at the third turning plate, the radial cutting force components are largely compensated for. This is because only a relatively small radial cutting force component FR remains. If the third indexable insert 4 were not present, the lines of force would end with the cutting force F 4 and there would be the much larger, dash-dotted cutting force component FR ' .
Bei dem in Fig. 3 dargestellen Ausführungsbeispiel sind Teile gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen verse hen wie bei dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbei spiel, weshalb voranstehende Beschreibung sinngemäß zutrifft. Bei dem in Fig. 3 dargestellen Bohrwerkzeug ist jedoch die wirksame Schneidkante 4 a der dritten Wendeschneidplatte 4 gegenüber dem Arbeitskonus der radial äußeren Schneid kante 3 a der zweiten Wendeschneidplatte 3 in Achsrichtung zur Bohrerspitze hin geringfügig versetzt angeordnet. Der gegenseitige Versatz der beiden radial äußeren Schneidkan ten 3 a und 4 a ist dabei so gewählt, daß sich die auf die beiden wirksamen Schneidkanten 3 a, 3 b der zweiten Wende schneidplatte 3 einwirkenden, radialen Schnittkraftkompo nenten und die auf die wirksame Schneidkante 4 a der dritten Wendeschneidplatte 4 einwirkende, radiale Schnittkraftkom ponente gegenseitig aufheben. Aus dem in Fig. 4 darge stellten Kräftediagramm ist ersichtlich, daß die an der dritten Wendeschneidplatte 4 auftretende Schnittkraft F 5 größer ist als die entsprechende Schnittkraft F 5 beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) und daß die auf die radial äußere Schneidkante 3 a einwirkende Schnittkraft F 1 kleiner ist als die entsprechende Schnittkraft F 1 beim ersten Aus führungsbeispiel. Es wird damit bei dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel ein vollständiger Ausgleich der radialen Schnittkraftkomponenten erreicht. Um diesen Ausgleich der radialen Schnittkraftkomponenten zu erhalten, darf die wirksame Schneidkante 4 a nur um weniger als der Vorschub des Bohrwerkzeuges gegenüber der Schneidkante 3 a axial zur Bohrerspitze hin versetzt sein, damit auch von der Schneid kante 3 a auf der ganzen Länge eine Spanabnahme erfolgt, allerdings mit einer Spandicke, die kleiner ist als die Spandicke an der Schneidkante 4 a.In the embodiment shown in FIG. 3, parts of the same function are provided with the same reference numerals as in the embodiment described above, which is why the above description applies analogously. In the drilling tool shown in Fig. 3, however, the effective cutting edge 4 a of the third indexable insert 4 is arranged slightly offset from the working cone of the radially outer cutting edge 3 a of the second indexable insert 3 in the axial direction towards the drill tip. The mutual offset of the two radially outer cutting edges 3 a and 4 a is chosen so that the acting on the two effective cutting edges 3 a , 3 b of the second turning plate 3 , radial cutting force components and the effective cutting edge 4 a the third indexable insert 4 , radial cutting force component cancel each other. From the force diagram shown in Fig. 4 Darge it can be seen that the cutting force F 5 occurring at the third insert 4 is greater than the corresponding cutting force F 5 in the first embodiment ( Fig. 2) and that acting on the radially outer cutting edge 3 a Cutting force F 1 is smaller than the corresponding cutting force F 1 in the first exemplary embodiment. It is thus achieved in the second exemplary embodiment approximately complete compensation of the radial cutting force components. In order to obtain this compensation of the radial cutting force components, the effective cutting edge 4 a may only be offset axially to the drill tip by less than the feed of the drilling tool relative to the cutting edge 3 a , so that the cutting edge 3 a also has a chip removal over the entire length , but with a chip thickness that is smaller than the chip thickness at the cutting edge 4 a .
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3802290A DE3802290C1 (en) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Drilling tool for drilling holes in solid metal material, in particular for drilling holes in plate stacks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3802290A DE3802290C1 (en) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Drilling tool for drilling holes in solid metal material, in particular for drilling holes in plate stacks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3802290C1 true DE3802290C1 (en) | 1989-06-01 |
Family
ID=6346047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3802290A Expired DE3802290C1 (en) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Drilling tool for drilling holes in solid metal material, in particular for drilling holes in plate stacks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3802290C1 (en) |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KOMET PRAEZISIONSWERKZEUGE ROBERT BREUNING GMBH, 7 |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KOMET GROUP HOLDING GMBH, 74354 BESIGHEIM, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |