EP2511461A2 - Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür - Google Patents

Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür Download PDF

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EP2511461A2
EP2511461A2 EP12002283A EP12002283A EP2511461A2 EP 2511461 A2 EP2511461 A2 EP 2511461A2 EP 12002283 A EP12002283 A EP 12002283A EP 12002283 A EP12002283 A EP 12002283A EP 2511461 A2 EP2511461 A2 EP 2511461A2
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nachführkulisse
flap
door
variable
coupling rod
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Franz Binder
Manfred Schindler
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Audi AG
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    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/546—Tailboards, tailgates or sideboards opening upwards

Definitions

  • the invention relates to a device for power assisted pivoting a flap or door against gravity between an open position and a closed position, comprising an energy storage element, a Nachfuelkulisse with a control cam and acting on the flap or door coupling rod, wherein the torque of the energy storage element to a in the Control cam guided variable-length lever acts, which can move the translatable with the variable-length lever coupling rod substantially translational.
  • Devices of the type mentioned are used in motor vehicle to reduce the actuation forces when pivoting a flap or door against gravity between a closed position and an open position and optionally for latching the flap or door in one or more open positions.
  • the generic WO 2010/025817 A9 shows an energy storage element in the form of a prestressed torsion bar spring system, which is fixed on one side in a bearing block and on the other hand outputs its torque to a variable-length lever.
  • the variable-length lever is displaceably guided in a control cam of a Nachfuelkulisse, wherein acts on the sliding block a substantially translationally movable coupling rod, which can pivot the flap or door via a hinge lever.
  • a disadvantage is that a permanently defined torque curve is defined by the control cam, which is physically introduced into the tracking guide, which can only be changed with great difficulty.
  • Object of the present invention is therefore to provide a device for power assisted pivoting a flap or door, in which the torque curve can be changed in a simple manner.
  • a vehicle with a device according to the invention is claimed in claim 9.
  • a device for power assisted pivoting a flap or door against gravity between an open position and a closed position has an energy storage element, a NachGermankulisse with a control cam and an attacking on the flap or door coupling rod, wherein the torque of the energy storage element indirectly or indirectly in the control curve directly guided variable-length lever, which can move the coupling rod substantially translationally, acts to influence the torque provided by the energy storage element and wherein the Nach2020kulisse is movable by an actuator.
  • the effective Hebelarmin can be varied within certain limits despite the firmly inserted therein control cam.
  • the control cam can be shaped so that the applied from the flap or door Torque in each angular position between the open position and closed position, a corresponding torque from the energy storage element can be opposed, whereby the flap is held in a limbo.
  • the actuator can optionally work electrically, electromechanically, pneumatically or hydraulically.
  • the variable-length lever is understood to be capable of changing its effective lever arm length without necessarily having to change its physical length.
  • the variable-length lever can also consist of several interacting sections.
  • the coupling rod engages with offset to the axis of rotation of the flap or door, so that the substantially translational movement of the coupling rod can be converted into a pivoting movement of the flap or door.
  • the main movement of the coupling rod is translational, whereby by the guidance in the control cam and by the pivoting of the door or flap, a pivoting movement or parallel displacement of the coupling rod may occur, which, however, is functionally sibling.
  • the NachGermankulisse is pivotable about an axis of rotation.
  • a pivotable NachGermankulisse has the advantage that the actuator manages with low operating forces.
  • the axis of rotation extends substantially centrally through the NachGermankulisse so that it can perform a rocking motion when actuated by the actuator. Will the Rotary axis even placed so that the NachGermankulisse is rocking movable, so the operating forces can be reduced to a minimum.
  • the actuator is designed as an articulated with the NachGermankulisse electric drive.
  • an electric drive for example, serve a linear drive, which engages articulated to the NachGermankulisse and this moves.
  • the electric drive is designed as a rotary drive, wherein a first articulated arm of a joint rotatably connected to an output shaft of the rotary drive and a second articulated arm of the joint is hinged to the NachGermankulisse.
  • the rotary drive can also be provided with a reduction gear, which further reduces the actuating forces for the electric motor.
  • the hinge-like joint is used to convert the rotational movement of the rotary drive in a largely linear movement on the NachGermankulisse.
  • the Nach Mountainkulisse and the rotary drive are stored in a bearing block.
  • the bracket can also store the energy storage element and / or the attachment of the device, for example, in a vehicle serve. Due to the common arrangement in a bearing block there is a constant relative allocation of the components to each other.
  • a guided in the control cam sliding block is slidably mounted on the variable-length lever, wherein the coupling rod engages the sliding block.
  • the sliding block need not be permanently connected to the variable-length lever. Suffice is in the present case, a mere contact between the two, since the control curve together with the opposing torques of the energy storage element and the flap or door constantly pressed against each other and thus limits the degree of freedom.
  • the sliding block in a Long hole to be guided in the variable length lever.
  • the sliding block preferably has mutual rollers, with which it can roll in the control cam. Between the rollers, the coupling rod attacks the flap or door.
  • the energy storage element is designed as a torsion bar spring system, which is fixed on the one hand in the bearing block and on the other hand rotatably connected to the variable-length lever.
  • a torsion bar system is compact and can provide sufficient torque by interconnecting multiple individual torsion bars.
  • a vehicle has at least one device according to the invention for power-assisted pivoting of a flap or door.
  • a tailgate two such devices are preferably installed in a roof area. Flaps are mainly rear or front flaps of a vehicle in question, while the device is suitable in doors primarily for pivoting scissor doors.
  • FIGS. 1 and 2 has a device 1 for power assisted pivoting a flap 2 as a torsion bar system 3 trained Energy storage element.
  • An external torsion spring 15 is rotatably connected to a biasing lever 16 which is adjustable via an adjusting screw 17 relative to the bearing block 11 can be fixed. As a result, a basic adjustment of the torque stored in the torsion bar spring system 3 can be carried out.
  • a basic adjustment of the torque stored in the torsion bar spring system 3 can be carried out.
  • the opposite outer torsion bar 15 is rotatably connected to a variable length lever 7.
  • the variable-length lever 7 is axially slidably contacted by a sliding block 12, wherein the sliding block 12 is displaceably mounted in both control cams 5 a Vietnamesekulisse 4.
  • the control cam 5 causes upon pivoting of the variable-length lever 7, an axial displacement of the sliding block 12 along the variable-length lever 7, whereby the effective lever arm length changes continuously.
  • On the sliding block 12 engages a coupling rod 6, on the other hand is hinged to a hinge lever 13 with offset to the axis of rotation B.
  • the flap 2 is attached to the hinge lever 13.
  • the Nachfuelkulisse 4 is pivotally mounted in the bearing block 11 about a rotation axis A, wherein the axis of rotation A passes through the Nachtechnologykulisse 4, that this can perform a rocking motion.
  • the bearing block 11 also holds a rotary drive 9, the output shaft 9a rotatably connected to a first articulated arm 10a of a joint 10 is connected.
  • a second articulated arm 10b of the joint 10 engages on the Nachfuelkulisse 4 so that rotation of the rotary drive 9 leads to a rocking movement of the NachGermankulisse 4.
  • the position of the sliding block 12 in relation to the variable-length lever 7 can be continuously adjusted.

Landscapes

  • Closing And Opening Devices For Wings, And Checks For Wings (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Vorrichtung 1 zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür 2 gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung, aufweisend ein Energiespeicherelement 3, eine Nachführkulisse 4 mit einer Steuerkurve 5 und eine an der Klappe oder Tür 2 angreifende Koppelstange 6, wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements 3 auf einen in der Steuerkurve 5 geführten längenveränderlichen Hebel 7 einwirkt, der die mit dem längenveränderlichen Hebel 7 zusammenwirkende Koppelstange 6 im Wesentlichen translatorisch bewegen kann und wobei die Nachführkulisse 4 durch eine Aktuatorik 8 bewegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung, aufweisend ein Energiespeicherelement, eine Nachführkulisse mit einer Steuerkurve und eine an der Klappe oder Tür angreifende Koppelstange, wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements auf einen in der Steuerkurve geführten längenveränderlichen Hebel einwirkt, der die mit dem längenveränderlichen Hebel zusammenwirkende Koppelstange im Wesentlichen translatorisch bewegen kann.
  • Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Kraftfahrzeugbau zur Verringerung der Betätigungskräfte beim Verschwenken einer Klappe oder Tür gegen die Schwerkraft zwischen einer Geschlossenstellung und einer Offenstellung und gegebenenfalls für eine Selbsthaltung der Klappe oder Tür in einer oder mehreren Öffnungsstellungen verwendet.
  • Die gattungsbildende WO 2010/025817 A9 zeigt ein Energiespeicherelement in Form eines vorgespannten Drehstabfedersystems, das einseitig in einem Lagerbock festgesetzt ist und anderseits sein Drehmoment an einen längenveränderlichen Hebel abgibt. Der längenveränderliche Hebel ist in einer Steuerkurve einer Nachführkulisse verschiebbar geführt, wobei an dem Gleitstein eine im Wesentlichen translatorisch bewegbare Koppelstange angreift, die über einen Scharnierhebel die Klappe oder Tür verschwenken kann.
  • Als Nachteil ist zu nennen, dass durch die in die Nachführkulisse physisch eingebrachte Steuerkurve eine dauerhaft definierte Drehmomentkennlinie festgelegt wird, die nur aufwändig verändert werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür bereitzustellen, bei der die Drehmomentkennlinie auf einfache Art und Weise verändert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in Patentanspruch 9 beansprucht.
  • Eine Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung weist ein Energiespeicherelement, eine Nachführkulisse mit einer Steuerkurve und eine an der Klappe oder Tür angreifende Koppelstange auf, wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements auf einen in der Steuerkurve mittelbar oder unmittelbar geführten längenveränderlichen Hebel, der die Koppelstange im Wesentlichen translatorisch bewegen kann, zur Beeinflussung des von dem Energiespeicherelement bereitgestellten Drehmoments einwirkt und wobei die Nachführkulisse durch eine Aktuatorik bewegbar ist.
  • Indem die Nachführkulisse von einer Aktuatorik bewegbar ist, kann trotz der darin fest eingebrachten Steuerkurve die wirksame Hebelarmlänge in bestimmten Grenzen variiert werden. So kann die Steuerkurve beispielsweise so ausgeformt werden, dass dem von der Klappe oder Tür aufgebrachten Drehmoment in jeder Winkellage zwischen Offenstellung und Geschlossenstellung ein entsprechendes Drehmoment aus dem Energiespeicherelement entgegengesetzt werden kann, wodurch die Klappe in einem Schwebezustand gehalten wird. Wird nun die Nachführkulisse durch die Aktuatorik nur etwas bewegt, so wird ein Ungleichgewicht zwischen dem Drehmoment des Energiespeicherelements und dem Drehmoment der Klappe oder Tür hergestellt, das zu einer Bewegung der Klappe oder Tür führt. Dadurch lässt sich die Klappe oder Tür mit sehr geringem Aufwand zwischen Offenstellung und Geschlossenstellung verfahren. Weiterhin können unregelmäßige Sonderbelastungen, beispielsweise durch Schneelast oder Winddruck, bedarfsweise kompensiert werden. Die Drehmomentkennlinie ist somit trotz definierter Steuerkurve weitestgehend variabel. Die Aktuatorik kann wahlweise elektrisch, elektromechanisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeiten. Der längenveränderliche Hebel ist so zu verstehen, dass dieser seine wirksame Hebelarmlänge ändern kann, ohne zwangsweise seine physische Länge ändern zu müssen. Insbesondere kann der längenveränderliche Hebel auch aus mehreren zusammenwirkenden Teilstücken bestehen. Die Koppelstange greift mit Versatz zur Drehachse der Klappe oder Tür an, so dass die im Wesentlichen translatorische Bewegung der Koppelstange in eine Schwenkbewegung der Klappe oder Tür umsetzbar ist. Die Hauptbewegung der Koppelstange ist dabei translatorisch, wobei durch die Führung in der Steuerkurve und durch das Verschwenken der Tür oder Klappe auch eine Schwenkbewegung bzw. Parallelverschiebung der Koppelstange auftreten kann, die jedoch funktional nebengeordnet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Nachführkulisse um eine Drehachse schwenkbar. Eine schwenkbare Nachführkulisse hat den Vorteil, dass die Aktuatorik mit geringen Betätigungskräften auskommt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführung verläuft die Drehachse im Wesentlichen mittig durch die Nachführkulisse, so dass diese bei Betätigung durch die Aktuatorik eine wippende Bewegung ausführen kann. Wird die Drehachse gar so platziert, dass die Nachführkulisse wippend bewegbar ist, so können die Betätigungskräfte auf eine Minimum reduziert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Aktuatorik als ein gelenkig mit der Nachführkulisse verbundener elektrischer Antrieb ausgebildet. Als elektrischer Antrieb kann beispielsweise ein Linearantrieb dienen, der gelenkig an der Nachführkulisse angreift und diese so bewegt.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der elektrische Antrieb als Rotationsantrieb ausgebildet, wobei ein erster Gelenkarm eines Gelenks drehfest mit einer Abtriebswelle des Rotationsantriebs und ein zweiter Gelenkarm des Gelenks an der Nachführkulisse angelenkt ist. Der Rotationsantrieb kann ferner auch mit einem Untersetzungsgetriebe versehen sein, der die Betätigungskräfte für den Elektromotor weiter senkt. Das scharnierartige Gelenk dient der Umwandlung der Drehbewegung des Rotationsantriebs in eine weitestgehend lineare Bewegung an der Nachführkulisse.
  • In einer bevorzugten Ausführung sind die Nachführkulisse und der Rotationsantrieb in einem Lagerbock gelagert. Der Lagerbock kann weiterhin auch das Energiespeicherelement lagern und/oder der Befestigung der Vorrichtung, beispielsweise in einem Fahrzeug, dienen. Durch die gemeinsame Anordnung in einem Lagerbock besteht eine konstante relative Zuordnung der Komponenten zueinander.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist an dem längenveränderlichen Hebel ein in der Steuerkurve geführter Gleitstein verschiebbar gelagert, wobei die Koppelstange an dem Gleitstein angreift. Der Gleitstein braucht hierzu nicht dauerhaft fest mit dem längenveränderlichen Hebel verbunden sein. Ausreichend ist vorliegend auch eine bloße Berührung der beiden, da die Steuerkurve zusammen mit den entgegen gerichteten Drehmomenten des Energiespeicherelements und der Klappe oder Tür diese ständig aneinander presst und so den Freiheitsgrad limitiert. Alternativ kann der Gleitstein auch in einem Langloch in dem längenveränderlichen Hebel geführt sein. Der Gleitstein weist vorzugsweise beiderseitige Rollen auf, mit denen er in der Steuerkurve abrollen kann. Zwischen den Rollen greift die Koppelstange zur Klappe oder Tür an.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist das Energiespeicherelement als Drehstabfedersystem ausgebildet, das einerseits in dem Lagerbock festgesetzt und anderseits drehfest mit dem längenveränderlichen Hebel verbunden ist. Ein Drehstabfedersystem baut kompakt und kann durch Zusammenschalten mehrerer einzelner Drehstäbe ein ausreichend hohes Drehmoment bereitstellen.
  • Ein Fahrzeug hat mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür. Zum Verschwenken einer Heckklappe werden vorzugsweise zwei derartige Vorrichtungen in einem Dachbereich verbaut. Als Klappen kommen hauptsächlich Heck- oder Frontklappen eines Fahrzeugs in Frage, während sich die Vorrichtung bei Türen in erster Linie zum Verschwenken von Scherentüren eignet.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Darin zeigen:
    • Fig. 1 eine isometrische Ansicht der Vorrichtung mit Klappe;
    • Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung.
  • Gemäß den Figuren 1 und 2 hat eine Vorrichtung 1 zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe 2 ein als Drehstabfedersystem 3 ausgebildetes Energiespeicherelement. Eine außen liegende Drehstabfeder 15 ist drehfest mit einem Vorspannhebel 16 verbunden, der über eine Einstellschraube 17 variabel gegenüber dem Lagerbock 11 festsetzbar ist. Dadurch lässt sich eine Grundeinstellung des im Drehstabfedersystem 3 gespeicherten Drehmoments vornehmen. An diese außen liegende Drehstabfeder 15 schließen sich mäanderförmig weitere Drehstabfedern 15 an, die über Koppelelemente 14 untereinander verbunden sind. Die gegenüberliegende äußere Drehstabfeder 15 ist drehfest mit einem längenveränderlichen Hebel 7 verbunden. Der längenveränderliche Hebel 7 wird von einem Gleitstein 12 axial verschiebbar kontaktiert, wobei der Gleitstein 12 in beiderseitigen Steuerkurven 5 einer Nachführkulisse 4 verschiebbar gelagert ist. Die Steuerkurve 5 bewirkt bei Verschwenken des längenveränderlichen Hebels 7 eine axiale Verschiebung des Gleitsteins 12 entlang des längenveränderlichen Hebels 7, wodurch sich die wirksame Hebelarmlänge laufend ändert. An dem Gleitstein 12 greift eine Koppelstange 6 an, die andererseits an einen Scharnierhebel 13 mit Versatz zu dessen Drehachse B angelenkt ist. Die Klappe 2 ist an dem Scharnierhebel 13 befestigt. Die Nachführkulisse 4 ist im Lagerbock 11 um eine Drehachse A verschwenkbar gelagert, wobei die Drehachse A so durch die Nachführkulisse 4 verläuft, dass diese eine wippende Bewegung ausführen kann. Der Lagerbock 11 hält ferner einen Rotationsantrieb 9, dessen Abtriebswelle 9a drehfest mit einem ersten Gelenkarm 10a eines Gelenks 10 verbunden ist. Ein zweiter Gelenkarm 10b des Gelenks 10.greift an der Nachführkulisse 4 so an, dass eine Drehung des Rotationsantriebs 9 zu einer Wipp-Bewegung der Nachführkulisse 4 führt. Hierdurch lässt sich die Position des Gleitsteins 12 in Bezug zum längenveränderlichen Hebel 7 kontinuierlich anpassen.
    • Liste der Bezugszeichen:
    • A
    Drehachse
    B
    Drehachse
    1
    Vorrichtung
    2
    Klappe oder Tür
    3
    Energiespeicherelement
    4
    Nachführkulisse
    5
    Steuerkurve
    6
    Koppelstange
    7
    längenveränderlicher Hebel
    8
    Aktuatorik
    9
    Rotationsantrieb
    9a
    Abtriebswelle
    10
    Gelenk
    10a
    erster Gelenkarm
    10b
    zweiter Gelenkarm
    11
    Lagerbock
    12
    Gleitstein
    13
    Scharnierhebel
    14
    Koppelelement
    15
    Drehstabfeder
    16
    Vorspannhebel
    17
    Einstellschraube

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür (2) gegen die Schwerkraft zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung, aufweisend ein Energiespeicherelement (3), eine Nachführkulisse (4) mit einer Steuerkurve (5) und eine an der Klappe oder Tür (2) angreifende Koppelstange (6), wobei das Drehmoment des Energiespeicherelements (3) auf einen in der Steuerkurve (5) geführten längenveränderlichen Hebel (7) einwirkt, der die mit dem längenveränderlichen Hebel (7) zusammenwirkende Koppelstange (6) im Wesentlichen translatorisch bewegen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachführkulisse (4) durch eine Aktuatorik (8) bewegbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachführkulisse (4) um eine Drehachse (A) schwenkbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A) im Wesentlichen mittig durch die Nachführkulisse (4) verläuft, so dass diese bei Betätigung durch die Aktuatorik (8) eine wippende Bewegung ausführen kann.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorik (8) als ein gelenkig mit der Nachführkulisse (4) verbundener elektrischer Antrieb (9) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb als Rotationsantrieb (9) ausgebildet ist, wobei ein erster Gelenkarm (10a) eines Gelenks (10) drehfest mit einer Abtriebswelle (9a) des Rotationsantriebs (9) und ein zweiter Gelenkarm (10b) des Gelenks (10) an der Nachführkulisse (4) angelenkt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachführkulisse (4) und der Rotationsantrieb (9) in einem Lagerbock (11) gelagert sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem längenveränderlichen Hebel (7) ein in der Steuerkurve (5) geführter Gleitstein (12) verschiebbar gelagert ist, wobei die Koppelstange (6) an dem Gleitstein (12) angreift.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement (3) als Drehstabfedersystem ausgebildet ist, das einerseits in dem Lagerbock (11) festgesetzt und anderseits drehfest mit dem längenveränderlichen Hebel (7) verbunden ist.
  9. Fahrzeug mit mindestens einer Vorrichtung (1) zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür (2) nach Anspruch 1.
EP12002283.5A 2011-04-11 2012-03-29 Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür Withdrawn EP2511461A3 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110016729 DE102011016729B4 (de) 2011-04-11 2011-04-11 Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür und Fahrzeug

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EP2511461A2 true EP2511461A2 (de) 2012-10-17
EP2511461A3 EP2511461A3 (de) 2013-11-27

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ID=45954288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12002283.5A Withdrawn EP2511461A3 (de) 2011-04-11 2012-03-29 Vorrichtung zum fremdkraftunterstützten Verschwenken einer Klappe oder Tür

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