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Dokumentenidentifikation DE69207112T2 15.05.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0528121
Titel Zuführungsvorrichtung für Wickelrollen mit mehreren Abgabeniveaus
Anmelder Paper Converting Machine Co., Green Bay, Wis., US
Erfinder Blume, Joseph A., Green Bay, Wisconsin 54313, US
Vertreter H. Ruschke und Kollegen, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69207112
Vertragsstaaten AT, BE, DE, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 01.06.1992
EP-Aktenzeichen 921092045
EP-Offenlegungsdatum 24.02.1993
EP date of grant 27.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B65H 19/30

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Zuführvorrichtungen für die Abgabe von Wickelrollen auf mehreren Abgabeniveaus und insbesondere eine Vorrichtung, die Papierbahnen und dergl. zur weiteren Verarbeitung zu Rollen aufwickelt.

Insbesondere handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um denjenigen Teil der Papierindustrie, in der Papierbahnen zu Rollen in einzelhandelsgerechten Größen - bspw. Toilettenpapier oder Papierhandtücher - aufgewickelt werden. Dabei wird eine solche Bahn von einer Großrolle mit einem Durchmesser von ca. 1,8 bis 2,4 m (6 bis 8 feet) und einer Länge von ca. 1,5 bis 3,0 m (5 bis 10 feet) ab- und zu einer kleinerdurchmessrigen Rolle (dem sogen. "log") umgewickelt, die man dann in Querrichtung zu den bekannten Einzelhandelsgrößen zerschneidet; die Rollen sind bei Toilettenpapier ca. 115 mm (4-1/2 inch) und bei Papierhandtüchern ca. 280 mm (11 inch) lang. Bei dieser Verarbeitung hat es sich als günstig herausgestellt, die Zufuhr zu Aufnahmeeinheiten wie Sägen, Sammlern und Bahnende-Verleimern in mehreren Ebenen durchzuführen. Die vorliegende Erfindung sei anhand des Zusammenwirkens mit einem Endverleimer beschrieben, da die handelsüblichen Ausführungen derselben in der Geschwindigkeit den Umwicklern nur mit Mühe folgen können. Bspw. ist es für In-line-Verleimer schwer, mehr als 25 bis 30 Rollen pro Minute aufzunehmen - eine mit Schnell-Umwicklern problemlos erreichbare Produktionsrate. Man hat zwar in der Vergangenheit versucht, zwei Rollen übereinander zuzuführen; diese Maschinen waren aber kompliziert und arbeiteten nicht immer zuverlässig. Mit der vorliegenden Erfindung kann die dargestellte Mehrniveau-Ausgabevorrichtung ohne Schwierigkeiten 40 Rollen pro Minute aufnehmen.

Erf indungsgemäß weist eine Rollenabgabevorrichtung eine Vielzahl von rollentragenden Rädern auf, die axial beabstandet auf einer Welle an geordnet sind. Diese Räder haben jeweils ein scheibenartiges Element, dessen Rand von einer gradzahligen Anzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Taschen unterbrochen ist, die so gruppiert sind, daß die Taschen bzw. Ausnehmungen für die Abgabe abwechselnd auf einem oberen und einem unteren Niveau aufgebaut sind. Die Taschenkontur ist dabei für die Abgabe oben bzw. unten unterschiedlich gewählt, was gegenüber herkömmlichen Ketten- bzw. Ablenkgattern eine Anzahl von Vorteilen ergibt. Die unteren Taschen sind tiefer, d.h. sie erstrecken sich radial weiter einwärts, so daß Rollen in ihnen nicht auf die zur oberen Aufnahme führenden Rampe ausrollen können.

Der Stand der Technik - bspw. die DE 3 721 968 - zeigt zwar Scheibenpaare mit Ausnehmungen, lehrt aber weder eine unterschiedliche Tiefe der Taschen noch vertikal beabstandete Rampen zur Ausgabe der in den Taschen enthaltenen Gegenstände.

Eine stetige Drehbewegung ist für die vorliegende Erfindung wichtig, was bedeutet, daß weniger sich bewegende Teile vorliegen und daher der Wartungsaufwand geringer ist. Die Ein-Rad-Geometrie ermöglicht die Aufnahme eines breiten Bereichs von Rollendurchmessern und die Bewegung ist langsam und schonend, so daß die Rollen nur minimal beschädigt werden. Die Rad-Aufnahme und -Abgabe erfolgen weiterhin zwangsweise an festen Punkten, um Staus zu vermeiden.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich im Einzelnen aus der folgenden Beschreibung.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung sei nun anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 ist ein Seitenriß der erfindungsgemäßen Rollen- Abgabevorrichtung im Zusammenwirken mit einem Endverleimer;

Fig. 2 - 16 sind schaubildliche Seitenrisse, die die verschiedenen Stadien des Arbeitens der erfindungsgemäßen Räder zeigen;

Fig. 17 ist ein vergrößerter Teil-Seitenaufriß des Radteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 18 ist ein stirnseitiger Teil-Aufriß, wie er sich im wesentlichen bei der Sicht aus der Ebene 18-18 der Fig. 1 ergäbe.

Ausführliche Beschreibung

In der gegebenen Darstellung und zunächst in deren Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 30 allgemein das Gestell der Vorrichtung, das sowohl die 2-Niveau-Ausgabe 31 als auch den Endverleimer 32 enthält. Das Gestell 30 hat zwei Seitenrahmen 33, 34 - vergl. Fig. 18. Das Gestell hat ein Rollenzu- und ein Rollenablaufende 30a bzw. 30b.

Wie die Fig. 18 zeigt, lagert das Gestell zur Drehung eine Querwelle 35 mit der Drehachse 36. Diese Drehachse ist aus in der Fig. 1 gezeigt. Die Welle 35 trägt auf einer Endverlängerung eine Riemenscheibe 37, die mit einem Elektromotor 39 verbunden ist, der als Mittel zum Drehen der Welle 35 und der Räder 38 dient.

Die Welle 35 trägt eine Vielzahl von axial beabstandeten rollentragenden Rädern 38. Jedes Rad 38 hat ein scheibenartiges Element, dessen Umfangsrand wie bei 40 von vier in Umfangsrichtung beabstandeten, einwärts verlaufenden Ausnehmungen oder Taschen wie bei 41, 42, 43 und 44 unterbrochen ist, die jeweils eine Rolle aufnehmen (vergl. Fig. 17). Diese Ausnehmungen bzw. Taschen sind so gruppiert, daß sie abwechselnd für die Abgabe auf dem oberen Niveau (wie bei 42 und 44) und für die Abgabe auf dem unteren Niveau (d.h. die bei 41 und 43) aufgebaut sind.

Eine Zuführeinrichtung wie bei 45 ist zwischen dem Wickler 46 und dem Gestell 30 vorgesehen (vergl. Fig. 1 links), um die Rollen den Rädern 38 nacheinander zuzuführen.

Stromabwärts ist das Gestell 30 wie bei 47 bzw. 48 mit einer oberen und einer unteren Rampe versehen, die vertikal beabstandet sind, um die Rollen zu übernehmen, nachdem die Räder 38 sie auf die beiden Niveaus aufgeteilt haben.

Vorteilhafterweise ist eine am Rollenzulauf 45 eine Sperreinrichtung 49 (vergl. den linken Teil des Gestells 30 in Fig. 1) vorgesehen, um den Zulauf von Rollen zu den verschiedenen Ausnehmungen bzw. Taschen 41 - 44 auf eine Rolle pro Ausnehmung zu begrenzen.

Stromabwärts ist der unteren Rampe 48 ein Ausheber 50 (vergl. die Fig. 1 Mitte unten) zugeordnet, um die Rolle aus der unteren Tasche 41 bzw. 43 herauszuheben. Diese Ausheber 50 sind vorzugsweise mit den Sperreinrichtungen 49 ausgerichtet und befinden sich zwischen den Rädern 38. Als vorteilhaft hat sich ein axialer Radabstand von ca. 460 mm (18 inches) erwiesen.

Arbeitsweise

Die Arbeitsweise der Erfindung läßt sich aus der Folge der Fig. 2 - 16 ersehen. In der Fig. 2 befindet sich eine Rolle L&sub1; in der Tasche 42 am Scheitelpunkt der Drehbewegung des Rades 38. Sie ist nun zur Abgabe auf die obere Rampe 47 positioniert und es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine Beschleunigungseinrichtung in Form eines umlaufenden Arms 51 vorzusehen, der über den Antrieb 52 (vergl. Fig. 1 und 18) mit der Welle 35 und damit mit den Rädern 38 synchronisiert ist.

Wie die Fig. 3 zeigt, drückt der Arm 51 gerade die Rolle L&sub1; zu weiteren Behandlung nach rechts - bspw. zur Zufuhr zu einem Sammler, einer Rollensäge oder - wie dargestellt- zu einem Endverleimer.

In dieser Darstellung vollzieht der Arm bzw. das Beschleunigungselement 51 für jede Tasche oder Ausnehmung auf den Rädern 38 eine Umdrehung, was sich der Tatsache entnehmen läßt, daß der Riementrieb (vergl. Fig. 1 Mitte oben) die Welle 35 mit dem Arm 51 verbindet. Insbesondere trägt die Welle 35 eine große Riemenscheibe 37, die über den Riemen 52 mit einer kleineren, dem Arm 51 zugeordneten Scheibe 53 sowie mit der dem Motor 39 zugeordneten Antriebsscheibe 54 gekoppelt ist. Die Riemenscheibe 53 sitzt auf einer Querwelle 55.

Die Fig. 4 der Zeichnungsfolge zeigt den Zustand der Anordnung kurz nach dem der Fig. 3, wie sich aus der Lage des Beschleunigungsarms 51 unmittelbar ergibt. Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen den Zustand der Anordnung beim Weiterdrehen sowohl des Arms 51 als auch der Räder 38. Erreicht die Anordnung den in der Fig. 8 dargestellten Zustand, befindet sich nun die Tasche 43 am Scheitelpunkt der Radumdrehung und führt eine Rolle L&sub2;. Wie ersichtlich, kann die Tasche 43 tiefer als die Tasche 42, d.h. radial weiter einwärts ausgenommen sein, so daß - vergl. Fig. 9 - der Arm 51 über sowohl die Rolle L&sub2; als auch die obere Rampe 47 hinwegläuft.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen die Räder 38 und den Arm 51 in aufeinanderfolgenden Positionen; hat die Anordnung den in Fig. 14 gezeigten Zustand erreicht, befindet sich eine andere Oberniveau-Tasche 44 am Scheitelpunkt und legt sich, wie die Fig. 5 zeigt, der Arm 51 an die Rolle L&sub3; an, um sie zu beschleunigen.

Wie die Fig. 14 zeigt, hat inzwischen der Ausheber 50 die Rolle L&sub2; aus der Tasche 43 auf die untere Rampe 48 gehoben. Wie die Fig. 16 zeigt, treibt der Arm 51 die Rolle L&sub3; die obere Rampe 47 entlang.

Aus dieser Erläuterung ist ersichtlich, daß alle wesentlichen Bewegungen Drehbewegungen sind; infolgedessen ist die Wahrscheinlichkeit von Rollenhemmungen bzw. -staus oder von sonstigen Schäden an den Rollen minimal.

Der Endverleimer

Es sei nun wieder auf die Fig. 1 verwiesen. Der Endverleimer wird im Zusammenwirken mit der Abgabe auf dem Oberniveau beschrieben; für die Ausgabe auf dem Unterniveau wird ein Verleimwerk der gleichen Art verwendet.

In der Fig. 1 rechts oben führt die Rampe Rollen zu, die mittels eines allgemein mit 56 bezeichneten Paddelwerks schrittgeschaltet werden. Das Paddelwerk 56 gewährleistet, daß die von den drehenden Rollen 57 gebildete Aufnahme immer nur eine gegebene Rolle L aufnimmt. Während die (Aufnahme-) Rollen 57 die (Papier-) Rolle L in Umdrehung versetzen, hebt eine Reihe von Luftstrahlen 58 das Ende der Papierrolle an und legt es auf einer Plattform 59 ab. Zu dieser Zeit bringt eine querlaufende Düse 60 auf das angehobene Ende der Papierrolle quer einen Leimstreifen auf. Danach wird durch den weiteren Umlauf des Paddelwerks 56 die (Papier-) Rolle L von der Plattform 59 abgenommen; da sie sich weiterdreht, legt ihr Ende sich wieder auf sie auf und wird auf ihr festgelegt.

Eine weitere Rampe oder Schräge wie bei 61 führt die nun endverleimte Rolle dem Sammler 62 zu (vergl. oben rechts in Fig. 1). Der Sammler weist eine Reihe von Trägern wie bei 63 auf, die die einzelnen Rollen bis zur Abgabe an eine Rollensäge (nicht gezeigt) zwischenspeichern. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, laufen die Rollen des Oberniveaus abwechselnd mit denen des Unterniveaus in die Träger 63 ein. In jedem Fall läßt sich - üblicher Praxis beim Umwickeln entsprechend - die Rampe 61 mit einem geeigneten Signal so schwenken, daß bspw. eine beschädigte Rolle ausgeworfen wird.

Die Radtaschenkontur

Wie bereits erwähnt, sind die Taschen bzw. Ausnehmungen für die auf dem Oberniveau abzugebenden Rollen anders konturiert als die für die auf dem Unterniveau abzugebenden. Allgemein gesagt, sind die Taschen für die Untenabgabe tiefer, so daß die dort enthaltenen Rollen an der oberen Abgaberampe 47 vorbeilaufen können. Die für diese beiden Taschenarten spezifischen Konturen seien nun anhand der Fig. 17 erläutert. In der Fig. 17 sind die Ausnehmungen 42, 44 für die Obenabgabe im wesentlichen "schlittenkufenförmig" konturiert; vergl. das Bezusgzeichen 64. Insbesondere weist die Gesamtkontur 64 einen allgemeien C-förmigen Teil 65 (vergl. die Ausnehmung 44 in Fig. 17 unten) auf, der in einen gradlinigen Teil 66 übergeht.

Die Obenabgabe-Taschenkontur 64 läßt sich als einen Übergangspunkt 68 zwischen dem C-förmigen Teil 65 und dem gradlinigen Teil 66 aufweisend kennzeichnen. In der Fig. 17 bildet eine Konstruktionslinie 69, die eine Radiallinie von der Achse 36 zum Übergangspunkt 68 darstellt, einen großen spitzen Winkel 70 mit dein gradlinigen Teil 66. In der Praxis liegt, wenn die Rolle L&sub1; sich etwa im Scheitelpunkt ihrer Bewegung mit dem Rad 38 befindet, der gradlinige bzw. flasche Teil 66 fast waaegerecht und ist vorzugsweise von links nach rechts 2º oder 3º aus der Waagerechten abwärts geneigt. Damit wird der Rolle L&sub1; eine schwache Schwerkraftkomponente erteilt. Vorzugsweise wird aber der Beschleunigungsarin 51 eingesetzt, um eine schnellere Bewegung der Rolle L&sub1; in die von den Rollen 57 gebildete Aufnahme des Verleimers zu gewährleisten.

Die Ausnehmungen 41, 43 für die Untenabgabe weisen jeweils eine allgemein C-förmige Gesamtkontur mit zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Armen 71, 72 (vergl. Fig. 17 links) auf, die von einem gradlinigen Buchtteil 73 verbunden sind und in diesen übergehen. Am Übergangspunkt 74 zum vorlaufenden Arm bzw. Wandungsteil 71 bildet der Buchtteil 73 mit einer von der Wellenachse 36 her gezogenen radialen Konstruktionslinie 76 einen kleinen spitzen Winkel 75.

Am Übergangspunkt 77 zum nachlaufenden Armteil 72 liegt der Buchtteil 73 im wesentlichen rechtwinklig zu einer von der Wellenachse 36 her gezogenen radialen Konstruktionslinie 78.

Es weisen also beide Taschengruppen - 41, 43 für das untere Niveau und 42, 44 für das obere Niveau - eine allgemein radial verlaufenden hintere Wand wie bei 72 bzw. 65 sowie eine allgemein flache Wand 73 bzw. 66 auf, die von der zugehörigen hinteren Wand in Drehrichtung nach vorn verläuft. Die flache Wand 66, 73 liegt allgemein waagerecht, wenn die zugehörige Tasche sich im Scheitelpunkt der Raduindrehung befindet (vergl. die Fig. 2 und 10).

Die Taschen für das untere Niveau unterscheiden sich von denen für das obere darin, daß sie weiterhin mit einer allgemein radialen vorderen Wand wie bei 71 versehen sind, die in Richtung der Radumdrehung verläuft. Damit ist eine Abgabe der Rolle L&sub2; verhindert (vergl. Fig. 23), bevor der Ausheber 50 sich an sie anlegt (vergl. Fig. 14 - 15).

Es ist einzusehen, daß die Erfindung eine Abgabe auch auf mehr als zwei Niveaus bewerkstelligen und eine unterschiedliche Anzahl von Taschen aufweisen kann, sofern die Taschen jeder Gruppe im Sinne einer aufeinanderfolgenden Abgabe von Rollen an eine Vielzahl von vertikal angeordneten Rampen konturiert sind.

Während der vorgehende Text zwecks Erläuterung eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschreibt, sind für den Fachmann an den dargestellten Einzelheiten zahlreiche Änderungen offensichtlich, die den Umfang der Erfindung nicht verlassen.


Anspruch[de]

1. Zuführeinrichtung mit

einem Gestell (30) mit waagerecht beabstandeten Untergestellen (33, 34), das ein Rollen-Zulaufende (30a) und ein Rollen-Ablaufende (30b) bildet,

einer waagerecht verlaufenden Welle (35), die im Gestell angeordnet ist und in den Untergestellen drehbar gelagert ist, wobei Mittel (37, 39) dem Gestell betrieblich zugeordnet sind, um die Welle zu drehen,

einer Vielzahl von Rollen aufnehmenden Rädern (38), die axial beabstandet starr auf der Welle sitzen, wobei

jedes Rad ein scheibenartiges Element aufweist, dessen Umfangsrand von einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten und radial einwärts verlaufenden Ausnehmungen (41 - 44) zur Aufnahme von Rollen unterbrochen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

zur Abgabe von aufgewickelten Rollen die Ausnehmungen in Gruppen (41, 43 und 42, 44) angeordnet sind, so daß aufeinanderfolgende der Ausnehinungen jeder Gruppe zur sukzessiven Abgabe an eine von vertikal beabstandete Rampeneinrichtungen (47, 48) ausgeführt sind,

dem Zulaufende des Rahmens betrieblich Mittel (45) zur sukzessiven Übergabe von Rollen an die Räder zugeordnet sind,

dem Ablaufende des Rahmens vertikal beabstandete Rampeneinrichtungen (47, 48) zur Abgabe auf mindestens einem oberen und einem unterem Niveau zugeordnet sind,

die Ausnehmungen (41, 43) für die Abgabe auf dem unteren Niveau radial weiter einwärts ausgenommen sind als die Ausnehmungen (42, 44) für die Abgabe auf dem oberen Niveau, um einen vorlaufenden Wandteil (71) herzustellen, der eine Rolle in der jeweiligen Ausnehmung festhält, wenn die Ausnehmung für die Abgabe auf dem unteren Niveau an der Rampeneinrichtung für die Abgabe auf dem oberen Niveau vorbeiläuft, und daß

der unteren Rampeneinrichtung betrieblich eine Aushebeeinrichtung (50) zugeordnet ist, die eine Rolle über den vorlaufenden Wandteil der Unterniveau-Ausnehinung hinwegdrückt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Räder mit vier Taschen versehen sind und dem Gestell betrieblich zwei Rampeneinrichtungen zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der auf dem Gestell am Scheitelpunkt des Radumlaufs umlaufende Schiebeeinrichtungen (51) angeordnet sind, um Rollen aus den Ausnehmungen zur Abgabe auf dein oberen Niveau herauszuschieben, und daß Mittel (37, 53) vorgesehen sind, um die Funktion der Schiebeeinrichtungen mit dem Radumlauf zu synchronisieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Sperreinrichtungen (49) auf dem Gestell an der Rollen-Einführeinrichtung angeordnet sind, um den Rolleneinlauf in die Ausnehmungen auf eine Rolle pro Ausnehinung zu begrenzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Rampeneinrichtung Endverleiineinrichtungen (32) zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ausnehmungen für die Abgabe auf dein oberen Niveau jeweils eine schlittenkufenartige Kontur mit einem allgemein C-förmigen Teil (65) haben, der in einen gradlinigen Teil (66) übergeht, bei der der gradlinige Teil in Drehrichtung zuerst auftritt und am Übergangspunkt zum allgemein C-förmigen Teil mit einer Radiallinie (69) zur Achse (36) der Welle einen größeren spitzen Winkel bildet, und bei der weiterhin die Ausnehmungen für die Abgabe auf dem unteren Niveau jeweils eine allgemein C-förmige Kontur mit zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Armteilen (71, 72) aufweisen, die von einem gradlinigen Buchtteil (73) verbunden sind und in diesen übergehen, wobei der Buchtteil am Übergangspunkt zum Armteil in Umlaufrichtung nachläuft und etwa rechtwinklig zu einer Radiallinie (78) zur Wellenachse liegt, so daß eine sich am Scheitelpunkt des Radumlaufs befindende Rolle in einer Ausnehmung für die Abgabe auf dem oberen Niveau frei aus dieser hinauslaufen kann, während eine sich am Scheitelpunkt des Radumlaufs befindende Rolle in einer Ausnehinung für die Abgabe auf dem unteren Niveau von dem vorlaufenden Armteil festgehalten wird und aus dieser Ausnehmung nicht hinauslaufen kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der am Scheitelpunkt des Radumlaufs umlaufende Schiebeeinrichtungen (51) auf dem Gestell angeordnet sind, um Rollen aus den Ausnehmungen zur Abgabe auf dem oberen Niveau hinauszuschieben, und bei der Mittel vorgesehen sind, um die Funktion der Schiebeeinrichtungen mit dein Radumlauf zu synchronisieren, wobei der Buchtteil (73) der Ausnehmungen für die Abghabe auf dem unteren Niveau radial einwärts des gradlinigen Teils (66) der Ausnehmungen für die Abgabe auf dem oberen Niveau liegen, so daß die Schiebeeinrichtung über die in den ersteren befindlichen Rollen hinweglaufen kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Rampeneinrichtung (47, 48) eine Endverleimeinrichtung zugeordnet ist, die ein Paar Rollen (57) zur drehenden Aufnahme aufeinanderfolgender Rollen auf und zwischen sich, Luftstrahleinrichtungen (58) auf dem Gestell an den Aufnahmerollen zum Abheben des Rollenendes von jeder Rolle (L) und eine querlaufende Leimdüse (69) auf dem Rahmen aufweist, um auf jedes abgewickelte Rollenende einen Leimstreifen aufzutragen.







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