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Dokumentenidentifikation DE10025191C2 24.04.2003
Titel Ring-Läufer-Kombination einer Ringspinn- oder -zwirnmaschine
Anmelder Reiners & Fürst GmbH u.Co., 41061 Mönchengladbach, DE
Erfinder Heinen, Helmut, 41068 Mönchengladbach, DE
Vertreter von Creytz, D., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 41844 Wegberg
DE-Anmeldedatum 20.05.2000
DE-Aktenzeichen 10025191
Offenlegungstag 29.11.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.04.2003
IPC-Hauptklasse D01H 7/52

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ring-Läufer-Kombination einer Ringspinn- oder -zwirnmaschine, wobei der Ring einen Flansch mit konvex nach innen, d. h. in Richtung auf die Ringachse, aufgewölbter Hauptanlagefläche für den Läufer besitzt und wobei sich oben auf dem Flansch radial nach außen an die Hauptanlagefläche die Flanschoberseite anschließt. Im folgenden wird der Einfachheit halber oft nur vom Ringspinnen oder von Ringspinnmaschinen auch dann gesprochen, wenn zugleich das Zwirnen oder Ringzwirnmaschinen gemeint sind.

Es ist allgemein bekannt, daß zwischen Spinnring und Ringläufer ein Schmierfilm gebildet und aufrechterhalten werden muß. Durch den Schmierfilm wird eine mit erhöhtem Verschleiß verbundene Reibung zwischen den Metallflächen von Spinnring und Ringläufer vermieden. Dieser Schmierfilm wird aus vom jeweiligen Garn abstehenden Fasern, die auf die Lauffläche zwischen Ringläufer und Spinnring geraten, gebildet.

Die Zufuhr von abstehenden Fasern des den Ringläufer passierenden Garns reicht aber nicht immer aus, den genannten Schmierfilm im erforderlichen Umfang aufzubauen und aufrechtzuerhalten. So passiert das Garn den Läufer beispielsweise beim Spinnen feiner, stark gedrehter Garne langsamer als in anderen Fällen und führt so pro Zeiteinheit weniger abstehende Fasern heran. Dieses Manko wird noch dadurch erhöht, daß feine Garne infolge der geringeren Faserzahl im Querschnitt entsprechend wenige, abstehende Faserenden je Längeneinheit besitzen.

In neuerer Zeit bereitet ein zu geringer Schmierfilm vor allem Probleme beim sogenannten Compact-Spinnen, also beim Spinnen verdichteter Garne. Hierbei werden den Streckwerken Vorrichtungen zum Verdichten der verstreckten Faserlunten nachgeordnet und abstehende Randfasern in den Faserverband eingebunden.

Das Ergebnis dieses Compact-Spinnens ist bestimmungsgemäß eine geringe Haarigkeit. Besonders stark reduziert werden die vom Garn abstehenden Faserenden mit Längen ab 3 mm. Wenn aber die Menge der Fasern, die den genannten Schmierfilm bilden sollen, vermindert wird, ergibt sich unter Betriebsbedingungen zwischen Ring und Läufer eine permanente Mangelschmierung. Die Folge davon sind hoher Läuferverschleiß und kurze Läuferstandzeit. Damit reduziert sich der wirtschaftliche Nutzen des Compact-Spinnverfahrens.

Zum Verbessern der Gleiteigenschaften zwischen Ring und Läufer beim Compact- Spinnen wird in DE 198 29 066 A1 vorgeschlagen, die Fäden kurz vor Erreichen des Läufers sparsam dosiert mit Öl zu benetzen. Die für ausreichende Gleiteigenschaften erforderliche Ölmenge ist so groß, daß in der Praxis ein nachgeschalteter Reinigungsschritt häufig unabdingbar ist.

Ebenfalls um die Schmierung zwischen Ring und Läufer beim Compact-Spinnen zu verbessern, wird in EP 0 690 158 A1 vorgeschlagen, durch eine Verringerung des Abstandes zwischen Ring und Läufer in der Zone des Garnlaufs günstigere tribologische Verhältnisse zu schaffen. Auch nach der Lehre von DE 198 24 079 A1 soll die Fläche zwischen Ring und Läufer maximiert werden. Letztlich wird aber mit der Vergrößerung der Berührungsfläche von Ring und Ringläufer auch der Bedarf an Schmiermittel vergrößert. Der erhoffte Erfolg konnte daher in der Praxis nicht erreicht werden.

Zur Lösung des beschriebenen Problems wird in EP 06 90 157 B1 vorgeschlagen, beim Spinnen den Abstand zwischen demjenigen Bereich des Ringläufers, durch den das Garn läuft, und der ihm gegenüberliegenden Fläche des Spinnrings auf 0,5 mm oder weniger zu reduzieren. Dadurch soll erreicht werden, daß das verdichtete Garn näher an die Ring/Läufer-Hauptanlagefläche herangeführt wird und auch kürzere abstehende Fasern zum Aufbau des Schmierfilms beitragen. Trotzdem gelangen viel zu wenig der verbliebenen Fasern in den Kontaktbereich zwischen Ring und Läufer, oder es kommt zum Fadenbruch bzw. zu Fadenschäden aufgrund möglicher Schräglage bei dem extrem engen Fadendurchgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anteil der von dem Garn abstehenden Fasern, welcher in den Kontaktbereich zwischen Läufer und Spinnring gelangt und zur Bildung von Schmierfilm beiträgt, zu vergrößern.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einer ersten, bevorzugten Ausgestaltung darin, daß die Flanschoberseite als radial nach innen (also zur Hauptanlagefläche abfallend) geneigte Faserleitfläche mit einem vom Garn abstehende Faserenden entgegen der Zentrifugalkraft in Richtung auf die Hauptanlagefläche drängenden Gefälle ausgestattet ist. Vorzugsweise soll die Faserleitfläche kegelförmig bzw. trichterförmig geneigt ausgebildet werden.

Durch die erfindungsgemäße Form des Rings bzw. von dessen Flansch wird erreicht, daß vom Garn abstehende Fasern gegen die Faserleitfläche stoßen, also nicht ohne weiteres radial nach außen weg von der zu schmierenden Zone streben können. Vielmehr können die Faserenden bei Berührung der Faserleitfläche durch die Relativbewegung von Garn und Läufer in Umfangsrichtung (entgegen der Bewegungsrichtung) zu Seite gedrückt werden. In dieser Lage schleifen die Faserenden bereits so stark auf der geneigten Faserleitfläche, daß die Schmierfilmbildung einsetzt.

Die auch eine Rutschfläche bildende Faserleitfläche der Flanschoberseite kann eine Neigung von 20° bis 80°, vorzugsweise zwischen 35° und 65°, und in radialer Richtung eine Länge von etwa R bis x, insbesondere etwa 1/3, der Flanschbreite besitzen. Ein relativ steiles Gefälle der Faserleitfläche von im vorstehenden Sinne etwa 45° Steigung und einer Länge von etwa 1/3 der radialen Breite der Flanschoberseite wird bevorzugt.

Eine erfindungsgemäße Faserleitfläche soll vorzugsweise so geformt und unter Betriebsbedingungen orientiert werden, daß sie sich kegel- bzw. trichterförmig von oben nach unten verjüngt. Die gewissermaßen konische Faserleitfläche kann in der Regel - gesehen im axial geschnittenen Flansch - gerade ausgebildet werden. Alternativ kann eine Wölbung konvex nach oben die Schmierfilmbildung bzw. -zufuhr verbessern, weil eine derartige (als konvexe Rotationstrichterlinie zu beschreibende) Faserleitfläche schneller mit der einzelnen in Umfangsrichtung umgelegten Faser reibend in Berührung kommt. Bei anderen Fasern bzw. Garnen kann eine als konkave Rotationstrichterlinie ausgebildete Faserleitfläche vorteilhaft sein, beispielsweise wenn es auf ein abstehendes Faserende Kraft durch eine Luftwirbelung ausübt und das Faserende auf diese Weise in den Schmierspalt zwischen Ring und Läufer bringt.

Eine weitere Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht für die eingangs genannte Ring-Läufer-Kombination darin, daß der Läufer einen konstruktiv vorgegebenen Garndurchlaufpunkt annähernd vertikal über dem oberen Ende des Ring-Läufer- Kontaktbereichs der Hauptanlagefläche besitzt. "Annähernd vertikal" bedeutet dabei, daß sich der Garndurchlaufpunkt unter Betriebsbedingungen im Bereich zwischen maximal +/-15° (vorzugsweise zwischen +/-10°) vertikal oberhalb der Kontaktstelle (bzw. des oberen Endes des Kontaktbereichs) von Ring und Läufer befinden soll. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß vom Garn abstehende Faserenden in einem Bereich räumlich oberhalb des Ring-Läufer-Kontaktbereichs der Hauptanlagefläche durch den Läufer gleiten und dadurch im Sinne der verstärkten Schmierfilmbildung mehr Faserteile in den Kontaktbereich geraten.

Der vorgegebene Garndurchlaufpunkt wird gemäß weiterer Erfindung bevorzugt dadurch festgelegt, daß im Verlauf des Läufers mindestens ein Knick mit gerundeter Kehle (als Garnlauffläche) - zur Aufnahme des durchlaufenden Garns - vorgesehen ist. In der Regel ist es, insbesondere für eine vereinfachte Montage, günstig, den Läufer wie üblich symmetrisch zu biegen, so daß er zwei (vor der Montage) gleichberechtigte Durchlaufkehlen aufweist.

Die vorgenannten beiden Lösungen werden vorzugsweise zu einem Gesamtkonzept kombiniert, indem zugleich die Flanschoberseite als radial nach innen geneigte Faserleitfläche mit einem vom Garn abstehende Fasern entgegen der Zentrifugalkraft in Richtung auf die Hauptanlagefläche drängenden Gefälle ausgebildet wird und der Läufer einen konstruktiv vorgegebenen Garndurchlaufpunkt etwa auf der zur Ringachse koaxialen Tangentialfläche der Hauptanlagefläche besitzt. Einige Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise soll der Garndurchlaufpunkt des Läufers bei Betriebsbedingungen annähernd auf der Höhe der (räumlichen) Oberkante der Faserleitfläche liegen. Überraschender Weise verstärken sich bei dem Gesamtkonzept von Ring und Läufer die erfindungsgemäß vorteilhaften Wirkungen von Ringform und Läuferform gegenseitig. Es entsteht eine Ring-Läufer-Kombination, bei der auf der vertikalen Tangentialfläche der Hauptanlagefläche ankommende Faserenden gegen die schräg nach innen geneigte Faserleitfläche stoßen und durch die kombinierte Wirkung von Umleitort und Um- bzw. Ablenkkraft in den Ring-Läufer-Kontaktbereich gedrängt werden.

Nach Vorstehendem gerät durch die erfindungsgemäßen Ring- und Läuferkonturen ein gegenüber dem Stand der Technik vergrößerter Anteil der vom Garn abstehenden Faserenden in den Spalt zwischen Ring und Läufer. Die dadurch erhöhte Schmiermittelmenge führt zu einem geringeren Läuferverschleiß und damit zu einer längeren Läufer-Standzeit. Das gilt sowohl beim Spinnen verdichteten Garns als auch bei konventionell gesponnenem Garn. Bei letzterem Garn erhöht sich bei erfindungsgemäßer Ring- und/oder Läuferkontur die Läuferstandzeit sogar über das herkömmlich gewohnte Maß hinaus.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Spinnring im axialen Querschnitt mit erfindungsgemäßer Ringkontur bei herkömmlich geformtem Läufer;

Fig. 1a drei verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Faserleitfläche;

Fig. 2 einen herkömmlichen Spinnring (im Schnitt wie vorher) mit erfindungsgemäß konturiertem Läufer; und

Fig. 3 einen Spinnring nach Fig. 1 mit Läufer nach Fig. 2.

In Fig. 1 bis 3 wird jeweils eine Schnittfläche einer längs einer Ringachse geschnittenen Spinnrings 1 dargestellt. Der Spinnring 1 nach Fig. 1 besitzt einen Flansch 2 mit (herkömmlich) konvex nach innen, das heißt in Richtung auf die vertikal (rechts der Zeichnung) zu denkende Ringsachse, gewölbter Hauptanlagefläche 3 für den Läufer 4. Oben auf dem Flansch 2 schließt sich in radialer Richtung an die Hauptanlagefläche 3 die Flanschoberseite 5 an. Erfindungsgemäß wird die Flanschoberseite 5 mit einer kegelförmig radial nach innen geneigten Faserleitfläche 6 ausgestattet, welche ein vom Garn 7 abstehende Faserenden 8 entgegen der Zentrifugalkraft 9 in Richtung auf die Hauptanlagefläche 3 drängendes Trichter-Gefälle besitzt.

Während das Garn 7 in Spinnrichtung 10 durch den Läufer 4 gleitet, bewegt sich dieser an der Hauptanlagefläche 3 längs des Flansches 2. Vom Garn 7 abstehende Faserenden 8 stoßen bei dieser Bewegung wenigstens zum Teil gegen die Faserleitfläche 6 und werden dadurch daran gehindert, unmittelbar der Zentrifugalkraft 9 zu folgen. Durch die Abschrägung der Faserleitfläche 6 werden nämlich die an diese Fläche 6 anstoßenden Faserenden 8 in den Spalt 11 zwischen Flansch 2 und Läufer 4 und damit zur Hauptanlagefläche 3 gedrängt und dort zu Faserschmierfilm zerrieben.

Die Oberseite 5 des Spinnring-Flansches 2 nach Fig. 1 setzt sich zusammen aus der nach innen (zur nicht gezeichneten Ringachse hin) abfallend geneigten Faserleitfläche 6 und dem letztere ringförmig umgebenden Außenbereich 12. Faserleitfläche 6 und Außenbereich 12 grenzen an der gewissermaßen einen kreisförmigen First bildenden Oberkante 13 der ersteren aneinander. Die Steigung und die Länge der Leitfläche 6 (in radialer Richtung gemessen) werden im Rahmen der Erfindung bevorzugt so ausgewählt, daß das Garn 7 möglichst tief in dem Spalt 11 liegend durch den Läufer 4 gleitet, der Spalt 11 aber ausreichend Platz für das Garn 7 bietet. Das Garn 7 selbst soll gerade noch nicht unmittelbar an der Leitfläche 6 entlang gleiten, diese also nicht berühren, erstrebt wird, daß die Faserenden 8 gegen die Leitfläche 6 stoßen.

Wie in Fig. 1a dargestellt, kann die Faserleitfläche 6 (in jedem axialen Schnitt) als gerade Linie A, als konvexe Linie B oder als konkave Linie C in Erscheinung treten. Dadurch erreichbare unterschiedliche Wirkungen werden oben erläutert.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird ein Spinnring 1 mit herkömmlich konturiertem Flansch 2 mit annähernd ebener, horizontaler Oberseite 5 dargestellt. Dagegen besitzt der Läufer 4 eine erfindungsgemäße Kontur. Er wird konstruktiv so ausgebildet, daß sich ein definierter, auf der Länge des Läufers 4 annähernd fester Garndurchlaufpunkt 14 ergibt. Dieser wird erfindungsgemäß so gelegt, daß er unter Betriebsbedingungen etwa vertikal über dem oberen Ende 15 der Hauptanlagefläche 3 steht, wenn der Läufer 4 arbeitet. Bevorzugt soll - speziell auch im Fall von Fig. 2 - der Garndurchlaufpunkt 14 annähernd auf der zur Ringachse koaxialen Tangentialfläche 16 der Hauptanlagefläche 3 liegen.

Der Läufer 4 gemäß Fig. 2 ist symmetrisch gebogen. Er besitzt also zwei als Garndurchlaufpunkte 14 geeignete, gerundete Kehlen 17 zur Aufnahme des Garns 7. Bei der Anordnung nach Fig. 2 soll der Garndurchlaufpunkt 14 im wesentlichen senkrecht über dem oberen Ende 15 der Hauptanlagefläche 3 angeordnet werden, dadurch wird erreicht, daß von dem Garn 7 abstehende Fasern 8 sich unter Betriebsbedingungen möglichst nahe über der Ring-Läufer-Kontaktfläche bzw. Hauptanlagefläche 3 befinden. Demgegenüber gleitet das Garn 7 bei einem herkömmlich geformten Läufer, der durchgehend gerundet ist und einen speziellen Garndurchlaufpunkt nicht besitzt, oberhalb der Ringoberseite 5 durch den Läufer 4, so daß die meisten Faserenden 8 mit dem Garn 7 (in Spinnrichtung 10) abgezogen werden, ohne daß sie zur Verbesserung und Aufrechterhaltung des Schmierfilms beitragen können.

Fig. 3 zeigt eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Kombination der erfindungsgemäßen Merkmale nach Fig. 1 und 2. In Fig. 3 werden u. a. die Bezugszeichen von Fig. 1 und 2 benutzt. Wichtig ist in Fig. 3 vor allem das Zusammenwirken von geneigter Faserleitfläche 6 und vorgegebenem Garndurchlaufpunkt 14. Der Ringspalt 11 zwischen der Faserleitfläche 6 und dem Läufer 4 ist in Fig. 3 ersichtlich größer als bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2. Durch einen zu engen Spalt - etwa wie bei EP 06 90 157 B1 - begründete Fadenschädigungen oder -brüche sind daher praktisch ausgeschlossen. Erfindungsgemäß besonders bemerkenswert ist die Tatsache, daß - ähnlich wie bei Fig. 1 aber stabilisiert durch den vorgegebenen Garndurchlaufpunkt 14 - das Garn 7 selbst innerhalb des Spalts 11 durch den Läufer 4 gleitet. Der Garndurchlaufpunkt 14 des Läufers 4 kann erfindungsgemäß unter Betriebsbedingungen tiefer als die Oberkante 13 der Faserleitfläche 6 liegen.

In Fig. 3 wird der Schwerpunkt des Läufers 4 mit S bezeichnet. Der Schwerpunkt S liegt unter Betriebsbedingungen, d. h. bei rotierendem Läufer 4 annähernd an derselben Stelle wie bei einem Läufer, der wie bei Fig. 1 eine durchweg gerundete Form hat. Der erfindungsgemäße Läufer arbeitet also ganz genauso wie ein herkömmlicher Läufer gleicher Art. Der Läufer 4 nach Fig. 2 und 3 kann als im Bereich des Garndurchlaufpunkts 14 aus zwei Schenkeln 18 und 19 bestehend beschrieben werden. Die beiden Schenkel 18 und 19 stoßen mit einem sogenannten Radius stumpfwinklig aufeinander. Im Ausführungsbeispiel sind gerade Schenkel 18 und 19 dargestellt. Grundsätzlich können die Schenkel aber auch gerundet sein, wenn ein definierter Durchlaufpunkt 14 vorhanden ist. Bezugszeichenliste 1 Ring

2 Flansch

3 Hauptanlagefläche

4 Läufer

5 Flanschoberseite

6 Faserleitfläche

7 Garn

8 Faserende

9 Zentrifugalkraft

10 Spinnrichtung

11 Spalt

12 Außenbereich (5)

13 Oberkante (6)

14 Garndurchlaufpunkt

15 oberes Ende (3)

15 Kehle

16 Tangentialfläche

17 Kehle

18, 19 Schenkel


Anspruch[de]
  1. 1. Ring-Läufer-Kombination einer Ringspinn- oder Zwirnmaschine, wobei der Ring (1) einen Flansch (2) mit konvex nach innen, d. h. in Richtung auf die Ringachse, gewölbter Hauptanlagefläche (3) für den Läufer (2) besitzt und wobei sich oben auf dem Flansch (2) radial nach außen an die Hauptanlagefläche (3) die Flanschoberseite (5) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschoberseite (5) als radial nach innen geneigte Faserleitfläche (6) mit einem vom Garn (7) abstehende Faserenden (8) entgegen der Zentrifugalkraft (9) in Richtung auf die Hauptanlagefläche (3) drängenden Gefälle ausgestattet ist (Fig. 1).
  2. 2. Ring-Läufer-Kombination einer Ringspinn- oder -zwirnmaschine, wobei der Ring (1) einen Flansch (2) mit konvex nach innen, d. h. in Richtung auf die Ringachse, gewölbter Hauptanlagefläche (3) für den Läufer (4) besitzt und wobei sich oben auf dem Flansch (2) radial nach außen an die Hauptanlagefläche (3) die Flanschoberseite (5) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4) einen konstruktiv vorgegebenen Garndurchlaufpunkt (14) annähernd vertikal über dem oberen Ende (15) der Hauptanlagefläche (3) besitzt (Fig. 2).
  3. 3. Ring-Läufer-Kombination einer Ringspinn- oder -zwirnmaschine, wobei der Ring (1) einen Flansch (2) mit konvex nach innen, d. h. in Richtung auf die Ringachse, gewölbter Hauptanlagefläche (3) für den Läufer (4) besitzt und wobei sich oben auf dem Flansch (2) radial nach außen an die Hauptanlagefläche (3) die Flanschoberseite (5) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschoberseite (5) als radial nach innen geneigte Faserleitfläche (6) mit einem vom Garn (7) abstehende Faserenden (8) entgegen der Zentrifugalkraft (9) in Richtung auf die Hauptanlagefläche (3) und den Spalt (11) zwischen Hauptanlagefläche (3) und Läufer (4) drängenden Gefälle ausgestattet ist und daß der Läufer (4) einen konstruktiv vorgegebenen Garndurchlaufpunkt (14) annähernd auf der zur Ringachse koaxialen Tangentialfläche (16) der Hauptanlagefläche (3) besitzt (Fig. 3).
  4. 4. Ring-Läufer-Kombination nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine kegel- bzw. trichterförmig sich von oben nach unten verjüngende Faserleitfläche (6) vorgesehen ist.
  5. 5. Ring-Läufer-Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserleitfläche (6) eine Neigung von 20° bis 80°, vorzugsweise zwischen 35 und 65°, besitzt.
  6. 6. Ring-Läufer-Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserleitfläche (6) - gesehen in einem axialen Ringquerschnitt - gerade, konvex oder konkav verläuft (Fig. 1a).
  7. 7. Ring-Läufer-Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des - vorzugsweise symmetrisch gebogenen - Läufers (4) mindestens ein Knick mit gerundeter Kehle (17) als Garndurchlaufpunkt (14) zur Aufnahme des durchlaufenden Garns (7) vorgesehen ist.
  8. 8. Ring-Läufer-Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Garndurchlaufpunkt (14) bei Betriebsbedingungen annähernd auf der Höhe der Oberkante (13) der Faserleitfläche (6) liegt.
  9. 9. Ring-Läufer-Kombination nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung gemessene Breite der geneigten Faserleitfläche (6) etwa R bis x der radialen Breite der Flanschoberseite (5), insbesondere etwa 1/3 dieser Flanschbreite, beträgt.






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