DE19505974A1 - Thermostatically controlled mixing valve for cold and hot water - Google Patents
Thermostatically controlled mixing valve for cold and hot waterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Mischventil für Kalt- und Warmwasser mit thermostatischer Regelung der Mischwas sertemperatur durch im Ventilgehäuse parallel angeord nete Thermostaten und einem mit den Thermostaten ver bundenen Ventilverschlußteil, mit dem die Zuflüsse von Kalt- und Warmwasser gegenläufig veränderbar sind, wo bei die Thermostaten von wenigstens einer Rückstellfe der gegen eine Temperaturvorwähleinrichtung gedrückt sind.The invention relates to a mixing valve for cold and Hot water with thermostatic control of the mixed water temperature in parallel in the valve housing nete thermostats and one with the thermostats tied valve closure part, with which the inflows of Cold and hot water can be changed in opposite directions, where for the thermostats of at least one reset pressed against a temperature preselector are.
Ein derartiges Mischventil ist aus der deutschen Pa tentschrift DE 29 30 276 C2 bekannt. Bei dieser Ein richtung ist das Ventilverschlußglied jedoch vom je weils in der Zuflußleitung für das kalte Wasser und das warme Wasser herrschenden Druck beaufschlagt, was nachteilig für das Regelverhalten der Einrichtung ist. Such a mixing valve is from German Pa tentschrift DE 29 30 276 C2 known. At this one direction is the valve closure member of each because in the inflow pipe for the cold water and the warm water pressure is what is disadvantageous for the control behavior of the device.
Aus der europäischen Patentschrift mit der Veröffent lichungsnummer 0 242 680 B1 ist außerdem eine andere Mischbatterie bekannt, bei der das Ventilverschluß glied in dem Batteriegehäuse so angeordnet ist, daß der in den Zuflußkanälen für das kalte und warme Was ser herrschende Druck sich nicht nachteilig auf das Regelverhalten der Mischbatterie auswirkt.From the European patent specification with the publisher Number 0 242 680 B1 is also another Mixer tap known in which the valve closure member is arranged in the battery case so that the one in the inflow channels for the cold and warm what This prevailing pressure does not adversely affect the Control behavior of the mixer tap affects.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Mischventil zu verbessern und insbesondere so auszubilden, daß bei einer kompakten Bauweise eine hohe Durchflußleistung erzielbar ist, wobei der Druck des zufließenden kalten und warmen Wassers keinen wesentlichen Einfluß auf das Regelverhalten des Mischventils ausübt.The invention is based, in which The preamble of claim 1 specified mixing valve improve and in particular train so that at a compact design, a high flow rate is achievable, the pressure of the incoming cold and warm water have no significant influence on the Control behavior of the mixing valve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Thermostaten im wesentlichen fest mit einem als Hohlkolbenschieber ausgebildetes Ventilverschlußglied verbunden sind, wobeiThis object is achieved in that the thermostats are essentially fixed with an as Hollow piston slide valve closure member are connected, whereby
- - zwei von den beiden Stirnkanten des Hohlkolben schiebers und den zugehörigen Ventilsitzen gebil dete gegenläufig veränderliche Einlaßöffnungen vorgesehen sind, von denen das kalte und warme Wasser dosiert einer dem Innenbereich des Hohl kolbenschiebers zugeordneten Mischkammer zu strömt,- Two of the two front edges of the hollow piston slide valve and the associated valve seats opposed variable inlet openings are provided, of which the cold and warm Water doses the inside of the hollow piston slide associated mixing chamber flows,
- - die Thermostate mit ihren Temperaturfühlbereichen in der Mischkammer angeordnet sind,- The thermostats with their temperature sensing ranges are arranged in the mixing chamber,
- - eine Waageplatte vorgesehen ist, an der an der einen Seite die Thermostate abgestützt sind, wäh rend an der anderen Seite die Temperaturvorwäh leinrichtung mit einem Vorsprung einen Wiegepunkt zwischen den Anlagestellen der Thermostate bil det.- A scale plate is provided on the the thermostats are supported on one side on the other side, select the temperature l device with a projection a weighing point between the contact points of the thermostats bil det.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An sprüchen 2 bis 10 angegeben.Further refinements of the invention are in the An sayings 2 to 10 specified.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung angegeben und wird im folgenden näher be schrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the Drawing indicated and will be closer in the following wrote. It shows
Fig. 1 einen als Baueinheit ausgebildeten Thermo statventileinsatz in der Schnittebene I der Fig. 2; Fig. 1 a formed as a structural unit of FIG thermal statventileinsatz in the section plane I 2.
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Baueinheit in der Schnittebene II; FIG. 2 shows the structural unit shown in FIG. 1 in the sectional plane II;
Fig. 3 die in Fig. 1 gezeigte Baueinheit einmon tiert in ein schematisches im Längsschnitt dargestelltes Ventilgehäuse. Fig. 3, the assembly shown in Fig. 1 einmon tiert in a schematic valve housing shown in longitudinal section.
Das in der Zeichnung dargestellte Mischventil wird im wesentlichen von einem schematisch dargestellten Ven tilgehäuse 1, einer Temperaturvorwähleinrichtung 2 so wie einem als Baueinheit ausgebildeten Thermostatven tileinsatz 3 mit einem Hohlkolbenschieber 4 gebildet. In dem Ventilgehäuse 1 ist ein Kaltwasseranschluß 11, ein Warmwasseranschluß 12 und ein Mischwasseranschluß 13 vorgesehen. Zur Aufnahme des Thermostatventileinsat zes 3 mit dem Hohlkolbenschieber 4 ist eine entspre chend gestufte Aufnahmebohrung 17 in dem Ventilgehäuse 1 ausgebildet, wobei konzentrisch zur Aufnahmebohrung 17 axial zueinander versetzt jeweils eine mit dem Kaltwasseranschluß 11 in Verbindung stehende Ringkam mer 110 und eine mit dem Warmwasseranschluß 12 in Ver bindung stehende Ringkammer 120 ausgebildet ist. Die beiden Ringkammern 110, 120 sind von dem Hohlkolben schieber 4 mittels Dichtring 43 voneinander getrennt. Der Thermostatventileinsatz 3 ist dabei mit einem Kopfstück 32 im Ventilgehäuse 1 befestigt. Für diese Befestigung ist ein umlaufender Flansch 325 an dem Kopfstück 32 ausgebildet, in dem Bohrungen 3250 für Befestigungsschrauben 16 vorgesehen sind. Zur Abdich tung ist außerdem ein Dichtring 326 vorgesehen. An statt der Flanschbefestigung kann selbstverständlich auch ein Einschraubgewinde in der Stufenbohrung vorge sehen werden, in das das Kopfstück mit einem entspre chenden Gewinde einschraubbar ist.The mixing valve shown in the drawing is essentially formed by a schematically illustrated valve housing 1 , a temperature preselector 2 and a thermostatic valve insert 3 formed as a structural unit with a hollow piston valve 4 . A cold water connection 11 , a hot water connection 12 and a mixed water connection 13 are provided in the valve housing 1 . To accommodate the Thermostatventileinsat zes 3 with the hollow spool 4 , a correspondingly stepped receiving bore 17 is formed in the valve housing 1 , concentrically to the receiving bore 17 axially offset from each other one with the cold water connection 11 in connection Ringkam mer 110 and one with the hot water connection 12 in Ver related annular chamber 120 is formed. The two annular chambers 110 , 120 are separated from each other by the hollow piston slide 4 by means of a sealing ring 43 . Thermostat valve insert 3 is fastened with a head piece 32 in valve housing 1 . For this fastening, a circumferential flange 325 is formed on the head piece 32 , in which holes 3250 for fastening screws 16 are provided. A sealing ring 326 is also provided for sealing. Instead of the flange mounting, of course, a screw thread can be seen in the stepped bore, into which the head piece can be screwed with a corresponding thread.
Von den beiden Stirnseiten des Hohlkolbenschiebers 4 wird jeweils mit einem zugehörigen Ventilsitz 15 für Kaltwasser und einem Ventilsitz 14 für Warmwasser ein Einlaßspalt für Kalt- und Warmwasser zu einer stromab wärts gelegenen Mischkammer 40 gebildet. Zur Durchfüh rung des Kaltwassers sind parallel zum Nabenteil 41 im Hohlkolbenschieber 4 Durchtrittsöffnungen 42 ausgebil det, die das Kaltwasser der Mischkammer 40 zuführen. Der Ventilsitz 15 ist hierbei als Stirnfläche an dem Kopfstück 32 vorgesehen, während der Ventilsitz 14 als separate Hülse ausgebildet ist, die mit Schrauben 140 am Ventilgehäuse 1 befestigt ist. Hierbei ist die Hül se so ausgelegt, daß sie in ihrer Axialposition durch Zwischenlage von Paßstücken 141 justierbar ist.From the two end faces of the hollow piston valve 4 , an inlet gap for cold and warm water to a downstream mixing chamber 40 is formed with an associated valve seat 15 for cold water and a valve seat 14 for hot water. To implement the cold water, 4 passage openings 42 are formed parallel to the hub part 41 in the hollow piston valve, which feed the cold water to the mixing chamber 40 . The valve seat 15 is in this case provided as an end face on the head piece 32 , while the valve seat 14 is designed as a separate sleeve which is fastened to the valve housing 1 with screws 140 . Here, the sleeve is designed so that it is adjustable in its axial position by the interposition of adapters 141 .
In dem Kopfstück 32 sind drei symmetrisch angeordnete Bohrungen 320 vorgesehen, in denen jeweils ein Thermo stat 31 mit einem Führungsrohr 312 axial verschiebbar und mit einem Dichtring 3202 gedichtet angeordnet ist. Die Thermostate 31 sind dabei in entsprechend symme trisch angeordneten Bohrungen in einem Nabenteil 41 des Hohlkolbenschiebers 4 fest eingeschraubt. Anstatt mit Gewindeverbindungen können die Thermostate jedoch auch mit einer oder mehreren Federn gegen den Hohlkol benschieber verspannt angeordnet werden, so daß die Thermostate axial zwar fest mit dem Hohlkolbenschieber verbunden sind, jedoch radial eine bestimmte Beweg lichkeit zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen auf weisen.In the head piece 32 , three symmetrically arranged bores 320 are provided, in each of which a thermo stat 31 is axially displaceable with a guide tube 312 and sealed with a sealing ring 3202 . The thermostats 31 are screwed into correspondingly symmetrically arranged bores in a hub part 41 of the hollow piston valve 4 . Instead of threaded connections, the thermostats can also be arranged with one or more springs clamped against the hollow piston valve, so that the thermostats are axially fixed to the hollow piston valve, but radially have a certain mobility to compensate for manufacturing tolerances.
Zum Schutz der Dichtringe 3202 ist der Hohlkolben schieber 4 an der dem Kopfstück 32 zugekehrten Stirn seite mit einem kegelstumpfförmigen Vorsprung am Na benteil 41 ausgebildet, welcher in eine entsprechend kegelstumpfförmige Ausnehmung 321 am Kopfstück 32 ein faßt.To protect the sealing rings 3202 , the hollow piston slide 4 is formed on the front side facing the head piece 32 with a truncated cone-shaped projection on the Na part 41 , which fits into a corresponding truncated cone-shaped recess 321 on the head piece 32 .
In einem erweiterten Bereich 3201 der Bohrungen 320 ist auf dem Endbereich des Führungsrohrs 312 jeweils eine Mutter 3120 aufgeschraubt, wobei zwischen der Mutter 3120 und dem Grund des erweiterten Bereichs 3201 jeweils eine Rückstellfeder 310 angeordnet ist, so daß der Hohlkolbenschieber 4 mit seiner Stirnseite gegen den Kaltwassersitz 15 gestrammt wird. Die Thermostate 31 sind als Dehnstoffelemente ausge bildet, wobei die Umgebungstemperatur auf den gekap selt angeordneten Dehnstoff über Temperaturfühlbereiche 311 übertragen wird. Entsprechend der Ausdehnung des Dehnstoffs wird hierbei ein im Führungsrohr 312 ange ordneter Stößel 3121 axial ausgelenkt. Oberhalb der Stößel 3121 ist in dem erweiterten Bereich 3201 der Bohrungen 320. jeweils eine als Überlastsicherung 35 ausgebildete Einheit angeordnet, deren Axialfedern stärker ausgelegt sind als die Rückstellfedern 310, so daß sie lediglich in extremen Situationen - z. B. wenn der Hohlkolbenschieber 4 am Warmwassersitz anliegt, und durch die Umgebungstemperatur eine weitere Auslen kung der Stößel 3121 erfolgt - die überschüssige Aus lenkung unschädlich aufnehmen. Die Überlastsicherungen 35 ragen mit ihren zylindrischen Hülsen in eine von außen zugängliche Kammer 323 hinein, in der eine Waa geplatte 33, wie sie insbesondere aus Fig. 2 zu ent nehmen ist, angeordnet ist. Die Waageplatte 33 ist da bei etwa als gleichseitiges Dreieck ausgebildet, des sen Spitzen abgerundet sind, wobei zur Führung der Waageplatte 33 eine Führungsbuchse 36 in die Kammer 323 eingesetzt ist, die in der Stecklage drehfest von den vorstehenden zylindrischen Hülsen der drei Über lastsicherungen 35 gehalten ist, während die axiale Halterung mit einem Sicherungsring 37 erfolgt. Im Be reich der Seitenflächen der Waageplatte 33 sind an der Führungsbuchse 36 Führungsflächen 362 ausgebildet. Anstatt eine separate Führungsbuchse 36 anzuordnen, kann auch die Kammer 323 im Durchmesser entsprechend kleiner ausgelegt werden, so daß die Anschlag- und Führungsflächen 362 von dem erweiterten Bereich 3201 der Bohrungen 320 gebildet werden.In a widened area 3201 of the bores 320 , a nut 3120 is screwed onto the end area of the guide tube 312 , a return spring 310 being arranged between the nut 3120 and the base of the widened area 3201 , so that the hollow piston valve 4 has its end face against the Cold water seat 15 is tightened. The thermostats 31 are formed as expansion elements, the ambient temperature being transferred to the expansion material arranged in a capsule manner via temperature sensing regions 311 . Corresponding to the expansion of the expansion material, a plunger 3121 arranged in the guide tube 312 is axially deflected. Above the plunger 3121 in the enlarged area 3201 of the bores 320 . Each arranged as an overload protection 35 unit, the axial springs are designed stronger than the return springs 310 , so that they only in extreme situations - z. B. when the hollow piston valve 4 rests on the hot water seat, and a further deflection of the plunger 3121 takes place due to the ambient temperature - take the excess from steering harmless. The overload protection devices 35 protrude with their cylindrical sleeves into an externally accessible chamber 323 , in which a Waa geplatte 33 , as can be seen in particular in FIG. 2, is arranged. The balance plate 33 is formed as an approximately equilateral triangle, the sen peaks are rounded, with a guide bushing 36 being inserted into the chamber 323 for guiding the balance plate 33 , which in the plug-in position is held by the projecting cylindrical sleeves of the three over-load protection devices 35 is, while the axial mounting is carried out with a locking ring 37 . In Be rich the side surfaces of the balance plate 33 36 guide surfaces 362 are formed on the guide bush . Instead of arranging a separate guide bush 36 , the diameter of the chamber 323 can also be made correspondingly smaller, so that the stop and guide surfaces 362 are formed by the enlarged area 3201 of the bores 320 .
Die Waageplatte 33 weist symmetrisch in den Eckberei chen Anschlagnoppen 331 für den Anschlag an die Über lastsicherungen 35 auf, während an der gegenüberlie genden Seite im Zentrum der als gleichseitiges Dreieck ausgebildeten Waageplatte 33 eine Anschlagnoppe 331 für die Anlage an einen Vorsprung 23 der Temperatur vorwähleinrichtung 2 vorgesehen ist. Damit bei den möglichen Schräglagen der Waageplatte 33 immer eine exakte Anlage an den Überlastsicherungen 35 und dem Vorsprung 23 gewährleistet ist, sind die Anschlagnop pen an der Stirnfläche ballig ausgebildet.The balance plate 33 has symmetrically in the Eckberei Chen stop knobs 331 for the stop on the overload protection 35 , while on the opposite side in the center of the equilateral triangle-shaped scale plate 33 has a stop knob 331 for contacting a projection 23 of the temperature preselector 2 is provided. So that with the possible inclined positions of the balance plate 33 an exact contact with the overload protection devices 35 and the projection 23 is always guaranteed, the stop pins are spherical on the end face.
Die Temperaturvorwähleinrichtung 2 ist mit einer topfartigen Mutter 24 auf einem Bewegungsgewinde 324 angeordnet. Auf der Mutter 24 ist mittels Riefenver zahnung 240 ein Drehgriff 21 drehfest verbunden. Au ßerdem ist auf dem Kopfstück 32 eine Temperaturskala 22 drehfest und axial gesichert angeordnet. Die Axial sicherung erfolgt bei der Temperaturskala 22 mittels Schnappzungen 220. An der Temperaturskala 22 ist fer ner axial ein zylindrischer Bereich 221 ausgebildet, in den die Mutter 24 mit einem Bremsring 25 einfaßt, so daß die Mutter 24 sich nur mit einer vorbestimmten Schwergängigkeit auf dem Kopfstück 32 bewegen läßt. An der Außenmantelseite des zylindrischen Bereichs 221 ist eine umlaufende Ringnut 222 ausgebildet, in die radial durch den Drehgriff 21 schraubbare Stiftschrau ben 210 einfassen und den Drehgriff 21 axial zur Tem peraturskala 22 und dem Ventilgehäuse 1 haltern. Wird in dieser Position der Drehgriff 21 gedreht, so behält er seine axiale Stellung bei, während die Mutter 24 über die Verzahnung 240 von dem Bewegungsgewinde 324 axial zum Kopfstück 32 bewegt wird. The temperature preselection device 2 is arranged with a pot-like nut 24 on a movement thread 324 . On the nut 24 , a rotary handle 21 is rotatably connected by means of Riefenver toothing 240 . In addition, a temperature scale 22 is arranged non-rotatably and axially secured on the head piece 32 . The axial securing takes place at the temperature scale 22 by means of snap tongues 220 . On the temperature scale 22 fer ner a cylindrical portion 221 is axially formed, in which the nut 24 surrounds with a brake ring 25 , so that the nut 24 can only move with a predetermined stiffness on the head piece 32 . On the outer side of the cylindrical portion 221 , a circumferential annular groove 222 is formed, in the radially screwable through the twist grip 21 ben screw 210 and hold the twist grip 21 axially to the temperature scale 22 and the valve housing 1 . If the rotary handle 21 is rotated in this position, it maintains its axial position, while the nut 24 is moved axially by the movement thread 324 to the head piece 32 via the toothing 240 .
Das Mischventil hat folgende Funktionsweise:
Das Kaltwasserversorungsleitungsnetz ist an den Kalt
wasseranschluß 11 und das Warmwasserversorungslei
tungsnetz ist an den Warmwasseranschluß 12 sowie die
Mischwasserleitung ist an den Mischwasserauslaß 13 an
zuschließen.The mixing valve works as follows:
The cold water supply line network is to the cold water connection 11 and the warm water supply line is connected to the hot water connection 12 and the mixed water line is to be connected to the mixed water outlet 13 .
Wird nun Mischwasser aus der Mischwasserleitung ent nommen, so wird durch die Lage des Hohlkolbenschiebers 4 zu den beiden Ventilsitzen 14 und 15 das Mischungs verhältnis bzw. die Temperatur des erzeugten Mischwas sers bestimmt. Durch eine Drehbewegung am Drehgriff 21 kann mit Hilfe der Temperaturskala 22 eine Mischwas sertemperatur voreingestellt werden. Hierbei wird über den Vorsprung 23, der Waageplatte 33, der Überlastsi cherungen 35 und der Stößel 3121 der Thermostate 31 die Position des Hohlkolbenschiebers 4 im Ventilgehäu se 1 festgelegt. Entspricht die an den Temperaturfühl bereichen 311 der Thermostate 31 ermittelte Mischwas sertemperatur nicht der voreingestellten Temperatur bzw. wird eine Änderung der Mischwassertemperatur festgestellt, so erfolgt eine entsprechende axiale Auslenkung der Stößel 3121, und die beiden Einlaßspal ten am Ventilsitz 14 für Warmwasser und am Ventilsitz 15 für Kaltwasser werden entsprechend gegenläufig ver ändert, bis die vorgegebene Temperatur erreicht bzw. wieder erreicht ist. Werden von den Fühlbereichen der einzelnen Thermostate 31 unterschiedlich Mischwasser temperaturen erfühlt, so erfolgt eine unterschiedliche Auslenkung der Stößel 3121. Diese unterschiedliche Auslenkung wird durch die Waageplatte 33 durch eine entsprechende Schräglage in der Kammer 323 kompen siert, so daß von allen drei Thermostaten 31 die Posi tionierung des Hohlkolbenschiebers 4 im Ventilgehäuse erfolgen kann.If mixed water is now removed from the mixed water line, the position of the hollow spool 4 to the two valve seats 14 and 15 determines the mixing ratio or the temperature of the mixed water produced. By rotating the rotary handle 21 , a mixed water temperature can be preset using the temperature scale 22 . Here, the position of the hollow spool 4 in the valve housing 1 is determined via the projection 23 , the balance plate 33 , the overload protection devices 35 and the plunger 3121 of the thermostats 31 . Corresponds to the temperature sensing areas 311 of the thermostats 31 Mischwas sertemperature not the preset temperature or a change in the mixed water temperature is detected, there is a corresponding axial deflection of the plunger 3121 , and the two inlet gaps th on the valve seat 14 for hot water and the valve seat 15th for cold water, corresponding changes are made in opposite directions until the specified temperature is reached or reached again. If different mixed water temperatures are sensed by the sensing areas of the individual thermostats 31 , the plunger 3121 is deflected differently. This different deflection is compensated by the balance plate 33 by a corresponding inclined position in the chamber 323 , so that the position of the hollow piston valve 4 in the valve housing can be effected by all three thermostats 31 .
Claims (10)
- - zwei von den beiden Stirnkanten des Hohlkol benschiebers (4) und den zugehörigen Ventil sitzen (14, 15) gebildete gegenläufig verän derliche Einlaßöffnungen vorgesehen sind, von denen das kalte und warme Wasser dosiert ei ner dem Innenbereich des Hohlkolbenschiebers (4) zugeordneten Mischkammer (40) zuströmt,
- - die Thermostate (31) mit ihren Temperatur fühlbereichen (311) in der Mischkammer (40) angeordnet sind,
- - eine Waageplatte (33) vorgesehen ist, an der an der einen Seite die Thermostate (31) abge stützt sind, während an der anderen Seite die Temperaturvorwähleinrichtung (2) mit einem Vorsprung (23) einen Wiegepunkt zwischen den Anlagestellen der Thermostate (31) bildet.
- - Two of the two end edges of the Hohlkol benschiebers ( 4 ) and the associated valve seat ( 14 , 15 ) formed in opposite directions changeable inlet openings are provided, of which the cold and warm water doses egg ner the interior of the hollow piston valve ( 4 ) associated mixing chamber ( 40 ) flows in,
- - The thermostats ( 31 ) with their temperature sensing areas ( 311 ) are arranged in the mixing chamber ( 40 ),
- - A weighing plate ( 33 ) is provided on which the thermostats ( 31 ) are supported on one side, while on the other side the temperature preselection device ( 2 ) with a projection ( 23 ) is a weighing point between the contact points of the thermostats ( 31 ) forms.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FRIEDRICH GROHE AG & CO. KG, 58675 HEMER, DE |
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| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GROHE WATER TECHNOLOGY AG & CO. KG, 58675 HEMER, D |
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| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GROHE AG, 58675 HEMER, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |