EP0603665A1 - Blower unit comprising a motor and a blower - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D29/263—Rotors specially for elastic fluids mounting fan or blower rotors on shafts
Definitions
- the invention relates to a blower unit consisting of a drive motor and a blower according to the preamble of claim 1.
- blower unit is known from US-A-3 245 610.
- the spacer provided between the two blower wheels is designed in the manner of a spool of thread, i.e. it has flanges on both sides that are larger in diameter than the central part connecting them.
- the fan wheels When the fan wheels are assembled, they are pressed against the outside of the respective flange. The resulting axially directed pressing forces are transmitted from the central part of the spacer. If the outer surfaces of the flanges are not exactly flat, this leads to tension in the flanges, which in turn can result in deformation of the flanges. Such deformations are easily possible because of the relatively large diameter of the flanges compared to the central part of the spacer.
- the spacers also have a relatively large mass. Since such blower units are operated at high speeds, the large mass of the spacers results in very high vibrational forces even with the smallest imbalances.
- the invention has for its object to develop a blower unit of the generic type so that deformations caused by tension on the spacer and the resulting misalignment of the impellers are largely avoided.
- Such a spacer is characterized by a low mass and the forces introduced at the end faces of the webs are transmitted by the webs which extend in the axial direction at a uniform height. Because of the uniform height of the webs, no bending moments resulting in deformation of the webs can occur on them.
- the centering support can advantageously be designed as a centering ring, from which the inner diameter increases steadily toward the ends of the supporting part.
- the bore of the support part thus widens from the center to the ends in a conical shape.
- a further possibility of centering the support part on the shaft of the drive motor is possible by means of three support points arranged at a uniform distance from one another on the inner circumference of the support part. Between the support points and the ends of the support part, the inner diameter of the support part is larger than the diameter of the enveloping circle determined by the free ends of the support points.
- Such support points can be provided in particular in the case of a support part designed as a stamped and bent part. With such a supporting part, they can easily be produced as body points.
- centering pad as a centering ring is more likely in a spacer manufactured as an injection molded part.
- the mass of the spacer can be further reduced by recesses provided in the area between the webs on the sleeve-shaped support part.
- additional holes can be punched out at the corresponding points during the stamping process.
- the air flowing in this area between the impeller wheels is entrained and accelerated in the circumferential direction by the webs provided on the support part. This has a favorable effect on the efficiency of the fan.
- the conveying effect of the webs can be improved in that they are curved in the manner of fan blades in the circumferential direction of the supporting part.
- the blower 2 is designed as a two-stage blower and has two blower wheels 3 and 4, which are connected in a rotationally fixed manner to the shaft 5 of the drive motor 1.
- a guide wheel 6 is arranged between the fan wheels 3 and 4, through which the air emerging at the first fan wheel 3 is deflected and fed to the inlet opening 7 of the second fan wheel 4.
- the constructive embodiment of the spacer 8 can be seen from FIGS.
- the spacer 8 has a sleeve-shaped support part 12, the inner bore 13 of which is dimensioned in accordance with the diameter of the shaft 5.
- a centering ring 14 (FIG. 2) is formed in the inner bore 13 as a centering support. Starting from this centering ring 14, the diameter of the inner bore 13 widens towards the two ends of the spacer 8 in a conical shape.
- webs 15 projecting radially outwards are provided at a uniform circumferential distance 3. The webs 15 extend over the full axial length of the spacer 8.
- the spacer 8 shown in FIGS. 2 and 3 can advantageously be produced by the injection molding process.
- the spacer 8 shown in FIGS. 4 and 5 is a stamped and bent part.
- this spacer 8 has three support points 16 arranged at the same circumferential distance from one another on the inner circumference of the inner bore 13 (FIG. 5). These support points 16 can be produced in a simple manner by means of a punch.
- the enveloping circle 17 on which the free ends of the support points 16 are smaller than the diameter of the inner bore 13 of the spacer 8.
- the diameter of the enveloping circle 17 or the centering ring 14 corresponds exactly to the outer diameter of the shaft 5, so that the spacer 8 with its centering seat sits exactly on the shaft 5. Since the diameter of the inner bore 13 outside the respective centering support (centering ring 14 or support points 16) is larger, the spacer 8 can be applied to the shaft 5 without great effort due to the relatively small contact area of its centering support with the shaft 5.
- the spacer 8 Since the spacer 8 only lies exactly against the shaft in its central region, it can tip over this support point. Angular errors of the end faces of the spacer 8 with respect to its axis can thus be compensated for. This also prevents tensioning between the cover disk 10 of the respective impeller 3 or 4, which abuts against the respective end face of the spacer 8, and the spacer 8.
- the axial forces are passed through the webs 15 without causing bending stresses in the end region of the webs 15. Since in particular the sleeve-shaped support part 12 is largely relieved of axial forces, it can be made relatively thin-walled and thus the mass of the Spacer 8 are reduced, which has a favorable effect on the vibration behavior of the blower. A further reduction in the mass of the spacer 8 is possible through recesses 18 provided in the area of the sleeve-shaped support part 12 lying circumferentially between the webs 15.
- the webs 15 Since the spacer rotates together with the impellers 3 and 4, the webs 15 also act like fan blades, by means of which the air is accelerated on its way from the stator 6 to the inlet opening 7 of the second impeller 4. This leads to a significant improvement in fan efficiency.
- the conveying effect of the webs 15 can be further improved in that they are designed in an aerodynamic shape corresponding to the fan blades.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein aus einem Antriebsmotor und einem Gebläse bestehendes Gebläseaggregat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a blower unit consisting of a drive motor and a blower according to the preamble of claim 1.
Ein solches Gebläseaggregat ist aus der US-A-3 245 610 bekannt. Bei diesem Gebläseaggregat ist das zwischen den beiden Gebläserädern vorgesehene Distanzstück nach Art einer Garnrolle ausgebildet, d.h. es weist auf beiden Seiten Flansche auf, die in ihrem Durchmesser größer als der sie verbindende Mittelteil sind. Im montierten Zustand der Gebläseräder werden diese gegen die Außenseite des jeweiligen Flansches gepreßt. Die dabei auftretenden, axial gerichteten Preßkräfte werden von dem Mittelteil des Distanzstückes übertragen. Sind die Außenflächen der Flansche nicht exakt plan ausgebildet, dann führt dies zu Verspannungen in den Flanschen, die wiederum Verformungen desselben zur Folge haben können. Solche Verformungen sind wegen des relativ großen Durchmessers der Flansche gegenüber dem Mittelteil des Distanzstückes leicht möglich. Eine Schiefstellung des an dem betreffenden Flansch anliegenden Gebläserades ist die Folge. Die Distanzstücke besitzen außerdem eine relativ große Masse. Da derartige Gebläseaggregate mit hohen Drehzahlen betrieben werden, ergeben sich wegen der großen Masse der Distanzstücke bereits bei kleinsten Unwuchten sehr hohe Schwingungskräfte.Such a blower unit is known from US-A-3 245 610. In this blower unit, the spacer provided between the two blower wheels is designed in the manner of a spool of thread, i.e. it has flanges on both sides that are larger in diameter than the central part connecting them. When the fan wheels are assembled, they are pressed against the outside of the respective flange. The resulting axially directed pressing forces are transmitted from the central part of the spacer. If the outer surfaces of the flanges are not exactly flat, this leads to tension in the flanges, which in turn can result in deformation of the flanges. Such deformations are easily possible because of the relatively large diameter of the flanges compared to the central part of the spacer. The result is an inclination of the impeller on the flange in question. The spacers also have a relatively large mass. Since such blower units are operated at high speeds, the large mass of the spacers results in very high vibrational forces even with the smallest imbalances.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläseaggregat der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß durch Verspannungen bedingte Verformungen am Distanzstück und die daraus resultierenden Schiefstellungen der Gebläseräder weitestgehend vermieden werden.The invention has for its object to develop a blower unit of the generic type so that deformations caused by tension on the spacer and the resulting misalignment of the impellers are largely avoided.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The problem is solved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Ein derartiges Distanzstück zeichnet sich durch eine geringe Masse aus und die an den Stirnseiten der Stege eingeleiteten Kräfte werden durch die sich in axialer Richtung mit gleichmäßiger Höhe erstreckenden Stege übertragen. Wegen der gleichmäßigen Höhe der Stege können keine zu einer Verformung derselben führende Biegemomente an diesen auftreten.Such a spacer is characterized by a low mass and the forces introduced at the end faces of the webs are transmitted by the webs which extend in the axial direction at a uniform height. Because of the uniform height of the webs, no bending moments resulting in deformation of the webs can occur on them.
Auf eventuellen Fertigungsungenauigkeiten beruhende Verspannungen zwischen dem Distanzstück und den an seinen Stirnseiten angepreßten Gebläserädern lassen sich durch eine Ausgestaltung des Distanzstückes gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 vermeiden. Ein derartiges Distanzstück liegt nur mit seiner Zentrierauflage an der Welle an. Infolge des zu beiden Seiten der Zentrierauflage größeren Innendurchmessers des hülsenförmigen Tragteiles kann dieses um seine Zentrierauflage kippen und es können somit seine Stirnseiten, die für eine plane Anlage an den Gebläserädern erforderliche Lage einnehmen.Tensions between the spacer and the blower wheels pressed against its end faces based on possible manufacturing inaccuracies can be avoided by designing the spacer in accordance with the features of claim 2. Such a spacer only rests on the shaft with its centering support. As a result of the larger inside diameter of the sleeve-shaped support part on both sides of the centering support, it can tilt around its centering support and thus its end faces can assume the position required for a flat contact with the fan wheels.
Die Zentrierauflage kann vorteilhafter Weise als Zentrierring ausgebildet sein, von dem aus der Innendurchmesser zu den Enden des Tragteiles hin stetig zunimmt. Die Bohrung des Tragteiles erweitert sich somit von der Mitte zu den Enden hin in einem konischen Verlauf.The centering support can advantageously be designed as a centering ring, from which the inner diameter increases steadily toward the ends of the supporting part. The bore of the support part thus widens from the center to the ends in a conical shape.
Eine weitere Möglichkeit der Zentrierung des Tragteiles auf der Welle des Antriebsmotors ist mittels drei in gleichmäßigem Abstand zueinander am Innenumfang des Tragteils verteilt angeordneten Auflagepunkten möglich. Zwischen den Auflagepunkten und den Enden des Tragteiles ist der Innendurchmesser des Tragteiles größer als der Durchmesser des durch die freien Enden der Auflagepunkte bestimmten Hüllkreises.A further possibility of centering the support part on the shaft of the drive motor is possible by means of three support points arranged at a uniform distance from one another on the inner circumference of the support part. Between the support points and the ends of the support part, the inner diameter of the support part is larger than the diameter of the enveloping circle determined by the free ends of the support points.
Derartige Auflagepunkte können insbesondere bei einem als Stanz-Biegeteil ausgebildeten Tragteil vorgesehen werden. Sie lassen sich bei einem derartigen Tragteil leicht als Körperpunkte herstellen.Such support points can be provided in particular in the case of a support part designed as a stamped and bent part. With such a supporting part, they can easily be produced as body points.
Die Ausbildung der Zentrierauflage als Zentrierring kommt eher bei einem als Spritzgußteil hergestellten Distanzstück in Frage.The formation of the centering pad as a centering ring is more likely in a spacer manufactured as an injection molded part.
Die Masse des Distanzstückes kann durch in dem Bereich zwischen den Stegen an dem hülsenförmigen Tragteil vorgesehene Ausnehmungen weiter reduziert werden. Bei einem als Stanz-Biegeteil hergestellten Tragteil können beim Stanzvorgang zusätzliche Löcher an den entsprechenden Stellen ausgestanzt werden.The mass of the spacer can be further reduced by recesses provided in the area between the webs on the sleeve-shaped support part. In the case of a support part produced as a stamped and bent part, additional holes can be punched out at the corresponding points during the stamping process.
Durch die an dem Tragteil vorgesehenen Stege wird die in diesem Bereich zwischen den Gebläserädern strömende Luft in Umfangsrichtung mitgenommen und beschleunigt. Dies wirkt sich günstig auf den Wirkungsgrad des Gebläses aus. Die Förderwirkung der Stege kann dadurch verbessert werden, daß diese nach Art von Lüfterflügeln in Umfangsrichtung des Tragteiles gebogen ausgebildet sind.The air flowing in this area between the impeller wheels is entrained and accelerated in the circumferential direction by the webs provided on the support part. This has a favorable effect on the efficiency of the fan. The conveying effect of the webs can be improved in that they are curved in the manner of fan blades in the circumferential direction of the supporting part.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
- FIG 1
- ein Gebläseaggregat in einem aufgebrochenen Längsschnitt,
- FIG 2
- ein als Spritzgußteil ausgebildetes Distanzstück im Längsschnitt,
- FIG 3
- ein als Spritzgußteil ausgebildetes Distanzstück in Stirnansicht,
- FIG 4
- ein als Stanz-Biegeteil ausgebildetes Distanzstück im Längsschnitt,
- FIG 5
- ein als Stanz-Biegeteil ausgebildetes Distanzstück in Stirnansicht.
It shows:
- FIG. 1
- a blower unit in a broken longitudinal section,
- FIG 2
- a spacer formed as an injection molded part in longitudinal section,
- FIG 3
- a spacer formed as an injection molded part in front view,
- FIG 4
- a spacer designed as a stamped and bent part in longitudinal section,
- FIG 5
- a spacer formed as a stamped and bent part in front view.
Mit 1 ist der Antriebsmotor und mit 2 ein von diesem angetriebenes Gebläse eines Gebläseaggregates bezeichnet. Das Gebläse 2 ist als zweistufiges Gebläse ausgeführt und weist zwei Gebläseräder 3 und 4 auf, die drehfest mit der Welle 5 des Antriebsmotors 1 verbunden sind. Zwischen den Gebläserädern 3 und 4 ist ein Leitrad 6 angeordnet, durch das die am ersten Gebläserad 3 austretende Luft umgelenkt und der Eintrittsöffnung 7 des zweiten Gebläserades 4 zugeführt wird.1 with the drive motor and 2 denotes a fan of a blower unit driven by the latter. The blower 2 is designed as a two-stage blower and has two blower wheels 3 and 4, which are connected in a rotationally fixed manner to the
Auf der Welle 5 ist ferner ein zwischen den beiden Gebläserädern 3 und 4 liegendes Distanzstück 8 angeordnet. Mittels entsprechender Andrückscheiben 9 sind die Gebläseräder 3 und 4 mit ihrer einen Deckscheibe 10 in Anlage an den Stirnseiten des Distanzstückes 8 gehalten. Das Anpressen der Andrückscheiben 9 erfolgt mittels einer am Wellenende aufgeschraubten Schraubenmutter 11.On the
Aus den FIG 2 bis 5 ist die konstruktive Ausführungsform des Distanzstückes 8 erkennbar. Das Distanzstück 8 weist einen hülsenförmigen Tragteil 12 auf, dessen Innenbohrung 13 entsprechend dem Durchmesser der Welle 5 bemessen ist. Etwa in der axialen Mitte des Distanzstückes 8 ist in der Innenbohrung 13 ein Zentrierring 14 (FIG 2) als Zentrierauflage ausgebildet. Von diesem Zentrierring 14 ausgehend erweitert sich der Durchmesser der Innenbohrung 13 zu den beiden Enden des Distanzstuckes 8 hin in konischer Form. Am Außenumfang des hülsenförmigen Tragteiles 12 sind in gleichmäßigem Umfangsabstand 3 nach radial außen abstehende Stege 15 vorgesehen. Die Stege 15 erstrecken sich über die volle axiale Länge des Distanzstückes 8.The constructive embodiment of the
Das in den FIG 2 und 3 gezeigte Distanzstück 8 kann vorteilhafterweise im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Dagegen ist das in FIG 4 und 5 dargestellte Distanzstuck 8 ein Stanz-Biegeteil. Anstelle eines Zentrierringes 14 weist dieses Distanzstück 8 am Innenumfang der Innenbohrung 13 drei in gleichem Umfangsabstand zueinander angeordnete Auflagepunkte 16 auf (FIG 5). Diese Auflagepunkte 16 lassen sich mittels eines Körners in einfacher Weise herstellen. Der Hüllkreis 17, auf dem die freien Enden der Auflagepunkte 16 liegen, ist kleiner als der Durchmesser der Innenbohrung 13 des Distanzstückes 8. Der Durchmesser des Hüllkreises 17 bzw. des Zentrierringes 14 entspricht genau dem Außendurchmesser der Welle 5, so daß das Distanzstück 8 mit seiner Zentrierauflage exakt auf der Welle 5 sitzt. Da der Durchmesser der Innenbohrung 13 außerhalb der jeweiligen Zentrierauflage (Zentrierring 14 bzw. Auflagepunkte 16) größer bemessen ist, läßt sich das Distanzstück 8 wegen der relativ kleinen Berührungsfläche seiner Zentrierauflage mit der Welle 5 ohne großen Kraftaufwand auf die Welle 5 aufbringen.The
Da das Distanzstück 8 nur in seinem Mittenbereich exakt an der Welle anliegt, kann es um diese Auflagestelle kippen. Damit können Winkelfehler der Stirnflächen des Distanzstückes 8 gegenüber dessen Achse ausgeglichen werden. Außerdem wird hierdurch ein Verspannen zwischen der an der jeweiligen Stirnseite des Distanzstückes 8 anliegenden Deckscheibe 10 des jeweiligen Gebläserades 3 bzw.4 und dem Distanzstück 8 vermieden.Since the
Da sich die Stege 15 mit gleicher radialer Höhe über die volle axiale Länge des Distanzstückes 8 erstrecken, werden die axialen Kräfte durch die Stege 15 hindurchgeleitet, ohne daß es zu Biegebeanspruchungen im Stirnbereich der Stege 15 kommt. Da insbesondere der hülsenförmige Tragteil 12 von axialen Kräften weitgehend entlastet ist, kann er relativ dünnwandig ausgeführt und damit die Masse des Distanzstückes 8 verkleinert werden, was sich günstig auf das Schwingungsverhalten des Gebläses auswirkt. Durch in dem umfangsmäßig zwischen den Stegen 15 liegenden Bereich des hülsenförmigen Tragteiles 12 vorgesehene Ausnehmungen 18 ist eine weitere Verringerung der Masse des Distanzstückes 8 möglich.Since the
Da das Distanzstück zusammen mit den Gebläserädern 3 und 4 rotiert, wirken die Stege 15 außerdem wie Lüfterflügel, durch die die Luft auf ihrem Weg von dem Leitrad 6 zu der Eintrittsöffnung 7 des zweiten Gebläserades 4 beschleunigt wird. Dies führt zu einer deutlichen Verbesserung des Gebläsewirkungsgrades. Die Förderwirkung der Stege 15 kann noch dadurch verbessert werden, daß diese in einer Lüfterflügeln entsprechenden aerodynamischen Form ausgeführt werden.Since the spacer rotates together with the impellers 3 and 4, the
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet,
daß das Distanzstück (8) ein die Welle (5) umschließendes hülsenförmiges Tragteil (12) aufweist, an dem mindestens drei nach radial außen weisende, sich über die volle axiale Länge des Distanzstückes (8) erstreckende Stege (15) vorgesehen sind.Blower unit consisting of a drive motor and a blower, the blower (2) of which has at least two blower wheels (3 and 4), which are rotatably coupled to the shaft (5) of the drive motor (1) and pressed against one another in the axial direction on the shaft (5) are held, a spacer (8) being arranged on the shaft (5) between the fan wheels (3 and 4),
characterized by
that the spacer (8) has a sleeve-shaped support part (12) surrounding the shaft (5), on which at least three radially outwardly extending webs (15) extending over the full axial length of the spacer (8) are provided.
dadurch gekennzeichnet,
daß am Innenumfang des hülsenförmigen Tragteiles (12) im Bereich von dessen axialer Mitte eine in ihrem Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Welle (5) angepaßte Zentrierauflage (14 bzw.16) ausgebildet ist und der Innendurchmesser des Tragteiles (12) zu beiden Seiten der Zentrierauflage (14 bzw.16) größer als der Innendurchmesser der Zentrierauflage (14 bzw.16) ist.Blower unit according to claim 1,
characterized by
that on the inner circumference of the sleeve-shaped support part (12) in the area of its axial center, a centering support (14 or 16) which is matched in its inner diameter to the outer diameter of the shaft (5) is formed and the inner diameter of the support part (12) on both sides of the centering support ( 14 or 16) is larger than the inner diameter of the centering support (14 or 16).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierauflage als umlaufender Zentrierring (14) ausgebildet ist und der Innendurchmesser des Innentragteils (12) von dem Zentrierring (14) ausgehend zu beiden Enden des Tragteiles (12) hin gegenüber dem Innendurchmesser des Zentrierringes (14) stetig zunimmt.Blower unit according to claim 2,
characterized by
that the centering support is designed as a circumferential centering ring (14) and the inner diameter of the inner support part (12) from the centering ring (14) starting from both ends of the support part (12) increases steadily with respect to the inner diameter of the centering ring (14).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierauflage aus mindestens drei gleichmäßig über den Innenumfang des Tragteiles (12) verteilten Auflagepunkten (16) besteht und der Innendurchmesser des Tragteiles (12) größer als der Durchmesser des durch die freien Enden der Auflagepunkte (16) bestimmten Hüllkreises (17) ist.Blower unit according to claim 2,
characterized by
that the centering support consists of at least three support points (16) distributed uniformly over the inner circumference of the support part (12) and the inner diameter of the support part (12) is larger than the diameter of the enveloping circle (17) determined by the free ends of the support points (16).
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragteil (12) als Spritzgußteil hergestellt ist.Blower unit according to claim 1, 2, 3 or 4,
characterized by
that the support member (12) is made as an injection molded part.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragteil (12) als Stanz-Biegeteil hergestellt ist.Blower unit according to claim 1, 2, 3 or 4,
characterized by
that the supporting part (12) is made as a stamped and bent part.
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Bereich zwischen den Stegen Ausnehmungen (18) an dem hülsenförmigen Teil vorgesehen sind.Blower unit according to one or more of the preceding claims,
characterized by
that recesses (18) are provided on the sleeve-shaped part in the area between the webs.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (15) nach Art von Lüfterflügeln in Umfangsrichtung des Tragteiles (12) gebogen ausgebildet sind.Blower unit according to one or more of the preceding claims,
characterized by
that the webs (15) are curved in the manner of fan blades in the circumferential direction of the supporting part (12).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4243633 | 1992-12-22 | ||
| DE4243633 | 1992-12-22 |
Publications (2)
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|---|---|
| EP0603665A1 true EP0603665A1 (en) | 1994-06-29 |
| EP0603665B1 EP0603665B1 (en) | 1996-02-28 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP93119877A Expired - Lifetime EP0603665B1 (en) | 1992-12-22 | 1993-12-09 | Blower unit comprising a motor and a blower |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE59301728D1 (en) |
Cited By (1)
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- 1993-12-09 EP EP93119877A patent/EP0603665B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-09 DE DE59301728T patent/DE59301728D1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0603665B1 (en) | 1996-02-28 |
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