EP1477685A2 - Gebläsezusammenbau - Google Patents

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EP1477685A2
EP1477685A2 EP04102092A EP04102092A EP1477685A2 EP 1477685 A2 EP1477685 A2 EP 1477685A2 EP 04102092 A EP04102092 A EP 04102092A EP 04102092 A EP04102092 A EP 04102092A EP 1477685 A2 EP1477685 A2 EP 1477685A2
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EP
European Patent Office
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bearing bush
fan shaft
fan
bore
carrier
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EP04102092A
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English (en)
French (fr)
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EP1477685A3 (de
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Samuel Aaron Mcclure
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Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Publication of EP1477685A2 publication Critical patent/EP1477685A2/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/0563—Bearings cartridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/646—Mounting or removal of fans

Definitions

  • the invention relates to a blower assembly with a Fan shaft, a carrier with a threaded hole and a Bearing bush for fastening the fan shaft to the carrier, as well as a self-locking bearing bush.
  • Cooling fans for internal combustion engines are usually on a fan shaft mounted by means of a bearing, which with the fan shaft and the fan hub by a press fit are connected.
  • a fan assembly is possible for example from US-B-3,382,852.
  • the fan shaft is often on a control housing in a front area of the Internal combustion engine attached.
  • Known means of attachment the fan shaft on the control housing include a Press fit connection of the fan shaft directly in one in the Control housing provided hole or screwing one Bearing bush in a threaded bore and a press fit connection or a press fit of the Fan shaft in the bearing bush.
  • Control housings are often out Made of aluminum or an aluminum alloy while the blower or the fan shaft is made of steel.
  • a Press fit of steel in aluminum is due to the Compliance of the aluminum and the different Expansion coefficients of steel and aluminum disadvantageous. This can be avoided by using a bearing bush become. Due to occurring vibrations and changing However, loads can occur that the bearing bush from the hole emerges. Even the use of chemical Screw locking devices do not solve the problem Completely.
  • the bearing bush points a cylindrical portion whose circumference is threaded is provided with which the bearing bush in a threaded bore the carrier can be screwed in, a first concentric Bore with a diameter that matches the outer circumference the fan shaft corresponds in such a way that a normal one Press fit between the bearing bush and the fan shaft can be made, a second hole with a smaller diameter in the cylindrical section in which a press fit or deformation fit between the bearing bush and the fan shaft can be manufactured, a plurality of Relief cuts in the section adjacent to the Bore reduced diameter so that the cylindrical Section due to the deformation fit between the Bearing bush and the fan shaft expand and one Deformation fit between the circumference with a thread of the section and the threaded bore of the carrier can be.
  • a self-locking bearing bush with a Thread provided to a steel fan shaft in a carrier made of aluminum or an aluminum alloy to back up.
  • the bearing bush is threaded that it can be screwed into the carrier.
  • the Bearing bushing is provided with a bore, which with the Diameter of the fan shaft corresponds in such a way that a normal press fit can be made in which the Fan shaft is initially pressed into the bearing bush.
  • On Area of the bore with a reduced diameter results in a deformation fit between the fan shaft and the hole.
  • Relief recesses in the bearing bush allow the bearing bush to move around the area with the reduced diameter as a result of one Interacting with the fan shaft to expand.
  • the expansion the bearing bush results in a deformation fit between the thread of the bearing bush and that of the aluminum carrier or an aluminum alloy in such a way that the bearing bush and the fan shaft is essentially secured against each other until the bearing shaft is removed from the bearing bush.
  • FIG. 1 in which a Fan assembly is shown, which is common with the Number 10 is referred to.
  • the blower assembly 10 has a Control housing or a carrier 12, a bearing bush 14, a Fan shaft 16, a fan bearing 18 and a fan hub 20.
  • the fan shaft 16 and the fan bearing 18 can one represent uniform assembly in which the bearing shaft as inner race of the bearing is used or a separate bearing the fan shaft 16 can be pressed on.
  • the fan hub 20 has a bore 22 in which the Fan bearing 18 is inserted by means of a press fit to it to allow the fan hub 20 to refer to the fan shaft 16 to rotate freely.
  • On the fan shaft 20 are not shown Fan blades attached.
  • FIGS. 2 and 3 shows that the bearing bush 14 essentially one cylindrical main portion 23 with a concentric Bore 24 which extends over its entire length extends.
  • the bearing bush 14 has a thread on its circumference 26 and can have a flange 28 at a first end region 30 exhibit.
  • the bore 24 of the bearing bush 14 th an area 32 with a reduced diameter, which is adjacent to a second end region 34.
  • Diameter relief recesses 36 are provided.
  • the bearing bush 14 In the carrier 12 is a bore 38 for receiving the Bearing bush 14 provided.
  • the bore 40 accordingly points a thread 40 so that the bearing bush 14 is screwed in can be.
  • the bearing bush 14 first screwed into the carrier 12 and then the fan shaft 16 pressed into the bore 24 of the bearing bush 14.
  • the Diameter of the bore 24 and the fan shaft 16 correspond in such a way that a normal press fit between the fan shaft 16 and the bearing bush 14 is produced, if the fan shaft 16 initially in the bearing sleeve 14th is fitted. If the fan shaft 16 in the bore 24 so was pressed far in that the end of the fan shaft 16 den Reached area 32 of reduced diameter is a normal one Press fit no longer possible.
  • a deformation fit causes in Connection to the relief recesses 36 in the Bearing bush 14 that the second end portion 34 of the bearing bush 14 widens a little to the outside in order to Include the circumference of the fan shaft 16. This results in one Deformation fit between the thread 26 of the bearing bush 14 and the thread 40 of the bore 38.
  • the bearing bush 14 as such is now secured and can no longer can be easily moved to which the fan shaft 16 out of the bore 24 is removed.
  • the bearing bush 14 an improved agent for Storage of a particularly steel fan shaft 16 in one Carrier 12 or a control housing, in particular made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the bearing bush (14) and thus the fan shaft (16) regardless of vibrations and Alternating loads are non-positively secured without this additional means of security are necessary.
  • Furthermore prevents the problems that arise with a Press fit connection between a steel shaft or Bearing bush in a cover or carrier made of aluminum may occur.

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Abstract

Kühlgebläse für Brennkraftmaschinen sind üblicherweise auf einer Lüfterwelle mittels eines Lagers gelagert, welches mit der Lüfterwelle und der Lüfternabe durch einen Presssitz verbunden sind. Die Lüfterwelle ist häufig an einem Steuergehäuse in einem vorderen Bereich der Brennkraftmaschine angebracht. Es wird ein Gebläsezusammenbau mit einer Lüfterwelle (16), einem Träger (12) mit einer Gewindebohrung und einer Lagerbüchse (14) zur Befestigung der Lüfterwelle (16) an dem Träger (12) vorgeschlagen. Die Lagerbüchse (14) ist selbstsichernd ausgebildet und weist einen zylindrischen Hauptabschnitt (23) mit einem ein Gewinde aufweisenden Umfang auf, mittels dem die Lagerbüchse (14) in die Gewindebohrung des Trägers (12) eingeschraubt werden kann, wobei der Hauptabschnitt (23) eine erste konzentrische Bohrung (24), welche mit dem Umfang der Lüfterwelle (16) derart korrespondiert, dass ein normaler Presssitz zwischen der Lagerbüchse (14) und der Gebläsewelle (16) hergestellt werden kann, und eine zweite Bohrung (32) reduzierten Durchmessers, worin ein Verformungssitz zwischen der Lagerbüchse (14) und der Lüfterwelle (16) hergestellt werden kann, und nah dem Bereich (32) reduzierten Durchmessers eine Mehrzahl von Entlastungsaussparungen (36) aufweist, so dass der Hautabschnitt (23) sich aufgrund des Verformungssitzes zwischen der Lagerbüchse (14) und der Lüfterwelle (16) derart aufweiten kann, dass ein Verformungssitz zwischen dem ein Gewinde aufweisenden Umfang des Hauptabschnitts (23) und der Gewindebohrung (38) des Trägers (12) hergestellt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebläsezusammenbau mit einer Lüfterwelle, einem Träger mit einer Gewindebohrung und einer Lagerbüchse zur Befestigung der Lüfterwelle an dem Träger, sowie eine selbstsichernde Lagerbüchse.
Kühlgebläse für Brennkraftmaschinen sind üblicherweise auf einer Lüfterwelle mittels eines Lagers gelagert, welches mit der Lüfterwelle und der Lüfternabe durch einen Presssitz verbunden sind. Eine derartiger Gebläsezusammenbau geht beispielsweise aus der US-B-3,382,852 hervor. Die Lüfterwelle ist häufig an einem Steuergehäuse in einem vorderen Bereich der Brennkraftmaschine angebracht. Bekannte Mittel zum Anbringen der Lüfterwelle an dem Steuergehäuse umfassen eine Presssitzverbindung der Lüfterwelle direkt in einer in dem Steuergehäuse vorgesehenen Bohrung oder ein Einschrauben einer Lagerbüchse in eine mit einem Gewinde versehenen Bohrung und einer Presssitzverbindung bzw. eine Presspassung der Lüfterwelle in der Lagerbüchse. Steuergehäuse sind häufig aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, während das Gebläse bzw. die Lüfterwelle aus Stahl besteht. Eine Presspassung von Stahl in Aluminium ist aufgrund der Nachgiebigkeit des Aluminiums und den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und Aluminium nachteilig. Durch die Verwendung einer Lagerbüchse kann dies vermieden werden. Aufgrund von auftretenden Vibrationen und wechselnden Belastungen kann es jedoch vorkommen, dass die Lagerbüchse aus der Bohrung austritt. Auch die Verwendung von chemischen Verschraubungssicherungsmitteln beseitigt das Problem nicht vollständig.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, dass Kühlgebläse von Brennkraftmaschinen oftmals keine optimale Befestigung der Lüfterwelle gewährleisten.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 bzw. 4 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickelnde Merkmale aufgeführt sind.
Auf diese Weise werden Mittel zur Verfügung gestellt, mit denen eine insbesondere stählerne Lüfterwelle an einem insbesondere aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gefertigten Steuergehäuse einer Brennkraftmaschinen besser befestigt werden kann. Diese verbesserten Mittel können unabhängig von Vibrationen und Wechselbelastungen eine sichere Befestigung der Lüfterwelle an dem Steuergehäuse gewährleisten, ohne das hierzu weitere Sicherungsmittel notwendig sind.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik werden durch die folgende detaillierte Beschreibung deutlich werden. Es wird eine selbstsichernde Lagerbüchse zur Befestigung eines Lüfterwelle in einem Träger mit einer Gewindebohrung zur Verfügung gestellt. Die Lagerbüchse weist einen zylindrischen Abschnitt dessen Umfang mit einem Gewinde versehen ist, mit dem die Lagerbüchse in eine Gewindebohrung des Trägers eingeschraubt werden kann, eine erste konzentrische Bohrung mit einem Durchmesser, welcher mit dem äußeren Umfang der Lüfterwelle derart korrespondiert, dass ein normaler Presssitz zwischen der Lagerbüchse und der Lüfterwelle hergestellt werden kann, eine zweite Bohrung mit einem geringeren Durchmesser im dem zylindrischen Abschnitt, in der ein Presssitz bzw. Verformungssitz zwischen der Lagerbüchse und der Lüfterwelle hergestellt werden kann, eine Mehrzahl von Entlastungseinschnitten in dem Abschnitt angrenzend an die Bohrung reduzierten Durchmesser auf, so dass der zylindrische Abschnitt aufgrund des Verformungssitzes zwischen der Lagerbüchse und der Lüfterwelle expandieren und ein Verformungssitz zwischen dem ein Gewinde aufweisenden Umfang des Abschnitts und der Gewindebohrung des Trägers hergestellt werden kann.
Allgemein wird eine selbstsichernde Lagerbüchse mit einem Gewinde zur Verfügung gestellt, um eine stählerne Lüfterwelle in einem Träger aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung zu sichern. Die Lagerbüchse ist mit einem Gewinde versehen, so dass sie in den Träger eingeschraubt werden kann. Die Lagerbüchse ist mit einer Bohrung versehen, welche mit dem Durchmesser der Lüfterwelle derart korrespondiert, dass ein normaler Presssitz hergestellt werden kann, in dem die Lüfterwelle zu Anfang in die Lagerbüchse einpresst wird. Ein Bereich der Bohrung mit einem reduzierten Durchmesser resultiert in einem Verformungssitz zwischen der Lüfterwelle und der Bohrung. Entlastungsaussparungen in der Lagerbüchse erlauben es der Lagerbüchse, sich in der Umgebung des Bereichs mit dem reduzierten Durchmesser als Ergebnis eines Zusammenwirkens mit der Lüfterwelle auszudehnen. Die Expansion der Lagerbüchse resultiert in einem Verformungssitz zwischen dem Gewinde der Lagerbüchse und dem des Trägers aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung in der Art, dass die Lagerbüchse und die Lüfterwelle im Wesentlichen gegeneinander gesichert sind bis die Lagerwelle aus der Lagerbüchse entfernt wird.
In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
eine Explosionsdarstellung eines Gebläsezusammenbaus mit einer Lagerbüchse gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2
eine perspektivische Darstellung der Lagerbüchse und
Fig. 3
einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 aus Figur 2.
Es wird auf Figur 1 Bezug genommen, in der ein Gebläsezusammenbau gezeigt wird, welcher allgemein mit der Nummer 10 bezeichnet wird. Der Gebläsezusammenbau 10 weist ein Steuergehäuse bzw. einen Träger 12, eine Lagerbüchse 14, eine Lüfterwelle 16, ein Lüfterlager 18 und eine Lüfternabe 20 auf. Die Lüfterwelle 16 und das Lüfterlager 18 können einen einheitlichen Zusammenbau darstellen, in dem die Lagerwelle als innerer Laufring des Lagers dient oder ein separates Lager auf die Lüfterwelle 16 aufgepresst werden kann. In jedem Fall weist die Lüfternabe 20 eine Bohrung 22 auf, in welche das Lüfterlager 18 mittels eines Presssitzes eingebracht ist, um es der Lüfternabe 20 zu erlauben, sich bezogen auf die Lüfterwelle 16 frei zu drehen. An der Lüfterwelle 20 sind nicht gezeigte Gebläseflügel angebracht.
Es wird nun auch auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, aus denen hervorgeht, dass die Lagerbüchse 14 einen im Wesentlichen zylindrischen Hauptabschnitt 23 mit einer konzentrischen Bohrung 24 aufweist, welche sich über dessen gesamte Länge erstreckt. Die Lagerbüchse 14 weist an ihrem Umfang ein Gewinde 26 auf und kann an einem ersten Endbereich 30 einen Flansch 28 aufweisen. Aus Gründen, welche aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, weist die Bohrung 24 der Lagerbüchse 14 einen Bereich 32 mit einem verringerten Durchmesser auf, welcher einem zweiten Endbereich 34 benachbart ist. In der Lagerbüchse 14 sind benachbart zu dem Bereich 32 reduzierten Durchmessers Entlastungsaussparungen 36 vorgesehen.
In dem Träger 12 ist eine Bohrung 38 zur Aufnahme der Lagerbüchse 14 vorgesehen. Entsprechend weist die Bohrung 40 ein Gewinde 40 auf, so dass die Lagerbüchse 14 eingeschraubt werden kann. Während einer Montage wird die Lagerbüchse 14 zuerst in den Träger 12 eingeschraubt und dann die Lüfterwelle 16 in die Bohrung 24 der Lagerbüchse 14 eingepresst. Der Durchmesser der Bohrung 24 und der Lüfterwelle 16 korrespondieren derart, dass ein normaler Presssitz zwischen der Lüfterwelle 16 und der Lagerbüchse 14 hergestellt wird, wenn die Lüfterwelle 16 zu Anfang in die Lagerbüchse 14 eingepasst wird. Wenn die Lüfterwelle 16 in die Bohrung 24 so weit eingepresst wurde, dass das Ende der Lüfterwelle 16 den Bereich 32 reduzierten Durchmessers erreicht, ist ein normaler Presssitz nicht länger möglich. Ein Verformungssitz bewirkt in Verbindung mit den Entlastungsaussparungen 36 in der Lagerbüchse 14, dass der zweite Endbereich 34 der Lagerbüchse 14 sich etwas nach außen aufweitet, um den Durchmesser bzw. Umfang der Lüfterwelle 16 aufzunehmen. Dies resultiert in einem Verformungssitz zwischen dem Gewinde 26 der Lagerbüchse 14 und dem Gewinde 40 der Bohrung 38. Die Lagerbüchse 14 als solche ist nun lagegesichert und kann bis zu dem Zeitpunkt nicht mehr leicht bewegt werden, zu dem die Lüfterwelle 16 aus der Bohrung 24 entfernt wird.
Es sollte nun offensichtlich sein, dass die Lagerbüchse 14 gemäß der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Mittel zur Lagerung einer insbesondere stählerne Lüfterwelle 16 in einem Träger 12 bzw. einem Steuergehäuse insbesondere aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung zur Verfügung stellt. Aufgrund des Verformungssitzes zwischen dem Gewinde der Lagerbüchse und dem des Steuergehäuses, werden die Lagerbüchse (14) und somit die Lüfterwelle (16) unabhängig von Vibrationen und Wechselbelastungen kraftschlüssig gesichert, ohne dass hierzu zusätzliche Sicherungsmittel notwendig sind. Darüber hinaus wird den Problemen vorgebeugt, welche bei einer Presssitzverbindung zwischen einer stählernen Welle oder Lagerbüchse in einer Abdeckung bzw. einem Träger aus Aluminium auftreten können.
Somit wird deutlich, dass das durch die Erfindung zu lösende Problem durch die vorstehend vorgeschlagene Anordnung gelöst wird. Während in Übereinstimmung mit dem Patentgesetz nur eine am besten geeignete und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und im Detail beschrieben wurde, ist es nicht beabsichtigt, diese als erschöpfend zu betrachten bzw. die Erfindung auf genau diese offenbarte Ausführungsform zu beschränken. Im Licht der vorstehenden Lehre sind offensichtliche Modifikationen oder Variationen möglich. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die beste Darstellung der Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu illustrieren, um so den Fachmann zu befähigen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Veränderungen, welche für den jeweiligen Anwendungsfall passend sind, auszuführen. Alle derartigen Modifikationen und Variationen fallen in den Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche bestimmt wird, wenn sie in Entsprechung mit der Breite, welche ihnen billigerweise und rechtlich zukommt, ausgelegt werden.

Claims (4)

  1. Gebläsezusammenbau (10) mit einer Lüfterwelle (16), einem Träger (12) mit einer Gewindebohrung und einer Lagerbüchse (14) zur Befestigung der Lüfterwelle (16) an dem Träger (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse (14) selbstsichernd ausgebildet ist und einen zylindrischen Hauptabschnitt (23) mit einem ein Gewinde aufweisenden Umfang aufweist, mittels dem die Lagerbüchse (14) in die Gewindebohrung (38) des Trägers (12) eingeschraubt werden kann, wobei der Hauptabschnitt (23) eine erste konzentrische Bohrung (24), welche mit dem Umfang der Lüfterwelle (16) derart korrespondiert, dass ein normaler Presssitz zwischen der Lagerbüchse (14) und der Gebläsewelle (16) hergestellt werden kann, und eine zweite Bohrung (32) reduzierten Durchmessers, worin ein Verformungssitz zwischen der Lagerbüchse (14) und der Lüfterwelle (16) hergestellt werden kann, und nah dem Bereich (32) reduzierten Durchmessers eine Mehrzahl von Entlastungsaussparungen (36) aufweist, so dass der Hautabschnitt (23) sich aufgrund des Verformungssitzes zwischen der Lagerbüchse (14) und der Lüfterwelle (16) derart aufweiten kann, dass ein Verformungssitz zwischen dem ein Gewinde aufweisenden Umfang des Hauptabschnitts (23) und der Gewindebohrung (38) des Trägers (12) hergestellt wird.
  2. Gebläsezusammenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt (23) zumindest vier Entlastungsaussparungen (36) aufweist, welche gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.
  3. Gebläsezusammenbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse (14) in einem ersten Endbereich (30) einen Flansch (28) aufweist.
  4. Selbstsichernde Lagerbüchse (14) angepasst zur Verwendung in einem Gebläsezusammenbau (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3.
EP04102092A 2003-05-15 2004-05-13 Gebläsezusammenbau Withdrawn EP1477685A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US440456 2003-05-15
US10/440,456 US20040226132A1 (en) 2003-05-15 2003-05-15 Self-locking fan shaft bearing

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EP1477685A2 true EP1477685A2 (de) 2004-11-17
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EP04102092A Withdrawn EP1477685A3 (de) 2003-05-15 2004-05-13 Gebläsezusammenbau

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