EP2342447B1 - Vanne egr comportant une tole de support - Google Patents
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- EP2342447B1 EP2342447B1 EP09763827A EP09763827A EP2342447B1 EP 2342447 B1 EP2342447 B1 EP 2342447B1 EP 09763827 A EP09763827 A EP 09763827A EP 09763827 A EP09763827 A EP 09763827A EP 2342447 B1 EP2342447 B1 EP 2342447B1
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- support plate
- valve according
- motor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/65—Constructional details of EGR valves
- F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
- F02M26/67—Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
- F02M26/54—Rotary actuators, e.g. step motors
Definitions
- the invention relates to the field of thermal engines, particularly for motor vehicles.
- It relates more particularly to an exhaust gas recirculation valve.
- Exhaust gas recirculation systems are known under the name EGR for "Exhaust Gas Recirculation" and allow to inject exhaust gases to the intake of a combustion engine to reduce emissions in particular.
- these systems generally comprise a valve such as that described in the documents EP 1 605 155 , and EP 1 526 271 A1 .
- a rotary valve for installation in an air intake line and having a support plate is like a document EP 0 364 137 A2 .
- the invention aims to simplify and optimize such a recirculation valve.
- the invention relates to an exhaust gas recirculation valve for an internal combustion engine, according to claim 1.
- the body of the valve is then made of the support plate.
- valve transmission chain ie the actuator, the transmission wheel, and the valve subassembly
- the support plate which considerably reduces mounting dispersions as well as the uncertainties associated with dimension chains.
- the use of the support plate also allows a significant reduction in manufacturing costs since the cutting and possibly stamping of a single sheet replaces, with reference to the state of the art, the molding of several parts and their assembly. one against the other.
- the motor, the valve subassembly, and the projecting shaft are preferably carried only by the support plate, without contact with other support or protection elements.
- the figure 1 represents a recirculation valve according to the invention. It comprises a rotary actuator consisting of an electric motor 1, a valve 2, and a body which here comprises a support plate 3.
- This valve is intended to be mounted on a duct, thanks to the fixing lugs 6 connected to the support plate 3, so that the valve 2 can act in a conventional manner against a seat (not shown) for metering the exhaust gas. which are reinjected on admission.
- valve subassembly 7 adapted to transform a rotational movement of an input wheel 8 into a translational movement of the valve 2.
- a valve subassembly is conventional (see for example the document EP 1 605 155 cited above) and will not be described in more detail here.
- the input wheel 8 is defined only on an angular sector corresponding to the maximum amplitude that is provided for the stroke of the valve 2.
- a pinion 9 is fixed on the output shaft of the engine 1 and meshes with a first toothed portion 10 of a transmission wheel 11.
- the transmission wheel 11 also meshes, via a second toothed portion 12, with the wheel of inlet 8 of the valve subassembly 7.
- the first 10 and second 12 toothed portions are rigidly connected, the transmission wheel 11 being made in one piece or more rigidly connected.
- the presence of the two toothed portions 10, 12 makes it possible to define a reduction ratio as a function of the engine 1 used, it being understood that, as a variant, not shown, the transmission wheel 10 may comprise only a single toothed portion which meshes with the With the pinion 9 and the input wheel 8, the transmission wheel 10 is rotatably mounted on a shaft 13 projecting transversely to the support plate 3.
- the support plate 3 is represented alone at figure 3 .
- This is in the present example a stamped sheet on which is fixed the shaft 13 and in which are formed a first opening 14 for housing the motor 1 and a second opening 15 for housing the valve subassembly 7.
- the openings 14, 15 are here disposed on either side of the shaft 13 which is fixed perpendicular to the sheet 3 by welding, screwing or any other means.
- Ribs 16 can be formed on the sheet 3 during stamping, in order to stiffen it.
- a peripheral flange 17 may also be formed on the sheet 3 during stamping.
- the openings 14, 15 are each surrounded by a skirt 18, 19 protruding perpendicular to the corresponding opening.
- These skirts are here advantageously formed during the stamping of the support plate 3 and may include diameter shrinkage for reasons of rigidity and to adjust to the diameter of the element intended to take place (motor 1 or together valve 7).
- the motor 1 and the valve assembly 7 are thus mounted in the corresponding opening 14, 15 so that they are held by tight fitting, welding, screwing or any other known means.
- the skirts 18, 19 allow a more robust tight assembly of the elements 1, 7 on the sheet 3.
- the carcass of the engine 1, the periphery of the valve assembly 7, and the shaft 13 are thus each placed in position directly with respect to the sheet 3.
- the carcass of the engine 1 determines the position of the rotation of the pinion 9 and the valve assembly 7 determines the position of the translation axis of the valve 7.
- the axis of rotation of the pinion 9, the translation axis of the valve 7 and the shaft 13 are therefore all three each directly in position relative to the same part (the sheet 3) and, being each in the present example, perpendicular to the sheet 3, they are all three parallel to each other to allow safe operation of the gear 9, 11, 8.
- the parallelism of these axes then depends only on a reduced dimension chain.
- the figure 4 illustrates a variant of the support plate. Elements similar to the realization of the figure 3 are numbered in the same way.
- the support sheet 3 has a deeper stamping so that the flange 17 is further away from the openings 14, 15 than a perpendicular flange 24 is formed. between the flange 17 and the remainder of the sheet 3. According to this variant, the sheet 3 still gains rigidity.
- the shaft 13 is further mounted on a base 20 ensuring a good perpendicularity with the sheet, even under stress.
- the figure 5 shows this support plate 3 cooperating with the engine 1, the valve assembly 7 and the transmission wheel 11, which are identical to those of the figure 2 .
- the engine 1 is here mounted in its opening 14, the skirt 18 is reduced to a reinforcing rib, and held in place by means of a plate 21 welded to the motor 1 on the one hand and welded to the flange 17 on the other hand.
- Other known fastening means can of course be used.
- the motor 1 can for example be forced into the opening 14 or welded. A good maintenance of the engine 1 is thus guaranteed so that the axis of rotation of the pinion 9 is perpendicular to the sheet 3.
- Engine 1 of this figure 5 is represented alone at the figure 6 .
- the plate 21 has a notch 22 to avoid interfering with the transmission wheel 11 (see figure 6 ).
- the engine 1 further comprises, in the present example, an O-ring 23 which, when the engine 1 is fixed in the opening 14, seals the mounting.
- the electrical connections (not shown) of the motor 1 are advantageously arranged on the top of the motor, that is to say near the pinion 9, and for example between the carcass and the plate 21. These electrical connections can thus be directly wired to connector 5 (see figure 1 ) by the inside of the cover 4, while the carcass of the engine 1 is sealed under the O-ring 23.
- valve according to the invention thus eliminates a protective cover disposed around the engine, as c ' is the case in the prior art where this cover is generally made in the form of an aluminum alloy foundry which has the disadvantage of putting in contact Thermal motor casing with hot exhaust gases which leads to a heating of the engine, which is here avoided.
- the shape of the stamped support sheet may be adapted depending on the elements it supports or its mounting mode on the engine for which it is intended.
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Description
- L'invention concerne le domaine des moteurs thermiques notamment pour véhicules automobiles.
- Elle concerne plus particulièrement une vanne de recirculation de gaz d'échappement.
- Les systèmes de recirculation de gaz d'échappement sont connus sous la dénomination EGR pour « Exhaust Gaz Recirculation » et permettent de réinjecter des gaz d'échappement à l'admission d'un moteur à explosion pour notamment réduire les émissions polluantes.
- Pour doser la quantité de gaz d'échappement à réinjecter, ces systèmes comportent généralement une vanne telle que celle décrite dans les documents
EP 1 605 155 , etEP 1 526 271 A1 . Une vanne rotative pour l'installation dans une ligne d'admission d'air et comportant une tôle de support est comme du documentEP 0 364 137 A2 . - L'invention a pour but de simplifier et d'optimiser une telle vanne de recirculation.
- A cet effet, l'invention vise une vanne de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne, selon la revendication 1.
- Il est ainsi possible, dans une telle vanne de recirculation, de se passer de corps de fonderie dans la mesure où la tôle support assure seule la mise en position des organes de la vanne.
- Le corps de la vanne est alors constitué de la tôle support.
- De plus, les trois principaux éléments de la chaîne de transmission de la vanne (c'est-à-dire l'actionneur, la roue de transmission, et le sous-ensemble de soupape) sont montés sur un seul et même élément (la tôle support) ce qui permet de réduire considérablement les dispersions de montage ainsi que les incertitudes liées aux chaînes de cote.
- L'emploi de la tôle support permet également une importante réduction des coûts de fabrication puisque le découpage et éventuellement l'emboutissage d'une simple tôle remplace, en référence à l'état de la technique, le moulage de plusieurs pièces et leur montage les unes par rapport aux autres.
- Le moteur, le sous-ensemble de soupape, et l'arbre saillant sont de préférence portés uniquement par la tôle de support, sans contact avec d'autres éléments de support ou de protection.
- La vanne selon l'invention peut en outre comporter les caractéristiques préférées suivantes, prises seules ou en combinaison :
- la vanne comporte en outre un capot de protection du pignon, de la roue d'entrée et de la roue de transmission, ce capot étant monté directement sur la tôle de support ;
- les axes desdites ouvertures et de l'arbre saillant sont parallèles ;
- lesdites ouvertures sont traversantes vis-à-vis de la tôle de support ;
- lesdites ouvertures sont disposées de part et d'autre de l'arbre saillant ;
- l'axe de rotation du pignon et la carcasse du moteur sont coaxiaux ;
- l'axe de translation de la soupape et le contour de l'ensemble de soupape sont coaxiaux ;
- le moteur est étanche sur sa portion s'étendant à partir de la tôle de support dans la direction opposée au pignon ;
- un joint est disposé entre le moteur et la tôle de support ;
- la tôle de support comporte une première jupe bordant la première ouverture ;
- la tôle de support comporte une deuxième jupe bordant la deuxième ouverture ;
- la tôle de support comporte une collerette périphérique ;
- la tôle de support comporte un rebord perpendiculaire reliant la collerette au reste de la tôle de support ;
- la tôle de support comporte des nervures de rigidification.
- Un autre objet de l'invention vise un procédé de fabrication d'une vanne telle que décrite ci-dessus. Ce procédé, particulièrement avantageux en termes de coût de fabrication, comporte les étapes suivantes :
- fournir une tôle métallique ;
- emboutir ladite tôle ;
- pratiquer les ouvertures ;
- fixer l'arbre saillant ;
- fixer le moteur et le sous-ensemble de soupape ;
- monter la roue de transmission sur l'arbre saillant ;
- monter un capot directement sur la tôle de support.
- L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré et non limitatif, description faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
- la
figure 1 est une vue en perspective d'une vanne de recirculation selon l'invention ; - la
figure 2 est une vue latérale de la vanne de lafigure 1 dont le capot de protection n'est pas représenté ; - la
figure 3 est une vue en perspective de la tôle de support de la vanne desfigures 1 et2 ; - la
figure 4 est une vue en perspective de la tôle de support d'une vanne selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la
figure 5 est une vue en perspective de la vanne de recirculation selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la
figure 6 est une vue en perspective de l'actionneur rotatif utilisé dans les deux modes de réalisation desfigures 1 à 5 . - La
figure 1 représente une vanne de recirculation selon l'invention. Elle comporte un actionneur rotatif constitué d'un moteur électrique 1, une soupape 2, et un corps qui comporte ici une tôle de support 3. Un capot de protection 4, réalisé en un polymère résistant à la chaleur, est monté sur la tôle de support 3 pour protéger les organes de la vanne et pour porter le connecteur électrique 5 permettant de câbler le moteur 1 et d'autres éléments éventuels tel qu'un capteur de position de la soupape 2. - Cette vanne est destinée à être montée sur un conduit, grâce aux pattes de fixation 6 liées à la tôle de support 3, de sorte que la soupape 2 puisse agir de manière classique contre un siège (non représenté) pour doser les gaz d'échappement qui sont réinjectés à l'admission.
- Sur la
figure 2 , le capot 4 ayant été ôté, les organes internes de la vanne sont visibles. En plus du moteur 1, la vanne comporte un sous-ensemble de soupape 7 adapté à transformer un mouvement de rotation d'une roue d'entrée 8 en un mouvement de translation de la soupape 2. Un tel sous-ensemble de soupape est classique (voir par exemple le documentEP 1 605 155 cité plus haut) et ne sera pas décrit plus en détail ici. - La roue d'entrée 8 n'est définie que sur un secteur angulaire correspondant à l'amplitude maximale que l'on prévoit pour la course de la soupape 2.
- Un pignon 9 est fixé sur l'arbre de sortie du moteur 1 et engrène avec une première portion dentée 10 d'une roue de transmission 11. La roue de transmission 11 engrène également, via une deuxième portion dentée 12, avec la roue d'entrée 8 du sous-ensemble de soupape 7.
- La première 10 et deuxième 12 portions dentées sont rigidement liées, la roue de transmission 11 étant faite d'une seule pièce ou de plusieurs rigidement liées. La présence des deux portions dentées 10, 12 permet de définir un rapport de réduction en fonction du moteur 1 utilisé, étant entendu que, en variante non représentée, la roue de transmission 10 peut ne comporter qu'une seule portion dentée qui engrène à la fois avec le pignon 9 et la roue d'entrée 8. La roue de transmission 10 est montée à rotation sur un arbre 13 saillant transversalement à la tôle support 3.
- La tôle support 3 est représentée seule à la
figure 3 . Il s'agit dans le présent exemple d'une tôle emboutie sur laquelle est fixée l'arbre 13 et dans laquelle sont pratiquées une première ouverture 14 destinée à loger le moteur 1 et une deuxième ouvertures 15 destinée à loger le sous-ensemble de soupape 7. Les ouvertures 14, 15 sont ici disposées de part et d'autre de l'arbre 13 qui est fixé perpendiculairement à la tôle 3 par soudage, vissage ou tout autre moyen. - Des nervures 16 peuvent être formées sur la tôle 3 lors de l'emboutissage, afin de la rigidifier. Pour les mêmes raisons, une collerette périphérique 17 peut également être formée sur la tôle 3 lors de l'emboutissage.
- Dans le présent exemple, les ouvertures 14, 15 sont entourées chacune d'une jupe 18, 19 saillant perpendiculairement à l'ouverture correspondante. Ces jupes sont ici avantageusement formées lors de l'emboutissage de la tôle de support 3 et peuvent comporter des rétrécissement de diamètre pour des raisons de rigidité et pour s'ajuster au diamètre de l'élément destiné à y prendre place (moteur 1 ou ensemble de soupape 7). Le moteur 1 et l'ensemble de soupape 7 sont ainsi montés dans l'ouverture 14, 15 correspondante de sorte qu'ils soient maintenus par montage serré, soudage, vissage ou tout autre moyen connu. Les jupes 18, 19 permettent un montage serré plus robuste des éléments 1, 7 sur la tôle 3.
- La carcasse du moteur 1, la périphérie de l'ensemble de soupape 7, et l'arbre 13 sont ainsi chacun mis en position directement par rapport à la tôle 3. Or, la carcasse du moteur 1 détermine la position de l'axe de rotation du pignon 9 et l'ensemble de soupape 7 détermine la position de l'axe de translation de la soupape 7. L'axe de rotation du pignon 9, l'axe de translation de la soupape 7 et l'arbre 13 sont donc tous trois mis chacun directement en position par rapport à une même pièce (la tôle 3) et, étant chacun, dans le présent exemple, perpendiculaires à la tôle 3, ils sont tous trois parallèles entre eux pour permettre un fonctionnement sûr de l'engrenage 9, 11, 8. Le parallélisme de ces axes ne dépend alors que d'une chaîne de cote réduite.
- La
figure 4 illustre une variante de la tôle de support. Les éléments similaires à la réalisation de lafigure 3 sont numérotés de la même manière. La tôle de support 3 présente, selon cette variante, un embouti plus profond de sorte que la collerette 17 est plus éloignée des ouvertures 14, 15 qu'un rebord 24 perpendiculaire est formé entre la collerette 17 et le reste de la tôle 3. Selon cette variante, la tôle 3 gagne encore en rigidité. L'arbre 13 est de plus monté sur une embase 20 lui assurant une bonne perpendicularité avec la tôle, même sous contrainte. - La
figure 5 montre cette tôle de support 3 coopérant avec le moteur 1, l'ensemble de soupape 7 et la roue de transmission 11, qui sont identiques à ceux de lafigure 2 . Le moteur 1 est ici monté dans son ouverture 14, dont la jupe 18 se réduit à une nervure de renfort, et maintenu en place par l'intermédiaire d'une plaque 21 soudée au moteur 1 d'une part et soudée à la collerette 17 d'autre part. D'autres moyens de fixation connus peuvent bien entendu être utilisés. Le moteur 1 peut par exemple être emmanché en force dans l'ouverture 14, ou encore soudé. Un bon maintien du moteur 1 est ainsi garanti de sorte que l'axe de rotation du pignon 9 soit bien perpendiculaire à la tôle 3. - Le moteur 1 de cette
figure 5 est représenté seul à lafigure 6 . La plaque 21 comporte une encoche 22 pour ne pas interférer avec la roue de transmission 11 (voirfigure 6 ). - Le moteur 1 comporte de plus, dans le présent exemple, un joint torique 23 qui, lorsque le moteur 1 est fixé dans l'ouverture 14, assure l'étanchéité du montage. Les connexions électriques (non représentées) du moteur 1 sont avantageusement disposées sur le dessus du moteur, c'est-à-dire à proximité du pignon 9, et par exemple entre la carcasse et la plaque 21. Ces connexions électriques pourront ainsi être directement câblées au connecteur 5 (voir
figure 1 ) par l'intérieur du capot 4, tandis que la carcasse du moteur 1 est étanche sous le joint torique 23. La vanne selon l'invention permet ainsi de s'affranchir d'un capot de protection disposé autour du moteur, comme c'est le cas dans l'art antérieur où ce capot est généralement réalisé sous forme d'une fonderie en alliage d'aluminium qui a pour inconvénient de mettre en contact thermique l'enveloppe du moteur avec les gaz d'échappement chauds ce qui conduit à un échauffement du moteur, qui est donc ici évité. - Des variantes de réalisation de l'invention pourront être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, la forme de la tôle de support emboutie pourra être adaptée en fonction des éléments qu'elle supporte ou de son mode de montage sur le moteur thermique auquel elle est destinée.
Claims (15)
- Vanne de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne, comportant :- un actionneur rotatif (1) adapté à entraîner en rotation un pignon (9) ;- un sous-ensemble de soupape (7) comportant une roue d'entrée (8), une soupape (2), et un dispositif de transformation de mouvement adapté à convertir la rotation de la roue d'entrée (8) en translation de la soupape (2) ;- une roue de transmission (11) engrenant d'une part avec le pignon (9) et d'autre part avec la roue d'entrée (8) ;la vanne comportant en outre une tôle de support (3) dans laquelle est pratiquée une première ouverture (14) , dans laquelle est disposé l'actionneur rotatif (1), un arbre saillant (13) étant fixé à la tôle de support (3) et la roue de transmission (11) étant montée à rotation sur l'arbre saillant (13),
caractérisée par le fait qu'une deuxième ouverture (15) dans laquelle est disposé le sous-ensemble de soupape (7) est pratiquée dans la vanne et par le fait que la vanne est dépourvue de corps de fonderie, la tôle de support (3) assurant seule la mise en position de l'actionneur rotatif (1), du sous-ensemble de soupape (7) et de la roue de transmission (11). - Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un capot (4) de protection du pignon (9), de la roue d'entrée (8) et de la roue de transmission (11), ce capot (4) étant monté directement sur la tôle de support (3).
- Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les axes des ouvertures (14, 15) et de l'arbre saillant (13) sont parallèles.
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les ouvertures (14, 15) sont traversantes vis-à-vis de la tôle de support (3).
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les ouvertures (14, 15) sont disposées de part et d'autre de l'arbre saillant (13).
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'axe de rotation du pignon (9) et la carcasse du moteur (1) sont coaxiaux.
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'axe de translation de la soupape (2) et le contour de l'ensemble de soupape (7) sont coaxiaux.
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le moteur (1) est étanche sur sa portion s'étendant à partir de la tôle de support (3) dans la direction opposée au pignon (9).
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'un joint (23) est disposé entre le moteur (1) et la tôle de support (3) .
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte une première jupe (18) bordant la première ouverture (14) et en ce que la tôle de support (3) comporte une deuxième jupe (19) bordant la deuxième ouverture (15).
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte une collerette périphérique (17).
- Vanne selon la revendication 11, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte un rebord perpendiculaire (24) reliant la collerette (17) au reste de la tôle de support (3).
- Vanne selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte des nervures (16) de rigidification.
- Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moteur (1), le sous-ensemble de soupape (7) et l'arbre saillant (13) sont uniquement portés par la tôle de support (3).
- Procédé de fabrication d'une vanne selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :- fournir une tôle métallique (3) ;- emboutir ladite tôle (3) ;- pratiquer les ouvertures (14, 15) ;- fixer l'arbre saillant (13) ;- fixer le moteur (1) et le sous-ensemble de soupape (7) ;- monter la roue de transmission (11) sur l'arbre saillant (13) ;- monter un capot (4) directement sur la tôle de support (3).
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| FR0805682A FR2937109B1 (fr) | 2008-10-14 | 2008-10-14 | Vanne egr comportant une tole de support |
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Publications (2)
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|---|---|
| EP2342447A1 EP2342447A1 (fr) | 2011-07-13 |
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ID=40652705
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| EP09763827A Not-in-force EP2342447B1 (fr) | 2008-10-14 | 2009-10-07 | Vanne egr comportant une tole de support |
Country Status (4)
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