FR3111957A1 - Vehicle equipped with a vacuum pump capable of regulating residual oil - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un véhicule comprenant un moteur, une culasse et une pompe à vide (1) dotée d’une cuve (2) de recueil d’huile reliée à la culasse au moyen d’un conduit (11). Selon l’invention, un clapet (10) mobile est apte à passer d’une position de fermeture pour laquelle il obture le conduit (11) et empêche l’huile (8) présente dans la cuve (2) de passer par ledit conduit (11), à une position d’ouverture pour laquelle il permet à l’huile (8) présente dans ladite cuve (2) d’être acheminé vers la culasse en passant par le conduit (11). Figure pour l’abrégé : Fig. 6The invention relates to a vehicle comprising an engine, a cylinder head and a vacuum pump (1) equipped with an oil collection tank (2) connected to the cylinder head by means of a conduit (11). According to the invention, a movable valve (10) is able to pass from a closed position for which it closes off the duct (11) and prevents the oil (8) present in the tank (2) from passing through the said duct. (11), to an open position for which it allows the oil (8) present in said tank (2) to be routed to the cylinder head through the conduit (11). Figure for abstract: Fig. 6
Description
La présente invention concerne un véhicule doté d’une pompe à vide apte à gérer de l’huile résiduelle. Le véhicule comprend un moteur, et la pompe à vide est associée au moteur de sorte que le fonctionnement de la pompe à vide est lié au fonctionnement du moteur. Cette pompe à vide a comme fonction principale de faciliter le freinage en créant une dépression à l’entrée d’un servofrein « mastervac ». De plus elle permet également d’activer diverses électrovannes, comme par exemple celles se trouvant sur des circuits de type EGR (de l’anglaisExhaust Gas Recirculation) ou celles régulant un circuit d’eau dans le cadre du thermo-management.The present invention relates to a vehicle provided with a vacuum pump capable of managing residual oil. The vehicle includes an engine, and the vacuum pump is associated with the engine such that the operation of the vacuum pump is linked to the operation of the engine. This vacuum pump has the main function of facilitating braking by creating a vacuum at the inlet of a "mastervac" brake booster. In addition, it also makes it possible to activate various solenoid valves, such as those found on EGR ( Exhaust Gas Recirculation ) type circuits or those regulating a water circuit in the context of thermal management.
La pompe à vide est une pièce mécanique indispensable sur un moteur de véhicule automobile et notamment un moteur à carburant Diesel. La pompe à vide comporte une chambre dans laquelle sont logées une ou des palettes mobiles en rotation autour d’un axe. En fonctionnement cette pompe est lubrifiée par l’huile moteur. Lors des arrêts moteur, l’huile présente dans le corps de la pompe se retrouve par gravité au fond de la cuve de la pompe à vide, c’est ce qu’on appelle de l’huile résiduelle. Au démarrage suivant, cette huile accumulée entraine une résistance lorsque la palette vient à son contact. Cette résistance est d’autant plus forte que la température est basse. En effet, la viscosité de l’huile augmente avec la baisse de température et cette huile résiduelle devient un élément provocant un choc lors du passage de la palette. Cette huile résiduelle provoque donc un couple sur un rotor de la pompe à vide, et par conséquent sur un entraineur de l’arbre notamment un arbre à cames. Ces deux composants, à savoir le rotor et l’entraineur, doivent donc être suffisamment robustes pour supporter les démarrages à froid.The vacuum pump is an essential mechanical part on a motor vehicle engine and in particular a diesel fuel engine. The vacuum pump comprises a chamber in which are housed one or more rotating blades around an axis. In operation, this pump is lubricated by engine oil. During engine stops, the oil present in the pump body is found by gravity at the bottom of the vacuum pump tank, this is called residual oil. On the next start, this accumulated oil causes resistance when the pallet comes into contact with it. This resistance is all the stronger as the temperature is low. Indeed, the viscosity of the oil increases with the drop in temperature and this residual oil becomes an element causing a shock during the passage of the pallet. This residual oil therefore causes a torque on a rotor of the vacuum pump, and consequently on a drive shaft, in particular a camshaft. These two components, namely the rotor and the trainer, must therefore be robust enough to withstand cold starts.
Afin de limiter la présence d’huile résiduelle dans la cuve de la pompe à vide lors des différents arrêts du véhicule, une solution a consisté à mettre en place un débit de fuite d’huile permanent dans ladite cuve. Or, ce débit de fuite a pour conséquence néfaste d’augmenter le travail de la pompe et donc les frottements résultants.In order to limit the presence of residual oil in the vacuum pump tank during the various stops of the vehicle, one solution consisted in setting up a permanent oil leak rate in said tank. However, this leakage rate has the adverse consequence of increasing the work of the pump and therefore the resulting friction.
Le développement de nouvelles pompes dites « bas frottement » a conduit à réduire ce débit de fuite. Mais la contrepartie à cette réduction de débit de fuite, a été une augmentation de l’huile résiduelle dans la cuve de la pompe à vide. Il faut alors à nouveau rendre plus robustes le rotor de ladite pompe et l’entraineur.The development of new so-called “low friction” pumps has led to this leakage rate being reduced. But the counterpart to this reduction in leak rate was an increase in the residual oil in the vacuum pump tank. It is then necessary again to make the rotor of said pump and the trainer more robust.
Une pompe à huile d’un véhicule selon l’invention est conçue pour pouvoir réguler l’huile résiduelle dans sa cuve, sans avoir à rendre plus robustes le rotor de ladite pompe et l’entraineur.A vehicle oil pump according to the invention is designed to be able to regulate the residual oil in its tank, without having to make the rotor of said pump and the drive more robust.
L’invention a pour objet un véhicule comprenant un moteur, une culasse et une pompe à vide dotée d’une cuve de recueil d’huile reliée à la culasse au moyen d’un conduit.The subject of the invention is a vehicle comprising an engine, a cylinder head and a vacuum pump equipped with an oil collection tank connected to the cylinder head by means of a conduit.
Selon l’invention, un clapet mobile est apte à passer d’une position de fermeture pour laquelle il obture le conduit et empêche l’huile présente dans la cuve de passer par ledit conduit, à une position d’ouverture pour laquelle il permet à l’huile présente dans ladite cuve d’être acheminé vers la culasse en passant par le conduit. Ce clapet a pour objectif de permettre le fonctionnement de la pompe à vide lorsque le moteur fonctionne, et de vider l’huile résiduelle se trouvant dans la cuve de ladite pompe lorsque le moteur s’arrête de fonctionner. Ce clapet permet de purger la cuve de la pompe à vide uniquement lorsque cela s’avère nécessaire, c’est-à-dire lorsque le moteur est arrêté. Il contribue également au bon fonctionnement de ladite pompe lorsque le moteur fonctionne, en maintenant l’huile dans la cuve de la pompe c’est-à-dire en l’empêchant de fuir. Selon une variante de réalisation, ce clapet est associé à un élément de commande et à une motorisation, et est piloté par un calculateur embarqué. Selon une autre variante de réalisation, la position du clapet dépend du fonctionnement ou non du moteur. En effet, lorsque le moteur fonctionne, il va se créer une dépression dans la cuve qui va contribuer à maintenir le clapet dans la position de fermeture, et lorsque ledit moteur cesse de fonctionner, cette dépression disparait et le clapet se replace naturellement dans la position d’ouverture permettant à l’huile résiduelle logée dans la cuve de la pompe à vide d’être acheminée vers la culasse. Le clapet peut être fixé à la cuve à l’endroit où prend naissance le conduit, ou peut être fixé directement audit conduit.According to the invention, a movable valve is capable of passing from a closed position for which it closes off the duct and prevents the oil present in the tank from passing through said duct, to an open position for which it allows the oil present in said tank to be routed to the cylinder head through the duct. The purpose of this valve is to allow the operation of the vacuum pump when the engine is running, and to empty the residual oil in the tank of said pump when the engine stops running. This valve allows the vacuum pump tank to be purged only when necessary, i.e. when the motor is stopped. It also contributes to the proper functioning of said pump when the engine is running, by keeping the oil in the pump tank, i.e. preventing it from leaking. According to a variant embodiment, this valve is associated with a control element and with a motorization, and is controlled by an on-board computer. According to another variant embodiment, the position of the valve depends on whether or not the motor is operating. Indeed, when the engine is running, a depression will be created in the tank which will help to maintain the valve in the closed position, and when said engine stops operating, this depression disappears and the valve naturally returns to the position opening allowing the residual oil lodged in the bowl of the vacuum pump to be routed to the cylinder head. The valve can be fixed to the tank at the place where the duct originates, or can be fixed directly to said duct.
Selon une caractéristique possible de l’invention, le clapet est fixé au conduit. De cette manière, le clapet ne vient pas occuper l’espace délimité par la cuve et ne contribue pas à diminuer son volume disponible. De plus, le clapet n’interfère pas directement avec l’huile présente dans la cuve et ne risque donc pas de biaiser le fonctionnement de ladite pompe.According to a possible characteristic of the invention, the valve is fixed to the duct. In this way, the valve does not occupy the space delimited by the tank and does not contribute to reducing its available volume. In addition, the valve does not interfere directly with the oil present in the tank and therefore does not risk biasing the operation of said pump.
Selon une caractéristique possible de l’invention, le clapet est monté en rotation autour d’un axe transversal du conduit.According to a possible characteristic of the invention, the valve is mounted in rotation around a transverse axis of the duct.
Selon une caractéristique possible de l’invention, le clapet présente une position de repos en position d’ouverture. Cela signifie qu’en l’absence de toute sollicitation, le clapet est dans la position d’ouverture et permet à l’huile présente dans la cuve de transiter vers la culasse. Une telle sollicitation pourrait par exemple être représentée par une dépression créée dans la cuve de la pompe à vide, lorsque le moteur fonctionne.According to a possible characteristic of the invention, the valve has a rest position in the open position. This means that in the absence of any stress, the valve is in the open position and allows the oil present in the tank to flow towards the cylinder head. Such a stress could for example be represented by a vacuum created in the tank of the vacuum pump, when the engine is running.
Selon une caractéristique possible de l’invention, le clapet est apte à basculer de la position d’ouverture en position de fermeture au démarrage et fonctionnement de la pompe à vide.According to a possible characteristic of the invention, the valve is able to switch from the open position to the closed position when the vacuum pump starts and operates.
Selon une caractéristique possible de l’invention, le clapet est rigide. Dans le cadre de l’invention, il n’y a aucun avantage à ce que le clapet se déforme. Le clapet peut par exemple être réalisé en métal ou en matière plastique.According to a possible characteristic of the invention, the valve is rigid. In the context of the invention, there is no advantage in the valve deforming. The valve can for example be made of metal or plastic.
Selon une caractéristique possible de l’invention, le clapet est de forme circulaire. Pour cette configuration de clapet, il est avantageusement supposé que la section transversale du conduit est également circulaire.According to a possible characteristic of the invention, the valve is circular in shape. For this valve configuration, it is advantageously assumed that the cross section of the duct is also circular.
L’invention a pour autre objet un ensemble comprenant la pompe à vide et le conduit destiné à relier la cuve de ladite pompe à la culasse.Another object of the invention is an assembly comprising the vacuum pump and the conduit intended to connect the tank of said pump to the cylinder head.
Selon l’invention, le conduit comprend un clapet monté mobile entre une position de fermeture pour laquelle il obture ledit conduit et empêcherait l’huile présente dans la cuve d’être acheminée vers la culasse, et une position d’ouverture pour laquelle il permettrait à l’huile présente dans la cuve d’être acheminée vers la culasse via ledit conduitAccording to the invention, the duct comprises a valve mounted to move between a closed position for which it closes off said duct and would prevent the oil present in the tank from being routed to the cylinder head, and an open position for which it would allow the oil present in the tank to be routed to the cylinder head via said conduit
Le terme « relier » signifie « mettre en communication avec ».The term “to connect” means “to put in communication with”.
L’invention a pour autre objet, un procédé de fonctionnement de la pompe à vide d’un véhicule selon l’invention.Another object of the invention is a method of operating the vacuum pump of a vehicle according to the invention.
Selon l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes :
- une étape de montage du clapet dans le conduit de sorte que par défaut il occupe la position d’ouverture,
-une étape de placement du clapet dans la position de fermeture lorsque le moteur fonctionne, cette étape étant réalisée naturellement sous l’effet d’une dépression créée dans la cuve par le fonctionnement dudit moteur,
-une étape de relaxation du volet qui se replace par défaut dans la position d’ouverture lorsque le moteur est à l’arrêt, car la dépression dans ladite cuve a disparu.According to the invention, the method comprises the following steps:
- a step of mounting the valve in the duct so that by default it occupies the open position,
-a step of placing the valve in the closed position when the motor is running, this step being carried out naturally under the effect of a depression created in the tank by the operation of said motor,
-a stage of relaxation of the shutter which returns by default to the open position when the engine is stopped, because the vacuum in said tank has disappeared.
Le principe d’un tel procédé est de faire dépendre la position du clapet de l’état du moteur, c’est-à-dire fonctionnement ou non fonctionnement. De cette manière, le clapet se place naturellement dans la position d’ouverture ou de fermeture pour obturer ou non le conduit, en fonction de la présence ou non d’une dépression dans la cuve de la pompe. Le clapet n’a besoin d’aucune source motrice pour être déplacé entre les deux positions.The principle of such a process is to make the position of the valve depend on the state of the engine, i.e. working or not working. In this way, the valve is naturally placed in the open or closed position to block or not the conduit, depending on the presence or not of a vacuum in the pump tank. The damper does not need any driving source to be moved between the two positions.
Un véhicule selon l’invention présente l’avantage de posséder une pompe à vide apte à gérer de l’huile résiduelle susceptible d’être stockée dans sa cuve, grâce à une mise en œuvre judicieuse d’un simple clapet, léger et peu encombrant. Il a de plus l’avantage de permettre une gestion de la position du clapet sans avoir recours à une source énergétique spécifique, la position du clapet étant pilotée par l’état du moteur, c’est-à-dire fonctionnement ou non-fonctionnement.A vehicle according to the invention has the advantage of having a vacuum pump capable of managing residual oil capable of being stored in its tank, thanks to a judicious implementation of a simple valve, light and compact. . It also has the advantage of allowing the position of the valve to be managed without having recourse to a specific energy source, the position of the valve being controlled by the state of the motor, i.e. operation or non-operation. .
On donne ci-après une description détaillée d’u mode réalisation préféré d’un véhicule selon l’invention, en se référant aux figures suivantes :A detailed description of a preferred embodiment of a vehicle according to the invention is given below, with reference to the following figures:
En se référant aux figures 1 et 2, un véhicule selon l’invention comprend un moteur et une pompe à vide 1, le fonctionnement de ladite pompe à vide 1 étant lié au fonctionnement dudit moteur. Schématiquement, une telle pompe à vide 1 a pour fonction, d’une part de faciliter le freinage en créant une dépression à l’entrée d’un servofrein, et d’autre part, d’activer un certain nombre d’électrovannes dans le cadre de circuits EGR ou dans le cadre du thermo-management en régulant un circuit d’eau.Referring to Figures 1 and 2, a vehicle according to the invention comprises an engine and a vacuum pump 1, the operation of said vacuum pump 1 being linked to the operation of said engine. Schematically, such a vacuum pump 1 has the function, on the one hand, of facilitating braking by creating a depression at the inlet of a brake booster, and on the other hand, of activating a certain number of solenoid valves in the part of EGR circuits or in the context of thermo-management by regulating a water circuit.
Cette pompe à vide comporte une cuve 2, délimitée par une paroi latérale cylindrique 3 et par un fond 4 constitué par une paroi circulaire pleine. Cette paroi latérale cylindrique 3 est prolongée par trois pattes de fixation 9 coplanaires, permettant de fixer ladite pompe à vide 1 à une culasse. Les trois pattes de fixation 9 s’étendent dans un plan qui est perpendiculaire à l’axe de révolution de la paroi latérale cylindrique 3.This vacuum pump comprises a tank 2, delimited by a cylindrical side wall 3 and by a bottom 4 constituted by a solid circular wall. This cylindrical side wall 3 is extended by three coplanar fixing lugs 9, making it possible to fix said vacuum pump 1 to a cylinder head. The three fixing lugs 9 extend in a plane which is perpendicular to the axis of revolution of the cylindrical side wall 3.
En se référant aux figures 3 et 4, une telle pompe à vide 1 comprend un rotor 5 sur lequel vient se fixer un entraineur 6 d’un arbre à cames 7. Une mise en rotation du rotor 5 va entrainer une mise en rotation de l’entraineur 6 qui va lui-même engendrer une mise en rotation de l’arbre à cames 7 autour de son axe de révolution.Referring to Figures 3 and 4, such a vacuum pump 1 comprises a rotor 5 on which is fixed a driver 6 of a camshaft 7. A rotation of the rotor 5 will cause a rotation of the coach 6 which will itself cause the camshaft 7 to rotate around its axis of revolution.
Actuellement, lors des arrêts moteur, de l’huile résiduelle 8 se retrouve par gravité au fond de la cuve 2 de la pompe à vide 1. Cette huile résiduelle 8 provoque un couple sur le rotor 5 de la pompe à vide 1, et par conséquent sur l’entraineur 6 de l’arbre à cames 7. Ces deux composants, à savoir le rotor 5 et l’entraineur 6, doivent donc être suffisamment robustes pour supporter les démarrages à froid.Currently, during engine stops, residual oil 8 is found by gravity at the bottom of the tank 2 of the vacuum pump 1. This residual oil 8 causes a torque on the rotor 5 of the vacuum pump 1, and by consequently on the coach 6 of the camshaft 7. These two components, namely the rotor 5 and the coach 6, must therefore be robust enough to withstand cold starts.
Afin d’éviter le surdimensionnement du rotor 5 et de l’entraineur 6 pour supporter les démarrages à froid, il est proposé dans le cadre de l’invention, de réguler cette huile résiduelle 8, l’objectif étant de faire disparaitre cette huile résiduelle 8 lorsque le moteur s’arrête de fonctionner.In order to avoid the oversizing of the rotor 5 and the trainer 6 to withstand cold starts, it is proposed in the context of the invention to regulate this residual oil 8, the objective being to make this residual oil disappear. 8 when the motor stops running.
Pour répondre à cet objectif, en se référant aux figures 5, 6 et 7, un clapet 10 est mis en œuvre dans un conduit 11 reliant la cuve 2 de la pompe à vide 1 à la culasse. Le conduit 11 se trouve sous la cuve 2 et présente deux segments 12, 13 pouvant avantageusement être perpendiculaires l’un à l’autre. Le clapet 10 est monté pivotant dans le premier segment 12 du conduit 11, entre une position de fermeture comme illustré aux figures 5 et 6 et une position d’ouverture comme illustré à la figure 7.To meet this objective, with reference to Figures 5, 6 and 7, a valve 10 is implemented in a conduit 11 connecting the tank 2 of the vacuum pump 1 to the cylinder head. The conduit 11 is under the tank 2 and has two segments 12, 13 which can advantageously be perpendicular to each other. The valve 10 is pivotally mounted in the first segment 12 of the conduit 11, between a closed position as shown in Figures 5 and 6 and an open position as shown in Figure 7.
Dans la position de fermeture comme illustré aux figures 5 et 6, le clapet 10 vient en appui contre une paroi du deuxième segment 13 en obturant le premier segment 12. Lorsque le clapet 10 est dans cette position de fermeture, l’huile demeure dans la cuve 2 de la pompe à vide 1, et ne peut pas être acheminée vers la culasse via le conduit 11.In the closed position as shown in Figures 5 and 6, the valve 10 bears against a wall of the second segment 13 by closing the first segment 12. When the valve 10 is in this closed position, the oil remains in the tank 2 of vacuum pump 1, and cannot be routed to the cylinder head via line 11.
Dans la position d’ouverture comme illustré à la figure 7, le clapet 10 a pivoté depuis sa position de fermeture pour ouvrir le premier segment 12 du conduit 11 et permettre à l’huile résiduelle 8 présente dans la cuve 2 de la pompe à vide 1 d’être acheminée vers la culasse. Dans cette position d’ouverture, le clapet 10 n’est plus en appui contre la paroi du deuxième segment 13.In the open position as shown in Figure 7, the valve 10 has pivoted from its closed position to open the first segment 12 of the conduit 11 and allow the residual oil 8 present in the tank 2 of the vacuum pump 1 to be routed to the cylinder head. In this open position, the valve 10 is no longer resting against the wall of the second segment 13.
Le clapet 10 est préférentiellement réalisé dans un matériau rigide pour ne pas être déformé entre la position de fermeture et la position d’ouverture et dans chacune de ces deux positions. Ce clapet 10 peut par exemple être réalisé en métal ou en matière plastique.The valve 10 is preferably made of a rigid material so as not to be deformed between the closed position and the open position and in each of these two positions. This valve 10 can for example be made of metal or plastic.
Avantageusement, le clapet 10 a une forme simple comme par exemple une forme circulaire.Advantageously, the valve 10 has a simple shape such as for example a circular shape.
Préférentiellement, le clapet 10 est monté pivotant autour d’un axe du premier segment 12 du conduit 11.Preferably, the valve 10 is pivotally mounted around an axis of the first segment 12 of the duct 11.
Selon une première variante de réalisation, un procédé de fonctionnement de la pompe à vide 1 selon l’invention, comprend les étapes suivantes :
-une étape de montage du clapet 10 dans le premier segment 12 du conduit 11 de sorte que par défaut il occupe la position d’ouverture. L’expression « par défaut » signifie « en l’absence de toute contrainte »,
-une étape de placement du clapet 10 dans la position de fermeture lorsque le moteur fonctionne, cette étape étant réalisée sous l’effet d’une dépression créée dans la cuve 2 par le fonctionnement dudit moteur. L’huile ne peut alors pas s’échapper de la cuve 2,
-une étape de relaxation du clapet 10 qui se replace naturellement dans la position d’ouverture lorsque le moteur s’arrête de fonctionner, car la dépression dans la cuve 2 de la pompe à vide 1 a disparu. En effet, lorsque le moteur s’arrête de fonctionner, le clapet 10 n’est plus soumis à une quelconque contrainte ou sollicitation, et reprend donc naturellement sa position par défaut qui est la position d’ouverture. L’huile peut alors être évacuée de la cuve 2 pour être acheminée vers la culasse.According to a first variant embodiment, a method of operating the vacuum pump 1 according to the invention comprises the following steps:
-a step of mounting the valve 10 in the first segment 12 of the duct 11 so that by default it occupies the open position. The expression "by default" means "in the absence of any constraint",
a step of placing the valve 10 in the closed position when the motor is running, this step being carried out under the effect of a depression created in the tank 2 by the operation of said motor. The oil cannot then escape from tank 2,
-a stage of relaxation of the valve 10 which naturally returns to the open position when the motor stops operating, because the depression in the tank 2 of the vacuum pump 1 has disappeared. Indeed, when the motor stops operating, the valve 10 is no longer subjected to any constraint or stress, and therefore naturally resumes its default position which is the open position. The oil can then be evacuated from tank 2 to be routed to the cylinder head.
Claims (8)
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| FR2006886A FR3111957B1 (en) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Vehicle fitted with a vacuum pump capable of regulating residual oil |
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Family Applications (1)
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| FR2006886A Active FR3111957B1 (en) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Vehicle fitted with a vacuum pump capable of regulating residual oil |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| DE2843170A1 (en) * | 1977-10-14 | 1979-04-19 | Stal Refrigeration Ab | ARRANGEMENT IN A COMPRESSOR FOR DRAINING LIQUID |
| JPS588289A (en) * | 1981-07-06 | 1983-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Rotary compressor |
| FR2640699A1 (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-22 | Bar Ag Ag | Vane-type vacuum pump |
| EP2551525A2 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | Renault S.A.S. | Variable-flow oil pump comprising a system for regulating oil pressure according to temperature |
| DE102015219528A1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Suction channel system for a transmission |
-
2020
- 2020-06-30 FR FR2006886A patent/FR3111957B1/en active Active
Patent Citations (5)
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| DE102015219528A1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Suction channel system for a transmission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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