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Die Erfindung betrifft einen Oberflächenschleifer, insbesondere einen Betonschleifer nach Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein gattungsgemäßer Betonschleifer wird im Europa Patent
EP 2 186 600 B1 ausführlich beschrieben. Wobei sich Betonschleifer neben dem klassischen Betonschleifen auch zum Abtragen und entfernen von Beschichtungen, Klebern, Putz und Bodenbelägen von mineralischen und hölzernen Untergründen eignen. Als Arbeitssegmente werden neben den klassischen metallgebundenen Diamantschleifsegmenten auch aufgelötete Hartmetallsplitter und neuerdings auch Schneideelemente aus Polykristallinem Diamant (PKD) eingesetzt. Bei den meisten Arbeiten fallen ebenso wie beim reinen Betonschleifen beträchtliche Mengen an Schleifstaub an, welche abgesaugt werden müssen. Zur Verbesserung der Absaugung von Schleifstaub finden sich in der Patentliteratur einige Erfindungen z. B.
DE 197 07 445 A1 oder
DE 10139 762 A1 oder
DE 195 02 201 A1 . Diese haben jedoch alle folgenden Nachteil:
Der Schleifstaub kann sich nach wie vor im Bereich der Arbeitssegmente festsetzen, was ein Zeichen für eine unvollständige Absaugung ist. Auch wenn der Schleifstaub den Bereich unter der Absaughaube nicht verlassen kann, so stellt diese Verunreinigung doch einen erhöhten Verschleiß am Arbeitssegment dar, da bereits vom Untergrund gelöste Bestandteile wieder und wieder in den Arbeitsprozess gelangen können und dort einen eigentlich unnötigen Verschleiß verursachen. Ein weiterer Nachteil der meisten Betonschleifer nach aktuellen Stand der Technik ist, dass sich diese am Untergrund regelrecht festsaugen können. Durch den für die Absaugung benötigten Staubsauger entsteht unterhalb der nach außen abgedichtete Absaughaube ein Unterdruck, welche die gesamte Maschine an den zu bearbeitenden Untergrund zieht. Dieses Verhalten wird von vielen Anwendern als störend empfunden, da dies sowohl das Hin- und Her-Bewegen des Betonschleifers erschwert, als auch den vom Anwender bestimmten Anpressdruck des Betonschleifers gegen den zu bearbeitenden Untergrund unter Umständen ungewollt verstärkt. Daher werden von Anwendern teilweise in der Saugstärke regelbare Staubsauger eingesetzt, um so das ungewollte Festsaugen zu verhindern. Das Herunterregeln der Absaugleistung führt jedoch wiederum zu einer verminderten Absaugleistung der Schleifrückstände, was gesundheitsgefährdend werden kann, wenn bedingt durch den dann verringerten Volumenstrom des Staubsaugers, Schleifstaub den Abdeckungsbereich der Absaughaube verlässt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Betonschleifer so weiter zu bilden, dass eine möglichst vollständige Absaugung von Schleifstaub und Schleifgut unmittelbar nach deren Entstehung mit einem in seiner Leistung nicht regelbaren Staubsauger sichergestellt werden kann, ohne dass sich dabei der Betonschleifer am Untergrund festsaugt.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 weist die Absaughaube zwei Bereiche auf. Einen inneren Bereich, über den Luft von außen zuströmen kann und einen äußeren Bereich der mit einem Staubsauger verbunden werden kann, über den der anfallenden Schleifstaub abgesaugt wird. Der äußere Bereich ist an seinem Umfang wie ein Betonschleifer nach Stand der Technik zum Untergrund hin abgedichtet. Dies kann z. B. durch eine Streifenbürste, Gummilippe oder einen Splitterschutzring erfolgen. Der innere und der äußere Bereich der Absaughaube sind in Verbindung mit einer in das Gerät eingesetzten Schleifscheibe (Arbeitswerkzeug) zueinander ebenfalls abgedichtet. Hier kann die Abdichtung wahlweise durch flexible Elemente wie z. B. Streifenbürste oder Gummilippe (Anspruch 5) oder aber auch durch ein festes Material wie z. B. Kunststoff oder Metall (Anspruch 6) erfolgen. Es wäre sogar denkbar diese Trennwand/Trennsteg auf der Rückseite des Arbeitswerkzeuges (Anspruch 7) auszubilden, oder aber eine Abdichtung nach Anspruch 5 und 6 durch mindestens eine Erhebung oder mindestens eine Vertiefung auf der Rückseite des Arbeitswerkzeuges zu unterstützen.
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Für die korrekte Funktion der nach Anspruch 1 beschriebenen Absaughaube ist es nun noch wichtig, dass die verwendete Schleifscheibe (Arbeitswerkzeug) mindestens eine Durchtrittsöffnung in dem Bereich aufweist, mit dem die Schleifscheibe im korrekt montierten Zustand den inneren Bereich der Absaughaube überdeckt. Das physikalische Prinzip hinter der Erfindung entspricht der Funktionsweise eines Radialventilators. Die Luft zwischen Schleifscheibe und zu bearbeitendem Untergrund wird durch das sich schnell drehende Arbeitswerkzeug nach außen gedrückt, wobei über den inneren Bereich der Absaughaube und durch die Öffnung(en) in der Schleifscheibe darüber, neue Luft von außen nachströmen kann. Durch den im Außenbereich der Absaughaube entstehenden Unterdruck, bedingt durch den angeschlossenen Staubsauger, kann auf der Arbeitsfläche der Schleifscheibe, insbesondere zwischen den Arbeitssegmenten, ein maximaler Luftstrom erzeugt werden. Dieser sorgt dafür, dass anfallender Schleifstaub und Schleifgut unmittelbar nach deren Entstehung mit dem Luftstrom nach außen geschleudert und abgesaugt werden. Da hierdurch zwischen Schleifscheibe und dem zu bearbeitendem Untergrund nur ein minimaler Unterdruck entsteht, entfällt auch das von Anwender als unvorteilhaft empfundene Festsaugen des Betonschleifers.
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In der Ausführungsform nach Anspruch 2 wird die bei Betonschleifern typische Motorkühlluft an ihrer Austrittsöffnung der Antriebseinheit, zumindest in teilen so umgelenkt, dass diese in den inneren Bereich der Absaughaube eingeblasen wird. Hierdurch lässt sich der Luftstrom zwischen Schleifscheibe und dem zu bearbeitenden Untergrund weiter erhöhen und der dort entstehende Unterdruck weiter minimieren.
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In der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 wird nun eine drehbar gelagerte und mit mindestens einer Aussparung versehene Walze so am Gerät angebracht, dass sich darüber die unter Anspruch 1 und 2 gegebenen Betriebsarten einstellen lassen:
- – Luft von außen in den inneren Bereich der Absaughaube ansaugen.
- – Motorkühlluft durch die Austrittsöffnung der Antriebseinheit in den inneren Bereich der Absaughaube einblasen.
Durch Vergrößern oder Verkleinern des Öffnungsquerschnittes welcher durch eine Aussparung der Walze und der Formgebung des Walzengehäuses entsteht, kann durch Drehen der Walze die Intensität des Luftstromes geregelt werden, oder aber der Luftstrom auch ganz unterbrochen werden.
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In der besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 wird die drehbar gelagerte Walze mit Aussparung zur Steuerung des Luftstromes mit einem stirnseitig angebrachten Magneten in ihrem Walzengehäuse gehalten. Dies verhindert einerseits, dass sich die Walzenstellung während des Betriebes ungewollt durch Vibrationen verändert. Andererseits verhindert der Magnet auch, dass die Walze beim Einblasen von Motorkühlluft aus ihrem Walzengehäuse heraus gedrückt wird und bietet darüber hinaus dem Anwender den Vorteil, dass sich die Walze zum Reinigen des Zuluftkanales für den inneren Bereich der Absaughaube sehr einfach durch starkes Ziehen aus ihrem Walzengehäuse entfernen lässt, ohne das hierfür Werkzeug benötigt wird.
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Für die Anordnung der Arbeitssegmente auf dem Werkzeugträger hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auf dem Werkzeugträger kleine Podeste für die Arbeitssegmente angebracht werden, um die Arbeitssegmente in eine erhöhten Position zu bringen (Anspruch 8). Da so auch bei nahezu verschlissenen Arbeitssegmenten noch ein Luftstrom zwischen den einzelnen Arbeitssegmenten durchgelassen wird.
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Völlig überraschend stellte sich bei Versuchsreihen des hier verbesserten Betonschleifers heraus, dass die nun zwischen den Arbeitssegmenten hindurch strömende Außenluft auch eine kühlende Wirkung auf die Arbeitssegmente hat (Anspruch 9). Dies bringt beim Schleifen von unbeschichteten Betonflächen zwar keine Vorteile, führt jedoch bei mit Farbe oder Schutzanstrich beschichteten Betonoberflächen dazu, dass sich die Arbeitssegmente nicht mit Beschichtungsanhaftungen zusetzen (zuschmieren), was den Arbeitsfortschritt auf derart behandelten Oberflächen bedeutend erhöht. Ebenfalls positiv wirkt sich diese Kühlung der Arbeitssegmente auf Betonoberflächen aus, welche mit thermisch empfindlichen Betonzuschlägen versehen wurden. Hier wird häufig das Problem beobachtet, dass die durch die heißen Arbeitssegmente verflüssigten Betonzuschläge unkontrolliert über die Oberfläche verschmiert werden, was optisch aber gerade vermieden werden sollte. Auch dieses Problem tritt mit dem hier beschriebenen, verbesserten Betonschleifer nicht mehr auf.
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Ein Ausbildungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es Zeigt.
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1 eine perspektivische Ansieht eines Betonschleifers mit einer Absaughaube nach Anspruch 1 ohne Schleifscheibe
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2 denselben Betonschleifer wie 1 mit Schleifscheibe
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3 Strömungserhalten zwischen Schleifscheibe und zu bearbeitendem Untergrund am Beispiel des Betonschleifers aus 1 und 2
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4 eine perspektivische Ansicht eines Betonschleifers mit demontierter Absaughaube nach Anspruch 2 und 4
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5 eine Luftstromumlenkwalze wie sie in 3 eingesetzt ist.
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6 einen Schnitt durch eine Absaughaube wie man sie für 3 einsetzen könnte.
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In 1 und 2 ist eine Ansicht des kompletten Betonschleifers (1) dargestellt, der als handgeführter Winkelschleifer, insbesondere für Beton-Schleifarbeiten ausgebildet ist, mit einem rohrförmig, als Griff verwendbaren Motorgehäuse (2), in dem ein Elektromotor aufgenommen ist, der mit einem Schalter (3) ein- und ausgeschalten werden kann. Der seitlich angeschraubte Handgriff (16) ermöglicht ein komfortables zweihändiges Arbeiten, mit dem Betonschleifer. Nach vorne am Motorgehäuse befindet sich ein in der Zeichnung verdecktes Winkelgetriebe, an welchem eine leicht trichterförmige Absaughaube (4) im Bereich einer zentralen Durchtrittsöffnung für den Getriebehals (durch die Absaughaube verdeckt) befestigt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel lässt sich der äußerste Teil der Absaughaube (6) im Uhrzeigersinn aufschieben, so das ein kleiner Teil der Schleifscheibe (12) frei liegt. Diese Funktion wird zum randgenauen Arbeiten z. B. im Wandbereich benötigt. Die Absaughaube (4) ist so konstruiert das die beiden Streifenbürsten (7) und (8) den entstehenden Schleifstaub zurückhalten und unter der Absaughaube halten und es ermöglichen, das die Schleifrückstände über die Durchtrittsöffnung (10) in den an (9) anschliessbaren Absaugschlauch gesaugt werden können. Als Trennwand zwischen innerem und äußeren Bereich der Absaughaube dient hier die zentrisch zur Antriebswelle (5) angeordnete Gummilippe (11), welche in ihrer Bauhöhe so hoch ausgeführt ist das sie bei aufgesetzter Schleifscheibe (12) mit der Unterseite der Schleifscheibe (12) vollflächig abdichtet. Im inneren Bereich der Absaughaube befindet sich somit die Antriebswelle (5) mit der darauf befindlichen Spannvorrichtung für eine Schleifscheibe, sowie eine längliche Durchtrittsöffnung, der Zuluftkanal (13) welche es ermöglicht das Zuluft von außerhalb der Absaughaube (4) in den inneren Bereich der Absaughaube (4) strömen kann. Optimalerweise würde man den Zuluftkanal (13) so gestalten das sich der Querschnitt stufenlos von außerhalb der Absaughaube (4) z. B. durch einen Schieber vergrößern und verkleinern lässt. Bei montierter Schleifscheibe stellt sich der Betrieb wie folgt dar. Die Arbeitssegmente (14) liegen auf dem zu bearbeitenden Untergrund auf, die Streifenbürsten (7) und (8) dichten den Arbeitsbereich zur Außenwelt hin ab. Der Anschlussstutzen (9) ist über einen Schlauch (hier nicht abgebildet) mit einer Absaugvorrichtung (z. B. Staubsauger) verbunden. Beim Betrieb entsteht unter der Absaughaube (4) somit ein Luftstrom, welcher vom Zuluftkanal (13) im inneren Bereich der Absaughaube durch die Öffnungen in der Schleifscheibe (15), seitlich an den Arbeitssegmenten (14) vorbei, wobei sich hier die Zuluft gezielt mit den Schleifrückständen zu Schleifstaub vermengen kann, in den äußeren Bereich der Absaughaube (4) zieht, und von dort über die Durchtrittsöffnung (10) in den Absaugstutzen (9) in Richtung Absaugeinrichtung befördert wird.
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In 3 Zeigt den Betonschleifer aus 1 und 2 in der Draufsicht mit Schleifscheibe (12). Die Schleifscheibe rotiert nach dem Einschalten des Betonschleifers entgegen dem Uhrzeigersinn. Über die an (9) angeschlossenen Absaugvorrichtung (z. B. Staubsauger) (nicht abgebildet) und die Durchtrittsöffnung (10) entsteht kurzfristig ein Unterdruck im äußeren Bereich der Absaughaube. Dieser wird jedoch über die durch die Öffnungen (15) in der Schleifscheibe strömende Luft augenblicklich ausgeglichen. Bei der auf dem zu bearbeitenden Untergrund aufgesetzten Schleifscheibe (12) kann die zuströmende Luft aus dem inneren Bereich somit im Wesentlich nur noch entlang der Zwischenräume der Arbeitssegmente (14) strömen und zwar vom Rotationsmittelpunkt (5) aus in Richtung Bürstenkranz (7) und (8). Dabei vermischt sich die einströmende Luft durch die massive Verwirbelung mit dem anfallenden Schleifstaub und Schleifgut und trägt diese in den äußeren Bereich der Absaughaube, wo es dann durch den angeschlossenen Staubsauger abgesaugt wird. Die linksseitig auf der Schleifscheibe (12) eingezeichneten Pfeile zeigen einen möglichen Strömungsverlauf auf, die Luft wird dabei durch die Öffnungen (15) zwischen den Arbeitssegmenten (14) hindurch in Richtung Durchtrittsöffnung (10) gesaugt.
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In 4 ist eine Ansicht des Betonschleifers (100) dargestellt, der als handgeführter (Zweihand)-Winkelschleifer ausgeführt ist, (zur besseren Veranschaulichung wurde die Absaughaube entfernt). An dem insbesondere für Beton-Schleifarbeiten ausgebildetem Gerät schließt unten an das Motorgehäuse (250) der Griff (200) an, über welchen sich zusammen mit dem Seitengriff (160) das Gerät sicher bedienen lässt. Das Motorgehäuse (250), nimmt den Elektromotor auf, der über den Schalter (300) ein- und ausgeschaltet werden kann.
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Vorne am Motorgehäuse (250) schließt sich ein Winkelgetriebe (270) mit einem Getriebehals (280) an, in dem eine Antriebswelle mit einem endseitigen Getriebezapfen (500) nach oben abragt, auf dem eine Schleifscheibe (nicht dargestellten) aufsteckbar ist und mit einer Spannmutter (nicht dargestellt) gehalten wird.
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Um den Getriebehals (280) werden die beiden Passstücke (210) und (220) so angebracht, dass diese dauerhaft fixiert sind. Das Passstück (220) dient dabei als Spannstück um ein Verrutschen des Passstückes (210) zu verhindern. Das Passstück (210) ist typischerweise aus eisenhaltigem Metall hergestellt. Es nimmt über eine seitliche Bohrung die Luftumlenkwalze mit Aussparung (230) auf, und dient somit als Luftumlenkgehäuse. Durch die nach oben angebrachte Durchtrittsöffnung (130) lässt sich nun durch Drehen der Walze entweder die im Bereich (240) des Betonschleifers (100) austretende Abluft der Motorkühlung hindurchleiten, oder eine luftdurchströmende Verbindung zu einer weiteren Durchtrittsöffnung (245, nicht abgebildet) unterhalb des Luftumlenkgehäuse (210) herstellen, oder durch weiteres Drehen die Durchtrittsöffnung (130) verschließen. Hierüber lassen sich die drei Betriebsarten einstellen. Abluft der Motorkühlung durch die Durchtrittsöffnung (130) einblasen, Luft von außen durch die Durchtrittöffnung (130) ansaugen sowie Durchtrittsöffnung (130) verschließen.
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Die typischerweise auf die Passstücke (210) und (220) aufgesetzte und befestigte Absaughaube ist derart gestaltet, dass die über die Durchtrittsöffnung (130) zugeführte Luft möglichst vollständig in den inneren Bereich der Absaughaube gelangt.
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5 zeigt die Luftumlenkwalze mit Aussparung (230), die typischerweise aus einem Stück Kunststoff oder Leichtmetall besteht. Die Luftumlenkwalze lässt sich in folgende Bereiche einteilen:
Den Griff (231), über den die Walze vom Nutzer gedreht oder herausgezogen werden kann. Die Schaftbereiche (232), welcher die Walze in ihrer Bohrung möglichst luftdicht führt. Mindestens eine Aussparung (233), welche das Umlenken der Luftströme im Luftumlenkgehäuse (210) ermöglicht. Eine stirnseitig angebrachten Sacklochbohrung (234), in welcher ein Permanentmagnet (typischerweise Neodym Magnet) befestigt ist. Der Permanentmagnet sorgt einerseits dafür, dass sich die Walze nicht unbeabsichtigt (z. B. durch Vibrationen) verdreht, andererseits hält er die Luftumlenkwalze (230) auch in der Sacklochbohrung (215) im Luftumlenkgehäuse (210) und verhindert, dass diese durch den Luftstrom der Motorkühlung ausgeblasen (herausgedrückt) wird, lässt es aber gleichzeitig zu, dass die Luftumlenkwalze (230) durch den Nutzer der Maschine ohne Werkzeug durch kräftiges Ziehen am Griff (231) jederzeit entnommen werden kann.
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6 zeigt den Schnitt durch eine für den Betonschleifer nach 4 geeigneten Absaughaube (400, 350) entlang der Motorachse des Betonschleifers. Zu sehen sind die beiden Passstücke (220) und (210), welche um den Getriebehals (280) des Winkelschleifers liegen. Die Antriebsachse (500), welche aus dem Winkelgetriebe (nicht abgebildet) des Winkelschleifers kommt, hält mittels eines Zentrierflansches (520) und eines aufgeschraubten Spannflansches (530) die Schleifscheibe (120). Im eingeschalteten Zustand rotiert die Antriebsachse (500) mit der eingespannten Schleifscheibe (120) um die mit (510) bezeichnete Achse. Die Bohrung für die Luftumlenkwalze (215) verfügt über drei Durchlassöffnungen. Durchlassöffnung (130) führt in den inneren Bereich (600) der Absaughaube (350, 400). Durchlassöffnung (240) ist trichterförmig ausgebildet und nimmt im montierten Zustand die Abluft der Motorkühlung des Winkelschleifers auf. Durchtrittsöffnung (245) ermöglicht, dass Luft von außen angesaugt werden kann und zwar über einen kleinen Spalt zwischen Passstück (210) und Getriebedeckel welcher den Abschluss des Getriebehalses (280) auf Seite des Winkelschleifers bildet (nicht abgebildet). Der innere und der äußere Bereich der Absaughaube werden durch die ringförmig angeordnete Streifenbürste (80) getrennt. Die Streifenbürste (80) setzt dabei vollflächig auf der Rückseite der Schleifscheibe (120) auf. Somit kann die über die Durchtrittsöffnung (130) zugeführte Luft den inneren Bereich (600) im Wesentlichen nur noch über die Öffnungen (150) in der Schleifscheibe (120) verlassen. Der äußere Bereich der Absaughaube (700) ist über die Streifenbürsten (70) zur Außenwelt hin abgedichtet. Der äußere Bereich der Absaughaube (700) verfügt über eine Durchtrittsöffnung zum Anschluss eines Staubsaugers (nicht abgebildet). Der äußere Bereich (700) der Absaughaube (350, 400) lässt sich entlang der eingezeichneten Linie (360) an der Stirnseite der Maschine öffnen, um ein Rand genaues Arbeiten (z. B. an Wänden) zu ermöglichen. Im Betrieb wird somit erreicht, dass je nach Stellung der Luftumlenkwalze, entweder Luft von außen über die Durchtrittsöffnung (245) angesaugt oder aber über die Durchtrittsöffnung (240) zur Durchtrittsöffnung (130) hin eingeblasen werden kann. Somit kann die im äußeren Bereich der Absaughaube (700) angeschlossene Absaugung, die im inneren Bereich der Absaughaube (600) befindliche Luft über die Öffnungen (150) in der Schleifscheibe (120) hindurch saugen, so dass diese Luft entlang der Zwischenräume, welche durch die Arbeitssegmente (140) gebildet werden, zum äußeren Bereich der Absaughaube (700) hin strömt. Im Bedarfsfall lässt sich durch ein weiteres Drehen der Luftumlenkwalze auch die Durchtrittsöffnung (130) verschließen, so dass die Funktion eines Betonschleifers nach Stand der Technik gegeben wäre. Durch geschickte Anordnung der drei Durchtrittsöffnungen (130, 240, 245) ist es ebenfalls möglich, dass bei geschlossener Durchtrittsöffnung (130) die in die trichterförmige Durchtrittsöffnung (240) eingedrückte Abluft der Motorkühlung durch die Durchtrittsöffnung (245) wieder nach außen abgeleitet wird. Hierdurch wäre der Abluftausstoß der Antriebsmaschine bei geschlossener Durchtrittsöffnung (130) ungehindert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2186600 B1 [0001]
- DE 19707445 A1 [0001]
- DE 10139762 A1 [0001]
- DE 19502201 A1 [0001]
