DE1528698A1

DE1528698A1 - Pumpe mit Motorantrieb

Info

Publication number: DE1528698A1
Application number: DE19651528698
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Crane Co
Current assignee: Crane Co
Priority date: 1964-09-03
Filing date: 1965-08-13
Publication date: 1970-04-09
Also published as: US3220350A; GB1079896A

Description

wpung.wpi.oee.puw. München fa Aug. 1985

DIETRICH LEWINSKY

. · PATENTANWALT ^ . V '· 4 ς 9 ft β Q rt

cien'-Pasing, Agnes-BeFnauer-S^sue 291 „ _AO(J Q L O 0 3 Q

39

Pöstoria Gorporation, Warrington, (Pennsylvania), 18976 Warrington Industrial Park*

Pumpe mit Motorantrieb«

USA-Priorität vom 3. September 1964

aus der USA-Patentanmeldung Nr, 394 139·

Die Erfindung betrifft Pumpen mit Motorantrieb. »

Es ist vorgeschlagen worden, eine Druckausgleichskammer für ein Pumpenflügelrad zu schaffen, um die Axialstellung des Flügelrades zu steuern. Eine solche Anordnung ist z-.B. in der USA-Patentschrift 3 053 189 beschrieben. ; .

' Es ist bereits aus der USA-Patentschrift 3 138 105 bekannt, eine Druckausgleichkammer zu schaffen, die durch eine

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feststehende, zwischen dem Umfang eines gekapselten Motorläufers-und einer Motorstator-Isolierbuchse angeordnete öffnung und durch eine veränderliche öffnung am Ende der Motorwelle begrenzt ist.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, eine feststehende öffnung entlang eines Teils des Mötorläuferumfangs und eine veränderliche öffnung an mindestens einem Ende des Motorläufers mit einer Ausgleiehkammer an mindestens " einem Ende des Motorläufers anzuordnen.

Das Gerät nach der Erfindung schafft verbesserte Druck-" ausgleiehseinrichtungen für ein !Flügelrad und eine Motorläufereinheit, die besonders, aber nicht ausschließlich für große Pumpen geeignet ist.

Hauptziel der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die ein Ausgleichen oder Einstellen des Motor- κ laufers und Flügelrads dadurch bewirkt, daß die Flüssigkeit im Inneren des Motorläufers umläuft und Ausgleichskräfte auf den Motorläufer einwirken.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Pumpe- mit Motor-'

, antrieb zu schaffen, die einen verbesserten Aufbau zum Ausgleich des Axialschubs aufweist, wobei der Motorläufer und die Flügelradwelle eine feststehende Öffnung an einer" vorbestimmten Stelle und vorzugsweise zwischen dem Umfang des Motorläufers und der den Stator isolierenden Buchse aufweist, und eine veränderliche Öffnung zwischen der

Welle und einem feststehenden, parallel zu der Welle angeordneten G-Iied.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, eine Pumpe mit Motoi*- antrieb zu schaffen, - die einen verbesserten Aufbau zum Ausgleich des Axialschubs aufweist, wodurch eine Verminderung oder Beseitigung von Verschleißringen ermöglicht wird, die bisher als wesentlich für die Aufnahme des Axialschubs angesehen wurden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung is1;, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die einen verbesserten Auf- · bau für den Flüssigkeitsdruckausgleich des Axialschubs" aufweist, der in sich und von selbst einen ausreichenden Flüssigkeitss'trom zum Kühlen und Schmieren liefert.

Ein weiterer Zweck der, Erfindung ist, eine Pumpe mit Motorantrieb zu schaffen, die eine verbesserten Anordnung für den Flüssigkeitsümlauf zum Axialausgleich aufweist, - _Λ wobei durch Erhöhung des Flüs sigicei t se rucke s in der Läuferkammer die Eühlb&ständigk'eit erhöht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehe .den Beschreibung zweier in den bei— gefürten schematischen Zeichnungen dargestellter Ausfuhrungsbeispiele.

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Fig. 1 ist eine senkrechte längsmittigeSchnittansicht einer Pumpe mitMotorantrieb, die mit Vorrichtungen zum Ausgleich nach der Erfindung ausgestattet ist, wobei die Teile schematiseh.dargestellt sindj

Fig. 2 ist eine senkrechte Querschnittsdarstellung, die , ungefähr auf der Linie 2 - 2 von Fig. 1 liegtf

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Fig. 3 ist eine senkrechte LängBschnittdarBtellung einer Pumpe·mit Motorantrieb, die mit verschiedenen Vorrichtungen zum Ausgleich nach der Erfindung ausgestattet ist, wobei die Teile schematiBch dargestellt sind, und

Fig. 4 ist eine senkrechte Querechnittsdarstellung, die ungefähr der Linie 4 - 4 von Fig* 5 entspricht.

Beschreibung und Zeichnungen beziehen eich auf beispielartige Ausführungsformen der Erfindung, wovon zahlreiche Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

In den verschiedenen Barstellungen beziehen sich gleiche B6zugsziffern auf gleiche Teile.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 1 und 2, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, wird ein Flügelradgehäuse 10 geschaffen, das einen in Ver_v ■ bindung mit einem inneren Flüssigkeitsraum oder Flügel-

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radkammer 12 stehenden, ±n längsrichtung axial .mittig angeordneten FlüssigkeitseintrittsanSchluß 11 aufweist.

'•Der Flüssigkeitsraum 12 ist innerhalb einer Sehnecke 13 in bekannter Ausführung angeordnet. Das .Flügelradgehäuse weist.einen darauf ausgebildeten Flüssigkeitsabgabeanschluß 14 auf, der in Verbindung mit dem Inneren der

- Schnecke 13 steht, um die Pumpflüssigkeit abzugeben.

Das Flügelradgehäuse 10 weist eine Endfläche 15 mit einer ■

dazu ausgerichteten Abdeekplatte 16 auf. Ein Lagerschild des Motorgehäuses ist Torgesehen, an dem die Endplatte in beliebigerweise befestigt werden kann. Die Endplatte weist eine Innenfläohe 17 a^f» um zusammen mit einer die Welle aufnehmenden Bohrung 19 eine feste Steuerlage zu schaffen» Das Flügelraägehäuse 10 ist ebenfalls in bekannter Art und Weise an dem Lagerschild 18 befestigt.

Das Lagerschild 18 bildet vorzugsweise einen'Teil eines Motorgehäuses 20, das ein Lagerschild 21 am gegenüberliegenden | Ende und einen zylindrischen Grehäuseteil 22 zur Yerbindung der Lagerschilde 18 und 21 aufweist.

Zwischen den Lagerschilden 18 und 21 erstreckt sich'eine zylindrische Buchse 25 aus beliebigem antimagnetischem Material, das gegen durch die Pumpflüssigkeit bewirkte Korrosion bsständig ist. Bei einer Anzahl von Ausführunge- .' /arten kann die Büchse 25 vorteilhafterweise aus rostfreiem ,Stahl bestehen. Die Buchse 25 ist an ihren Enden in beliebiger

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Weise, beispielsweise durch Nahtschweißung, an den Lagerschilden 18 und 21 flüssigkeitsdieht befestigt· !Zusammen mit dem Gehäuse^:20 bildet die Buchse 25 eine isolierte Moto» statorkammer 26, worin der Motorstator 27 eines Wechselstrommotors angeordnet ist. Der Stator 27 schließe die Statorbleche 28.und Wicklungen 29 sowie nicht dargestellte Erregungsleiter ein.

Eine Absohlußplatte 30 ist an dem Lagerschild 21 angebracht und befestigt angeordnet und weist einen sich nach innen erstreckenden Teil oder Vorsprung 31 auf, der flüssigkeitsdicht innerhalb der Buchse 25 verläuft. In dem Abschlußplattenvorsprung 31 ist ein La gerhalte ring 32.angeordnet;,, ., worin ein Lagerring 33 aus Kohlenstoff oder einer anderen beliebigen, beispielsweise gemäß der in der USA-Patentschrift Nr. 2 741 990 dargestellten Ausführung getragen wi:a| und der das Entlangfließen der Flüssigkeit ermöglicht» Die _: Endplatte 16 weist vorzugsweise ebenfalls einen nach innen gerichteten Teil 35 auf, der sich innerhalb der Buchse erstreckt und vorzugsweise flüssigkeitsdieht ausgebildet ist, worin ein Lagerhalt erring 32 und Lager'[33 angeordnet sind. Damit wird innerhalb der Buchse 25 und zwischen den Vorspruagen 31 und 35 eine Motorläuferkammer 34 gebildet, wobei über öffnungen 36 eine Verbindung &wischien den einander gegenüberliegenden Seiten hergestellt Tiird. Die Öffnungen 3€ ermbglichen einen begrensten Hüssigkeitsstrom auB dem Inneren der Schnecke 13 za der Lauferkamiaer 34·

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Ein innerhalb der Schnecke 13 angeordnetes Flüssigkeltsflügelrad 37 ist auf einer in Lagern 33 gelagerten Welle 38 aufgebracht und weist einen daran innerhalb des Motorstators 27 befestigten Läufer 39 auf. Der Läufer 39 kann von beliebiger Ausführungsart sein» doch wird die von einer äußeren flüeeigkeitsdichten Umhüllung umgebene KurzBchlußaueführung bevorzugt, die gemäß US-Patentschrift 3 111 090 ein Außengehäuse 40 und Abdeckplatten 41 aufweist. Das Außengehäuse 40 und die Abdeckplatten 41 bilden den als | "gekapselt" bezeichneten Läufer. !Der bisher beschriebene . Aufbau ist herkömmlich und von bekannter Ausführung und hat die Grundlagen für Entwurf und Bau zahlreicher Pumpen mit' Motorantrieb gebildet.

Die Länge des Außengehäuees 40 ist gleichbleibend, und der Abstand zwischen dem Außengehäuse 40 und der Buchse 25 bildet eine feststehende oder ^gleichbleibende öffnung 42 für Zwecke, di· nachstehend beschrieben werden.

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Gemäß der Irfindung und Da ret ellung in Fig. 1 und 2 iet die Wellt 38 Bit einem sich innen axial erstreckenden Durchgang 43 ausgebildet, der in Verbindung mit einer Kammer 44 in der Abachlußplatte 30 steht und alt einem oder mehreren an dem entgegengesetzten Ende angeordneten Radialdurchgängen 45, die durch ihre von der Längsaxialbewegung der Welle 38 bestimmte Stellung gegenüber der Fläche 17 eine veränderliche öffnung 50 bilden.

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Die Anordnung einer feststehenden Öffnung 43 und der veränderlichen Öffnung an den Durchgängen 45 kennzeichnet einen Teil der Motorläuferkammer 34 als Flüseigkeitsdruck-Ausgleichkammer 46 am rechten Ende des Motorläufers 39. Die Kammer 46 kann somit verwendet werden, um mittels gesteuertem Druck den Läufer 59 entgegen dem von dem Flügelrad 37 auf die Welle 38 übertragenen Schub vorzubelasten. ♦

Das Flügelrad 39 ist an dessen Ansaugteil mit Bücklaufdurchgängen 47 versehen und' kann einen in der Nähe zu dem auf der Endplatte 16 angeordneten Rand 49 verlaufenden Rand 48 aufweisen, um erheblichen Flüssigkeitsstrom ah dieser Stelle zu vermeiden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise beschrieben:

Nach Erregung der Wicklungen 29 wird in den Statorblechen 28 ein Drehfeld aufgebaut, und der Motorläufer bewirkt die Drehung der '.'Welle- 38 und des darauf angeordneten Flügelrads 37. Die durch den EintrittsanSchluß zugeleitete Flüssigkeit wird durch das -Flügelrad 37 zu dem Außenteil der Flügelradkaminer 12 und zu der Schnecke 13 zur Förderungdurch den Flüssigkeitsanschluß Reitet. Das sich in Betrieb befindende Flügelrad 37 teilt der Welle 38 einen längsaxialen Schub mit.

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lach Drehung des Flügelrads 37 wird flüssigkeit von der Flügelradkammer 12 durch die öffnungen 36 zu der Läuferkammer.34 geleitet. Bin Teil der in die Kammer 34 ■eintretenden Flüssigkeit gelangt zu dem Lager 33 und an ihm entlang und durch den Abstand zwischen der Welle 38 und der Bohrung 19. Sin weiterer und größerer Teil der in die Kammer 34 eintretenden Flüssigkeit gelangt axial durch die feststehende öffnung 42 zwischen dem Motorläufer 39 und der Buchse 25 zu der Druckausgleichskammer46» dann durch und entlang dem Lager 32 zu der Kammer 44, f dann entlang dem Durchgang 43 zu und durch die Bohrungsöffnungen 45. Das Fließen durch die öffnungen 45 wird · von dem Abstand ihrer Enden in Bezug auf die Fläche 17 bestimmt.

lach Austritt durch die öffnungen 45 fließt die Flüssigkeit durch die Rücklaufdurchgänge 47 zu der Ansaugseite des Flügelrads 37.

Der Druck in der Auggieichskammer 47 wird von der ve ränder- " liehen öffnung 50 an den öffnungen 45 und der Fläche 17 bestimmt, der Austritt der Flüssigkeit aus der Kammer wird von der Größe der veränderlichen öffnung gesteuert. Wenn bewirkt wird, daß sich der Abstand an der veränderlichen Öffnung 50 verkleinert, so neigt der Druck in der Kammer 46 dazu anzusteigen und den Laufer 39 entlang seiner Längsachse nach links (Fig. 1) zu bewegen, um die veränderliche Öffnung •50 zu vergrößern, und einen sohnellen Austritt und Druck- · abfall in der Kammer 46 bei axialer Bewegung des Läufers 39 ■

■ '■-■. 009815/0613 bad W

■ ' in Übereinstimmung mit den darauf einwirkenden Kräften einschließlich derjenigen in der Kammer 46 zu ermöglichen· Wenn der-Druck in der Kammer 46 dazu neigt, sich zu senken, dann ist die Wirkung der auf den Läufer 39 einwirkenden Kräfte dahingehend, daß sie dazu neigen, den Läufer 39 entlang seiner Längsachse zu bewegen, um die Größe der veränderlichen Öffnung 50 mit dem Druckanstieg zu verringern. Somit erfolgt an der Kammer 46 ein Druckausgleich, um den Schuh des Flügelrads 37 aufzufangen, und zwar mittels einer veränderlichen Öffnung zwischen der Welle und einem feststehenden, parallel zu der Welle an der Platte 16 angeordneten Glied. Der ^Ausgleichsvorgang vermindert oder hebt sogar die Notwendigkeit auf, Endverschleißringe oder Endlager an den Lagerringen 33 zu verwenden. Der Ausgleichsvorgang ist von .dem Pumpvorgang des Flügelrads 37 unabhängige

Der Ausgleich oder die Einstellung des Motorläufers 39 und k damit der Welle 38 und des Flügelrads 37 durch die in der, Kammer 46 wirkenden Kräfte neigen dazu* den Läufer 39 im Gleichgewicht oder in ausgeglichenem Zustand zu halten, wobei ein Mindestmaß an Bewegung, erforderlich ist, um den Gleichgewichts- und Ausgleichszustand .wiederherzustellen. ' Die in den Lagerdurchgängen und zwischen'den ^agerringen und der Welle 38 in Umlauf befindliche Fltlssigkeit wirkt als Kühlung und Schmierung der Berührungsflachen, während gleichzeitig der sieh in der Läuferkammer 36 und der als Äusgleiehskammer 46 dienende Teil hiervon als Puffer wirkt und den Abrieb der Abdeckplat-fcen 41 verhindert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Zeichnungen ist gemäß der dort dargestellten Ausführungsform der Erfindung die veränderliche öffnung einstellbar und zwischen der Welle 38 und einem ersetzbaren parallel zu der Welle angeordneten Glied vorgesehen. Zu diesem Zweck und anstelle der Öffnungen 45 und um eine veränderliche öffnung 5T zu "bilden, Bind öffnungen 52 vorgesehen, die sich von dem Durchgang 45 zu. einer Fläche 53 des Lagerrings 33 erstrecken-. Durch die Wahl eines Lagerrings 'in.gewünschter Größe oder durch Anordnung seiner Flache 53 an einer ausgewählten Stelle entlang dem Vorsprung 35 können die Arbeitsmerkmale der veränderlichen" Öffnung 52 festgelegt werden.

Der Betrieb der Pumpe mit Motorantrieb und der dazugehörigen Ausgleicftskammer 46 nach 5er Erfindung gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen der vorstehenden Beschreibung mit Ausnahme der unterschiedlichen Anordnung der veränderlichen öffnung 51.

BAD ORlGJNAL

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Claims

Jl

ι t t η t ι η ι ρ r ü ο h ·

- 1 uape alt Motorantrieb, dadurch g e k e η η s · 1 c fa η e t , daß ei« «in irttaptngthauet Bit einer ilügtlredkaumtr (1o) eufwtiet und «inta darin eng «ordne ten flügelrad, (37), ein eich von den iuap«ncehäuee «retreekendes Motorgehäuse (2o) Bit einer «in« Ψ ütatorkaunser (26) bildenden Innenbuchse (25), einen in der

^tatorkamer (26) engeordneten stator (27), wobei das Innere der Buchse (25) ein« Eotorläuftrkaaatr (34) bildet, wobei ein in der Läuferkaamer (34) angeordneter Läufer (39) ein e.D ü«f enge teil in eines Abetand au der Buchse (25) aur Bildung einer feststehenden vffnung (42) aufweist, und eine Abdeckplatte (41) an des von den Flügelrad (37) entfernten Lnde angeordnet let, eine in den Motorgehäuse (2o) angeordnete ^.eil« (36), auf der der Läufer (39) und da« Flügelrad (37) befestigt sind, Le^er«child« (21) in der Buche« (25) an deren £nden, wobei die Läuferkanmer (34) an eines Ende la Verbindung alt der Flügelradkasuner (12) steht, üb Flüssigkeit *u der LäuferkaBaer (34) au furdern, wobei die Vorsprüngt (31/35) ein« Lagerung (3?) für die Welle (36) aufweiten und der Baue swlachen tinea der Vorsprünge (31) und der Abdeckplatte (41) ein«Lruck- «usgleiehskaBBer (46) bildet, worin «in« durch <jen Druck in der Kamiser auf die Abdeckplatte (41) wirkende Kraft entgegen einer durch dae Flügelrad (37) bewirkten Kraft

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auegeübt wird» wobei die I^ruckaueeleichekemnier (46) über die feststehend t Cf fa uag (42) ait der ÖtUnderkaajtter (26) in Verbindung steht» wobei die .-eile (38) einen sn einte und« in Verbindung »it der LzueksuegleiehskemBer (46) stehend·» flüssigkeit«durchhang (43) uad einen mit dem fXUBöi^kcitedurchgani.· in Verbindung stehenden Ausflußdurchgang (45) aufweist, und ein Glied 16 »it β iß eis parallel «u 4er Welle (38) angeordneten feil (17 )§ wobei arr AueiluOdurchgang (45) in Sesichung de«u beweglich iet und sit ihm eine τβranderllehe öffnung (50) *ur Steuerung der iruckverhältnieee in der ürucktius^leionlceBiccr (46) bildet»

2·) - lu*pe »it Motorantrieb nach änepruch 1, gekennzeichnet» daß der Durchgang (45) mich rmdial erstreckt·

3.) - iujBpe iti t Motorantrieb η »cn Aniprueh I₉ dadurch gekenn««ieim«t_t d«ß die ^ndplatte (16) in fteter Steilung in Mxug aof das Motorgehfiuee (20) engeordnet ist·

4«) - luepe aifc Motorantrieb ηäon Ansprach 1> dadurch gekennxcieonet, daß die tndpiette (16) eine yiäehe eine» der Lagerechilder (21) bildet.

5.) ~ ia«pe »it Motorantrieb noch Einspruch 1, dadurch gcktinisKPichßet, daß dit Endplfatte (16) einen Teil «in«· der Leger (33) bildet.

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6.) - iuBpe mit Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» d&£ die -ndplotte (16) abnehmbar in Bezug auf da« Motorgehäuse (2o) angebracht tat·

7·) - lumpe mit Motorantrieb, dadurch gekennzeichnet» daß sie eis i lampengehäuse mit einer Flügelmdkeimner (1C) und einen darin engeordneten flügelrad (37) aufweist» ein eich von dem lumpengehäuse erstreckendes Motorgehäuse (20) mit einer eine ütstorkamraer (26) bildenden Innenbuehee (25)» einen in der ütatorkaufluer (26) angeordnete« stator (27)» wobei das Innere der Buchse (25) eine Kotorläuferkaairsr (34) bildet» wobei ein in der LäuferkeaEer (34) angeordneter Läufer (39) einen Uftfiangsteil in einem Abstand zu der Buches (25) zur Bildung einer feststehenden öffnung (42) aufweist und eine abdeckplatte (41) an dta von dem ilü^dk· r»d (37) entfernten tnde angeordnet ist» sine in dem Motor~ gehäus« (20) angeordnete tVelle (38), auf der der iäufer (39)

und da» Flügelrad (37) befestigt eind, Lagerschild·^;'(21). in der Buchs· (25) an deren Enden, wobei die Läufer«- k^RiBter (34) an einem Knde durch eine in einem der Voreprunge (35) angeordneten Öffnung (56) in Verbindusf mit der flüg»lradkaffii»er (12:) eteht, um Flüesißkelt au der Läuferkaaiser (34) zu fördern, wobei die ^voreprunge (31/55) I.8i«rangen (33) für öle ϋ·ΐί· (3θ) «it entlang dΕΓ-c'Π angeordneten ^urchgtinmen aufweisen und 4er Hsum zwischen einem der Vorspriinße (31) und der i'.bcieckplatte (41) eine Lru kauegleichsicecinier (46) lüdet,

•in« durch den iruoie in üer Kammer auf die Abdeck-009815/0613 ■...- -

is

platt« (41) wlifcende Kraft entgegen «iner durch dia riütelred (57) bewirkten Kr«ft «uegettbt wird, wobei die £iuekausgieiehkaismer (46) über die feststehend· Öffnung nit der ätatorkaaa«r (26) la Verbindung steht» «obtl dia Seile (3B) einen an elnea End· la Verbindung nit dar atecleichkaaaer (46) durch dia Uereh^änge In eine» dar Later (35) stehenden J¹Iu sei gkeitadurchganf (43) und alnaa ■it dee JlüaalfkeitBdurchganfi in verbindung stehenden /.uafluiidurchf·»! (52) auf weißt, und ein Glied (16) alt eines parallel su der i.ella (38) angeoiäBataa Teil (17)» nobel der Auaflu£durchgaui£ (52) In Beeiehung dasu bavreglleh latf und alt 1 hai eine verknderliohe üffnunf (51) sur Steuerung äer ^ruckTerhäütnieee In der Druekaueglelchskeaaa (46) bildet» wobei dt« Flügelrad (37) einen äüeklauf-

(47) aufwelat_v alt den die veränderliche (51) In Terbindung steht.

ü.) - J¹IWfe alt lcotorentrieb nach Anepruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eich der Aueflußdurchgeng (52) radial βrttreckt.

9.) - Puaipe «it üotorantrleb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die :ndplatt· (16) in fester Beiiehua« tu du Motergehäuae (20) angeordnet let·

IC.) - ittape alt Motorantrieb nach Anspruch 7» dadurch fekexracelehnett daß die Endplatte (16) eine Fläche eines der Lafcßreehilder (21) bildet. '

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11.) - ir map« alt Motoren trieb η «oh Anepruch 7, dadaroh £ekonnteichn*t, daß aie Endplatt· (16) einen Seil eine* der Lag^r (53) bildet·

12.) - i mape nit Motorantrieb nach Anepruch 7₁ dadurch gekenm«Ichnet, d«S die Indplatt· (16) abnehmbar in Beäug auf dae Motor%ehituB* (20) angeordnet iet·

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