DE1528768A1

DE1528768A1 - Fluessigkeitsfoerderaggregat

Info

Publication number: DE1528768A1
Application number: DE19651528768
Authority: DE
Inventors: Moser Dr Hans; Hermann Jaun
Original assignee: Micro Electric AG
Current assignee: Micro Electric AG
Priority date: 1965-03-25
Filing date: 1965-03-25
Publication date: 1970-02-12
Also published as: CH455525A; BE678340A; GB1141205A; US3385224A; AT275331B

Description

PATENTANWALT DIPL.-INQ. QERHARD SCHWAN

8 MÜNCHEN 8 · QOERZER STRASSE 15

fflicro-Electric AG₀ und 27 ₀ Februar 1969

Dr.-Ing. Hans Moser S/a

Flüssigkeitsförderaggregat

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsförderaggregat mit einem aus Pumpen- und ITlotorblockgehäuse bestehenden, axial teilbaren Gehäuse und einem im Pumpengehäuse konzentrisch zu demselben angeordneten, von außen betätigbaren Regelorgan zur Iflengenregulierung des über Ein- und Auslaßöffnungen durch das Pumpengehäuse hindurphtretenden Flüssigkeitsstromes»

Bei einem bekannten Flüssigkeitsförderaggregat dieser Art bildet ein an zwei Stellen seines Mantels mit Durchbrechungen versehenes, rohrförmiges Regelorgan zusammen mit einer es umgebenden, mit versetzt angeordneten Durchbrechungen versehenen Trommel einen von außen betätigbaren Drehschieber, der die Umkehr der Flüssigkeitsförderrichtung ohne Änderung der Drehrichtung des Pumpenlaufrads gestattet» Zwischen der die Trommel umschließenden Pumpengehäuseujand und der Trommel ist ein durch Stützen unterteilter Ringraum vorgesehen, in den die Flüssigkeitszu- und -ableitungen des Aggregats frei einmünden. Dieser Ringraum ist unabhängig von der Stellung des Regelorgans stets mit Flüssigkeit gefüllte Es muß daher der gesamte vom Aggregat versorgte Flüssigkeitskreislauf entleert werden,

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FERNSPRECHER O8U/4OSO1B · KABEL: E LECTRI C PAT E NT MONCHENpAn ORIGINAL

wenn innerhalb des Pumpengehäuses liegende Teile gereinigt oder ausgetauscht u/erden sollen.

Es ist weiter ein Flüssigkeitsförderaggregat mit axial teilbarem Gehäuse bekannt, bei dem die Rotorkammer des Elektromotors von der Pumpenkammer dadurch flüssigkeitsdicht abgetrennt werden kann, daQ mittels Schraubbolzen das Pumpenlaufrad in Axialrichtüng verschoben wird, bis es an einer Ringdichtung im Lagerschild des Elektromotors anliegt. Bei einer anderen bekannten Anordnung läßt sich der Pumpenraum von den Flüssigkeitszu- und -ableitungen mittels zweier Ventile abtrennen, wobei zugleich eine Umgehungsverbindung gebildet wird. Auch ist es bekannt, bei einem Flüssigkeitsförderaggregat einen in axialer Richtung verschiebbaren Zylinder vorzusehen, der unter dem Einfluß einer Feder eine Gleitbewegung in eine Stellung aus führt, in der er den Flüssigkeitszu- und -ablauf abdichtet, wenn nach Lösen von Halteschrauben der Motor und das Pumpen— laufrad herausgezogen werden. Im ersten Falle kann zwar der Motor und in den beiden zuletztgenannten Fällen auch das Pumpenlaufrad ausgebaut werden, ohne den Flüssigkeitskreislauf zu entleereno Bei allen drei Lösungen lassen sich jedoch Durchflußmenge und Förderrichtung nicht einstellen*

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Ausbildung so zu treffen, daß das bei regelbaren Flüssigkeitsförderaggregaten ohnehin vorhandene Regelorgan zusätzlich herangezogen werden kann, um im Bedarfsfall die Flüssigkeitsein- und -auslaGöff- '

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-■'■■■■ ' - 3 nungen des Pumpengehäuses flüssigkeitsdicht abzusperren. · ,

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgentäß dadurch gelöst, daß das Regelorgan gleitend in eine Bohrung des Pumpengehäuses eingesetzt ist und daO in der zylindrischen, mit Durchlaßöffnungen uersehenen Mantelfläche des Regelorgans kreisförmige, flache Ausnehmungen zur Aufnahme von Dichtungselementen eingelassen sind, die bei Verdrehen des Regelorgans zwischen diesem und dem Pumpengehäuse gleiten und in der Schließstellung des Regelorgans die Ein- und Auslaßöffnungen des Pumpengetiäuses dichtend umfassen. Das Regelorgan gestattet nicht nur in bekannter Illeise eine Iflengenregulierung. sondern darüberhinaus die Abdichtung des Pumpenraumes gegenüber dem Flüssigkeitskreislauf. Motor und Pumpenlaufrad können infolgedessen in einfacher Weise trocken demontiert, gesäubert und wieder eingesetzt oder erforderlichenfalls ausgetauscht »erden, ohne daß für diesen Zweck zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen. Das neue Flüssigkeitsförderaggregat ist unkompliziert aufgebaut. Seine Baulänge kann kurz gehalten werden; es kann daher auch bei beengten räumlichen Verhältnissen eingesetzt werden»

Besonders geringe Baulängen ergeben sich, wenn, wie bevorzugt vorgesehen, zum Antrieb des Aggregats in an sich bekannter Weise ein Axialmotor verwendet wird. Dabei mird auch eine störanfällige Stopfbüchse zwischen Pumpenlaufrad und ITIotor vermieden.

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Gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung ist die Auslaßöffnung der Mantelfläche des Regelorgane durch Leitflanken unterteilt, die sich von je einem Punkt im Wirkungsbereich des Laufradaustritte bis zum Umfang des Regelorgans erstrecken und dort mit einer an denselben gelegten, in einer zur Drehachse senkrechten Eben liegenden Tangente einen von 90 verschiedenen Winkel bilden, und deren äußerer UmPangsabstand annähernd gleich der ÜmfangslMnge der FlUssigkeitsauslaßöfPnung des Pumpengehäuses ist. Damit wird, ohne die Abmessungen des Aggregates vergrößern zu müssen, bei voller Wahrung der guten Zugänglichkeit der reparaturanfälligen Teile eine verbesserte Förderleistung der Pumpe erreicht.

Um eine feinstufige Regelung der Fördermenge der Pumpe zu ermöglichen, besitzt vorzugsweise die Auslaßöffnung des Regelorgans Querschnittsbereiche unterschiedlicher Größe, die durch Verdrehen des Regelorgans nacheinander mit der FlUsslgkeitsauslaßöffnung des Pumpengehäuses zur Deckung bringbar sind.

In «eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Regelorgan von außen begrenzt axial verschiebbar und mit dem Pumpeniaufrad kuppelbar. Diese Ausbildung erlaubt es, die Pumpe in einfacher Weise zu deblockieren, wenn sie beispieleweise nach längeren Betriebspausen auf Grund von Ablagerungen aus der Förderflüssigkeit derart fest sitzt, daß das Anlaufdrehmoment des fflotors zur ersten Ingangsetzung nicht ausreicht. Es braucht dann nur das Regelorgan mit dem Pumpenlaufrad gekoppelt zu werden, worauf

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das Laufrad durch Drehen des Regelorgans gelöst wi.r-d.

Für die Betätigung des Regelorgans von außen ist zweckmäßig eine Öffnung im Pumpengehäuse vorgesehen, durch die hindurch nach Absperren der Flüssigkeitaein- und -auslaßöffnungen mittels des Regelorgans auch das Pumpenlaufrad von Hand verdrehbar ist.

Vorzugsweise ist ferner nach Eindrehen des Regelorgans in die Schließstellung und Abnahme des fflotorblockgehäuses die aus HIotorrotor und Pumpenlaufrad bestehende und auf einer am Iflotorblockgehäuse befestigten Achse drehbar gelagerte Baueinheit frei aus dem Gehäuse herausnehmbare

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es ze igtί

Figur 1 teiluieise im Schnitt eine Längsansicht eines regelbaren Flüssigkeitsförderaggregats nach der Erfindung,

Figur 2 in größerem maßstab eine Teilansicht der Anordnung

nach Figur 1 ,welche im einzelnen die Ausbildung des Spitzenlagers für die aus ßlotorrotor und Pumpenlaufrad gebildete Einheit veranschaulicht,

Figur 3 eine Ansicht das Pumpengehausea und des Ragelorgant

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in Blickrichtung des Pfeils A gemäß Figur 1 nach Abnahme des fflotorblockgehäuses und der aus fflotorrotor und Pumpenlaufrad gebildeten Einheit, wobei das Regelorgan in Schließstellung dargestellt ist,

Figur 4 eine Ansicht des Regelorgans in Blickrichtung des Pfeils B gemäß Figur 3,

Figur 5 in größerem maßstab einen Teilquerschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der das Regelorgan axial verschiebbar und mit dem Pumpenlaufrad kuppelbar ist, und

Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie UI-VI nach Fig. 5.

Das Flüssigkeitsförderaggregat nach den Figuren 1 - 4 ist mit einem axial teilbaren Gehäuse versehen» dessen einer Teil 1 als Pumpengehäuse und dessen anderer Teil 2 als Motorblockgehäuse dient.

Im fflotorblockgehäuse 2 ist der Stator des Axialmotors untergebracht, der einen ringförmigen magnetischen Eisenkern 3 und netzgespeiste Erregerwicklungen 4 aufweist« In sine Axialbohrung 5 einer flflittelnab· 5 des Iflotorblockgehäuses 2 ist ein Schraubbolzen 7 eingeschraubt. Eine Membran 8 schließt das (51 ο-torblockgehäuse an der dem Pumpengehäuse 1 zugekehrten Seite flüssigkeitsdicht ab, »obei eine in einen Ringkörper 9 einge-

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setzte Dichtung 10 aich dichtend gegen den mittleren, glatten Abschnitt 11 des Schraubbolzens 7 und die membran β anlegt. Eine nach Anbringen dar membran 8 an dem Itlotorblockgehäuee eingefüllte, isolierende Vergußmasse 12, ζ. B. aus Kunstharz oder Silicongummi, stützt die Membran B gegen den Flüssigkeitsdruck des Rotorraums ab und schützt gleichzeitig die Stator- «icklungen 4.

Auf das von der Nabe 6 des Iflotorblockgeha'ueee 2 abliegende Ende des Schraubbolzens 7 ist eine Achse 15 aufgeschraubt. Die Achse 15 trägt an der dem fflotorblockgehäuse 2 zugekehrten Seite eine UlellenbUchae 16, auf welcher der aus einem ringförmigen magnetischen Eisenkern 17 und einer Käfigwicklung

18 bestehende Rotor des Axialmotore sitzt* Wit dem Rotor 17, 1Θ des Axialnotcfra ist daa Pumpenlaufrad VJ fast verbunden, z. B. in nicht dargestellter Qleiae verschraubt« Das Laufrad

19 1st als Zentrifugallaufrad ausgebildet und mit offenen Laufradflügein versehen, die bei 20 angedeutet sind. Die Nabe 21 die Laufrads 19 trügt einen Lagerring 22 (Figur 2), der zusammen mit einem In das vom fflotorblockgehe'use 2 abliegende Ende der Achse 15 eingesetzten konusfÖrmigen Lagerteil 23 ein Spitzenlager bildet. Der Lagerring 22 und das Lagerteil 23 können zweckmäßig aus Hartmetall oder einem anderen verschleißfesten Werkstoff bestehen.

Im Betrieb suchen die zwischen Stator 3,4 und Rotor 17,18 des Axialmotors »irkenden magnetischen Kräfte den Rotor gegen den

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Stator zu ziehen., Diese Kräfte u/erden von dem als Axiallager wirkenden Spitzenlager 22,23 aufgenommen, während die Achse

15 zusammen mit der auf ihr drehbar gelagerten üiellenbüchse

16 ein Radiallager für die aus ITIotorrotor 17,18 und Pumpenlaufrad 19 bestehende Baueinheit bildete

Ein Ringflansch 25 des Iflotorblockgehäuses 2 umfaßt das offene, dem filotorblockgehäuse 2 zugekehrte Ende des Pumpengehäuses 1. Schrauben 26, die durch Radialflanschteile des Motorblockgehäuses 2 greifen und in Gewindelöcher 27 (Figur 3) von Angüssen 28 des Pumpengehäuses 1 eingeschraubt sind, halten die Gehäuseteile1,2 lösbar zusammen. Dabei gewährleistet ein zwischen die Stirnkante des Pumpengehäuses 1 und die mit dem fflotorbloclegehäuse 2 verbundene membran 8 eingelegter Dichtungsring 29 eine flüssigkeitsdichte Verbindung der beiden Gehäuseteile 1 ,2.

Das Pumpengehüuse 1 weist radiale Anschlußstutzen 32,33 auf, die einander diametral gegenüberliegen. In der von (Hotorblockgehäuse 2 abliegenden Stirnwand 34 des Pumpengehäuses 1 ist die Nabe 35 des Regelorgans 36 drehbar gelagert» Auf dem Über die Stirnwand 34 nach außen überstehenden Ende der Nabe 35 ist mittels Schrauben 37 ein scheibenförmiges, mit Griffzähnen 38 versehenes Handrad 39 befestigt. Eine auf die Nabe 35 aufgeschobene Tellerfeder 40 stützt sich gegen die Außenfläch· der Stirnwand 34 und die Stirnkante der Nabe 41 des Handrads 39 ab. Die Feder 40 sucht das Regelorgan 36 gegen die Stirnwand 34 zu

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drücken, so daß sich die Schulter 42 des Regelorgans gegen den Dichtungsring 43 und die Innenfläche der Stirnwand 34 legt. Ein in einer Ringnut der Nabe 35 gehaltener Dichtungsring 44 preßt sich an die Wand der die Nabe 35 aufnehmenden Bohrung der Stirnwand 34,.Die Nabe 35 und das Handrad 39 weisen miteinander fluchtende Itiittelbohrungen auf. Eine Verschlußschraube 45 mit einem Dichtungsring 46 ist durch die Itiittelbohrung des Handrads 39 gesteckt und in die Iflittelbohrung der Nabe 35 eingeschraubt.

Das Regelorgan 36 hat eine gleitend in die Bohrung des Pumpengehäuses 1 passende zylindrische Mantelfläche 48_o Einander diametral gegenüberliegende flache, kreisförmige Ausnehmungen 50,51 der Mantelfläche 48 dienen zur Aufnahme von Dichtungsringen 52, die in der in den Figuren 1 und 3 dargestellten Schließstellung des Regelorgans 36 die Bohrungen der Anschlußstutzen 32,33 dichtend umfassen und damit das Pumpengehäuse 1 flüssigkeitsdicht gegen den an die Stutzen 32,33 angeschlossenen Flüssigkeitskreislauf absperren.

Die Mantelfläche 48 des Regelorgans 36 weist eine gestufte Flüssigkeitsauslaßöffnung 53 (Figuren 3 und 4) auf, in deren Bereich das Regelorgan auf der Laufradaustrittsseite zwei zungenartige Leitflanken 54,55 trägt* Die Leitflanken 54,55 bilden mit der Tangente an den Umfang des Regelorgans 36 einen spitzen Winkel, der vorzugsweise zwischen 60 und 75° liegt» Der gegenseitige Abstand der Leitflanken 54,55 entspricht am

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Umfang des Regalorgans 36 ungefähr der Öffnungsbreite der Stutzen 32,33 in Umfangsrichtung.

Durch Drehen des Regelorgans 36 aus der Schließstellung nach Figur 3 im Uhrzeigersinn tuird zunächst der kleinere Querschnittsbereich 64, dann der größere Querschnittsbereich 65 der Auslaßöffnung 53 des Regelorgans mit der Bohrung des Stutzens 32 zur Deckung gebracht, so daß fortschreitend größere Forderflüssigkeitsmengen über den Stutzen 33 in das Pumpengehäuse 1 einströmen können. Die Flüssigkeit gelangt in den Hohlraum 57 auf der Eintritts(Wiederdruck)seite des Regelorgans 36, der über Öffnungen 58 des Regelorgans mit dem Hohlraum auf der Eintrittsseite des Pumpanlaufrads 19 hydraulisch verbunden ist, wird von dort in den Hohlraum 60 auf der Austritts-(Hochdruck)seite des Laufrads 19 getrieben und verläßt das Pumpengehäuse durch die nunmehr geöffnete Bohrung des Anschlußstutzens 32ο Durch Verdrehen des Regelorgans 36 um 180° läßt sich die Förderrichtung der Pumpe in einfacher Weise umkehren, wobei die Stutzen 32, 33 ihre Funktion vertauschen.

Um im Betrieb das durch die Achse 15 und die Ulellenbüchse 16 gebildete Radiallager zu kühlen und mit Förderflüssigkeit zu schmieren, ist die Wellenbüchse 16 mit nicht veranschaulichten, axial Verlaufenden Schmiernuten versehen, die über radiale Kanäle 61 des Iflotorrotors 17,18 mit dem Hochdruckraum 60 in hydraulischer Verbindung stehen. Beim Umlaufen des Rotors luird dabei den Schmiernuten, ständig Förderflüssigkeit zugeführt.

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über eine Axialbohrung 62 dar Laufradnabe 21 erfolgt gleich- * zeitig eine Schmierung des Spitzenlagere 22,23. Ein auf der membran θ sitzender, ringförmiger Schutzmantel 70 verhindert, daß größere Schmutzteilchan in die Kanäle 61, den fRotorluftspalt und die Lagerachlitze eingeachwammt «erden.

Falls das Pumpenlaufrad 19, z. B. nach einer längeren Betriebspause, auf dar Achse 15 fastsitzt und durch daa Anzugadrehmoment das Axialmotora nicht zu löaan let, wird daa Regelorgan 36 in die SchliaOatallung gebracht. Entfernt man dann die Verschlußschraube 45, kann durch dia fluchtenden mittelbohrungen des Handrads 39 und der Nabe 35 des Regelorgana 36 ein Schraubanzieher eingeführt und in dia Nut 63 an der freien Stirnseite der Nabe 21 das Pumpanlaufrede 19 eingesetzt werden, um daa Pumpenlaufrad von Hand zu disblockieren.

Sollen der Luftspalt das Rotors und die Lagarflachen gareinigt oder andere Teil« des Aggregats überprüft oder auagawechselt werden, wird daa Pumpengaha'use 1 mit Hilfe des Regalorgana 36 eiederum gegen den Flüaaigkeitakreialauf abgesperrt. Sodann «erden die Schrauben 26 gelöst, wodurch daa fflotorblockgehäuse 2 samt der aus Wotorrotor 17,18 und Pumpenlaufrad 19 gebildeten Einheit abgenommen werden kann, fflotorrotor und Pumpenlaufrad lassen sich mit einem Griff von der Achse 15 abziehen,, :-.--;

Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausführungeform der

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Erfindung unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Aueführungsbeispiel nur in den zur Ermöglichung einer Deblockierung vorgesehenen Iflaßnahmen, Für diesen Zweck ist das Regelor- gan 36 mit seiner Nabe 35 in der Stirnwand 34 des Pumpengehäuses 1 entgegen der Kraft der Tellerfedern 40 axial verschiebbar gelagert. In die dem Pumpenlaufrad 19 zugekehrte Stirnseite der Nabe 35 ist ein mitnehmer 68 mit einer fllitnehmernase 65 fest eingesetzt. Die gegenüberliegende Stirnseite der Nabe 21 des Pumpenlaufrads 19 weist eine zur Aufnahme der fflitnehmernase 69 geeignete Nut 67 auf.

lfm das Pumpenlauf rad 19 zu deblockieren, wird das Regelorgan 36. durch Druck auf das Handrad 39 axial nach innen verschoben und erforderlichenfalls gleichzeitig gedreht, bis sich die Iflitnehmernase 69 in die Nut 67 einlegt. Durch anschließendes weiteres Drehen des Handrads 69 wird das festsitzende Punpanlaufrad gelöst ο

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Claims

Ansprüche

FlUsslgkeltaförderaggregät mit einem aus Pumpen- und IHotorblockgehäuse bestehenden, axial teilbaren Gehäuse und einem im Pumpengehäuse konzentrisch zu demselben angeordneten, von außen betätigbaren Regelorgan zur fflengenregulierung des über Ein- und Auslaßöffnungen durch das Pumpengehäuse hindurchtre-tenden Flüssigkeitsstromes, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (36) gleitend in eine Bohrung des Pumpengehäuses (1) eingesetzt ist und daß in der zylindrischen, mit Durchlaßöffnungen versehenen Mantelfläche des Regelorgans kreisförmige, flache Ausnehmungen (50,51) zur Aufnahme von Dichtungselementen (52) eingelassen sind, die bei Verdrehen des Regelorgans zwischen diesem und dem Pumpengehäuse gleiten und in der Schließstellung des Regelorgans die Ein- und Auslaßöffnungen des Pumpengehäuses dichtend umfassen.,
2. Flüssigkeitsförderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (53.) der Mantelfläche (48) des Regelorgans (36) durch LBitflanken (54,55) unterteilt ist, die sich von je einem Punkt im Wirkungsbereich des Laufradaustritts bis zum Umfang des Regelorgans (36) erstrecken und dort mit einer an denselben gelegten, in einer zur Drehachse senkrechten Ebene liegenden Tangente einen von 90 verschiedenen Winkel bilden, und deren äußerer Utnfangaabatand annähernd gleich der Umfangslange der FlüseigkeitaauslaßÖff-

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nung das Pumpengehäuses *(1) ist. .
3. Flüssigkeitsförderaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (53) des Regelorgans (36) Querschnittsbereiche (64,65) unterschiedlicher Größe besitzt, dia durch Verdrehen des Regelorgans nacheinander mit der Flüssigkeitsauslaßöffnung des Pumpengehäuses (1) zur Deckung bringbar sind.
4. Flüssigkeitsförderaggregat nach einem oder mehreren der vor· hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelorgan (36) von außen begrenzt axial verschiebbar und mit dem Pumpenlaufrad (19) kuppelbar ist.
5. Flüssigkeitsförderaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung das Regelorgans (36) von außen eine Öffnung im PumpengehMusa (1) vorgesehen ist, durch die hindurch nach Absperren der Flüssigkeitsein- und -auslaßöffnungan (32,33) mittels des Regelorgans auch das Pumpenlaufrad (19) von Hand verdrehbar ist.
6. Flüssigkeitsförderaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Eindrehen des Regelorgans (36) in die Schließstellung und Abnahme das mOtorblockgehäusss die aus Itlotorrotor (17,18)

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und Pumpanlaufrad (19) bestehende und auf einer am fflotorblockgehäuae befestigten Achse (15) drehbar gelagerte Baueinheit frei aus dem Gehäuse herausnehmbar ist.

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