DE1528794A1

DE1528794A1 - Spaltrohrmotorpumpe

Info

Publication number: DE1528794A1
Application number: DE19651528794
Authority: DE
Inventors: Hermann Kraemer
Original assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Current assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Priority date: 1965-05-13
Filing date: 1965-05-13
Publication date: 1970-03-19

Description

Für die O-'fen.l-egun-g bestimmte Unterlagen ii'i,. ing. FR. ΤΙΙΛΙ,ΜΑΝΝ

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Pumpen- und Maschinenfabrik Lederle oHG Akte S 65 11b

B'relburg/Brelsgau 4 ^x

Spaltrohrmotorpumpe

Die Erfindung betrifft eine opaltrohrmotorpumpe mit einem zwischen dem Pumpenläufer und dem (Motor-) Rotor angeordneten vorderen sowie einem am pumpenfernen Ende des Rotors befindlichen hinteren Lager* wobei der Rotor sowie der (Motor-) Stator jeweils mittels eines Spaltrohres, gegenüber dem von einem abgezweigten Teil des Förderstromes durehflossenen Spaltraum abgekapselt ist.

Es sind bereits derartige Spaltrohrmotorpumpen bekannt, bei denen die Enden des Stator-Spaltrohres mit Hilfe eines Innensowie eines Außenflansches in einer Dichtung gehalten ist. Dabei bildet dann ein-Flansch, Lagerträger od.dgl. z.B. den der Pumpe benachbarten stirnseitigen Abschluß des Stator-Spaltrohres. Deshalb müssen bei derartigen Pumpen, wenn sie chemisch-aggressive Medien fördern, verhältnismäßig schwere und teure Fl.ansche ud.dgl. aus hochwertigem, legierten und chemisch widerstandsfähigem Stahl verwendet werden. Dies gilt insbesondere für den pumpenfernen stirnseitigen Abschluß

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des Stqfeor-Spaltrohres, wenn dazu dortVls Lagerträger ausgebildeter Abschlußdeckel Verwendung findet. Oft 1st die Form dieses Deckels wegen seiner mehrfachen Aufgaben auch

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so kompliziert, daß er gegossen werden muß, was bei hochlegiertem Werkstoff zu einer besonders schwerän und teueren Ausführung führt.

Die Erfindung hat sich u.a. zur Aufgabe gestellt, eine Spaltrohrmotorpumpe zu schaffen, bei tier insbesondere am Spaltrohr und an den Lagern nur leichte Teile, wie z.B. dünne Bleche aus hochwertigem Werkstoff erforderlich sind. Dabei sollen diese Teile auch eine leichte Bearbeitung ermöglichen. fc Ferner gehört ein einfaches Zusammenbauen und Auseinandernehmen der Pumpe sowie die Möglichkeit einer einfachen und sicheren Abdichtung des das Fördermedium enthaltenden Innenraumes mit zur Aufgabenstellung.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß an einer Spaltrohrmotorpumpe der eingangs beschriebenen Art ein an seinem pumpenfernen Ende geschlossenes und an seinem pumpennahen Ende mit einem Flansch od.dgl. Befestigungsmittel versehenes, aus vergleichsweise dünnem Blech " bestehendes Stator-Spaltrohr vorgesehen ist, In das die zylindrische Teile der Lager der Spaltrohrpumpe einsteckbar sind. Vorzugswelse kann in dem pumpenfernen Ende des Stator-Spaltrohres ein dort einschiebbares Kohlelager vorgesehen sein, das eine an dem hinteren stirnseitigen Abschlußdeckel des , Stator-Spaltrohres zum Anliegen kommende Abstutzfläche aufweist, der außerhalb des Abschlußdeckels eine Abstutzfläche des Statorgehäuses gegenüberliegt., Zweckmäßigerweise kann am hinteren Kohlelager sowie an dem diesen benachbarten Bereich

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des Stator-Rohres eine Drehsicherung für dieses Kohlelager vorgesehen sein, die vorzugsweise aus wenigstens einer Längsnv-t im Aiißenmantel des Kohlelagers sowie einem darin eingreifenden inneren Vorsprung am Stator-Spaltrohr besteht.

Zweckinäßigerweise kann das vordere Lager aus Kohle bestehen und einen zylindrischen, in das Stator-Spaltrohr einsteckbaren Teil aufweisen, der pumpenseitig einen Anschlagflansch besitzt, welcher vorzugsweise an der der Pumpe zugewandten Sei-e eines nahe an den zylindrischen Teil des Lagers heraneichenden Stator-Gehäuse-Flansches zur Anlage kommt.

Es ..V3v zweckmäßig, wenn man das pumpennahe Ende des Stator-Spaltroh.fes mit einem Flansch ausrüstet, der bis zum Anschlußflansch des Pampengehäuses reicht. Vorzugsweise soll das gesamte Stator-Spaltrohr - nämlich das dpa!'.rohr selbst, sowie sein pumpenferner stirnsei tiger Abschlußdeokel und der vorerwähnte Flansch - aus dünnen, vorzugsweise miteinander verschweißten Blechen bestehen. Durch diese Maßnahme erhält man bei sicherer Abkapslung und einfacher Zusammensetzungsmöglichkeit der Spaltrohrmotorpumpe auch dann noch eine billige, einfach herstellbare Ausführung, wenn das gesamte Spaltrohr aus an sich teurem, hochwertigstem Material besteht. Zweckmäßigerweise ist zur axialen Festlegung des vorderen Kohlelagers ein Halteblech od.dgl. vorgesehen, das am Anschlußflansch des Pumpengehl'uses eingeklemmt ist und ggf. radiale Vorspriingß od.dgl. zui. !.rehsicherung des Kohlelagers

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besitzt. Durch die Verwendung von Kohlelager kann man größere, schwerer und deshalb teure Teile aus hochlegiertem Metall vermeiden. Dies gilt insbesondere bei größeren Pumpen mit einem FÖrdervolumen, das in der Größenordnung von 1.000 l/min, liegt An sich sind kleinere Kohlelager bereits bekannt; diese haben jedoch nicht die Punktion der in der Neuerung vorgeschlagenen Kohlelager, die neben ihrer Lagerfunktion im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des gesamtem Spaltrohres bzw. dessen Anschlußteile die bisher gebräuchlichen schweren und teuren Lagerträger, Abschlußdeckel u.dgl. ersetzen.

w In Weiterbildung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, daß das Innere des Pumpengehäuses eine gegenüber dem Fördermedium widerstandsfähige Auskleidung hat. Durch diese Maßnahme kann man vermeiden, daß das zu gießende Pumpengehäuse aus Edelstahlen od.dgl« hochwertigem Werkstoff hergestellt werden muß. Gegebenenfalls kann man am Pumpengehäuse-Ansohlußflansch zur Abdichtung eine ringförmige Schweißlippe vorsehen, die mit dem Flansch des Stator-Spaltrohres und ggf. mit dem Rand des Haltebleches verschweißbar ist, wobei die Schweißlippe

. des Pumpengehäuses vorzugsweise von einem Blechdeckel gebildet istj, der am Pumpengehäuse dichtend befestigt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

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FIg. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Spaltrohr- ' motorpumpe,

Flg. 2 einen senkrechten Längsschnitt durch einen etwas abgewandelten Teil einer Spaltrohrmotorpumpe ähnlich

der in Fig. 1 dargestellten und in stark vergrößertem Maßstab einen um 90° versetzten Querschnitt durch das hintere Lager der Spaltrohrmotorpumpe gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Flg. 3 einen senkrechten Querschnitt des pumpenfernen Lagers

gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1. ä

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Spaltrohrmotorpumpe weist ein Pumpengehäuse 2, ein im ganzen mit 3 bezeichnetes Statorgehäuse i einen Pumpenläufer Λ sowie einen Rotor des Elektromotors, In dieser Anmeldung kurz Rotor 6 genannt, sowie einen Stator des Elektromotors, im folgenden kurz Stator 7 genannt, auf. Der Pumpenläufer 4 und der Rotor 6 befinden siGh auf einer gemeinsamen .velle 6a, die in einem vorderen Lager 8 sowie in einem hinteren Lager 9 gehalten ist. Wie bei ,Spaltrohrmotorpumpen üblich, sind der Rototo 6 und der Raum des Stators 7 je für sich durch ein Spaltrohr 10 bzw. 11 gegenüber dem Spaltraum 12 abgekapselt.

Erfindungsgemäß ist das den Stator 7 abkapselnde, in dieser Anmeldung kurz "Stator-Spaltrohrll" genannte Spaltrohr an seinem pumpenfernen Ende geschlossen, an seinem pumpennahen Ende mit einem Flansch versehen und als aus vergleichsweise dünnem Blech bestehende, einseitig geschlossene Hülse

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ausgebildet, in das die zylindrischen Teile der Lager Ö und der Spaltrohrmotorpumpe 1 einsteckbar sind. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal bestehen die beiden Lager ö und 9 aus Kohle. Das hintere Lager 9 besitzt eine ringförmige Abstützfläche 13, der eine Abstltzfläche l4 des Statorgehäuses genau gegenüberliegt. Zwischen den beiden Abstützflachen 13 und 14 befindet sich der hintere Abschlußdeckel 13 des Stator-Spaltrohres 11. Da dieser aus vergleichsweise dünnem Blech besteht, liegen sich die beiden Stützflächen 13 und 1.4 genau gegenüber, so daß von der Pumpe wegweisende axiale Kräfte, die auf das hintere Kohlelager 9 einwirken, über die Stützfläche 13, den Abschlußdeckel 15 und die Abstüzfläche 14 in das Statorgehäuse 3 weltergdeitet werden. In der ^ußenmantelfläche des hinteren Kohlelagers 9 sind Längsriuten l6 vorgesehen und das Stator-Spaltrohr lljweist dort nach innen gerichtete Vorsprünge 17 auf, die für das Kohlelager 9 eine Sicherung gegen Verdrehen bilden.

Das vordere Lager 8 besteht ebenfalls aus Kohle und weist einen zylindrischen, in das Stator-Spaltrohr 11 einsteckbaren Teil Ba auf. Ferner besitzt das vordere Lager 8 einen Anschlagflansch l8, der an der der Pumpe zugewandten Seite eines Statorgehäuseflansches 19 sich abstützen kann. Dabei reicht .der Statorgehäuse-Flansch 19 bis nahe an den zylindrischen Teil 8a des vorderen Lagers 8 heran, so daß in den Anschlagflansch l8 des Kohlelagers 8 keine unnötig großen Biegekräfte auftreten. Zwischen dem Anschlagflansch 18 des Kohlelagers 8

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und dem Statorgehäuse-Flansch 19 befindet sich ein zum Stator-Öpaltrohr 11 gehöriger dünner Plansch 20, der bis zur Verbindungen und Dichtungsstelle 21 des Statorgehäuses 2 mit dem Pumpengehäuse 2 führt. Von der Pumpe wegweisende, axialgerichtete Kräfte kann das Kohlelager 8 also über seinen Abstützflansch l8 in das Statorgehäuse weiterleiten. Zur axialen Sicherung in Richtung auf- den Pumpenläufer 4 hin besitzt das Kohlelager 8 ein Halteblech 22, das zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Statorgehäuse j5 einklemmend festgehalten ist. An dem Halteblech können (nicht näher dargestellte) radiale Vorsprünge od.dgl. vorgesehen sein, die in entsprechenden Aussparungen des Kohlelagers 8 eingreifen und es gegen Verdrehen sichern.

Das Pumpengehäuse 2 ist im Inneren bzw. an seinen Dichtungsstellen mit einer gegenüber dem Fördermedium widerstandsfähigen Auskleidung 23 ausgerüstet. Es brau ein, daher nicht das gesamte Pumpengehäuse 2 aus gegenüber dem Fördermedium widerstandsfähigem hochwertigem Werkstoff hergestellt werden.

Gegebenenfalls können die Laufflächen der Kohlelager 8 bzw. 9 · aus einem besonderen Werkstoff bestehen« Im oberen Teil der Darstellung der Kohlelager.8 und 9 in Fig. 1 ist beispielsweise eine aus Keramik bestehende Schicht 24 eingezeichnet, während der untere Teil der Schnittzeiclinung die Kohlelager S und 9 ohne zusätzliche Lauffläche aus einem besonderen Werkstoff darstellt.

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In den Pig. 1 und 3 erkennt man noch eine (von mehreren nicht dargestellten) radialen Stützen ?3 für. das Statorspaltrohr II. Entsprechende Stützen kann man auch in der Gegend des vorderen Lagers ö vorsehen. Zum einfacheren Einführen kann man bei einer derartigen Ausrüstung der Spaltrohrmotorpumpe das Spaltrohr auch mit einem (nicht dargestellten) abgestuften Außendurchmesser versehen« .' ,

Figur 2 zeigt noch eine besondere Ausbildung der Abdichtung des Pumpen-Spaltrauminneren. Während schon bei der ,alsführungsform nach Pig, 1 nur eine einzige KlemmpackungspLchtung erforderlich und. damit ein sehr einfaches Zusammensetzen und Auseinandernehmen der Spaltrohrmotorpumpe 1 möglich ist, aeigt die Ausführungsform nach Fig. 2, wie der gesamte Innen» raum der Spaltrohrmotorpumpe beispielsweise durch Verschweißen der vorstehenden Schweißlippen 30 vollständig klemmpackungs« frei-"abgedichtet werden kann.

Dazu ist am Pumpengehäuse 2a eine blechdeckelartige Schweißlippe 31 vorgesehen, die den Anschlußflansch 32 um ein entsprechendes Stück in radialer Richtung überragt. Mit ihr stellt wenigstens der. radial ebenfalls etwas über den Plansch 32 Jserausragende und mit.seinem Rand, eine Schweißlippe bildende Blechflansch 20a verschweißt. Gegebenenfalls kann auch noch das Halteblech 22a den Anschlußflansch 32 überragen und an der Schweißstelle 33 mit abgedichtet werden. Die Gewindelöcher 3^ für die Spannschrauben 35 des Stator-, gehäuses 3 sind bei dieser Ausführungsform als Sacklöcher

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ausgebildet. Anstelle der Verbindungsschrauben 36 (Fig. l) tritt im Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 ein Klemmring 37* der sich einerseits auf den Statorgehäuseflansch 19> andererseits außen auf entsprechende stützen J8 auflegen kann und mittels Schrauben.39 gegenüber dem Pumpengehäuse 2a verspannt werden kann. Zum Öffnen der Spaltrohrmotorpumpe la entfernt man zunächst den - an sich bekannten - Klemmring und kann dann beispielsweise durch Abdrehen der Schweißnaht dort die Dichtung öffnen. Daraufhin kann die Pumpe ohne weiteres auseinandergenommen werden und insbesondere sind die Lager und 9 leicht auswechselbar.

Die Kohlelager 8 und 9 sind in an sich bekannter Weise als Druckausgleiehventile für den Axialschubausgleich ausgebildet. Durch den Kanal 40 im vorderen Kohlelager ö kann ein abgezvägter Teilstrom des Fördermediums in den Spaltraura 12 eindringen, wobei der enge Spalt 41 zwischen dem Stator 7 und dem Rotor 6 wie eine Drossel wirkt, so daß hinter dem Rotor ein geringerer Druck herrscht als vor dem Rotor. Dieser wirkt deshalb ähnlich wie eine Druckausgleichsscheibe. Dies wird unterstützt durch die beiden Axiallager 4i und 42. Die Laufbüchsen 43 und 44 sind auch in axialer Richtung fest mit der Welle 6a verbunden und die Flansche 43a bzw. 44a der Laufbuchsen 43 und 44 können sich an den dem Spaltraum 12 zugewandten Stirnseiten der Kohlelager 8 bzw. 9 anlegen. Dabei ist in bekannter Weise ein gewisses axiales Spiel vorgesehen, so daß je nach den Druckverhältnissen am

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Rotor 6 an dem einen oder anderen Axiallager 4l oder 42 ein kleinerer oder größerer Spalt offen bleibt, durch den die im Spaltraum 12 befindliche Flüssigkeit im verstärkten Maße durch die Lager 8 bzw. 9 und insbesondere durch dei"en Längsnuten abfließen kann, wodurch die erwünschte Druckregelung im Spaltraum 12 erreicht wird. Der hinter dem hinteren Kohlelager 9 befindliche Raum 46 steht über die Bohrung 4? mit dem Saugstutzen 48 der Spaltrohrpumpe 1 in Verbindung, so daß in dem Raum 46 ein vergleichsweise geringer Druck herrscht. Deshalb und wegen der Wirkungsrichtung der von dem Axiallager 42 aufzunehmenden Kräfte genügt die Pest-legung des hinteren L^prs 9 mittels der Abstützflächen 13 und 14. Man kommt ohne zusätzliche Arretierungsmittel aus. Dies hat den erheblichen Vorteil, daß innerhalb des von Flüssigkeit durchströmten Raumes keine Schraubverbindungen od..dgl. erforderlich sind.

Wegen der axialschubausglelchenden Wirkung des Rotors und well das vordere Kohlelager 3 auf beiden Stirnselten von Förderflüssigkeit beaufschlagt 1st, treten dort keine zu großen Belastungen auf.

In den Kohlelagern 8 und 9 sind noch radiale Kanäle 46 vorgesehen, die einen zusätzlichen Durchfluß von Fördermedium ,durch den Ra#diallagerteil bzw. die Nuten 45 ermöglichen, um eine zusätzliche Wärmeabfuhr an den Lagern zu erreichen»

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Besonders die Kombination des hülsenartig ausgebildeten, am pumpenfernen Ende geschlossenen und aus dünnen Blechen bestehenden Spaltrohres mit den Kohlelagern bringt ganz erhebliche erfinderische Vorteile. Auch bei vergleichsweise großen Maschinen kommt man bei dieser" Anordnung mit vergleichsweise billigem Werkstoffaufwand aus, da das eigentliche Spaltrohr nur aus dünnem, hochwertigem Material zu bestehen braucht, während Kohle ein vergleichsweise billiger und leicht zu bearbeitender Werkstoff ist.

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Claims

Patentansprüche '

1» Spaltrohrmotorpumpe mit einem zwischen dem Pumpenläufer und dem (Motor-) Rotor angeordneten vorderen sowie einem am pumpenfernen Ende des Rotofcs befindlichen hinteren Lager, wobei der Rotor sowie der (Motor-) Stator jeweils mitte 1^s eines Spaltrohres gegenüber dem von einem abgezweigten Teil des Förderstromes durchflossenen Spaltraum abgekapselt ist, da d u r c h g ek e η η ζ e i c hnet, daß die Spaltrohrmotorpumpe (l) ein an seinem pumpenfernen Ende geschlossenes und an seinem pumpennahen Ende mit einem Flansch od.dgl. versehenes, aus vergleichsweise dünnem Blech bestehendes Stator-Spaltrohr (11) aufweist, in das die zylindrischen Teile der Lager (8; 9) der Spaltrohrpumpe einsteckbar sind.

2. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem pumpenfernen Ende des Stator-Spaltrohres (11) ein dort einsehiebbares Kohlelager (9) vorgesehen ist, } das eine an dem hinteren stirnseitigen Abschlußdeckel (15) des Stator-Spaltrohres (11) zum Anliegen kommende Abstützfläche (13) aufweist, der außerhalb des Abschlußdeckels (15) eine Abstützfläche (l4) des Statorgehäuses (5) gegenüberliegt.

3. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Kohlelager (9) sowie an dem diesem benachbarten Bereich des Stator-Spalt-

rohres (11) eine Drehsicherung für dieses Kohlelager vorgesehen ist, die vorzugsweise aus wenigstens einer Längsnut (l6) im Außenmantel des Kohlelagers sowie einem darin eingreifenden, nach innen weisenden Vorsprung (17) am Stat orspaltrohr (11) bestdt.

4. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere lager (9) aus Kohle besteht und einen zylindrischen, in das Stator- ä Spaltrohr (11) einsteckbaren Teil (8a) aufweist, der pumpenseitig einen axialfestlegbaren Anschlagflansch (18) besitzt, welcher vorzugsweise an der der Pumpe zugewandten Seite eines nahe an den zylindrischen Teil dieses Lagers heranreichenden Statorgehäuseflansches (19) zur Anlage kommt.

5. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 odereinem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das pumpennahe Ende des Statorspaltrohres (11) einen Flansch (20) besitzt, der bis zur Verbindungsstelle (21) des Pumpengehäuses (2) mit dem Statorgehäuse (2) reicht.

6. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorsplatrohr (11) aus dünnen« miteinander verschweißten Blechteilen besteht.

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7· Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für das vordere Kohlelager (9) ein Halteblech (22) od.dgl. vorgesehen ist, das vorzugsweise an der Verbindungsstelle (21) des Pumpengehäuses (2) mit dem Statorgehäuse (3) dichtend verbunden sowie am Anschlußflansch des Pumpengehäuses eingeklemmt ist und ggf. radiale Vorsprünge od.dgl. zur. Drehsicherung des Kohlelagers besitzt.

. 8. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Pumpengehäuses (2) eine gegenüber dem Fördermedium widerstandsfähige Auskleidung (23) hat.

9. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlelager (8; 9) eine Lauffläche aus einem besonderen Werkstoff, z.B. aus Keramik (24) aufweisen.

10. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorgehäuse (3) radiale Stutzen (25) für das Statorspaltrohr (11) besitzt.

11. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpengehäuse-Anschlußflansch (32) zur Abdichtung

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eine ringförmige Schweißlippe (JI). besitzt, die mit dem Flansch (20a) des Stator-Spaltrohres und ggf. mit dem Rand des Haltebleches -(22a) Verschweißt ist, wobei die Schweißlippe des Pumpengehäuses (2a) vorzugsweise von einem Blechdeckel gebildet ist, der am Pumpengehäuse dichtend, z.B. durch Verschweißen oder Verlöten, befestigt ist.

12. Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte, die Schweißlippen übergreifende Klemmringverbindung (37 bis 39) zwischen

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dem Pumpen- und dem Statorgehäuse (2, 3) vorgesehen ist.

13» Spaltrohrmotorpumpe nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (8; 9) in an sich bekannter Weise als Druckausgleichventile für den Axialschubausgleich ausgebildet sind.

Patentanwalt

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