DE2651013A1

DE2651013A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE2651013A1
Application number: DE19762651013
Authority: DE
Inventors: Rorrest Langille Austin; Richard Thomas Cornelius
Original assignee: CORNELIUS ENGINEERING CENTER INC; Cornelius Engineering Center Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1976-11-08
Publication date: 1977-05-18
Also published as: HK56783A; US4070725A; CA1053076A; JPS5727988B2; JPS5286507A; DE2651013C2; GB1539823A

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN ■ DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL.-ING. W. LEH N D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

287o7/8 t/fg

Cornelius Engineering Center, Inc. Golden Valley, Minnesota USA

Pumpe

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine tragbare Pumpe perxstaltischer Bauart, die wahlweise eine Kombination aus Pumpe und Syphon, d.h. Pumpe und Saugheber darstellen kann.

Peristaltische Pumpen weisen ein nachgiebiges Rohr auf, das durch eine Anzahl von Rollen forstschreitend zusammengedrückt wird. Bei bekannten Rohren war das nachgiebige Rohr aus einem Material gebildet, bei dem die Gefahr bestand, dass das Rohr nach einer längeren Ruhepause eine dauerhafte Verformung erfuhr, indem ein Eindruck zurückblieb,

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der die nachfolgende Verwendung beeinträchtigte. Ferner konnten bekannte, von Hand zu haltendene Pumpen nicht für die übertragung von heissen Flüssigkeiten, wie Öl, verwendet werden, da wenigstens eine Hand des Verwenders dabei verbrannt wurde. Ferner waren bekannte Pumpen nicht besonders hinsichtlich der Anwendungsbereiche vielseitig, so dass für verschiedene .Zwecke verschiedene Vorrichtungen beschafft werden mussten.

Die Erfindung ist auf eine von Hand zu haltende Pumpe peristaltischer Bauart gerichtet, mit der sich heisse Flüssigkeiten handhaben lassen und die rückziehbare Rollen aufweist, so dass die Bildung von Eindrücken im flexiblen Rohr vermieden wird. Dabei wird die Pumpe ferner in eine Syphon- oder Saug-Hebestellung gebracht und damit eine ansaugende Pumpe geschaffen. Des weiteren sind Einrichtungen vorgesehen, die eine sprunghafte Bewegung der losen Rollen verhindern.

Ziel der Erfindung ist es daher, eine peristaltische Pumpe zu schaffen, die gegenüber der Bildung von Eindrücken im flexiblen Rohr widerstandsfest ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, durch die die losen Rollen in der peristaltischen Pumpe an einer sprunghaften Bewegung am Ende des Pumpenhubes oder der Pumpenbewegung gehindert werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer von Hand zu haltenden Pumpe zur Handhabung von heissen Flüssigkeiten, und ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Pumpe, die so eingestellt werden kann, dass sie wie ein Syphon oder Saugheber funktioniert.

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitneansicht einer erfindungsgemäss aufgebauten Pumpe,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Pumpe,

Fig. 3 eine vergrösserte, geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht in verkleinertem Masstab von gewissen in Fig. 3 geschnittenen Bauteilen,

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht lä^gs der Schnittlinie V-V nach Fig. 4, und

Fig.f 6 eine schematische,fragmentarische Ansicht von einer anderen Einrichtung zur Betätigung der Pumpe.

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Die Erfindung ist insbesondere bei Einbau in einer Pumpe gem. Fig. 1 nützlich, die das allgemeine Bezugszeichen 11 trägt. Nach Fig. 3 enthält die Pumpe 11 ein Gehäuse oder eine Gehäuseanordnung 12, in der ein nachgiebiges U-förmiges Rohr 13 ζ. B. aus Neopren angeordnet ist. Eine Anzahl Rollen 14 wird durch eine Trageinrichtung 15 gehalten und ferner durch ein Führungselement 16 gesteuert. Die Trageinrichtungen 15 sind drehbar mit einer Einrichtung 17 verbunden, durch die dieselbe gedreht wird.

Das Gehäuse 12 enthält ein Paar komplementär geformte Abschnitte 18, 19, die die Bauteile 13 bis 16 enthalten und die die Dreheinrichtung 17 aufnehmen. Die Trageinrichtung 15 enthält einen Träger,der ebenfalls aus einem Paar komplementärer grundsätzlich flacher Abschnitte 20, 20 besteht, die die Rollen 14 und das Führungselement 16 tragen. Die komplementären Abschnitte 20, 20 haben die gleiche Konfiguration,und jeder Abschnitt enthält einen Lagerbereich 21 in Form einer Ausnehmung, die ein Lagerteil 22 aufnimmt, bei dem es sich um einen Ring handelt, der an der Innenfläche der Gehäuseabschnitte 18, 19 angeformt ist.

Integral am Gehäuse 12 angeformt ist ein Handgriff 23, der einen Greifbereich 24 aufweist, der von dem Hauptteil des Gehäuses 12 über eine Verlängerung 25 beabstandet ist. Die Art des für den Handgriff 23 verwendeten Materials, :seine hohle Konfiguration, die Verlängerung 25 und der durch die Verlängerung 25 geschaffene Abstand schützt die Hand vor Verbrennung, wenn die Pumpe 11 zur Überführung von heißen Flüssigkeiten verwendet wird.

Das nachgiebige Rohr 13 hat einen Einlaßanschluß '26 an einem Ende und einen Auslaßanschluß 27 an seinem anderen Ende, wobei die Anschlüsse in das Rohr eingepreßt sind. Jeder Anschluß 26, 27 wird von einer Klemmrippe 28 umgeben, durch die Enden des

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Rohres 23 festgehalten werden. Die Anschlüsse 26, 27 können verschiedene Leitungen oder nachfolgend beschriebene andere Anschlüsse aufnehmen, einschließlich der glatten Rohre 29, 30 gem. Fig. 3. Zwischen dem Einlaß 26 und dem Auslaß 27 besitzt das Rohr 13 einen zwischenliegenden bogenförmigen Bereich 31, der sich über einen Winkel von 180° erstreckt und mit geraden, zu den Anschlüssen 26, 27 führenden Bereichen in Verbindung steht. Längs der gesamten Länge des Rohres zwischen den Anschlüssen steht das Gehäuse mit dem Umfang des Rohres 13 in Berührung,der von der Drehachse der Trageinrichtung 15 entfernt liegt, wobei der bogenförmige Bereich 31 sich konzentrisch zur Achse erstreckt. Die Anschlüsse 26, 27 weisen beide in die gleiche Richtung vom Hauptbereich des Gehäuses 12, wobei diese Richtung entgegengesetzt zum Handgriff 23 ist.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die Rollen 14 nicht nur orbital, d. h, umlaufend bei Bewegung im Uhrzeigersinn gem. Fig. 3 angetrieben werden und dabei mit dem Rohr 13 in Eingriff stehen und dieses zusammendrücken, sondern auch so getragen sind, daß sie sich radial nach innen verschieben können und damit außer Eingriff oder im wesentlichen außer Eingriff mit dem Rohr 13 kommen. Wie am besten aus Fig. 4 und zu entnehmen ist, sind die Rollen 14, 14 zwischen den Trägerabschnitten 20, 21 angeordnet, wobei jede Rolle einen Zapfen 32 besitzt, durch den sich die Rolle.aer Trageinrichtung 15 um Achsen drehen kann, die parallel zur Mittelachse liegen. Nach Fig. 4 und 5 können Bereiche der Rollen 14 weggelassen werden, um den Verbrauch von Kunststoffmaterial so klein wie möglich zu halten. Die Rollen 14 werden lose von der Trageinrichtung oder dem Träger 15 getragen, um eine radiale Verschiebung der Rollen zu ermöglichen_y und zu diesem Zweck enthält die Trageinrichtung eine Einrichtung 33, die diese radiale Verschiebung ermöglicht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die radiale Verschiebungseinrichtung einen Lagerschlitz 33 für jeden Zapfen 32 auf und ist in den Trägerabschnitten 20, 20 angeordnet. Jeder Schlitz ist nicht nur langgestreckt und bogen-

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förmig, sondern bildet auch einen Bogenbereich einer Spirale, indem der Abstand zwischen der bogenförmigen Mittellinie des Schlitzes und der Mittelachse sich ändert. Obgleich die Rollen 14 längs der Länge von jedem Schlitz 33 abrollen oder gleiten können, ist das gekrümmte Ende des Schlitzes derjenige Bereich, der als Lager arbeitet, auf dem sich die Zapfen drehen, nachdem die Rollen entweder in ihre gezeigte äußerste Stellung oder in ihre radiale innerste Stellung verschoben wurden.

Nach Fig. 4 und 5 besitzen die grundsätzlich flachen komplementären Abschnitte 20, 20 einen zentralen Nabenbereich, der bei Verbindung mit dem Nabenbereich des anderen Abschnittes 20 eine zentrale Nabe 34 bildet, die die grundsätzlich flachen Abschnitte 20, 20 in beabstandeter Lage zueinander hält. Diese Anordnung wird miteinander verriegelt, indem jeder Abschnitt 20, 20 einen zusätzlichen Anguß 315 zwischen den benachbarten Enden der Schlitze besitzt, wobei dieses Paar Angüße 35 eine axiale Ausdehnung entsprechend der axialen Ausdehnung der Nabenbereiche aufweist. Die Angüsse 35 haben eine zentrale öffnung_/und ein rohrförmiger Niet 36 hält die Trägerabschnitte in der dargestellten Lage. Die Nabe 34 besitzt eine nicht kreisförmige Durchgangsbohrung 37, die die Dreheinrichtung 17 von jeder Seite des Gehäuses 12 aufnehmen kann und damit eine Anpassung für links- oder rechtshändige Benutzer der Vorrichtung ermöglicht.

Die obere Rolle 14 ist während eines Pumpenhubes zwischen dem oberen Ende der vorderen Nut 33 und dem zusammengedrückten Rohr 13 eingeschlossen. Wenn die Rolle 14 allmählich in Eingriff mit dem oberen geraden Bereich des Rohres 13 tritt, nimmt das Ausmaß, mit dem die Rolle 14 eingeklemmt oder gehalten

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wird, graduell biS/einem Punkt ab, wo die Neigung vorliegt, plötzlich längs der Nut 33 mit einer rascheren Geschwindigkeit abzufallen, als der Träger 15 gedreht wird. Das Vorsehen des Führungs-

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elementes 16 verhindert irgendeine derartige sprunghafte Bewegung. Zu diesem Zweck weist das Führungselement 16 bei 38
eine zentrale Öffnung auf, die eine Lagerfläche schafft, die
pendelnd an der Außenseite der Nabe 34 für eine Bewegung über
einen Winkel von weniger als 180° getragen ist. Nach Fig. 3
begrenzen die Angüsse 35, 35 diese Bewegung und dieser Winkel wird auch durch die winkelmäßige Ausdehnung der spiralbogenförmigen Schlitze 33, 33 begrenzt. Das Führungselement 16 hat
ein Paar radiale Arme 39, 40,. Wenn die Konstruktion hinsichtlich des Vorsehens von mehr Rollen modifiziert wird, wird der
gleichförmige Winkelabstand der radialen Arme beibehalten. Jeder Arm 39, 40 1st an seinen äußeren oder distalen Enden gabelförmig gestaltet und bietet einen Abstand, daß die Rolle 14
nahe ihrem Durchmesser aufgenommen wird. Wie aus den verschiedenen Ansichten zu entnehmen ist, sind Bereiche des Führungselementes 16 weggeschnitten, um Kunststoffmaterial nicht in unnötiger Weise vorsehen zu müssen. r

Die Einrichtung 17 zum Drehen des Stützträgers 15 enthält eine Antriebswelle oder einen Bereich 41, an dem ein einen Handgriff 23 tragender Kurbelarm 42 befestigt ist. Eine große Abdeckscheibe 44 (Fig. 2) ist über die Öffnung im Gehäuseabschnitt 19 angeordnet und eine nicht gezeigte Schraube erstreckt sich durch die Scheibe 44 in das Ende des Antriebswellenbereiches 41. Zusätzliche Schrauben sind wie dargestellt vorgesehen, um die Gehäuseabschnitte zusammenzuhalten, insbesondere handelt es sich dabei um selbstklemmende Schrauben. Die Gehäuseabschnitte 18, haben gem. Fig, 3 komplementäre Rippen und Ausnehmungen 45, 46, die ineinander passen und das Kunststoffmaterial an Ort und Stelle zwischen den Gehäuseschrauben halten.

Beim Betrieb dient die Pumpe 11 zur Übertragung einer Flüssigkeit von einer Quelle zu irgendeinem anderen Gegenstand. Beispielsweise kann der Einlaßschlauch über die Peilstaböffnung in einen heißen Motor eingesetzt werden, um das Kurbelwellengehäuse

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eines KFZ-Motors, Bootsmotors, Rasenmähers oder dergl. zu entleeren. Der Schlauch könnte auch in eine Treibstoffquelle wie beispielsweise den Benzintank eines Fahrzeugs eingesetzt werden, um von diesem Treibstoff einem Rasenmäher, einem Schneemobil, einem Schneegebläse oder dergl. zuzuführen. Bei dieser Art der Verwendung dient die Pumpe 11 als Dosiervorrichtung. Obgleich nicht genau, übertragen etwa 10O Umdrehungen der Dreheinrichtung 17 3,79 1 Treibstoff (eine Gallone). Die Aufzählung der Anwendungsfälle ist nicht ,erschöpfend, sondern soll lediglich aufzeichnen, daß die Vorrichtung sowohl mit heißen als auch kalten Flüssigkeiten verwendet werden kann, wobei es sich bei den Flüssigkeiten um Wasser, Treibstoff, Öl und natürlich andere Stoffe handeln kann. Die Pumpe 11 ist sebstansaugend, und wenn der Flüssigkeitsstand in der Quelle höher als der Stand ist, bis zu dem die Flüssigkeit übertragen werden soll, bewirkt eine umgekehrte Bewegung der Dreheinrichtung um 90° eine Radialverschiebung der Rollen 14 nach innen zun( anderen Ende der Schlitze 33. In diesem Fall ist keine weitere Kurbelbewegung erforderlich, da die Flüssigkeit nach dem Prinzip eines Saughebers strömen wird. Um die Strömung zu unterbinden, wird der Kurbelarm um 90° nach vorne gedreht, so daß der Zustand oder die relative Lage der Teile gemäß Fig. 3 wieder eingenommen werden.

Wenn erwünscht, kann die Pumpe 11 nach jeder Verwendung gereinigt werden. Doch soll die Pumpe außer Betrieb gesetzt und abgestellt werden, wird der Kurbelarm um eine viertel Umdrehung in umgekehrter Richtung gedreht, so daß/die Rollen 14 aus dem Rohr 13 zurückziehen und damit das Rohr 13 keine Verformung in Form eines Eindruckes im Bereich der Rollen erfährt.

Fig. 6 zeigt schematisch eine andere Ausfuhrungsform für die

Bei Einrichtung zum Drehen des Stützträgers 15. ,dxeserAusführung ist eine Antriebswelle 47, die im Querschnitt dem Antriebswellenbereich 41 entspricht, über eine Torrosionsfeder 48 mit einem Motor 49 verbunden. Um den Stützträger 1 5 in umgekehrter Richtung

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zu drehen, liegt nur ein relativ geringer Widerstand vor, während beim Drehen in Vorwärts- oder Pumprichtung der Widerstand wegen der durch das Rohr 13 erzielten Reaktion weit größer ist. Wenn der Motor 49 daher in Gang gesetzt wird, entsteht ein Reibschluß mit der Antriebswelle 47, so daß sich der Motor 49 um wenigstens 90° drehen wird, um Energie in der Torrosionsfeder 48 zu speichern, bevor die Welle 47 sich zu drehen beginnt. Wenn der Motor 49 angehalten, vorzugsweise gebremst wird, wickelt sich die,Torrosionsfeder 48 auf, wodurch die Welle 47 um wenigstens eine viertel Umdrehung in umgekehrter Richtung gedreht wird. Hierdurch gelangen die Rollen 14 entweder in eine Stellung für Saug-Betrieb oder in eine ausgefahrene Lagerstellung.

Bei den zuvor beschriebenen Änwendungsfällen wurde die Flüssigkeit von dem Auslaßanschluß 27 durch den Schlauch 29 abgegeben. Wie Fig. 2 zeigt, ist die Öffnung 50 im (gehäuse 12 nicht kreisförmig und nahe bei dieser Öffnung befindet sich ein Paar nach hinten weisender Schultern 51, 51. Mittels dieser Einrichtungen kann die Pumpe 11 an andere Konstruktionen befestigt werden.

Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, stellt eine Abstellöse 80 einen Teil des Gehäuses 12 dar, und mit Hilfe dieser Öse kann die Pumpe 11 an einem Nagel oder Haken aufgehängt werden.

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Claims

Patent ans ρ rüch e

1.) Pumpe gekennzeichnet durch ein Gehäuse; ein nachgiebiges, im Gehäuse angeordnetes Rohr mit einem Einlass und einem Auslass und einem sich zwischen seinen Enden bogenförmig erstreckenden Bereich; einer Vielzahl von im Gehäuse angeordneten Rollen und einer Trageinrichtung üra Gehäuse zum Tragen der Rollen, wobei die Trageinrichtung um die Achse des bogenförmigen Bereiches drehbar ist, um den Rollen eine Umlaufbewegung zu verleihen, und wobei die Trageinrichtung weiter so ausgelegt ist, dass sie die Rollen radial in Eingriff mit dem Rohr zum Eindrücken desselben und radial im wesentlichen ausser Eingriff mit dem Roljr verschieben können.

2. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ausserhalb des Gehäuses angeordnete und mit der Trageinrichtung verbundene Einrichtung zum Drehen der gesamten Trageinrichtung in beiden Richtungen.

3. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung an der Trageinrichtung zum radialen Auswärtsschieben der Rollen bei einer Drehung der Trageinrichtung in einer Richtung und zum radialen Einwärtsschieben der Rollen bei einer Drehung der Trageinrichtung in der anderen Richtung.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebeeinrichtung für jede Rolle einen bogenförmigen Lagerschlitz in der Trageinrichtung

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aufweist, wobei der Radius des Lagerschlitzes in bezug auf gesagte Achse sich längs seiner Länge ändert, so dass die Rolle an einem Ende des Schlitzes in einer das Rohr zusammendrückenden Stellung und am anderen Ende des Schlitzes in einer das Rohr nicht zusammendrückenden Stellung drehbar gehalten wird.

5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse und die Trageinrichtung komplimentäre Lagerbereiche, die integrale Teile derselben bilden, haben, durch die die Trageinrichtung drehbar gehalten ist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Antriebswelle, die sich dujfch die Lagerbereiche längs der Achse erstreckt und in Antriebsverbindung mit der Trageinrichtung steht.

7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die drehbare Trageinrichtung e"inen Träger aufweist, der aus komplimentären Abschnitten gebildet ist, zwischen denen die Rollen dreh- und radial beweglich sind.

8. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Trageinrichtung aufweist: einendrehbar am Gehäuse gehaltenenund die Rollen lose tragendenTräger und ein Führungselement, das am Träger so gehalten ist, dass es eine relative Schwingbewegung um seine Achse über einen Winkel von weniger als 18o durchführen kann, wobei das Führungselement radial vorstehende Arme aufweist, die auf die Rollen wirken und

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die Rollen um die Achse in einem gleichmässigen Winkelabstand halten.

9. Pumpe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die Trageinrichtung aufweist:

ein Paar axial in Abstand voneinander liegende grundsätzlich flache Abschnitte, die zentral durch eine Nabe miteinander verbunden und im Gehäuse drehbar gehalten sind, wobei die Rollen durch wenigstens einen der flachen Abschnitte lose getragen und zur Drehung um Achsen parallel zu besagter Achse versetzt davon angeordnet sind, und ein mit einer zentralen öffnung versehenes Führungselement, das an der Nabe schwingbar getragen ist, die sich in die Öffung erstreckt, wobei das Führungselement eine Vielzahl von Aus-

t nehmungen aufweist, die in gleichmässlgem Winkelabstand

um die Achse angeordnet sind und die Rollen aufnehmen.

10. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Trageinrichtung aufweist: ein Paar axial in Abstand voneinander angeordnete, grundsätzlich flache Abschnitte, die durch eine zentrale Antriebsnabe miteinander verbunden und durch das Gehäuse konzentrisch zum bogenförmigen Bereich des Rohres drehbar gehalten sind, wobei die Abschnitte spiralbogenförmige Lagerschlitze aufweisen, die Lagerzapfen an den Rollen aufnehmen, und ein um besagte Achse schwingbares,von der Nabe getragenes Führungselement mit einer Vielzahl von gleichmässig beabstandeten Armen, die sich davon radial erstrecken, wobei das äussere Ende von jedem Arm gabelförmig gestaltet ist und eine Rolle nahe ihrem Durchmesser in geführter Weise umfasst.

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11. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , dass das Rohr längs seiner Länge um die Achse U-förmig ist, dass sich der Ein- und Auslass in einer Richtung erstrecken, und dass mit dem Gehäuse in entgegengesetzter Richtung ein Handgriff mit einem Greifbereich verbunden ist, der in Abstand vom Gehäuse steht.

12. Pumpe nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Kurbelarm mit einem Antriebsbereich, der vom Gehäuse längs der Achse an beiden Seiten des Gehäuses in eine antreibende Beziehung zur Trageinrichtung wahlweise aufnehmbar ist.

13. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , dass das Rohr längs seiner Länge um die Achse U-förmig ist und in seinem "freien Zustand einen radialen Querschnitt hat, der längs seiner Länge kreisförmig ist, wobei das Gehäuse den äusseren Durchmesser der U-Form berührt und abstützt, und dass ein Paar Anschlüsse in den Enden des Rohres befestigt ist, die sich von der U-Form in gemeinsamen Richtungen erstrecken, wobei das Gehäuse die Anschlüsse gegen axiale Bewegung verklemmt.

14. Pumpe nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Anschlüsse mittels des Gehäuses fixiert sind, das die Enden des Rohres auf den Anschlüssen aufklemmt.

BAD OBSQINAL

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