EP0718530B1 - Pumpenaggregat - Google Patents

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EP0718530B1
EP0718530B1 EP95120173A EP95120173A EP0718530B1 EP 0718530 B1 EP0718530 B1 EP 0718530B1 EP 95120173 A EP95120173 A EP 95120173A EP 95120173 A EP95120173 A EP 95120173A EP 0718530 B1 EP0718530 B1 EP 0718530B1
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EP
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propeller
pump
shaft
housing
ring seal
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EP95120173A
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Michael Kowalik
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Friatec-Rheinhuette & Co GmbH
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Friatec-Rheinhuette & Co GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00Axial-flow pumps
    • F04D3/005Axial-flow pumps with a conventional single stage rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/126Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/605Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump unit, in particular with a propeller pump, comprising a delivery pipe with a Pump propeller receiving suction nozzle and one behind it outgoing pressure connection as well as the propeller shaft their bearing supports, the Delivery pipe between the two nozzles on the pump shaft has concentrically surrounding seal housing, the one Mechanical seal in cartridge design for sealing the Record shaft passage, as well as with one on one Motor console arranged motor and a belt drive for Propeller pump drive.
  • Pump units of the type mentioned are known. You are suitable is particularly committed to promoting large production volumes comparatively low delivery heights. They are suitable preferred for drainage, drainage at construction pits and generally for lowering water, for example in civil engineering, Open-cast mining areas or as circulation pumps in evaporation or Crystallization plants.
  • a propeller pump is outside of it Conveyor tube a bearing bracket in the manner of a lantern with Spaced roller bearings for the propeller shaft.
  • a mechanical seal is located between these and the delivery pipe, which the pressure chamber of the pump opposite the bearing bracket and its rolling bearings seals.
  • the sealing effect of this mechanical seal is known in the Way caused by slip rings, both against the medium and also seal against the atmosphere, leaving the space between the sealing rings of a barrier medium is applied, which lubricates and cools the Slip rings takes over. Nevertheless, this mechanical seal is a Wear part, which according to its stress in certain Intervals must be expanded and replaced with a new part.
  • FR-A-1.329.338 is a rotating union of a stationary Liquid line described in a rotating shaft.
  • the Rotary union is sealed by axial mechanical seals, which are in a cylindrical mechanical seal housing are arranged rotatably.
  • the Mechanical seal housing sits in a bore of the shaft and is from Clamping screws over a clamping ring and one in an external groove of the Mechanical seal seated support ring against a shoulder of the Drilled hole. In this way, the rotating union is simple to be replaced if the mechanical seals are worn.
  • the invention has for its object the type of a pump unit to improve with a propeller pump while avoiding the aforementioned difficulties when changing a mechanical seal this especially replace without dismantling the pump shaft and its drive to, by removing the mechanical seal housing in Direction of the propeller to be removed.
  • the design of the invention enables Removal of the complete mechanical seal including your Housing and the shaft sleeve after removing the propeller in Direction to the free end of the pump shaft.
  • the clamping screws loosened and at least partially removed, so that the support ring from the circumferential groove can be pulled out, after which at least part of the Screwed in again and as a removal aid in the Senses are used that by unscrewing the Clamping rings with the help of the clamping screw nuts
  • Mechanical seal housing together with the shaft sleeve pushed out of the centering collar of the pump housing at the front become.
  • the mechanical seal can be removed from its housing removed and replaced with a new mechanical seal, after which the housing in the opposite direction through the sleeve is pushed through until the circumferential groove with the Centering collar is flush, after which the two-part or multi-part Support ring inserted into the circumferential groove and then the Clamping screws in the flange formed on the sleeve screwed in, then from above the clamping ring on the Mechanical seal housing placed on and after screwing on the nuts on the tensioning screws and tightened them the housing is clamped between the support ring and the clamping ring.
  • the order the shoulders on the shaft sleeve, on which support rings for supporting Gaskets abut, allows easy removal of the removed Mechanical seals.
  • Figure 1 shows a pump unit with a propeller pump.
  • This includes a Delivery pipe (1) with a suction nozzle that receives the pump propeller (10) (2) and a outgoing pressure connection (3) and a die Propeller shaft (11) with its bearings (12, 13) receiving bearing supports (14).
  • the delivery pipe (1) has a between the two connecting pieces (2, 3) Propeller shaft (11) concentrically surrounding sleeve (15) in one Centering collar (16) together with a mechanical seal housing (21, 21 ') a shaft sleeve (22) arranged on the shaft (11). This is sealed against the shaft (11) by means of a sealing element (29, Fig. 2).
  • the advantage is the installation and removal of the mechanical seal housing (21, 21 ') facilitated by the fact that the installation space (40) surrounding the housing for example by a removable drip pan (41) for holding and Removal of any leaks that may occur can be.
  • a pump housing (46) receiving the delivery pipe (1) is the bearing bracket (14) and next to or below on one Support unit (47) a motor console (43) with the motor (44) and a belt drive (45) for driving the propeller pump arranged.
  • FIG. 2 shows in an enlarged partial representation, points the mechanical seal housing (21, 21 ') in the front or lower region (21) on a circumferential groove (23) into which a two-part or multi-part support ring (24) can be inserted with the the housing (21, 21 ') is supported axially, whereas it is from the other side by means of a clamping ring (25) for example four clamping screws (26) against the support ring (24) can be braced.
  • the mechanical seal can be taken so that the Mechanical seal (20) in two parts in the axial direction formed and each part (21, 21 ') with a connection hole (18, 19) is provided for rinsing liquid.
  • the Tensioning screws (26) in one on the inside of the sleeve (15) formed flange (17), spaced apart in the circumferential direction, screwable and on the outer circumference of the parts of the support ring (24) are arranged adjacent. In this way they serve Clamping screws (26) at the same time for a secure hold in the Circumferential groove (23) used support ring (24) so that it No more seat and hold in the groove (23) Securing elements are more required.
  • the mechanical seal (20) is in section shown. It comprises the housing (21), which on a End in the centering collar (16) of the sleeve (15) fitted and between the support ring (24) and the clamping ring (25) through the Screws (26) is clamped. Furthermore, the Mechanical seal (20) rotating with the shaft (11) Shaft sleeve (22) opposite the shaft (11) with the Sealing ring (29) is sealed at a snug fit. Between there are two pairs of slide rings in a two-stage arrangement (50, 51) and (52, 53), each as a pair of sealing rings interact with each other.
  • the sealing rings (50) and (52) each on support rings (54, 55), which in turn on Shoulders (60, 61) of the shaft sleeve (22) are held axially.
  • the sealing rings (50, 52) rotate with the shaft (11), while the sealing rings (51, 52) in the housing (21) are non-rotatable are held.
  • the mechanical seal (20) thus consists of functionally well-proven individual parts and is as a result their two-tier arrangement compared to both Pumped medium from one side, as well as opposite The atmosphere from the other side is reliably tight.
  • the replacement of the Wear part existing mechanical seal (20) essential facilitates and simplifies, reducing downtime and costs avoided or reduced.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat, insbesondere mit einer Propellerpumpe, umfassend ein Förderrohr mit einem den Pumpenpropeller aufnehmenden Saugstutzen und einem dahinter abgehenden Druckstutzen sowie einen die Propellerwelle mit ihren Lagerungen aufnehmenden Lagerträger, wobei das Förderrohr zwischen den beiden Stutzen ein die Pumpenwelle konzentrisch umgebendes Dichtungsgehäuse aufweist, das eine Gleitringdichtung in Cartridge-Ausführung zur Abdichtung des Wellendurchtritts aufnimmt, sowie mit einem an einer Motorkonsole angeordneten Motor und einem Riementrieb zum Antrieb der Propellerpumpe.
Pumpenaggregate der genannten Art sind bekannt. Sie eignen sich besonders zur Förderung großer Fördermengen bei vergleichsweise geringen Förderhöhen. Sie eignen sich bevorzugt zur Flurentwässerung, Wasserhaltung an Baugruben und allgemein zur Wasserabsenkung, beispielsweise im Tiefbau, Tagebau- Abbaugebieten oder als Umwälzpumpen in Eindampf- bzw. Kristallisationsanlagen.
Bauartbedingt besitzt eine Propellerpumpe außerhalb ihres Förderrohres einen Lagerträger nach Art einer Laterne mit im Abstand angeordneten Wälzlagern für die Propellerwelle.
Zwischen diesen und dem Förderrohr befindet sich eine Gleitringdichtung, die den Druckraum der Pumpe gegenüber dem Lagerträger und seinen Wälzlagern abdichtet. Die Dichtwirkung dieser Gleitringdichtung wird in bekannter Weise durch Gleitringe bewirkt, die sowohl gegen das Fördermedium als auch gegen die Atmosphäre abdichten, wobei der Raum zwischen den Dichtringen von einem Sperrmedium beaufschlagt ist, welches die Schmierung und Kühlung der Gleitringe übernimmt. Gleichwohl ist diese Gleitringdichtung ein Verschleißteil, welches entsprechend seiner Beanspruchung in gewissen Zeitabständen ausgebaut und durch ein neues Teil ersetzt werden muß.
Bisher erforderte der Austausch der Gleitringdichtung einen umständlichen, zeitraubenden und somit erheblich kostenträchtigen Aufwand. Dazu mußte zunächst der Propeller nach vorne abgenommen werden, sodann der Motor in eine Entspannungsstellung für den Riementrieb gebracht und dieser von der Riemenscheibe der Pumpenwelle abgenommen werden. Sodann wurde der Lagerträger zusammen mit der darin gelagerten Pumpenwelle und mit der Gleitringdichtung aus dem Dichtungseinsatz herausgezogen, worauf erst dann der eigentliche Ausbau der Gleitringdichtung und Einbau einer neuen Gleitringdichtung vorgenommen werden konnte.
In der FR-A-1.329.338 ist eine Drehdurchführung einer stationären Flüssigkeitsleitung in eine drehende Welle beschrieben. Die Drehdurchführung wird durch axiale Gleitringdichtungen abgedichtet, die in einem zylindrischen Gleitringdichtungsgehäuse drehfest angeordnet sind. Das Gleitringdichtungsgehäuse sitzt in einer Bohrung der Welle und wird von Spannschrauben über einen Spannring und einen in einer Außennut des Gleitringdichtungsgehäuses sitzenden Stützring gegen eine Schulter der Bohrung gespannt. Auf diese Weise ist die Drehdurchführung einfach auszuwechseln, falls die Gleitringdichtungen verschlissen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauart eines Pumpenaggregates mit einer Propellerpumpe zu verbessern, um unter Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten beim Auswechseln einer Gleitringdichtung diese insbesondere ohne Demontage der Pumpenwelle und ihres Antriebes auswechseln zu können, und zwar durch Ausbau des Gehäuses der Gleitringdichtung in Richtung des abzunehmenden Propellers.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Mit großem Vorteil ermöglicht die erfindungsgemäße Bauart den Ausbau der kompletten Gleitringdichtung einschließlich ihres Gehäuses und der Wellenhülse nach Abnehmen des Propellers in Richtung zum freien Ende der Pumpenwelle. Dazu werden zunächst die Spannschrauben gelöst und mindestens teilweise entfernt, sodaß anschließend der Stützring aus der Umfangsnut herausgezogen werden kann, wonach zumindest ein Teil der Spannschrauben wieder eingeschraubt und als Ausbauhilfe in dem Sinne verwendet werden, daß durch Niederschrauben des Spannrings mit Hilfe der Spannschraubenmuttern das Gleitringdichtungsgehäuse zusammen mit der Wellenhülse nach vorn aus dem Zentrierbund des Pumpengehäuses herausgedrückt werden. Nunmehr kann die Gleitringdichtung aus ihrem Gehäuse entfernt und durch eine neue Gleitringdichtung ersetzt werden, wonach in umgekehrter Richtung das Gehäuse durch die Muffe hindurch soweit geschoben wird, bis die Umfangsnut mit dem Zentrierbund bündig ist, wonach der zwei- oder mehrteilige Stützring in die Umfangsnut eingeschoben und anschließend die Spannschrauben in den an der Muffe ausgebildeten Flansch eingeschraubt, sodann von oben her der Spannring auf das Gehäuse der Gleitringdichtung aufgelegt und nach Aufschrauben der Muttern auf die Spannschrauben diese festgezogen und damit das Gehäuse zwischen Stützring und Spannring verspannt wird. Die Anordnung der Schultern an der Wellenhülse, an denen Stützringe zur Abstützung von Dichtungen anliegen, ermöglicht eine einfache Demontage der ausgebauten Gleitringdichtungen.
Weitere Ausgestaltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen. Die Erfindung wird in Zeichnungen anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispieles gezeigt, woraus weitere wesentliche Einzelheiten erkennbar sind.
Es zeigen:
Fig. 1
im Schnitt das vollständige Pumpenaggregat,
Fig. 2
im Schnitt eine Gleitringdichtung mit Gehäuse in eingebautem Zustand,
Fig. 3
im Schnitt eine Gleitringdichtung.
Figur 1 zeigt ein Pumpenaggregat mit einer Propellerpumpe. Diese umfaßt ein Förderrohr (1) mit einem den Pumpenpropeller (10) aufnehmenden Saugstutzen (2) und einem dahinter abgehenden Druckstutzen (3) sowie einen die Propellerwelle (11) mit ihren Lagerungen (12, 13) aufnehmenden Lagerträger (14). Das Förderrohr (1) weist zwischen den beiden Stutzen (2, 3) eine die Propellerwelle (11) konzentrisch umgebende Muffe (15) auf, die in einem Zentrierbund (16) ein Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') zusammen mit einer auf der Welle (11) angeordneten Wellenhülse (22) aufnimmt. Diese ist gegenüber der Welle (11) mittels Dichtelement (29, Fig. 2) abgedichtet. Mit Vorteil wird der Ein- und Ausbau des Gleitringdichtungsgehäuses (21, 21') dadurch erleichtert, daß der das Gehäuse umgebende Einbauraum (40) beispielsweise durch eine abnehmbare Auffangwanne (41) auch zur Aufnahme und Abführung eventuell auftretender Leckagen zugänglich gemacht werden kann.
Auf einem das Förderrohr (1) aufnehmenden Pumpengehäuse (46) ist der Lagerträger (14) und daneben bzw. darunter an einer Trageinheit (47) eine Motorkonsole (43) mit dem Motor (44) und einem Riementrieb (45) zum Antrieb der Propellerpumpe angeordnet.
Wie Figur 2 in einer vergrößerten Teildarstellung zeigt, weist das Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') im vorderen bzw. unteren Bereich (21) eine Umfangsnut (23) auf, in die ein zwei- oder mehrteiliger Stützring (24) einlegbar ist, mit dem sich das Gehäuse (21, 21') axial abstützt, wogegen es von der anderen Seite durch einen Spannring (25) mittels beispielsweise vier Spannschrauben (26) gegen den Stützring (24) verspannbar ist.
Es ist ersichtlich, daß entsprechend dem weiter oben beschriebenen Ausbau des Gleitringdichtungsgehäuses (21, 21') dieses nach Lösen der Spannschrauben (26) und Entfernen des Stützringes (24) aus dem Zentrierbund (16) nach vorne oder unten ausgebaut und von der Welle (11) abgestreift werden kann. Beim Herausdrücken des Gehäuseteils (21) aus einem entsprechend tolerierten Paßsitz im Zentrierbund (16) können die Spannschrauben (26) als Montagehilfe verwendet werden. Vor dem Stützring (24) sind die Gehäuseteile (21, 21') bevorzugt nur noch mit Gleitsitz ausgebildet, weshalb der weitere Ausbau - und umgekehrt Wiedereinbau - problemlos durchführbar ist.
Eine Ausgestaltung sieht im Interesse eines problemlosen Ausbaus der Wellenhülse (22) aus dem Gleitringdichtungsgehäuse (21) vor, daß diese von ihrem propellerseitigen Ende her mit Schultern (30 - 32) ausgebildet ist. Ferner ist die Wellenhülse (22) von einem in eine Umfangsnut (36) an ihrem oberen Ende einklipsbaren Sicherungselement (37) wie beispielsweise einem Sprengring oder einem anderen dem Fachmann bekannten Sicherungselement, axial gehalten und nach dessen Entfernung problemlos ausbaubar.
Zur Erleichterung von Ausbau bzw. Wiedereinbau der Gleitringdichtung kann die Maßnahme getroffen sein, daß die Gleitringdichtung (20) in axialer Richtung zweiteilig ausgebildet und jeder Teil (21, 21') mit einer Anschlußbohrung (18, 19) für Spülflüssigkeit versehen ist. Weiter sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Spannschrauben (26) in einen an der Innenseite der Muffe (15) ausgebildeten Flansch (17), in Umfangsrichtung beabstandet, einschraubbar und am äußeren Umfang der Teile des Stützringes (24) anliegend angeordnet sind. Auf diese Weise dienen die Spannschrauben (26) zugleich zum sicheren Halt des in die Umfangsnut (23) eingesetzten Stützringes (24), sodaß zu dessen Sitz und Halt in der Nut (23) keine weiteren Sicherungselemente mehr erforderlich sind.
In der Figur 3 ist die Gleitringdichtung (20) im Schnitt dargestellt. Sie umfaßt das Gehäuse (21), welches an einem Ende in den Zentrierbund (16) der Muffe (15) eingepaßt und zwischen dem Stützring (24) und dem Spannring (25) durch die Schrauben (26) verspannt ist. Weiterhin umfaßt die Gleitringdichtung (20) die mit der Welle (11) mitdrehende Wellenhülse (22), die gegenüber der Welle (11) mit dem Dichtring (29) an einem Paßsitz abgedichtet ist. Dazwischen befinden sich in zweistufiger Anordnung zwei Gleitringpaare (50, 51) und (52, 53), die jeweils als Dichtringpaare miteinander zusammenwirken. Die Ringe (50) und (52) stützen sich jeweils an Stützringen (54, 55) ab, die ihrerseits an Schultern (60, 61) der Wellenhülse (22) axial gehalten sind. Die Dichtringe (50, 52) drehen sich mit der Welle (11) mit, während die Gegendichtringe (51, 52) im Gehäuse (21) undrehbar gehalten sind. Zwischen jeweils einem Gleitringpaar (50, 51) bzw. (52, 53) sind elastische Dichtlippen (56) und (57) angeordnet. Die Gleitringdichtung (20) besteht somit aus funktionell bestens bewährten Einzelteilen und ist infolge ihrer doppelstufigen Anordnung sowohl gegenüber dem Fördermedium von einer Seite her, als auch gegenüber der Atmosphäre von der anderen Seite her zuverlässig dicht.
Mit der Bauart nach der Erfindung wird das Auswechseln der als Verschleißteil vorhandenen Gleitringdichtung (20) wesentlich erleichtert und vereinfacht, wodurch Ausfallzeiten und Kosten vermieden bzw. vermindert werden.

Claims (4)

  1. Pumpenaggregat, insbesondere mit einer Propellerpumpe, umfassend ein Förderrohr (1) mit einem den Pumpenpropeller (10) aufnehmenden Saugstutzen (2) und einem dahinter abgehenden Druckstutzen (3) sowie mit einem die Propellerwelle (11) mit ihren Lagerungen (12, 13) aufnehmenden Lagerträger (14), wobei das Förderrohr (1) zwischen den beiden Stutzen (2, 3) ein die Propellerwelle (11) konzentrisch umgebendes Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') aufweist, das eine Gleitringdichtung (20) in Cartridge-Ausführung zur Abdichtung des Wellendurchtritts aufnimmt, sowie mit einem an einer Motorkonsole (43) angeordneten Motor (44) und einem Riementrieb (45) zum Antrieb der Propellerpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') der Gleitringdichtung (20) im propellernahen Bereich eine Umfangsnut (23) aufweist, in die ein zwei- oder mehrteiliger Stützring (24) einlegbar ist, der zur axialen Abstützung des Gleitringdichtunsgehäuses (21, 21') dient, das von der propellerfernen Seite her mittels Spannschrauben (26) über einen Spannring (25) gegen den Stützring (24) spannbar ist, und daß eine Wellenhülse (22), die auf der Propellerwelle (11) angeordnet ist, von ihrem propellerseitigen Ende her ansteigend mit Schultern (60, 61) ausgebildet ist, an denen Stützringe (54, 55) zur Abstützung von Dichtringen (50, 52) anliegen.
  2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhülse (22) an ihrem propellerfernen Ende eine Umfangsnut (36) für ein Sicherungselement (37) aufweist, z. B. für einen Sprengring.
  3. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 der 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitringdichtungsgehäuse (21, 21') der Gleitringdichtung (20) in axialer Richtung zweiteilig ausgebildet und jeder Teil (21, 21') mit einer Anschlußbohrung (18, 19) für Spülflüssigkeit versehen ist.
  4. Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Spannschrauben (26) in einen Flansch (17) an der propellerfernen Seite einer die Propellerwelle (11) umschließenden Muffe (15) über deren Umfang verteilt und am äußeren Umfang der Teile des Stützringes (24) anliegend einschraubbar sind.
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DE9420534U DE9420534U1 (de) 1994-12-23 1994-12-23 Pumpenaggregat

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EP0718530A1 (de) 1996-06-26
DE9420534U1 (de) 1995-02-16
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