EP1738068A1 - Fördereinheit - Google Patents

Fördereinheit

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EP1738068A1
EP1738068A1 EP05707867A EP05707867A EP1738068A1 EP 1738068 A1 EP1738068 A1 EP 1738068A1 EP 05707867 A EP05707867 A EP 05707867A EP 05707867 A EP05707867 A EP 05707867A EP 1738068 A1 EP1738068 A1 EP 1738068A1
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EP
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shaped elements
unit according
conveyor unit
segments
elements
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Torsten Barz
Joachim Hoffmann
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Continental Automotive GmbH
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Siemens AG
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    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/02—Feeding by means of suction apparatus, e.g. by air flow through carburettors
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    • F02M37/44—Filters structurally associated with pumps
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    • F02M37/50—Filters arranged in or on fuel tanks

Definitions

  • the invention relates to a conveyor unit with a
  • the disadvantage of this device is that the small width of the axially extending gaps reduces the flow cross-section for the fuel flowing to the inlet opening.
  • the flow cross-section In order to ensure an adequate supply of fuel to the intake opening, the flow cross-section must not be undercut.
  • the gap width cannot be chosen to be arbitrarily small, so that the degree of filtering of the gap filter is limited.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a delivery unit with a filter which both provides sufficient fuel for the intake opening and also has a high degree of filtering.
  • the arrangement of further areas for flow through opens up further areas for the flow against the filter.
  • the enlargement of the flowable area either allows a larger flow cross-section of the filter or, with the flow cross-section remaining the same, a reduction in the size of the gaps and the areas arranged perpendicularly to them.
  • the Reducing the size of the gaps and areas has the advantage that smaller particles are retained than before, which leads to an increase in the degree of filtering.
  • the areas for flowing through can be produced with little effort and thus inexpensively if at least one, preferably three, contact elements are arranged on the bottom of the baffle with a greater axial length than the shaped elements, so that the baffle with the contact elements sits on the tank bottom.
  • the difference in the axial length of the support elements and the shaped elements determines the distance between the shaped elements and the tank bottom, which results in the areas for flow through.
  • An increase in the degree of filtering can be achieved in a simple manner by arranging the shaped elements in several rows lying one behind the other in relation to the flow direction.
  • An arrangement of the shaped elements in successive rows offset in the flow direction causes a load byrinth formation, which can also improve the degree of filtering.
  • the degree of filtering can be influenced in that the gaps between the shaped elements have different lengths and widths.
  • a simple design of the shaped elements enables the arrangement in segments on the bottom of the baffle. Since the design of the shaped elements determines the degree of filtering, there is a further advantage that the conveying unit can be adapted to the corresponding conditions of use simply by specifically selecting suitable segments with regard to the degree of filtering.
  • This configuration allows the segments to be exchanged, in particular in the case of conveyor units with swirl pots produced by injection molding, while the swirl pot can be retained unchanged.
  • the segments can be exchanged, for example, by means of appropriate inserts in the injection molds.
  • the shaped elements can be arranged in one or more rows on one segment or on several segments on a segment, the segments likewise being arranged in several rows in the flow direction.
  • the filter no longer has to be arranged exclusively at the radially outer end of the baffle bottom.
  • the invention thus allows the shaped elements to be arranged directly in the region of the inlet opening.
  • the filter can also be star-shaped or a polygon.
  • FIG. 2 is a perspective view of the surge pot of the conveyor unit according to FIG. 1,
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a baffle in an enlarged view.
  • the fuel tank 1 shown in FIG. 1 contains a delivery unit 2.
  • the delivery unit 2 uses an opening 3 in the fuel tank 1, a flange 4 closing the opening 3 in the fuel tank 1.
  • the funding agencies Unit 2 comprises a swirl pot 5 for receiving fuel and a fuel pump 6 arranged therein, which pumps the fuel to an internal combustion engine (not shown) of the motor vehicle.
  • the baffle 5 in a suction unit in which the fuel pump is arranged outside the baffle.
  • Upright elements 8 are formed on the bottom 7 of the baffle 5 with which the sound pot 5 rests on the tank bottom 9.
  • Shaped elements 10 likewise formed on the bottom 7 of the surge pot 5 are arranged at a distance from one another such that two adjacent shaped elements 10 each include a gap 11.
  • a smaller axial extension of the shaped elements 10 compared to the contact elements 8 causes areas 12 to be formed between the shaped elements 10 and the tank bottom 9, so that fuel can flow through the gaps 11 and the areas 12.
  • the gaps 11 and the areas 12 are chosen so small that particles contained in the fuel are retained by the shaped elements 10.
  • FIG. 2 shows the top view of the bottom 7 of the swirl pot 5 from FIG. 1.
  • the bottom 7 has an inlet opening 13, through which fuel passes from the fuel tank 1 into the swirl pot 5.
  • the inlet opening 13 is provided with spacers 14, which have the same axial length as the support elements 8.
  • the inlet opening 13 is surrounded by shaped elements 10, which are integrally formed on the bottom 7 of the baffle 5. Because of the distance between the shaped elements 10, axial gaps 11 are formed between them.
  • the smaller axial extent of the shaped elements 10 compared to the contact elements elements 8 also causes the formation of areas 12 between the end faces 16 of the shaped elements 10 and the tank bottom 9, one area 12 each connecting two of the axially extending gaps 11. The fuel in the tank 1 can thus pass through the gaps 11 and the areas 12
  • the shaped elements 10 are arranged one behind the other in two rows in the flow direction, a shaped element 8 in the radially inner row following a gap 11 in the radially outer row and vice versa.
  • the shaped elements 10 according to FIG. 3 are arranged asymmetrically.
  • the gaps 11a, 11b formed between two shaped elements 10 vary in length and width.
  • the shaped elements 10 have a smaller axial extent x than the support elements 8 (y), which are seated on the tank bottom, not shown. Because of this difference in the axial extent, regions are formed between the tank bottom 9 and the end faces 16 of the shaped elements 10 12 through which fuel flows to the inlet opening 13 as well as through the gaps 11.

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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinheit (2) mit einem Schwalltopf (5), einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe (6) und einem am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordneten radial angeströmten Filter, welcher von axial vom Boden (7) des Schwalltopfes (5) abstehenden Formelementen (10) gebildet ist, so dass zwischen jeweils zwei benachbarten Formelementen (10) jeweils ein axial verlaufender Spalt (11, 11a, 11b) ausgebildet ist, und der eine im Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordnete Einlassöffnung (13) umgibt. Senkrecht zu den Spalten (11, 11a, 11b) und senkrecht zur Durchströmrichtung ist mindestens ein Bereich (12) zum Durchströmen angeordnet, wobei der mindestens eine Bereich (12) mindestens zwei benachbarte Spalte (11, 11a, 11b) verbindet.

Description

Be s ehr eibung
Fördereinheit
Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinheit mit einem
Schwalltopf, einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe und einem am Boden des Schwalltopfes angeordneten radial angeströmten Filter, welcher von axial vom Boden des Schwalltopfes abstehenden Formelementen gebildet ist, so dass zwischen je- weils zwei benachbarten Formelementen jeweils ein axial verlaufender Spalt ausgebildet ist, und der eine im Boden des Schwalltopfes angeordnete Einlassöffnung umgibt. Die Fördereinheit dient zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahr- zeugs .
Es ist bekannt, derartige Fördereinheiten in Kraftstoffbehältern einzusetzen. Im Kraftstoff enthaltene Verunreinigungen können in die Kraftstoffpumpe gelangen und diese beschädigen. Um die Kraftstoffpumpe vor diesen Verunreinigungen zu schützen, wird der von der Kraftstoffpumpe angesaugte Kraftstoff gefiltert. Dazu ist der Kraftstoffpumpe ein Grobfilter vorgeschaltet, um die Partikel, die zu einer Beschädigung der Kraftstoffpumpe führen könnten, vom Ansaugbereich der Kraft- stoffpumpe fern zu halten.
Neben verschiedenen Filterbauformen, die zusätzlich als separate Teile am Schwalltopf montiert werden, ist es bekannt, am Boden des Schwalltopfes einen Filterkranz anzuordnen. Der Filterkranz wird durch am Boden des Schwalltopfes vorgesehene Anformungen gebildet. Diese Anformungen sind zueinander mit einem Abstand angeordnet und dienen gleichzeitig als Aufstandsfläche für den Schwalltopf. Steht der Schwalltopf auf dem Boden des Kraftstoffbehälters, bilden die Anformungen einen Filter mit axial verlaufenden Spalten, der radial angeströmt wird. Die Einlassöffnung, durch die der vorgefilterte Kraftstoff in den Schwalltopf gelangt, befindet sich inner- halb dieses Kranzes von Anformungen. Die Breite der axial verlaufenden Spalte ist dabei ein Maß für den Filtergrad des Spaltfilters . Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass sich durch die geringe Breite der axial verlaufenden Spalte der Durchflussquerschnitt für den zur Einlassöffnung strömenden Kraftstoff verringert. Um eine ausreichende Versorgung der Ansaugöffnung mit Kraftstoff zu gewährleisten, darf ein bestimmter Durchflussquerschnitt nicht unterschritten werden. Infolge dessen kann die Spaltbreite nicht beliebig klein gewählt werden, so dass der Filtergrad des Spalt- filters begrenzt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinheit mit einem Filter zu schaffen, der sowohl ausreichend Kraftstoff für die Ansaugöffnung bereits.tellt als auch einen hohen Filtergrad besitzt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass senkrecht zu den Spalten und senkrecht zur Durchströmrichtung mindestens ein Bereich zum Durchströmen angeordnet ist, und dass der mindestens eine Bereich mindestens zwei benachbarte Spalte verbindet .
Durch die Anordnung weiterer Bereiche zum Durchströmen werden weitere Flächen für das Anströmen des Filters erschlossen. Die Vergrößerung der anströmbaren Fläche erlaubt entweder ei- nen größeren Durchströmquerschnitt des Filters oder bei gleich bleibendem Durchströmquerschnitt eine Verkleinerung der Spalte und der dazu senkrecht angeordneten Bereiche. Die Verkleinerung der Spalte und Bereiche hat den Vorteil, dass kleinere Partikel als bisher zurückgehalten werden, was zu einer Erhöhung des Filtergrades führt.
Die Bereiche zum Durchströmen lassen sich mit geringem Aufwand und somit kostengünstig herstellen, wenn am Boden des Schwalltopfes durch mindestens ein, vorzugsweise drei, Aufstandselemente mit einer größeren axialen Länge als die Formelemente angeordnet sind, so dass der Schwalltopf mit den Aufstandselementen auf dem Tankboden aufsitzt. Die Differenz der axialen Länge der Aufstandselemente und der Formelemente bestimmt den Abstand der Formelemente zum Tankboden, woraus sich die Bereiche zum Durchströmen ergeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung lassen sich zu- sätzliche Aufstandselemente zur Schaffung der Bereiche zum Durchströmen vermeiden, wenn die Formelemente mit unterschiedlichen axialen Längen ausgebildet sind. Dabei ist es ausreichend mindestens eins, vorzugsweise drei, Formelemente mit einer größeren axialen Länge auszubilden. Bei sehr vielen Formelementen können auch 5% bis 50% der Formelemente eine größere axiale Länge aufweisen. Diese Formelemente sitzen auf dem Tankboden auf, während die anderen Formelemente in einem Abstand zum Tankboden angeordnet sind, so dass sich zwischen den Stirnflächen der axial kürzeren Formelemente und dem Tankboden die Bereiche zum Durchströmen ausbilden.
Eine Erhöhung des Filtergrades lässt sich in einfacher Weise durch die Anordnung der Formelemente bezogen auf die Durchströmrichtung in mehreren hintereinander liegenden Reihen erzielen. Eine in Durchströmrichtung versetzte Anordnung der Formelemente in aufeinander folgenden Reihen bewirkt eine La- byrinthbildung, wodurch sich der Filtergrad ebenfalls verbessern lässt.
Ein selektiver Filter wird durch die Anordnung von Formelemente gleicher axialer Länge in einer Reihe ereicht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Formelemente der radial äußeren Reihe eine geringere axiale Länge als die Formelemente der radial inneren Reihen besitzen.
In einer weiteren Ausgestaltung lässt sich der Filtergrad dadurch beeinflussen, dass die zwischen den Formelementen be- findlichen Spalte in ihrer Länge und Breite unterschiedlich ausgebildet sind.
Eine einfache Gestaltung der Formelemente ermöglicht die Anordnung in Segmenten am Boden des Schwalltopfes . Da die Gestaltung der Formelemente den Filtergrad bestimmt, besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die Fördereinheit allein durch gezielte Auswahl geeigneter Segmente hinsichtlich des Filtergrades an die entsprechenden Einsatzbedingungen angepasst werden kann. Insbesondere bei Fördereinheiten mit im Spritzgussverfahren hergestellten Schwalltöpfen erlaubt diese Aus- gestaltung das Austauschen der Segmente, während der Schwalltopf unverändert beibehalten werden kann. Das Austauschen der Segmente lässt sich beispielsweise durch entsprechende Einsätze in den Spritzgießwerkzeugen realisieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Anpassen an verschiedene Einsatzbedingungen erleichtert, wenn die Segmente lösbar mit dem Schwalltopf verbunden sind, vorzugsweise mittels Rast- oder Steckverbindungen. Eine lösbare Verbindung der Segmente am Schwalltopf erlaubt zudem ein Auswechseln der Segmente, insbesondere bei Verschleiß oder Zusetzen des Fil- ters. Eine Schwächung des Filtergrades wird vermieden, wenn der Abstand zweiter benachbarter Segmente nicht größer als der Abstand der Formelemente untereinander ist.
Entsprechend der Anordnung der Formelemente in mehreren Reihen bezogen auf die Durchströmrichtung, können auf einem Segment die Formelemente in einer oder mehreren Reihen auf jeweils einem Segment oder auf mehrere Segmenten angeordnet sein, wobei die Segmente ebenfalls in Durchströmrichtung in mehreren Reihen angeordnet sind.
Aufgrund des verbesserten Filtergrades muss der Filter nicht mehr ausschließlich am radial äußeren Ende des Schwalltopfbodens angeordnet sein. So erlaubt die Erfindung die Anordnung der Formelemente unmittelbar im Bereich der Einlassöffnung.
Neben einer kreisförmigen Ausbildung kann der Filter auch sternförmig oder als Polygon ausgebildet sein.
An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Kraftstoffbehälter mit einer Fördereinheit,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Schwalltopfes der Fördereinheit nach Figur 1,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Schwalltopfes in einer vergrößerten Darstellung.
Der in Figur dargestellte Kraftstoffbehälter 1 enthält eine Fördereinheit 2. Die Fördereinheit 2 wird eine Öffnung 3 des Kraftstoffbehälters 1 eingesetzt, wobei ein Flansch 4 die Öffnung 3 im Kraftstoffbehälter 1 verschließt. Die Förderein- heit 2 umfasst einen Schwalltopf 5 zur Aufnahme von Kraftstoff und eine darin angeordnete Kraftstoffpumpe 6, die den Kraftstoff zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs fördert. Darüber hinaus ist es denkbar, den Schwalltopf 5 auch in einer Ansaugeinheit, bei der die Kraftstoffpumpe außerhalb des Schwalltopfes angeordnet ist, zu verwenden.
Am Boden 7 des Schwalltopfes 5 sind Aufstandselemente 8 ange- formt, mit denen der Schalltopf 5 auf dem Tankboden 9 aufsitzt. Ebenfalls am Boden 7 des Schwalltopfes 5 ausgebildete Formelemente 10 sind derart in Abständen zueinander angeordnet, dass zwei benachbarte Formelemente 10 jeweils einen Spalt 11 einschließen. Eine geringere axiale Erstreckung der Formelemente 10 gegenüber den Aufstandselementen 8 bewirkt die Bildung von Bereichen 12 zwischen den Formelementen 10 und dem Tankboden 9, so dass Kraftstoff durch die Spalte 11 und die Bereiche 12 strömen kann. Die Spalte 11 und die Be- reiche 12 sind dabei so klein gewählt, dass im Kraftstoff enthaltene Partikel durch die Formelemente 10 zurückgehalten werden.
Figur 2 zeigt die Draufsicht auf den Boden 7 des Schwalltopfes 5 aus Figur 1. Der Boden 7 besitzt eine Einlassöffnung 13, durch die Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1 in den Schwalltopf 5 gelangt. Die Einlassöffnung 13 ist mit Abstandshaltern 14 versehen, welche die gleiche axiale Länge wie die Aufstandselemente 8 besitzen. Die Einlassöffnung 13 ist von Formelementen 10 umgeben, welche einteilig am Boden 7 des Schwalltopfes 5 angeformt sind. Aufgrund des Abstandes der Formelemente 10 untereinander sind zwischen diesen axiale verlaufende Spalte 11 ausgebildet. Die geringere axiale Erstreckung der Formelemente 10 gegenüber den Aufstandsele- menten 8 bewirkt zudem die Ausbildung von Bereichen 12 zwischen den Stirnflächen 16 der Formelemente 10 und dem Tankboden 9, wobei je ein Bereich 12 jeweils zwei der axial verlaufenden Spalte 11 verbindet . Der im Tank 1 befindliche Kraft- stoff kann so durch die Spalte 11 und die Bereiche 12 zur
Einlassöffnung 13 gelangen. Im Kraftstoff enthaltene Partikel werden von den Formelementen 10 von der Einlassöffnung 13 ferngehalten. Durch entsprechende Gestaltung der axialen Erstreckung der Formelemente 10 und der AufStandselemente 8 lässt sich die axiale Höhe der Bereiche 12 und damit der Filtergrad gezielt einstellen. Zur Erhöhung des Filtergrades sind die Formelemente 8 in Durchströmrichtung hintereinander in zwei Reihen angeordnet, wobei auf einen Spalt 11 in der radial äußeren Reihe ein Formelement 8 in der radial inneren Reihe folgt und umgekehrt.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einlassöffnung 13 im Boden 7 des Schwalltopfes 5. Die Formelemente 10 sind in vier Segmenten 15 um die Einlassöffnung 13 angeordnet. Die Segmente 15 können sowohl einstückig als auch lösbar mittels einer Rast- und Steckverbindung mit dem Schwalltopf 5 verbunden werden. Um die Filterwirkung nicht herabzusetzen, entsprechen die Abstände 16 der Segmente 15 im Wesentlichen den Breiten der Spalte 11.
Im Gegensatz zu Figur 2 sind die Formelemente 10 gemäß Figur 3 asymmetrisch angeordnet. Die zwischen zwei Formelementen 10 ausgebildeten Spalte 11a, 11b variieren in ihrer Länge und Breite. Die Formelemente 10 besitzen eine geringere axiale Erstreckung x als die Aufstandselemente 8 (y) , die auf dem nicht dargestellten Tankboden aufsitzen. Aufgrund dieser Differenz in axialer Erstreckung bilden sich zwischen dem Tank- boden 9 und den Stirnflächen 16 der Formelemente 10 Bereiche 12, durch die ebenso wie durch die Spalte 11 Kraftstoff zu der Einlassöffnung 13 strömt.

Claims

Patentansprüche
1. Fördereinheit mit einem Schwalltopf, einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe und einem am Boden des Schwalltop- fes angeordneten radial angeströmten Filter, welcher von axial vom Boden des Schwalltopfes abstehenden Formelementen gebildet ist, so dass zwischen jeweils zwei benachbarten Formelementen jeweils ein axial verlaufender Spalt ausgebildet ist, und der eine im Boden des Schwalltopfes angeordnete Einlassöffnung umgibt, dadurch ge kenn z ei chn et , dass senkrecht zu den Spalten (11, 11a, 11b) und senkrecht zur Durchströmrichtung mindestens ein Bereich (12) zum Durchströmen angeordnet ist, und dass der mindestens eine Bereich (12) mindestens zwei benachbarte Spalte (11, 11a, 11b) verbindet.
2. Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kenn z e i chn e t , dass die Bereiche (12) zum Durchströmen durch mindestens eins, vorzugsweise drei, am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordnete Aufstandsele- mente (8) mit einer größeren axialen Länge als die Formelemente (10) gebildet sind.
3. Fördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn z e i chn et , dass die Bereiche (12) zum Durchströmen durch Formelemente (10) mit unterschiedli- chen axialen Längen gebildet sind.
4. Fördereinheit nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadur ch ge kenn z e i chnet , dass die Formelemente (8) in Durchströmrichtung in mehreren hintereinander liegenden Reihen angeordnet sind.
5. Fördereinheit nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadur ch ge kenn z e i chnet , dass die Formelemente (10) gleicher axialer Länge in einer Reihe angeordnet sind.
6. Fördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch ge kenn z e i chnet , dass die Formelemente (10) der radial äußeren Reihe eine geringere axiale Länge als die Formelemente (8) der radial inneren Reihen besitzen.
7. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur ch ge kennz e i chnet , dass die axial verlaufenden Spalten (11, 11a, 11b) zwischen den Formelementen (10) unterschiedliche Längen und Breiten besitzen.
8. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur ch gekenn z ei chnet , dass die Formelemente (10) in Segmenten (15) am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordnet sind.
9. Fördereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennz ei chnet , dass die Segmente (15) lösbar am Boden (7) des Schwalltopfes (5) angeordnet sind.
10. Fördereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (15) einteilig am Schwalltopf (5) angeformt sind.
11. Fördereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a - dur ch ge kenn z e i chnet , dass der Abstand zweiter benachbarter Segmente (15) nicht größer als der Abstand der Formelemente (10) untereinander ist.
12. Fördereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da dur ch ge kenn z e i chnet , dass die Segmente (15) in Durchströmrichtung in mehreren Reihen angeordnet sind.
13. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur ch ge kenn z e i chnet , dass die Formelemente (10) kreisförmig angeordnet sind.
14. Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1- 12, dadurch ge kenn z ei chnet , dass die Formelemente (10) in Form eines Polygons angeordnet sind.
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