EP2547906A1 - Pumpe, insbesondere kolbenpumpe für hoch- oder niederdruck - Google Patents

Pumpe, insbesondere kolbenpumpe für hoch- oder niederdruck

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EP2547906A1
EP2547906A1 EP11708759A EP11708759A EP2547906A1 EP 2547906 A1 EP2547906 A1 EP 2547906A1 EP 11708759 A EP11708759 A EP 11708759A EP 11708759 A EP11708759 A EP 11708759A EP 2547906 A1 EP2547906 A1 EP 2547906A1
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EP
European Patent Office
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pump
housing
core
internal combustion
components
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Withdrawn
Application number
EP11708759A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Dorn
Norbert Geyer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/053—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement with actuating or actuated elements at the inner ends of the cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/05—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • Field of the invention Pump in particular piston pump for high or low pressure, for quality or quantity-controlled internal combustion engines, in particular for motor vehicles, with at least one piston unit, which is actuated with the interposition of a roller or cup tappet of at least one cam or eccentric camshaft, wherein the Pump is designed as a plug-in pump with plug pump housing and is operatively connected to at least one cam or eccentric camshaft of the internal combustion engine or a non-rotatably connected to a component of the internal combustion engine cam portion or wherein the pump pump elements and a housing with guided therein by means of rolling or sliding bearings Has camshaft, wherein the housing attached to the internal combustion engine and the camshaft is rotatably connected to the internal combustion engine.
  • Such piston pump designed as a plug-in pump is by the 1, 8 liter four-cylinder T-FSI engine from Audi, published as Part 1 in MTZ 10/2006 from page 734 and as part 2 in MTZ 1 1/2006 from page 884 known.
  • the housing designed as a high-pressure pump for gasifying fuel Piston pump consists of a solid metal body, which is machined from the solid and flanged to the engine. It is correspondingly complex and expensive.
  • the roller tappet is in communication with a cam portion rotatably connected to a camshaft for gas exchange valves of the engine.
  • piston pumps are known as diesel high-pressure pumps from the "Motor News Europe” from 17.1 1 .2007 in connection with the essay "Volkswagen relies on common-rail systems from Bosch", published under www.motornews.at.
  • generic pumps are shown, which are designed as single or multi-cylinder radial pumps and have a central camshaft in the housing of the pump, which is non-rotatably connected, in particular with a camshaft of the internal combustion engine.
  • the housing is made of cast iron or an aluminum casting, which is machined, and attached via a flange to the internal combustion engine.
  • the object of the invention is to modify a generic pump so that even at relatively low quantities per individual variant, a cost-effective production is possible. In this case, even a cost-effective production in a variety of different installation situations and different individual functions, such as drive and fixation as high pressure or low pressure or as a vacuum pump should be possible. Summary of the invention
  • the object of the invention is achieved in that the housing has a plurality of components which are manufactured individually and assembled into a structural unit.
  • the housing consists of core components and variation components, which are joined together to form an end housing.
  • the core components are designed to be constant depending on the pump used as high pressure, low pressure or vacuum pump and in single or multi-cylinder design, and are maintained unchanged, the variation components corresponding to the connections of the pump to its drive point, z. B. to the cylinder head or the unit drive, or vary according to the uses.
  • the core components of the housing consist of at least two shell parts, which are interconnected.
  • This housing core which is formed by the core components, serves to receive the plungers and the piston unit (s) or to receive the camshaft or attach or form a flat in plug-in pumps.
  • the variation components represent the transitional parts with which the pump is adapted to a variety of growing conditions or the various uses.
  • the core and / or variation components are made of different materials, which correspond to the load or force requirements or are adapted to the wear loads.
  • the components can therefore be made of steel or stainless steel, aluminum or another material.
  • the components can be coated to z. B. wear, friction or corrosion to minimize or prevent.
  • PVD, CDV or electroplated coatings come into question.
  • the core and / or variation components as sheet metal parts, in particular sheet steel parts, executed and manufactured by means of metal forming. This results in a very simple and cost-effective production of the individual components. They are then fastened together by known joining methods such as welding, riveting, punching rivets or screws, taking into account whether these fasteners must be tight or permeable.
  • Figure 2 a likewise perspective view of a reshaped
  • FIG. 3 is a perspective view of a housing core made from the
  • FIGS. 1 and 2 Shells according to FIGS. 1 and 2 is assembled, Fig. 4 u. 5 designed as flanges variation components for connection to the housing core depending on the intended use of the pump, Fig. 6 u. 7 different perspective views of a housing, which is composed of the components according to FIGS. 1 to 5,
  • FIG. 8 is a perspective view of a basic component with attached variation components;
  • FIG. 9 shows a shell component suitable for FIG. 8,
  • FIG. 10 u. 1 different perspective views of a housing, which is assembled from the parts of Figs. 8 and 9,
  • FIG. 12 shows a housing core on which a variation component is formed
  • FIG. 13 u. 14 different perspective views of a variation component composed of individual parts
  • FIG. 15 u. 16 different perspective views of a housing, which is assembled from the parts according to the figures 12 to 14, a perspective view of a finished housing of a pump, which is assembled from core and variation components and a section through the housing according to Figure 17 withlichbau th rolling bearings ,
  • 1 and 2 designate core components, which are designed as shell parts of different shapes.
  • 3 and 4 designate variation components which are designed as flange pieces in FIGS. 4 and 5 and as flange extensions in FIGS. 13 and 14.
  • the variation components 3 and 4 according to FIGS. 4 and 5 are connected to the core components 1 and 2 according to FIG. 3, so that a complete housing 5 according to FIGS. 6 and 7 is produced.
  • the core components 1 and 2 according to the figures 8 and 9 are also formed, with variation parts 3 and 4, which are formed as flanges similar to Figures 4 and 5, are attached to the core member 2 and secured, for. B. by welding. After joining the parts, the housing 5 according to FIGS. 10 and 11 is ready.
  • the core component 2 according to FIG. 12 is designed like a pot and provided with an integrally formed variation part 4 corresponding to the flange in FIG. Attached thereto is then the variation component 3 according to FIG. 13 or 14, so that a housing 5 according to FIG. 15 or 16 is produced.

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Abstract

Pumpe, insbesondere Kolbenpumpe für Hoch- oder Niederdruck, für qualitäts- oder quantitätsgeregelte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einer Kolbeneinheit, die unter Zwischenschaltung eines Rollen- oder Tassenstößels von zumindest einem Nocken oder Exzenter einer Nockenwelle betätigbar ist, wobei die Pumpe als Steckpumpe mit Steckpumpengehäuse ausgebildet ist und mit zumindest einem Nocken oder Exzenter einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine oder einem drehfest mit einem Bauteil der Brennkraftmaschine verbundenen Nockenabschnitt in Wirkverbindung steht oder wobei die Pumpe Pumpenelemente und ein Gehäuse (5) mit einer darin mittels Wälz- (6, 7) oder Gleitlager geführten Nockenwelle aufweist, wobei das Gehäuse (5) an der Brennkraftmaschine befestigt und die Nockenwelle mit der Brennkraftmaschine drehverbunden ist und wobei das Gehäuse (5) oder Steckpumpengehäuse mehrere Bauteile aufweist, die einzeln hergestellt und zu einer Baueinheit zusammengefügt sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Pumpe, insbesondere Kolbenpumpe für Hoch- oder Niederdruck
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Pumpe, insbesondere Kolbenpumpe für Hoch- oder Niederdruck, für qualitäts- oder quantitätsgeregelte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einer Kolbeneinheit, die unter Zwischenschaltung eines Rollen- oder Tassenstößels von zumindest einem Nocken oder Exzenter einer Nockenwelle betätigbar ist, wobei die Pumpe als Steckpumpe mit Steckpumpen- gehäuse ausgebildet ist und mit zumindest einem Nocken oder Exzenter einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine oder einem drehfest mit einem Bauteil der Brennkraftmaschine verbundenen Nockenabschnitt in Wirkverbindung steht oder wobei die Pumpe Pumpenelemente und ein Gehäuse mit einer darin mittels Wälz- oder Gleitlager geführten Nockenwelle aufweist, wobei das Gehäuse an der Brennkraftmaschine befestigt und die Nockenwelle mit der Brennkraftmaschine drehverbunden ist.
Hintergrund der Erfindung Eine derartige als Steckpumpe ausgebildete Kolbenpumpe ist durch den 1 ,8 Liter Vierzylinder T-FSI - Motor von Audi, veröffentlicht als Teil 1 in der MTZ 10/2006 ab Seite 734 und als Teil 2 in MTZ 1 1 /2006 ab Seite 884 bekannt. Das Gehäuse der als Hochdruckpumpe für vergasenden Kraftstoff ausgebildeten Kolbenpumpe besteht aus einem massiven Metallkörper, das spanabhebend aus dem Vollen hergestellt ist und an der Brennkraftmaschine angeflanscht. Es ist entsprechend aufwändig und teuer. Der Rollenstößel steht mit einem Nockenabschnitt in Verbindung, der mit einer Nockenwelle für Gaswechselventile des Motors drehverbunden ist.
Es sind weiterhin Kolbenpumpen als Dieselhochdruckpumpen aus der„Motor News Europe" vom 17.1 1 .2007 in Verbindung mit der Abhandlung„Volkswagen setzt auf Common-Rail-Systeme von Bosch", veröffentlicht unter www.motornews.at, bekannt. Dort sind gattungsgemäße Pumpen abgebildet, die als ein- oder mehrzylindrige Radialpumpen ausgeführt sind und eine zentrale Nockenwelle im Gehäuse der Pumpe aufweisen, die drehfest, insbesondere mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Gehäuse ist aus Eisenguss- oder einem Aluminiumgusswerkstoff hergestellt, das spanend bearbeitet ist, und über einen Flansch an der Brennkraftmaschine befestigt.
Bei den bekannten Pumpen müssen je nach Einsatzgebiet verschiedene Gehäuse hergestellt werden, wobei auch Variationen entsprechend der Anbausteile der Pumpe an der Brennkraftmaschine erforderlich sind.
Die Fertigung ist aufgrund der verhältnismäßig niedrigen Stückzahlen pro Einzelvariante schwierig und kostenaufwändig, da entsprechend viele Gehäuse hergestellt werden müssen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Pumpe so zu modifizieren, dass auch bei verhältnismäßig niedrigen Stückzahlen pro Einzelvariante eine kostengünstige Herstellung möglich ist. Dabei soll auch noch eine kostengünstige Herstellung bei einer Vielzahl unterschiedlicher Einbausituationen und bei unterschiedlichen Einzelfunktionen, wie Antrieb und Fixierung als Hochdruck oder als Niederdruck oder als Vakuumpumpe möglich sein. Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Gehäuse mehrere Bauteile aufweist, die einzeln hergestellt und zu einer Baueinheit zusammengefügt sind.
Das Gehäuse besteht dabei aus Kernbauteilen und Variationsbauteilen, die zu einem Endgehäuse zusammengefügt sind.
Die Kernbauteile sind je nach verwendeter Pumpe als Hochdruck-, Niederdruck- oder Vakuumpumpe sowie in ein- oder mehrzylindriger Bauweise konstant ausgeführt, und werden unverändert beibehalten, wobei die Variationsbauteile entsprechend den Anschlüssen der Pumpe an ihre Antriebsstelle, z. B. an den Zylinderkopf oder den Aggregateantrieb, oder entsprechend der Verwendungen variieren.
Die Kernbauteile des Gehäuses bestehen zumindest aus zwei Schalenteilen, die miteinander verbunden sind. Dieser durch die Kernbauteile gebildete Ge- häusekern dient der Aufnahme der Stößel und der oder den Kolbeneinheit(en) oder der Aufnahme der Nockenwelle oder Anbringung oder Ausbildung eines Flaches bei Steckpumpen. Die Variationsbauteile stellen die Übergangsteile dar, mit denen die Pumpe an die verschiedensten Anbaubedingungen oder die verschiedenen Verwendungszwecke angepasst wird.
Durch diese Ausgestaltung ist es weiterhin möglich, dass die Kern- und/oder Variationsbauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind, die den Belastungs- bzw. Kräfteanforderungen entsprechen oder den Verschleißbelastungen angepasst sind. Die Bauteile können daher aus Stahl oder aus nicht rostendem Stahl, aus Aluminium oder einem anderen Werkstoff herstellt sein. Die Bauteile können beschichtet sein, um z. B. Verschleiß, Reibung oder Korrosion zu minimieren bzw. zu verhindern. Dabei kommen PVD, CDV oder galvanisch aufgebrachte Beschichtungen in Frage. In vorteilhafter Weise sind die Kern- und/oder Variationsbauteile als Blechteile, insbesondere Stahlblechteile, ausgeführt und mittels Umformtechnik hergestellt. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung der ein- zelnen Bauteile. Sie werden danach mittels bekannter Fügeverfahren, wie Schweißen, Nieten, Stanznieten oder Schrauben aneinander befestigt, wobei auch zu berücksichtigen ist, ob diese Befestigungen dicht sein müssen oder durchlässig sein können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zei- gen:
Figur 1 : eine perspektivische Darstellung eines umgeformten Schalenteils,
Figur 2: eine ebenfalls perspektivische Darstellung eines umgeformten
Schalenteils, passend zu dem Teil von Fig.1 ,
Figur 3: eine perspektivische Ansicht eines Gehäusekerns, der aus den
Schalen nach den Fig. 1 und Fig. 2 zusammengesetzt ist, Fig. 4 u. 5 als Flansche ausgebildete Variationsbauteile zum Verbinden mit dem Gehäusekern je nach Verwendungszweck der Pumpe, Fig. 6 u. 7 unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Gehäuses, das aus den Bauteilen gemäß den Fig. 1 bis 5 zusammengesetzt ist,
Figur 8 ein Grundbauteil mit aufgesteckten Variationsbauteilen in perspektivischer Darstellung, Figur 9 ein zu Fig. 8 passendes Schalenbauteil,
Fig. 10 u. 1 1 unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Gehäuses, das aus den Teilen der Fig. 8 und 9 zusammengefügt ist,
Figur 12 ein Gehäusekern an dem ein Variationsbauteil angeformt ist,
Fig. 13 u. 14 unterschiedliche perspektivische Ansichten eines Variationsbauteils, das aus Einzelteilen zusammengesetzt ist,
Fig. 15 u. 16 verschiedene perspektivische Ansichten eines Gehäuses, das aus den Teilen gemäß den Figuren 12 bis 14 zusammengefügt ist, eine perspektivische Ansicht eines fertigen Gehäuses einer Pumpe, das aus Kern- und Variationsbauteilen zusammengefügt ist und einen Schnitt durch das Gehäuse gemäß Figur 17 mit eingebau ten Wälzlagern.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 und 18 sind, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 und 2 Kernbauteile bezeichnet, die als Schalenteile unterschiedlicher Formen ausgeführt sind. Mit 3 und 4 sind Variationsbauteile bezeichnet, die in den Figuren 4 und 5 als Flanschstücke und in den Figuren 13 und 14 als Flanschverlängerungen ausgeführt sind. Die Variationsbauteile 3 und 4 gemäß den Figuren 4 und 5 werden mit den Kernbauteilen 1 und 2 gemäß Figur 3 verbunden, so dass ein komplettes Gehäuse 5 gemäß den Figuren 6 und 7 entsteht. Die Kernbauteile 1 und 2 gemäß den Figuren 8 und 9 sind ebenfalls umgeformt, wobei Variationsteile 3 und 4, die als Flansche ähnlich den Figuren 4 und 5 ausgebildet sind, an dem Kernbauteil 2 aufgesteckt und befestigt sind, z. B. durch Schweißen. Nach zusammenfügen der Teile ist das Gehäuse 5 gemäß den Fig. 10 und 1 1 fertig.
Das Kernbauteil 2 gemäß Figur 12 ist topfartig ausgeführt und mit einem angeformten Variationsteil 4 entsprechend dem Flansch in Figur 5 versehen. Daran befestigt wird danach das Variationsbauteil 3 gemäß Figur 13 oder 14, so dass ein Gehäuse 5 gemäß Figur 15 oder 16 entsteht.
In dem Gehäuse 5 gemäß Figur 17, das aus dem Kernbauteil 2 und dem Variationsbauteil 3 zusammengefügt ist, können, wie in Figur 18 dargestellt, Wälzlager 6 und 7 eingefügt werden, die eine nicht dargestellte Nockenwelle tragen.
Bezugszeichenliste und 2 Kernbauteile
und 4 Variationsbauteile
Gehäuse
und 7 Wälzlager
Gehäusekern

Claims

Patentansprüche
Pumpe, insbesondere Kolbenpumpe für Hoch- oder Niederdruck, für qualitäts- oder quantitätsgeregelte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einer Kolbeneinheit, die unter Zwischenschaltung eines Rollen- oder Tassenstößels von zumindest einem Nocken oder Exzenter einer Nockenwelle betätigbar ist, wobei die Pumpe als Steckpumpe mit Steckpumpengehäuse ausgebildet ist und mit zumindest einem Nocken oder Exzenter einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine oder einem drehfest mit einem Bauteil der Brennkraftmaschine verbundenen Nockenabschnitt in Wirkverbindung steht oder wobei die Pumpe Pumpenelemente und ein Gehäuse (5) mit einer darin mittels Wälz- (6, 7) oder Gleitlager geführten Nockenwelle aufweist, wobei das Gehäuse (5) an der Brennkraftmaschine befestigt und die Nockenwelle mit der Brennkraftmaschine drehverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) oder Steckpumpengehäuse mehrere Bauteile aufweist, die einzeln hergestellt und zu einer Baueinheit zusammengefügt sind.
Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) oder Steckpumpengehäuse Kernbauteile (1 , 2) und Variationsbauteile (3, 4) aufweist, die zu einer Baueinheit zusammengefügt und aneinander befestigt sind.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernbauteile (1 , 2) zumindest zwei Schalenteile aufweisen, die zu einem Gehäusekern 8 miteinander verbunden sind. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Verwendung der Pumpe als Hochdruckpumpe, Niederdruckpumpe oder Vakuumpumpe und je nach Anbau der Pumpe an der Brennkraftmaschine als Steckpumpe oder als Pumpe mit Gehäuse (5) die Kern- (1 ,2) und/oder Variationsbauteile (3, 4) unterschiedlich ausgestaltet sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern- (1 , 2) und/oder Variationsbauteile (3, 4) aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern- (1 , 2) und/oder Variationsbauteile (3, 4) aus Stahl, nicht rostendem Stahl oder Aluminium hergestellt sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern- (1 , 2) und/oder Variationsbauteile (3, 4) beschichtet und je nach Einsatz unterschiedlich beschichtet sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern- (1 , 2) und/oder Variationsbauteile (3, 4) als Blechteile ausgeführt und mittels Umformtechnik hergestellt sind.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern- (1 , 2) und/oder Variationsbauteile (3, 4) mittels an sich bekannter Fügeverfahren, wie Schweißen, Nieten, Stanznieten oder Schrauben, aneinander befestigt und mit geeigneter Abdichtung versehen sind.
EP11708759A 2010-03-15 2011-03-02 Pumpe, insbesondere kolbenpumpe für hoch- oder niederdruck Withdrawn EP2547906A1 (de)

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