DE2852499A1

DE2852499A1 - Mischer fuer dickstoffe, z.b. fuer filterkuchen, schlaemme o.dgl.

Info

Publication number: DE2852499A1
Application number: DE19782852499
Authority: DE
Inventors: Udo Pindras; Gerhard Dipl Kfm Schwing
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 1978-12-05
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1980-06-19
Also published as: ATE316T1; ZA796605B; EP0011765A1; JPS5579031A; JPS5819328B2; US4310124A; EP0011765B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer für Dickstoffe, z.B. für Filterkuchen," Schlamme o.;dgl. mit einem feststehenden Durchlauft» ehält er, in dem eine mit Mischwerkzeugen "besetzte Welle umläuft.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Stoffgemische, welche einen verhältnismäßig geringen Flüssigkeitsanteil besitzen und daher in Brocken, Klumpen oder Schollen anfallen. Solche Substanzen müssen häufig transportiert werden, bevor sie weiter verarbeitet werden können. Die Durchmischung bezweckt in diesen Fällen die Herstellung eines förderfähigen, d.h. pumpbaren Fördergutes aus der Ausgangsmasse. Beispiele für die Anwendbarkeit der Erfindung sind Filterkuchen, die auf Filterpressen anfallen oder entwässerte Dickstoffe, welche aus Absetzbehältern Förderpumpen zugeführt werden sollen, um beispielsweise verbrannt zu werden. Eine weitere Gruppe von Dickstoffen umfaßt pastöse Schlämme im faserigen oder klumpigen bis bröckeligen Zustand. Insbesondere kommen für die Erfindung Substanzen in Betracht, welche Fremdkörper enthalten, die vor ihrer Weiterverwendung mehr oder weniger stark zerschnitten bzw. zerkleinert werden sollen. Der erfindungsgemäße Mischer kann aufgrund seiner Durchlaufwirkung in diesen und anderen Fällen selbst die Förderung ganz oder z.T. beispielsweise durch eine Rohrleitung übernehmen; schaltet man den

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erfindungsgemäßen Mischer unmittelbar einer Pumpe vor, so wird deren Ausgangsförderleistung unter Umständen durch die Stopfwirkung des Mischers "beträchtlich erhöht.

Bekannt ist ein Zweiwellendruckmischer, dessen Wellenachsen parallel im Trog umlaufen und mit paddeiförmigen Mischwerkzeugen "besetzt sind. Ein solches Gerät be-¹-schränkt sich auf ein Durchrühren und Aflockern des Aufgabegutes, eignet sich jedoch nicht als Durchlaufmischer und kommt daher nicht für die Verarbeitung großer Mengen an Dickstoffen in Betracht.

Bekannt ist auch ein Durchlaufschneckenmischer, der unter einem Aufgabetrichter einen Schneckenförderer mit einer Vollgewindeschnecke aufweist; die Welle ist in einen anschließenden Gehäuseteil verlängert, in dem sie mit Paddeln versetzt ist und das Gut zu einer Abgabeöffnung fördert. Bei solchen Geräten formt sich das Fördergut zu einem verdichteten Körper, welcher sich im Behälter dreht. Dann kommt der Durchlauf zur Ruhe,. so daß die Förderung flüssigkeitsarmer Dickstoffe durch Rohrleitungen mit diesem Mischer nicht zu bewältigen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer zu schaffen, welcher den Dickstoff von einer Aufgabeöffnung zu einer Angabeöffnung laufend fördert und hierbei mischt sowie erforderlichenfalls Fremdkörper zerkleinert, so daß ein durch Rohrleitungen weiter zu förderndes Substrat aus dem Mischer abgegeben wird.

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Mischwerkzeuge mehrere, mehrflügelige Messerschrauben dienen, die mit feststehenden in Ebenen zwischen den Ebenen der Messerschrauben angeordneten Reißmessern zusammenwirken, und daß die Welle in ein sich in Durchlaufrichtung verengendes Gehäuse verlängert ist, iiiidem gehäusefeste Leitrippen sowie in aufeinander folgenden Radialebenen angeordnete feststehende Messer und gehäusefeste leitschaufeln hintereinander angeordnet sind, wobei vor den feststehenden Messern wellenfeste Bandschneckensegmente und zwischen den folgenden Ebenen der in gehäusefesten Teile wellenfeste Yorschubschauf ein angeordnet sind.

Bei diesem Mischer muß das Gut zunächst die Messerschrauben und die mit diesen zusammenwirkenden Reißmesser passieren. Hierdurch wird das Gut zerteilt, wobei sowohl Stoffballen wie auch eingeschlossene Fremdkörper zerschnitten werden. Das Gut gelangt dann in den sich verengenden Gehäuseteil. In diesem wird das bereits vorgemisctite Gut von den Bandschneckensegmenten erfaßt und in Durchlaufrichtung weitergeschoben. Infolge der Gehäuseverengung ergibt sich in diesem Teil des Mischers eine erwünschte Verdichtung des Fördergutes. Die gehäusefesten Rippen setzen der Bewegung des Gutes jedoch einen Widerstand an der Gehäusewand entgegen, wodurch das Gut an dieser Stelle abgebremst wird. Infolgedessen ergibt sich eine Zirkulationsströmung, die bei stark kohäsivem bzw. athäsivem Gut verhindert, daß das Gut seine Form und Viskosität beibehält. Ein solches Gut wird in dem erfindungsgemäßen Mischer vielmehr einwandfrei

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verdichtet und weitergeschoben. In entsprechender Weise wirken die gehäusefesten Messer- und Leits'chaufeln zerteilend und vorschiebend auf das Gut, wodurch sich im Gut eine Zirkulation einstellt, die ihrerseits mischend wirkt. Das Ergebnis ist ein vollständig homogenisiertes Gut, in dem Fremdkörper weitgehend zerteilt sind, so daß sich das Gut mit Klumpen verschiedener Konstruktionsprinzipien durch Förderleitungen pumpen läßt.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß auch bislang nicht als pumpbar geltende Dickstoffe so gemischt und dadurch aufbereitet werden können, daß sie zu einem durch Rohrleitungen zu pumpenden homogenen Medien werden, ohne daß es erforderlich wäre, den Ausgangsfeuchtigkeitsgehalt zu steigern. Diese Homogenisierung tritt auch z.B. bei Faulschlammen ein, die häufig Lumpen und andere zerreißbare Feststoffe enthalten. Vorteilhaft wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen Mischer ferner aus, daß das Gerät mit einem Druck oder einem geschlossenen Gehäuse verwirklicht und so aufgestellt werden kann, daß die Durchlaufrichtung horizontal, geneigt oder vertikal verläuft. Deswegen läßt sich der erfindungsgemäße Mischer unmittelbar einer Kolben- oder Schraubenpumpe vorschalten.

Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zur Erhöhung der Zerreißwirkung die Messer auf ihren Klingen mit feststehenden Reißzähnen versehen.

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Die feststehenden Messerklingen "bilden bei einer Ausführungsform der Erfindung Ausschnitte aus Schraubenflächen, die parallel zu den Flächen der Messerschrauben bzw. der Bandschneckensegmenten verlaufen. Auf diese Weise kann die Förderwirkung in Durchlaufrichtung des Mischers gesteigert werden.

Die BandSchneckensegmente werden bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung an der Wellenverlängerung mit Hilfe von Sadialstreben befestigt, die in Durchlaufrichtung angestellte Schrägflächen aufweisen.

Vorzugsweise nehmen ferner die Flügelzahl der Messerschrauben und die Zahl.der ihnen in einer Ebene jeweils zugeordneten feststehenden Messer in Durchlaufrichtung zu, so daß sich in Durchlaufrichtung gesehen eine zunehmende Homogenisierung durch Mischung des Gutes ergibst.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die vorlaufenden Kanten der Messerklingen konkav und die Messerrücken konvex gekrümmt, und die von den wellenfesten Messern zuerst überfahrene Klingenkanten der feststehenden Messer sind konkav, während deren Hinterkanten konvex gekrümmt sind. Auf diese Weise läßt sich der Drehwiderstand der Welle verringern und die Motorleistung besser ausnutzen.

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Vorzugsweise sind ferner die leitschaufeln von außen verstellbar ausgebildet, um die für ein bestimmtes Gut Jeweils optimale Schaufelstellung vermitteln und einstellen zu können.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Pig. 1 in Seitenansicht eine Ausführungsfonn des erfindungsgemäßen Mischers mit geschlossenem Gehäuse und senkrecht von oben nach unten gelaufener Durchlaufrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die gehäusefesten Teile im oberen,Mischerabschnitt,

Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung eine Draufsicht auf die wellenfesten Teile im oberen Gehäuseabschnitt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die gehäusefesten Teile im anschließenden Gehäuseabschnitt und

Fig. 5 in Seitenansicht und teilweise aufgebrochen eine Wiedergabe der Stelle des Mischers, an dem die beiden Gehäuseteile aneinander anschließen.

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Der Mischer hat einen oberen vom Gute zunächst durchlaufenden zylinderischen Abschnitt 1 des allgemein mit 2 bezeichneten Gehäuses. Der zylinderische Gehäuseabschnitt 1 ist bei 3 an ein sich in der Durchlaufrichtung verengendes , d.h. konisches Gehäuse 4 angeschlossen. Der Ausgang des Mischers ist bei 5 an eine mehrere Förderzylinder aufweisende Pumpe 6 angeflanscht, deren Einzelheiten als bekannt nicht dargestellt sind.

Auf dem zylinderischen Gehäuse 1 ruht ein Antrieb 7* welcher eine Welle 8 dreht, die in den sich verengenden Gehäuseabschnitt 4 bei 9 verlängert ist. Die Wellendrehrichtung gibt den Pfeil in Pig. 1 wieder, der am Eingang des sich verengenden Gehäuses 4 gezeichnet ist.

Das bei 10 in das zylinderische Gehäuse gelangende Fördergut wird zunächst der Einwirkung einer zweiflügeligen Messerschraube 11 unterworfen. Die beiden Messerklingen sind in Pig. 3 mit 13 und 14 bezeichnet. Die Klingen tragen auf ihrer Oberseite Reißzähne, die bei der Messerklinge 13 mit 15 und 16, bei der Messerklinge 14 mit 17 bezeichnet sind. Auch die Unterseite der Messerklingen ist mit Reißzähnen versehen. Diese tragen im Pail der Messerklinge 13 die Bezugszeichen 18-20 und bei der Klinge 14 die Bezugszeichen 21 23. Die Reißzähne sind abgesehen von ihren durch die Breite der Messerklinge bestimmten Abmessungen identisch ausgebildet. Sie besitzen eine vorlaufende

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konkave Kante 24 und eine bogenförmige, d.h. konvex gekrümmte Nachlaufkante 25. Die Messerklingen sind außerdem in entsprechender Darstellung nach fig. 2 geneigt, und zwar so, daß die Messerklinge ausgehend von der jeweils vorlaufenden Kante 26 zur nachlaufenden Kante 27 ansteigt. Die vorlaufende Kante 26 ist ihrerseits wie Fig. 3 erkennen läßt, konkav gekrümmt, während die nachlaufende Kante 27 konvexe Krümmungen aufweist. - Diese am Beispiel der Messerklingen 13 und 14 beschriebene Ausbildung kehrt auch in einer weiteren, diesmal vierflügeligen Messerschrauben wieder, die mit 27 in Fig. 1 bezeichnet ist und deren Messerklingen bei 28 - 31 in Fig. 3 wiedergegeben sind.

Die beiden Messerschrauben 11 und 27 sind in vertikal untereinander angeordneten Ebenen I und III im zylinderischen Gehäuse 1 angebracht. Zwischen den Ebenen I und III liegen die Ebenen II und IV untereinander. In diesen Ebenen befinden sich gehäusefeste, d.h. feststehende Reißmesser. Die Anzahl der Reißmesser in den Ebenen II und IV ist gleich.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, sind die Reißmesser der Ebene II, die mit 33 - 35 bezeichnet sind und gleiche Bogenwinkel gegeneinander versetzt angeordnet. Auch diese Messer sind auf ihren Klingen 34 mit Reißmesser 36 und 37 versehen, deren Form und Größe den Reißmessern auf den zugeordneten Messerklingen der Messerschrauben entsprechen. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die von den wellenfesten Messern zuerst überfahrene Klingenkanten 38 konkav und die Hinterkanten 39 konvex gekrümmt sind.

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Dieser Ausbildung entsprechen die in der Ebene IV angeordneten feststehenden Messer 40 - 42, die deshalb ebenfalls um gleiche Bogenwinkel versetzt an der Gehäusewand so angebracht sind, daß sie ebenso wie die Messer 33 - 35 von den Klingen der Messerschrauben überfahren werden können.

Auf der Verlängerung 9 der Welle 8 im sich verengenden Gehäuseteil 4 sind mit Hilfe von flachen Radialstreben 46, 47 Bandschneckensegmente 48 bzw. 49 angebracht. Die nachlaufenden Kanten 50 bzw. 51 sind !jeweils mit Messerklingen 52 und 53 besetzt. Wie die Pig. 5 erkennen läßt, schließt die Ebene des Bandschneckensegmentes 48 bzw. 49 mit der Wand 52 des sich verjüngenden Gehäuses 4 einen Winkel cL ein. Dieser Winkel kann unterschiedlich gewählt werden. Wenn er gemäß Pig, 5 gegenüber Fig. 1 zur Horizontalen größer wird, verringert sich die Verpressung des Mediums gegen die Wand 52 des Trichters, wobei gleichzeitig der Fördereffekt in Richtung auf die Auslauföffnung vergrößert wird. Man kann also durch geeignete Wahl des Winkels c?C den leistungsbedarf für den Antrieb der Rührwelle entsprechend den Bedingungen des Aufgabegutes bestimmen.

In dem sich in Durchlaufrichtung verengenden Gehäuse 4 (Fig. 1) befinden sich gehäusefeste Leitrippen 53, die spiralförmig in Drehrichtung der Welle bzw. ihrer Verlängerung 9 an der Innenseite des Gehäuses 4 angeordnet sind. Sie wirken zusammen mit gehäusefesten Leitschaufeln 54 bzw. 55, welche unmittelbar an der Austragsöffnung 56 des Gehäuses angeordnet sind.

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Vor diesen Ieitschaufeln 55 liegen wellenfeste Vorschub schaufeln. Drei um jeweils 120° versetzte Vorschubschaufeln 57 - 59 sind zu einer Schraube 60 zusammengefaßt, welche das Gut in Durchlaufrichtung preßt.

Wie Fig. 4 zeigt, befinden sich oberhalb der Leitschaufeln 54 und 55 in einer ebenfalls gemeinsamen Radialebene zwei um gleiche Bogenwinkel versetzte Messer 62, 63, deren Ausbildung den feststehenden Messern in den Ebenen II und IV im zylinderischen Gehäuse 1 entspricht. Infolgedessen sind die von den Bandschnecken zuerst überfahrenen Klingenkanten 64 konkav, die rückwärtigen Kanten 65 jedoch konvex gekrümmt. Die Oberseite und die Unterseite der Messerklingen sind mit Reißzähnen 66 bzw. 67 bestückt, wie sie oben für die Messerklingen im zylinderisehen Gehäuseabschnitt 1 erläutert worden sind.

Zwischen den Ebenen und der im sich verjüngenden Gehäuseabschnitt 4 festen Teile bewegt sich jedoch nicht nur die Schraube 60. Oberhalb der feststehenden Messer 62 und 63 befinden sich auf der Wellenverlängerung 9 weitere Vorschubschaufeln 70 und 71, während unterhalb der Ebene, in der die feststehenden Messer 62 und 63 angeordnet sind, wellenfeste Vorschubschaufeln 72 angeordnet sind.

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Dadurch, daß in den Ebenen I und III die Anzahl der in den Messerschrauben 11 und 27 zusammengefaßten Messerklingen sich verdoppelt, wird die Zahl der von den Messern ausgeführten Schnitte zeitlich so verteilt, daß sich wenige große Schnitte im Anfang mit mehreren kleinen Schnitten im unteren Teil des zylinderischen Gehäuses 1 ergänzen. Auf den Messerklingen angebrachten Reißzähne beschleunigen die Zerkleinerung. Es ergibt sich dadurch eine von oben nach unten im zylinderischen Gehäuseabschnitt zunehmende Zerkleinerung des Aufgabegutes entlang der Messerklingen, die von Ebene I bis Ebene IV immer stärker angestellt sind.

Daß den yzlinderischen Gehäuseabschnitt 1 verlassende Gut gelangt im sich verjüngenden Gehäuseabschnitt 4 zunächst in den Einwirkungsbereich der Bandschnecke bzw. ihrer Segmente 48 und 49. Siese Segmente sind um 180° versetzt angeordnet, etwa viertelkreisgroßund folgen hinsichtlich ihrer Kontur der des konischen Gehäuseabschnittes 4. Die sie tragenden flachen Streben 46 und 47 sind ebenfalls in Wirkrichtung der Bandschneckensegmente 48 und 49 angestellt und die von diesen Elementen ausgehenden Wirkungen werden durch die im oberen Teil bereits vorhandenen Abschnitte der Rippen 53 ergänzt. Das führt zu einem für schollige oder klumpige Medien erwünschten Verdichtungseffekt, wobei die Verzögerungswirkung der Rippen 53

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eine Unterbrechung der Förderwirkung in Durchlaufrichtung verhindert. Wie auch die Schneckensegmente 48 und 49 folgenden Schaufeln 71» 72 "bzw. 57 - 59 erzeugen den erforderlichen Fördereffekt in Durchlaufrichtung. Die feststehenden Messerklingen wirken bei steif plastischem bzw. stark inhomogenem Medium ihrerseits zerteilend. Schließlich gelangt das Gut in die Bereiche der gehäusefesten leitschaufeln 54 und 55» durch die es aus der öffnung 56 ausgepreßt wird.

Abweichend von der Darstellung in den Figuren kann sich in der Gehäusewand eine Revisionsöffnung befinden. Die leitschaufeln 71» 72 sowie die Schraube 60 können auswechselbar auf der Welle angebracht sein.

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Claims

4690Η·7Γηβ1,

SchälerslraDo 18
Postfach 1140

Pa-,-; nw. Herrmann-Trentepohl Fernsprecher: 0 23 23 / 51013 5 10 14

Telegrammanschrift: Bahrpatente Herne Telex 08 229 853 . P, H, Bahr
Dipl.-Phys. Eduard Betzier
Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl

PATENTANWÄLTE

8000 München 40,

Elsenachor Straße 17 PaL-AnW. Belzler

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Telegrammanschrift: Babetzpat München Telex 5 215 360

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Ro'·· A 29 585 X/Se

In der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

Abholfach

4. Dezember 1978

Friedrich WiIh. Schwing GmbH, 4690 Herne 2

"Mischer für Dickstoffe, z.B. für Filterkuchen, Schlämme o.dgl." .

P at ent an s ρ r ü c h e

Mischer für Dickstoffe, z.B. für Filterkuchen, Schlämme o.dgl. mit einem feststehenden Durchlauf behält er, in dem eine mit Mischwerkzeugen besetzte Welle umläuft,
dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL INSPECTED

daß als Mischwerkzeuge mehrere mehrflügelige Messerschrauben (11, 27) dienen, die mit feststehenden in Ebenen (II, IV) zwischen den Ebenen (I, III) der Messerschrauben (11, 27) angeordneten Reißmessern (33 - 35; 40 - 42) zusammenwirken, und daß die Welle (8) in ein sich in Durchlaufrichtung verengendes Gehäuse (4) verlängert ist, in dem gehäusefeste Leitrippen (53) sowie in aufeinanderfolgenden Radial ebenen angeordnete feststehende Messer (62, 63) und gehäusefeste Leitschaufeln (54, 55) hintereinander angeordnet sind, wobei vor den feststehenden Messern (62, 63) wellenfeste Bandsohneckensegraente (48, 49) und zwischen den folgenden Ebenen der im Gehäuse festen Teile (62, 63; 54, 55) wellenfeste ■Vorschubschaufeln (70 - 72; 60) angeordnet sind.

2. Mischer nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Messer auf ihren Klingen mit feststehenden Reißzähnen (15-20; 66) versehen sind.

3. Mischer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Messerklingen (33 - 35; 40-42; 62, 63) Ausschnitte aus Schraubenflachen sind, die parallel zu den Flächen der Messerschrauben (11, 27) bzw. der Bandschneckensegmente (48, 49) verlaufen.

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4. Mischer nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Bandschneckensegmente (48, 49) an der Wellenverlängerung (9) mit Hilfe von Eadialstreben (46, 47) befestigt sind, die in Durchlaufrichtung angestellte Schrägflächen aufweisen.

5. Mischer nach den Ansprüchen 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Plügelzahl der Messerschrauben (11, 27) in Durchlaufrichtung zunimmt.

6. Mischer nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß die vorlaufenden Kanten (20, 64) der Messerklingen konkav und die Messerrücken (27, 65) gekrümmt sind, und daß die von den wellenfesten Messern zuerst überfahrene Klingenkanten (38) der feststehenden Messer konkav und deren Hinterkanten (39) konvex gekrümmt sind.

7. Mischer nach den Ansprüchen 1 bis 6,

d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Leitschaufeln (54» 55) von außen verstellbar sind.

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8. Mischer nach den Ansprüchen 1 "bis 7» gekennzeichnet durch zylinderisches Gehäuse (1), das die Messerschrauben (11, 27) und die mit ihnen zusammenwirkenden Reißmesser enthält sowie ein daran anschließender konischer Gehäuseteil (4).

9. Verwendung des Mischers nach den Ansprüchen 1 "bis als Stopfvorrichtung für eine an den Ausgang des sich verengenden Gehäuses (4) angeschlossene Zylinderpumpe (6).

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