DE102011056849A1 - Displacement pump i.e. vane pump, for power steering of motor car, has printed circuit boards arranged between control plates and rotor in addition to curve ring, and including through holes, which flush with supply kidneys and/or channel - Google Patents

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Abstract

The pump has working chambers (6) formed between a curve ring (4) and a rotor (3), and divided by working disks (5) i.e. wings. The chambers are limited by control plates (8, 9) in an axial direction. Holes for a drive shaft, a supply kidney (10) and a rear wing supply kidney (11) are formed in the plates for oil supply for the disks and the chambers. Printed circuit boards (12, 13) are arranged between the plates and the rotor in addition to the curve ring. The boards include through holes (14, 14a), which flush with the supply kidneys and/or a rear wing supply channel in the control plates.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe für eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a displacement pump, in particular vane pump for a power steering system of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Verdrängerpumpen in Form von Flügelzellen- oder Rollenzellenpumpen oder Zahnradpumpen sind beispielsweise aus der DE 199 09 963 B4 , der DE 10 2006 052 996 A1 oder DE 102 29 809 A1 bekannt. Eine Verdrängerpumpe dieser Art weist ein Pumpenpaket mit einem Rotor, einem Kurvenring und mehreren Arbeitsschiebern, z. B. Flügel oder Rollen, auf. Dabei werden einzelne Arbeitskammern gebildet. Der Rotor ist an beiden Stirnseiten bzw. in axialer Richtung durch Steuerplatten begrenzt. Auf einer Seite kann die Steuerplatte auch in einem Gehäusedeckel des Gehäuses integriert bzw. durch den Gehäusedeckel gebildet sein. Die Steuerplatten sind mit Bohrungen für eine Antriebswelle und für Versorgungsnieren zur Ölversorgung für die Arbeitsschieber und die Arbeitskammern versehen. Displacement pumps in the form of vane or roller cell pumps or gear pumps are for example from the DE 199 09 963 B4 , of the DE 10 2006 052 996 A1 or DE 102 29 809 A1 known. A positive displacement pump of this type has a pump package with a rotor, a cam ring and a plurality of work slides, z. As wings or rollers, on. In this case, individual working chambers are formed. The rotor is limited at both ends or in the axial direction by control plates. On one side, the control plate can also be integrated in a housing cover of the housing or formed by the housing cover. The control plates are provided with bores for a drive shaft and for supply kidneys for supplying oil to the working slides and the working chambers.

Bei Verdrängerpumpen dieser Art können jedoch im Zusammenhang mit Mikrobewegungen des Kurvenringes sogenannte Setzerscheinungen (Eingrabungen) in den Steuerplatten auftreten. Der Kurvenring steht im Betrieb unter axialer Spannung durch die beiden Steuerplatten, wobei durch die dazwischen liegende Spaltkonstitution Mikrobewegungen auftreten und es damit zu Setzerscheinungen kommen und das Stirnspiel eingeschränkt werden kann. Weiterhin besteht die Gefahr einer Kavitation bei hohen Drehzahlen, da die Füllung der Saugkammern in diesem Fall eventuell nicht immer ausreichend ist. Auf diese Weise kann ein sogenannter Kavitationsfraß entstehen. Dabei wird das Oberflächenmaterial durch die hohen mechanischen Beanspruchungen aufgrund der Kavitation in mikroskopisch kleinen Teilen deformiert. Nach einiger Zeit können dann aus der Oberfläche größere Partikel herausbrechen. In positive displacement pumps of this type, however, so-called settling phenomena (burial) can occur in the control plates in connection with micro-movements of the cam ring. The cam ring is in operation under axial tension by the two control plates, which occur through the intermediate gap structure micro-movements and thus come to settling and the frontal game can be limited. Furthermore, there is a risk of cavitation at high speeds, since the filling of the suction chambers may not always be sufficient in this case. In this way, a so-called Kavitationsfraß arise. The surface material is deformed by the high mechanical stresses due to cavitation in microscopic parts. After some time larger particles can break out of the surface.

Zur Vermeidung dieses Problems ist es bei der Verwendung von Aluminium als Material für die Steuerplatten bereits vorgeschlagen worden, das Aluminium entsprechend zu beschichten. Beschichtete Steuerplatten bieten jedoch ebenfalls nur einen eingeschränkten Schutz. Besser aber teurer ist Sinterstahl oder auch massiver Stahl als Material für die Steuerplatten oder zwischen Kurvenring und Steuerplatten eingebrachte dickere Scheiben aus Bronze. To avoid this problem, it has already been proposed in the use of aluminum as a material for the control plates to coat the aluminum accordingly. However, coated control plates also offer only limited protection. Better but more expensive is sintered steel or solid steel as a material for the control plates or thicker discs made of bronze introduced between cam ring and control plates.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die Beschädigungen an den Steuerplatten vermeidet und trotzdem kostengünstig ist. The present invention has for its object to provide a solution that avoids damage to the control plates and is still inexpensive.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. According to the invention this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Durch die zwischen dem Rotor nebst dem Kurvenring und der dazugehörigen Steuerplatte angeordnete Platine lassen sich die eingangs erwähnten Probleme vermeiden. Die Platine in Form eines dazwischen gelegten dünnen Plättchens kann materialmäßig so ausgebildet bzw. beschaffen sein, dass sie den gestellten Anforderungen entspricht und insbesondere Schäden durch Setzerscheinungen und/oder Kavitation vermeidet. Die dazugehörige Steuerplatte kann in diesem Fall dann aus einem einfacheren Material hergestellt werden, denn sie hat im Wesentlichen nur noch die Funktion einer Stützplatte. By arranged between the rotor together with the cam ring and the associated control board board can avoid the problems mentioned above. The board in the form of a thin plate placed therebetween can be materially designed or designed such that it meets the requirements and in particular avoids damage caused by settling phenomena and / or cavitation. The associated control plate can then be made of a simpler material in this case, because it has essentially only the function of a support plate.

Grundsätzlich werden gegenüber den bekannten Lösungen durch die Anordnung wenigstens einer Steuerplatte die eingangs genannten Probleme wenigstens teilweise vermieden, aber im Allgemeinen wird man zwischen beiden Steuerplatten einerseits und dem Rotor und dem Kurvenring andererseits jeweils eine Platine anordnen. Basically, the above-mentioned problems are at least partially avoided by the arrangement of at least one control plate over the known solutions, but generally one will arrange a board between both control plates on the one hand and the rotor and the cam ring on the other hand.

Die Platinen können aus den verschiedensten Materialien hergestellt werden. Wesentlich ist lediglich, dass sie genügend widerstandsfähig gegen Beschädigungen sind. Dies lässt sich auf kostengünstigere Weise erreichen, als wenn man beide Steuerplatten entsprechend widerstandsfähig ausbilden müsste. The boards can be made of a variety of materials. The only important thing is that they are sufficiently resistant to damage. This can be achieved in a cost effective manner, as if you had to train both control plates correspondingly resistant.

Eine Ausführungsform für die Platinen kann in einer Ausbildung als Stahlplatinen bestehen. Eine Möglichkeit hierzu ist ein kaltgewalztes Stahlblech als Vormaterial. An embodiment for the boards may be in a form of steel blanks. One possibility for this is a cold-rolled steel sheet as a starting material.

In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird man die Platine selbst mit ihren darin eingeformten Durchgangsbohrungen oder wenigstens die Durchgangsbohrungen durch Lasern herstellen. In a very advantageous embodiment of the invention will be the board itself with their molded through holes or at least the through holes produced by lasers.

Auf diese Weise kann die Platine praktisch in einem Arbeitsgang ohne jede weitere Nachbearbeitung hergestellt werden. Im Unterschied zu den bekannten Herstellungsverfahren treten beim Lasern keine Verformungen auf, die durch eine Nachbearbeitung ausgeglichen werden müssten. In this way, the board can be produced practically in one operation without any further post-processing. In contrast to the known production processes, no deformations occur during the laser, which would have to be compensated by a post-processing.

Ein weiterer Vorteil durch die erfindungsgemäße Steuerplatte besteht darin, dass Steuerkanten in den Durchgangsbohrungen für die Versorgungsnieren bei deren Herstellung miteingebracht werden können. Beim Stand der Technik sind in den Versorgungsnieren Steuerkerben eingeformt, über die die Umsteuerung des Druckmediums stattfindet. Bringt man in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Steuerkanten in eine wenigstens annähernden Dreieckform in die Platine ein bzw. schneidet diese Form aus, so können Steuerkerben in den Steuerplatten entfallen. Another advantage of the control plate according to the invention is that control edges can be incorporated in the through holes for the supply kidneys in their manufacture. In the prior art, control notches are formed in the supply kidneys, via which the reversal of the pressure medium takes place. In an embodiment according to the invention, the control edges are brought into an at least approximate one Triangular shape in the board or cuts out this form, so control notches in the control plates can be omitted.

Auf der Seite des Kurvenringes, auf der der Hinterflügelkanal in die Steuerplatte eingebracht ist, ist die Platine mit einer umlaufenden Lochfolge von Durchgangsbohrungen versehen. Über diese umlaufende bzw. in Ringform angeordnete Lochfolge erfolgt die Verbindung zu dem Hinterflügelkanal. On the side of the cam ring, on which the Hinterflügelkanal is introduced into the control plate, the board is provided with a circumferential hole sequence of through holes. About this circumferential or arranged in a ring shape hole sequence, the connection to the rear wing channel.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel. Advantageous developments and refinements of the invention will become apparent from the remaining dependent claims and from the exemplary embodiment described in principle below with reference to the drawing.

Es zeigt: It shows:

1 eine erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe als Verdrängerpumpe in einer Explosionsdarstellung mit einer Ausschnittvergrößerung X. 1 a vane pump according to the invention as a positive displacement pump in an exploded view with a cut-out magnification X.

2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe im zusammengesetzten Zustand mit einer Ausschnittvergrößerung Y. 2 a longitudinal section through a vane pump according to the invention in the assembled state with a cutout magnification Y.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Flügelzellenpumpe erläutert. Selbstverständlich ist sie jedoch auch für eine Rollenzellenpumpe oder eine Zahnradpumpe geeignet. Flügelzellenpumpen sind allgemein bekannt, wozu beispielsweise auf die eingangs erwähnten Schutzrechte verwiesen wird, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher eingegangen wird. The invention will be explained below with reference to a vane pump. Of course, however, it is also suitable for a roller-cell pump or a gear pump. Vane pumps are well known, for which reference is made, for example, to the protective rights mentioned above, which is why below will be discussed only on the essential parts of the invention in more detail.

Im Inneren eines Gehäuses 1 ist ein Pumpenpaket mit einem auf einer Antriebswelle 2 angeordneten Rotor 3, einen den Rotor 3 umgebenden Kurvenring 4 und mehrere über den Umfang des Rotors 3 in Schlitzen verteilt angeordnete Arbeitsschieber 5 in Form von Flügel eingesetzt. Inside a case 1 is a pump package with one on a drive shaft 2 arranged rotor 3 , one the rotor 3 surrounding curve ring 4 and several over the circumference of the rotor 3 slits arranged in slits 5 used in the form of wings.

Zwischen dem Kurvenring 4 und dem Rotor 3 werden durch die Arbeitsschieber 5 unterteilte Arbeitskammern 6 gebildet. Auf beiden Seiten des Rotors 3 und des Kurvenrings 4 sind Steuerplatten 8 und 9 angeordnet. Dabei ist die Steuerplatte 8 bei dem Ausführungsbeispiel in einem Gehäusedeckel 7 integriert bzw. stellt den Gehäusedeckel 7 dar. Between the curve ring 4 and the rotor 3 be through the work slides 5 subdivided working chambers 6 educated. On both sides of the rotor 3 and the cam ring 4 are control plates 8th and 9 arranged. Here is the control plate 8th in the embodiment in a housing cover 7 integrated or provides the housing cover 7 represents.

In der Steuerplatte 9 sind Versorgungsnieren 10 und Hinterflügelversorgungsnieren 11 vorgesehen. Die Steuerplatte 8 bzw. der Gehäusedeckel 7 besitzt einen umlaufenden Hinterflügelversorgungskanal 11a in Ringform. In the control panel 9 are supply kidneys 10 and hindwing feeding kidneys 11 intended. The control plate 8th or the housing cover 7 has a circumferential Hinterflügelversorgungskanal 11a in ring form.

Zwischen der Steuerplatte 8 (Deckel 7) und dem Kurvenring 4 und dem Rotor 3 ist eine Platine 12 angeordnet. In gleicher Weise ist zwischen der Steuerplatte 9 und dem Kurvenring 4 und dem Rotor 3 eine weitere Platine 13 angeordnet. Die beiden Platinen 12 und 13 weisen jeweils eine Dicke zwischen 0,1–1,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,2–0,5 mm auf und bestehen aus einem kaltgewalzten Stahl, womit sie sehr widerstandsfähig sind. Between the control plate 8th (Cover 7 ) and the cam ring 4 and the rotor 3 is a circuit board 12 arranged. In the same way is between the control plate 9 and the curve ring 4 and the rotor 3 another board 13 arranged. The two boards 12 and 13 each have a thickness between 0.1-1.0 mm, preferably between 0.2-0.5 mm and are made of a cold-rolled steel, which makes them very resistant.

Durchgangsbohrungen 14 und 14a in den Platinen 12 und 13, die jeweils mit den dazugehörigen Versorgungsnieren 10 und 11 und dem Hinterflügelversorgungskanal 11a in den Steuerplatten 8 und 9 in ihren Lagen und Formen übereinstimmen, sind durch Lasern in die Platinen 12 und 13 eingebracht. Gleiches gilt für eine zentrale Bohrung für die Antriebswelle 2. Through holes 14 and 14a in the boards 12 and 13 , each with the associated supply kidneys 10 and 11 and the rear wing supply channel 11a in the control plates 8th and 9 in their positions and shapes are due to lasers in the boards 12 and 13 brought in. The same applies to a central bore for the drive shaft 2 ,

In der Platine 12 sind die Durchgangsbohrungen 14a als umlaufende Lochfolge bzw. in Ringform eingebracht. Die Lochfolge der Durchgangsbohrungen 14a fluchtet mit dem Hinterflügelversorgungskanal 11a (siehe insbesondere Ausschnittsvergrößerung Y in der 2). In the board 12 are the through holes 14a introduced as a circumferential hole sequence or in ring form. The hole sequence of the through holes 14a Aligns with the rear wing supply channel 11a (see in particular detail enlargement Y in the 2 ).

Durch die Herstellung der Platinen 12 und 13 mit den Durchgangsbohrungen 14 und 14a mit einem Laser lässt sich eine sehr hohe Passgenauigkeit erreichen. Dies bedeutet, die dahinterliegenden Steuerplatten 8 und 9 können somit aus einem kostengünstigeren Material und einfacher hergestellt werden. Sie haben im Wesentlichen nur noch die Aufgabe einer Stützfunktion. So können die Steuerplatten beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, wobei keine weiteren Beschichtungen vorgesehen werden müssen. By making the boards 12 and 13 with the through holes 14 and 14a With a laser, a very high accuracy of fit can be achieved. This means the control panels located behind 8th and 9 can thus be made of a less expensive material and easier. In essence, they have only the task of a support function. Thus, the control plates may for example consist of aluminum or an aluminum alloy, with no further coatings must be provided.

In besonders vorteilhafter Weise wird man in den Durchgangsbohrungen 14 für die Versorgungsnieren 10 in der Steuerplatte 9 Steuerkanten 15 in Dreieckform einbringen. Auf diese Weise können die bekannten Steuerkerben in der Steuerplatte 9, die für einen weicheren Umsteuervorgang für das Druckmittel vorgesehen sind, entfallen. Die Steuerkanten 15 in Dreieckform ergeben den Effekt von Steuerkerben. In a particularly advantageous manner, one is in the through holes 14 for the supply kidneys 10 in the control panel 9 control edges 15 in triangular form. In this way, the known control notches in the control plate 9 , which are intended for a softer Umsteuervorgang for the pressure medium eliminated. The control edges 15 in triangular form yield the effect of control notches.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Gehäuse casing
2 2
Antriebswelle drive shaft
3 3
Rotor rotor
4 4
Kurvenring cam ring
5 5
Arbeitsschieber working slide
6 6
Arbeitskammer working chamber
7 7
Gehäusedeckel housing cover
8 8th
Steuerplatte control plate
9 9
Steuerplatte control plate
10 10
Versorgungsnieren supply kidney
11 11
Hinterflügelversorgungsnieren Rear wing supply kidney
11a 11a
Hinterflügelversorgungskanal Rear wing supply channel
12 12
Platine circuit board
13 13
Platine circuit board
14 14
Durchgangsbohrungen Through holes
14a 14a
Lochfolge von Durchgangsbohrungen Punch sequence of through holes
15 15
Steuerkerben control notches

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19909963 B4 [0002] DE 19909963 B4 [0002]
  • DE 102006052996 A1 [0002] DE 102006052996 A1 [0002]
  • DE 10229809 A1 [0002] DE 10229809 A1 [0002]

Claims (11)

Verdrängerpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe für eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs, mit folgenden Merkmalen: – im Inneren eines Gehäuses (1), das axial auf einer Seite mit einem Deckel (7) abgeschlossen ist, ist ein Pumpenpaket mit einem Rotor (3), einem Kurvenring (4) und mehreren Arbeitsschiebern (5) eingesetzt, – zwischen dem Kurvenring (4) und dem Rotor (3) sind durch die Arbeitsschieber (5) unterteilte Arbeitskammern (6) gebildet, welche in axialer Richtung durch Steuerplatten (8, 9) begrenzt sind, – in den Steuerplatten (8, 9) sind Bohrungen für eine Antriebswelle und für Versorgungsnieren (10, 11) zur Ölversorgung für die Arbeitsschieber (5) und die Arbeitskammern (6) eingeformt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – zwischen wenigstens einer Steuerplatte (8, 9) und dem Rotor (3) nebst dem Kurvenring (4) ist eine Platine (12, 13) angeordnet, – die Platine (12, 13) weist Durchgangsbohrungen (14, 14a) auf, die mit Versorgungsnieren (10, 11) und/oder einem Hinterflügelversorgungskanal (11a) in der Steuerplatte (8, 9) fluchten. Displacement pump, in particular a vane pump for a power steering system of a motor vehicle, having the following features: - inside a housing ( 1 ) axially on one side with a lid ( 7 ) is a pump package with a rotor ( 3 ), a cam ring ( 4 ) and several work slides ( 5 ), - between the cam ring ( 4 ) and the rotor ( 3 ) are by the work slide ( 5 ) subdivided working chambers ( 6 ) formed in the axial direction by control plates ( 8th . 9 ), - in the control plates ( 8th . 9 ) are bores for a drive shaft and for supply kidneys ( 10 . 11 ) to the oil supply for the work slides ( 5 ) and the working chambers ( 6 ), characterized by the following features: - between at least one control plate ( 8th . 9 ) and the rotor ( 3 ) together with the cam ring ( 4 ) is a board ( 12 . 13 ), - the board ( 12 . 13 ) has through holes ( 14 . 14a ), which are supplied with supply kidneys ( 10 . 11 ) and / or a rear wing supply channel ( 11a ) in the control plate ( 8th . 9 ) are aligned. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen beiden Steuerplatten (8, 9) und dem Rotor (3) nebst Kurvenring (4) Platinen (12, 13) angeordnet sind. Positive displacement pump according to claim 1, characterized in that between both control plates ( 8th . 9 ) and the rotor ( 3 ) and cam ring ( 4 ) Boards ( 12 . 13 ) are arranged. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (12, 13) als Stahlplatinen ausgebildet sind. Positive displacement pump according to claim 1 or 2, characterized in that the blanks ( 12 . 13 ) are designed as steel plates. Verdrängerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlplatinen (12, 13) aus einem kaltgewalztem Stahlblech als Vormaterial bestehen. Positive displacement pump according to claim 3, characterized in that the steel blanks ( 12 . 13 ) consist of a cold-rolled steel sheet as a starting material. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (12, 13) und/oder die Durchgangsbohrungen (14, 14a) in den Platinen (12, 13) durch Lasern hergestellt sind. Positive displacement pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the blanks ( 12 . 13 ) and / or the through-holes ( 14 . 14a ) in the boards ( 12 . 13 ) are produced by lasers. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Platinen (12, 13) zwischen 0,1–1,0 mm beträgt. Positive displacement pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the thickness of the boards ( 12 . 13 ) is between 0.1-1.0 mm. Verdrängerpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Platinen (12, 13) zwischen 0,2–0,5 mm beträgt. Positive displacement pump according to claim 6, characterized in that the thickness of the blanks ( 12 . 13 ) is between 0.2-0.5 mm. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Seite des Kurvenringes (4), auf der der Hinterflügelkanal (11a) in die Steuerplatte (8) eingebracht ist, die Platine (12) mit einer umlaufenden Lochfolge (14a) von Durchgangsbohrungen versehen ist. Positive displacement pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the side of the cam ring ( 4 ), on which the Hinterflügelkanal ( 11a ) in the control plate ( 8th ), the board ( 12 ) with a circumferential perforation sequence ( 14a ) is provided by through holes. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Seite des Kurvenringes (4) auf der Versorgungsnieren (10, 11) in die Steuerplatte (9) eingebracht sind, die Platine (13) mit Steuerkanten (15) in den Durchgangsbohrungen (14) versehen ist. Positive displacement pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the side of the cam ring ( 4 ) on the supply kidneys ( 10 . 11 ) in the control plate ( 9 ), the board ( 13 ) with control edges ( 15 ) in the through holes ( 14 ) is provided. Verdrängerpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanten (15) wenigstens annähernd in Dreieckform aus der Platine (13) ausgeschnitten sind. Positive displacement pump according to claim 9, characterized in that the control edges ( 15 ) at least approximately in triangular form from the board ( 13 ) are cut out. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatten (8,9) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Positive displacement pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control plates ( 8th , 9) consist of aluminum or an aluminum alloy.
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