EP0149219A2 - Piston pump - Google Patents

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EP0149219A2
EP0149219A2 EP84116156A EP84116156A EP0149219A2 EP 0149219 A2 EP0149219 A2 EP 0149219A2 EP 84116156 A EP84116156 A EP 84116156A EP 84116156 A EP84116156 A EP 84116156A EP 0149219 A2 EP0149219 A2 EP 0149219A2
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EP
European Patent Office
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plunger
plungers
pump according
drive
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84116156A
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German (de)
French (fr)
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EP0149219A3 (en
Inventor
Horst Wolff
Franz Hani
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Speck-Kolbenpumpen-Fabrik
SPECK KOLBENPUMPEN FABRIK
Original Assignee
Speck-Kolbenpumpen-Fabrik
SPECK KOLBENPUMPEN FABRIK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Speck-Kolbenpumpen-Fabrik, SPECK KOLBENPUMPEN FABRIK filed Critical Speck-Kolbenpumpen-Fabrik
Publication of EP0149219A2 publication Critical patent/EP0149219A2/en
Publication of EP0149219A3 publication Critical patent/EP0149219A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122—Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B1/141—Details or component parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141—Details or component parts
    • F04B1/146—Swash plates; Actuating elements
    • 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
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing

Definitions

  • the invention relates to a pump working with a plurality of plungers, the plungers being arranged centrally symmetrically with respect to the drive shaft.
  • This separation of the medium and lubricant has the advantage that pumps of this type can also be used in technical fields where special media have to be conveyed and a consequent separation of lubricating oil circuits is absolutely necessary.
  • the object of the present invention is to create a pump which works with several plungers, in particular with five plungers, and which has a particularly compact design, one provides extremely even funding, ensures smooth running and can be manufactured in a very economical manner.
  • the solution to this problem essentially consists in the fact that the plungers and the pump chambers assigned to them are arranged directly adjacent to one another and concentrically to the drive shaft and to a suction chamber provided in the center of the pump body, and that the high-pressure outlets of the pump chambers opening into a common, annular pressure chamber run essentially radially.
  • the edge of the ball bearing belonging to the swash plate on the pump side is used directly to actuate the plungers.
  • the rolling processes that occur during operation between the plungers and this ball bearing ring lead to smoothing and hardening effects, which improve the function and the service life in the desired manner.
  • Another major advantage of using a centrally and centrally located suction connection is that simple leakage return into the suction connection area is possible via short connecting bores.
  • Another peculiarity of the invention which has a beneficial effect in terms of function and in view of the desired economy of the overall construction, is that two-part plungers are used, the plunger part on the drive side having a larger diameter than the pump-side part of the plunger. In this way, on the one hand, optimal guide surfaces for the plunger on the drive side and, on the other hand, also an optimal displacement stroke on the pump side are achieved.
  • a preferred embodiment of the plungers consists in the fact that the front or pump-side plunger part consists of a solid ceramic body which is connected to the rear metallic part, in particular is glued. The gluing takes place at a temperature below the operating temperature, which is generally 80 °, while a temperature substantially corresponding to the operating temperature is selected as the adhesive curing temperature.
  • a cooling device is provided in the free space between the plungers extending into the drive space, which is designed to be self-contained and is acted upon by the medium to be conveyed in each case.
  • This cooling device preferably consists of a tube which extends from the area of the suction connection into the area of the swash plate and through which a part of the conveyed medium flows. In this way, despite the exact separation of the drive area to be lubricated and the delivery area, it is possible to use the pumped medium for heat dissipation.
  • the plungers can also be arranged radially, so that their axes do not run parallel to the drive shaft but perpendicular to the drive shaft. It is also important in this embodiment that a plurality of comparatively small plungers are used in conjunction with a high drive speed, since in all embodiments of the invention the principle must be maintained that small, optimally distributed forces are used, since only in this way the above advantages already described can be achieved and high speeds can also be driven without a disturbing increase in temperature.
  • an essentially pot-shaped drive housing 1 is provided, the bottom part 2 of which has passage openings for plungers on the one hand and forms a fastening surface for the actual pump unit 5 on the other hand.
  • the housing 1 On the side facing the respective drive motor, the housing 1 is closed with a stable end wall 3, which preferably consists of a material that conducts heat poorly, so that the engine heat is kept away from the housing 1 as far as possible.
  • Housing 1 and end wall 3 are screwed together. Furthermore, 4 holes for screw bolts are provided in the area of the flange-like housing end, by means of which the entire pump unit is fastened to a drive motor.
  • the circumferential circle of the pump preferably lies approximately on the circumferential circle of the associated motor or it has a smaller diameter. It is also advantageous to design the connections so that the pump can be attached to standard motors.
  • a pressure bearing 6 is held in the end wall 3, and a seal 8 is provided between the end wall 3 and the motor shaft 7.
  • the drive shaft 7 is wedged with a swash plate 9, which is provided in the usual way with a counterweight 10.
  • This swash plate 9, which can consist of a sintered or forged part, carries a ball bearing 11, one ring 12 of which is connected to the swash plate 9, while the other ring 13 cooperates with the plungers 14.
  • ball bearing 11 is a commercially available and therefore inexpensive ball bearing.
  • the bearing ring 13 Due to the rolling effect between the bearing ring 13 and plungers 14, the bearing ring 13 is smoothed, i.e. rougher bearing rings become smooth and hardened after a short period of operation, so that a largely wear-free pairing arises.
  • the plungers 14 are formed in two parts and consist of a section 15 made of metal in the area of the drive housing and a section 16 made of all-ceramic, which forms the actual displacement element.
  • the two plunger sections 15, 16 are preferably glued together.
  • a rigid ring is preferably inserted into a recess in the metallic plunger part, which additionally provides mechanical security in the connection of the two parts.
  • the cross section of the drive side lying metal part is larger than the cross section of the ceramic member 16. In this way, a safe and else large comparatively M guidance of the plunger member 15 can be achieved in the corresponding sleeve 17 which is preferably formed in one piece with the housing.
  • the plungers 14 are prestressed against the ball bearing ring 13 by means of a compression spring 20, ie the spring 20 ensures the return movement of the plungers 14.
  • the spring 20 is supported between the housing 1 and a support ring which is fixed to the plunger part 15 by means of a ring.
  • a low-pressure seal 18 is provided between the bottom wall 2 of the housing 1 and the respective plunger sections 15. The gap between the plunger section 15 and the guide sleeve 17 is connected to the housing interior via bores 19.
  • the housing 1 is further provided with at least one filler plug 21 and a drain plug 22, which are provided on the top and bottom of the housing 1.
  • the drain plug 22 is magnetically designed or connected to a magnetic element, so that metal particles caused by wear are held on this plug 22 and thus also a bearing wear indicator is achieved.
  • the housing 1 is very easy to manufacture, the guide bores for the plungers being able to be produced in one operation using a multi-spindle head, and overall little turning is required.
  • the actual pump part 5 is axially clamped to the drive housing via screw bolts 23.
  • a first guide and spacer sleeve 25 directly adjoins the bottom wall 2 of the housing and adjoins the transmission seal 18.
  • the larger diameter section 15 of the plunger 14 engages in this sleeve 25.
  • the annular space surrounding this plunger section is open to the outside via bores 26.
  • annular sleeve 27 which comprises an inner sleeve 28 which receives the high and low pressure seals 29, 30. Radial channels 31 are formed between these seals 29, 30, which lead into an annular space 32 between the inner sleeve 28 and the outer sleeve 27.
  • the annular space 32 is connected to the suction space 34 via bores 33.
  • a further sleeve part 35 is arranged, which delimits the pump chamber 36 on one side with its end face.
  • An inlet valve 37 and an outlet valve 38 are assigned to each pump chamber in the usual way.
  • the suction space 34 is provided in the center, so that the connecting lines to the inlet valves can be designed symmetrically and identically.
  • the suction space 34 is delimited by an end plate 39 in which the suction connection 40 is formed.
  • the plate 39 is braced against the pump body 24 by means of the screw bolts 23, which bring about the entire axial bracing of the coaxially assembled components.
  • a circumferential pressure bore 41 is connected to the high pressure outlets of the individual pumping chambers 36.
  • Figure 2 shows the symmetrical arrangement of the pumping chambers with respect to the central connection 40 and also reveals that the individual valves are easily accessible via the corresponding screw plugs.
  • a special cooling device can be used, which allows heat to be removed from the drive space, using the pumped medium as a coolant.
  • a central tube 42 is provided, which extends from the suction space 34 to the area of the ring 13 of the ball bearing 11 and is designed to be closed in this end area. Seals are provided between this tube 42 and the housing base 2 and the pump body 24.
  • the tube 42 widens somewhat in the shape of a funnel in the suction space 34, and a partial flow of the conveyed medium arises due to this configuration through the pipe 42, which results in the desired cooling effect in the area of the drive housing.
  • any other suitable cooling device can be used, which must be flowed through by a part of the conveyed medium. A flow with a proportion of about 10% of the pumped medium can in most cases bring about the desired cooling effect.
  • Pumps designed according to the invention are preferably equipped with an odd number of plungers. It is important that the pump at high speeds, e.g. 2800 revolutions per minute and more can be driven and that drive powers of 4 to 5 kW, for example, can be used without any temperature problems.
  • connection flange of the gear housing is preferably designed as a heat exchanger, for which purpose at least one copper tube can be inserted into this connection flange. This measure has the advantage that heat generated by the drive motor is prevented from the transmission.

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Abstract

Es wird eine mit mehreren Plungern arbeitende Pumpe beschrieben, wobei die Plunger vorzugsweise über eine Exzentereinheit betätigt werden und bezogen auf das jeweilige Fördervolumen anstelle weniger vergleichsweise großer Plunger mehrere kleine Plunger benutzt und demgemäß bei vergleichsweise hoher Antriebsdrehzahl mit einer Vielzahl kleiner Volumenverdrängerungen gearbeitet wird. Dabei ist der Saugraum im Pumpenkörper mitting angeordnet und die in einem gemeinsamen, ringförmig ausgebildeten Druckraum mündenden Hochdruckauslässe der Pumpkammern verlaufen zumindest im wesentlichen radial.A pump working with several plungers is described, the plungers preferably being actuated via an eccentric unit and, based on the respective delivery volume, using several small plungers instead of less comparatively large plungers, and accordingly working with a large number of small volume displacements at a comparatively high drive speed. The suction chamber is arranged in the middle of the pump body and the high-pressure outlets of the pumping chambers opening into a common, annular pressure chamber run at least essentially radially.

Description

Die Erfindung betrifft eine mit mehreren Plungern arbeitende Pumpe, wobei die Plunger bezüglich der Antriebswelle mittensymmetrisch angeordnet sind.The invention relates to a pump working with a plurality of plungers, the plungers being arranged centrally symmetrically with respect to the drive shaft.

Charakteristisch für Pumpen dieser Art ist, daß das von der Pumpe geförderte Medium getrennt von der zu schmierenden Antriebsseite geführt ist.It is characteristic of pumps of this type that the medium conveyed by the pump is guided separately from the drive side to be lubricated.

Diese Trennung von Fördermedium und Schmiermedium erbringt den Vorteil, daß derartige Pumpen auch in technischen Gebieten eingesetzt werden können, bei denen spezielle Medien gefördert werden müssen und dabei eine konsequente Trennung von Schmierölkreisen unbedingt erforderlich ist.This separation of the medium and lubricant has the advantage that pumps of this type can also be used in technical fields where special media have to be conveyed and a consequent separation of lubricating oil circuits is absolutely necessary.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mit mehreren Plungern, insbesondere mit fünf Plungern arbeitende Pumpe zu schaffen, die eine besonders kompakte Bauform aufweist, eine äußerst gleichmäßige Förderung erbringt, einen ruhigen Lauf gewährleistet und in sehr wirtschaftlicher Weise gefertigt werden kann.The object of the present invention is to create a pump which works with several plungers, in particular with five plungers, and which has a particularly compact design, one provides extremely even funding, ensures smooth running and can be manufactured in a very economical manner.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß die Plunger und die ihnen zugeordneten Pumpkammern einander unmittelbar benachbart und konzentrisch zur Antriebswelle sowie zu einem im Pumpenkörper mittig vorgesehenen Saugraum angeordnet sind, und daß die in einem gemeinsamen, ringförmig ausgebildeten Druckraum mündenden Hochdruckauslässe der Pumpkammern zumindest im wesentlichen radial verlaufen.The solution to this problem essentially consists in the fact that the plungers and the pump chambers assigned to them are arranged directly adjacent to one another and concentrically to the drive shaft and to a suction chamber provided in the center of the pump body, and that the high-pressure outlets of the pump chambers opening into a common, annular pressure chamber run essentially radially.

Von besonderer Bedeutung ist dabei, daßbezogen auf das jeweilige Fördervolumen, anstelle weniger vergleichsweise großer Plunger mehrere kleine Plunger verwendet und bei vergleichsweise hoher Antriebsdrehzahl mit einer Vielzahl kleiner Volumenverdrängungen gearbeitet wird, wodurch nicht nur eine sehr gleichmäßige Förderung und ein überraschend ruhiger Lauf erzielt, sondern gleichzeitig erreicht wird, daß die antriebsseitig auftretenden Belastungen optimal verteilt werden können und damit der Einsatz kostengünstiger Antriebsorgane ermöglicht wird.It is particularly important that, based on the respective delivery volume, several small plungers are used instead of less comparatively large plungers, and a large number of small volume displacements are used at a comparatively high drive speed, which not only achieves very uniform delivery and surprisingly quiet running, but at the same time is achieved that the loads occurring on the drive side can be optimally distributed and thus the use of inexpensive drive elements is made possible.

Bei Verwendung eines Taumelscheibenantriebs für die einzelnen, gleichachsig zur Antriebswelle angeordneten Plunger, die vorzugsweise durch Federkraft gegen die Taumelscheibe vorgespannt sind, ist es von Vorteil, anstelle der bei Taumelscheibenantrieben üblichen Verwendung eines Nadellagers ein einfaches Kugellager einzusetzen, was zu einer ganz wesentlichen Kostenersparnis führt.When using a swash plate drive for the individual plungers arranged coaxially with the drive shaft, which are preferably biased against the swash plate by spring force, it is advantageous to use a simple ball bearing instead of the usual use of a needle bearing in swash plate drives, which leads to a very substantial cost saving.

Der pumpenseitig gelegene Rand des zur Taumelscheibe gehörenden Kugellagers dient dabei unmittelbar zur Betätigung der Plunger. Die sich während des Betriebs zwischen den Plungern und diesem Kugellagerring ergebenden Abwälzvorgänge führen zu Glättungs-und Härtungseffekten, welche die Funktion und die Lebensdauer in erwünschter Weise verbessern.The edge of the ball bearing belonging to the swash plate on the pump side is used directly to actuate the plungers. The rolling processes that occur during operation between the plungers and this ball bearing ring lead to smoothing and hardening effects, which improve the function and the service life in the desired manner.

Von wesentlicher Bedeutung ist die Führung des zu fördernden Mediums, um insbesondere im Falle des Förderns von warmem Wasser Kavitationsprobleme zu vermeiden. Sehr vorteilhaft ist dabei die zentrale Anordnung des mit einem Grobfilter kombinierten Sauganschlusses, da auf diese Weise sehr kurze und strömungsgünstige Wege zu den Saugventilen geschaffen werden können. Konstruktiv von Bedeutung ist die Ausgestaltung des umlaufenden, etwa in der Ebene der Pumpkammer liegenden Druckkanals aus geradlinigem, einfach durch einen Bohrvorgang herstellbaren Kanalabschnitten, die sich zwischen Druckventilbereichen erstrecken.It is essential to guide the medium to be pumped, in order to avoid cavitation problems, especially when hot water is pumped. The central arrangement of the suction connection combined with a coarse filter is very advantageous, since very short and streamlined paths to the suction valves can be created in this way. The design of the circumferential pressure channel, which lies approximately in the plane of the pump chamber, is of constructive importance from straight-line channel sections which can be produced simply by drilling and which extend between pressure valve areas.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung eines zentral und mittig gelegenen Sauganschlusses besteht darin, daß eine einfache Leckagerückführung in den Sauganschlußbereich über kurze Verbindungsbohrungen möglich ist.Another major advantage of using a centrally and centrally located suction connection is that simple leakage return into the suction connection area is possible via short connecting bores.

Alle Saugventile haben bezüglich des zentrischen Sauganschlusses gleichen Abstand, was sich in strömungsmäßiger Hinsicht in Verbindung mit den kurzen Wegen besonders günstig auswirkt.All suction valves have the same distance with respect to the central suction connection, which has a particularly favorable effect in terms of flow in connection with the short paths.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung, die sich in funktioneller Hinsicht und im Hinblick auf die angestrebte Wirtschaftlichkeit der Gesamtkonstruktion günstig auswirkt, besteht darin, daß zweiteilige Plunger verwendet werden, wobei der antriebsseitig gelegene Plungerteil einen größeren Durchmesser aufweist als der pumpenseitige Teil des Plungers. Auf diese Weise werden einerseits optimale Führungsflächen für den Plunger auf der Antriebsseite und andererseits ebenfalls optimale Verdrängungshube auf der Pumpenseite erreicht.Another peculiarity of the invention, which has a beneficial effect in terms of function and in view of the desired economy of the overall construction, is that two-part plungers are used, the plunger part on the drive side having a larger diameter than the pump-side part of the plunger. In this way, on the one hand, optimal guide surfaces for the plunger on the drive side and, on the other hand, also an optimal displacement stroke on the pump side are achieved.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Plunger besteht darin, daß der vordere bzw. pumpenseitige Plungerteil aus einem Keramik-Vollkörper besteht, der mit dem hinteren metallischen Teil verbunden, insbesondere verklebt ist. Die Verklebung erfolgt dabei bei einer unterhalb der im Regelfall 80° betragenden Betriebstemperatur liegenden Temperatur, während als Kleberaushärtetemperatur eine im wesentlichen der Betriebstemperatur entsprechende Temperatur gewählt wird.A preferred embodiment of the plungers consists in the fact that the front or pump-side plunger part consists of a solid ceramic body which is connected to the rear metallic part, in particular is glued. The gluing takes place at a temperature below the operating temperature, which is generally 80 °, while a temperature substantially corresponding to the operating temperature is selected as the adhesive curing temperature.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist in dem Freiraum zwischen den sich in den Antriebsraum erstreckenden Plungern eine Kühleinrichtung vorgesehen, die in sich geschlossen ausgebildet und mit dem jeweils zu fördernden Medium beaufschlagt ist.According to a further special feature of the invention, a cooling device is provided in the free space between the plungers extending into the drive space, which is designed to be self-contained and is acted upon by the medium to be conveyed in each case.

Bevorzugt besteht diese Kühleinrichtung aus einem sich vom Bereich des Sauganschlusses in den Bereich der Taumelscheibe erstreckenden Rohr, das von einem Teil des geförderten Mediums durchströmt wird. Auf diese Weise gelingt es trotz der exakten Trennung von zu schmierendem Antriebsbereich und Förderbereich, das geförderte Medium zum Wärmeabtransport zu nutzen.This cooling device preferably consists of a tube which extends from the area of the suction connection into the area of the swash plate and through which a part of the conveyed medium flows. In this way, despite the exact separation of the drive area to be lubricated and the delivery area, it is possible to use the pumped medium for heat dissipation.

Die Plunger können gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch radial angeordnet sein, so daß ihre Achsen nicht parallel zur Antriebswelle sondern senkrecht zur Antriebswelle verlaufen. Auch bei dieser Ausführungsvariante ist wesentlich, daß eine Mehrzahl vergleichsweise kleiner Plunger in Verbindung mit einer hohen Antriebsdrehzahl verwendet wird, da bei allen Ausführungsvarianten der Erfindung das Prinzip beizubehalten ist, daß mit kleinen, optimal verteilten Kräften gearbeitet wird, da nur auf diese Weise die vorstehend bereits geschilderten Vorteile erzielbar sind und auch hohe Drehzahlen ohne störende Temperaturerhöhung gefahren werden können.According to a further embodiment of the invention, the plungers can also be arranged radially, so that their axes do not run parallel to the drive shaft but perpendicular to the drive shaft. It is also important in this embodiment that a plurality of comparatively small plungers are used in conjunction with a high drive speed, since in all embodiments of the invention the principle must be maintained that small, optimally distributed forces are used, since only in this way the above advantages already described can be achieved and high speeds can also be driven without a disturbing increase in temperature.

Ein wesentlicher Vorteil der Radialausführung ist, daß die Pumpe in einer sehr gedrängten Bauweise gefertigt werden kann und im an einen Antriebsmotor angeflanschten Zustand innerhalb des Außenumrisses des jeweiligen Motors gelegen ist, so daß sich insgesamt stets eine sehr kompakte Motor-Pumpeneinheit zusammenstellen läßt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt:

  • Figur 1 eine schematische, teilweise geschnitten und auch aufgebrochen dargestellte Ansicht einer mit fünf Plungern arbeitenden Pumpe nach der Erfindung, und
  • Figur 2 eine Stirnansicht der Pumpe nach Figur 1, wobei eine Hälfte zur Darstellung der Plungeranordnung aufgeschnitten dargestellt ist.
A major advantage of the radial design is that the pump can be manufactured in a very compact design and, when flanged to a drive motor, is located within the outer contour of the respective motor, so that overall a very compact motor-pump unit can always be put together. An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing; in the drawing shows:
  • Figure 1 is a schematic, partially sectioned and also broken open view of a pump working with five plungers according to the invention, and
  • FIG. 2 shows an end view of the pump according to FIG. 1, one half being shown cut open to show the plunger arrangement.

Nach Figur 1 ist ein im wesentlichen topfförmig ausgebildetes Antriebsgehäuse 1 vorgesehen, dessen Bodenteil 2 einerseits Durchtrittsöffnungen für Plunger aufweist und andererseits eine Befestigungsfläche für das eigentliche Pumpenaggregat 5 bildet.According to FIG. 1, an essentially pot-shaped drive housing 1 is provided, the bottom part 2 of which has passage openings for plungers on the one hand and forms a fastening surface for the actual pump unit 5 on the other hand.

Auf der dem jeweiligen Antriebsmotor zugewandten Seite ist das Gehäuse 1 mit einer stabilen Abschlußwand 3 verschlossen, die bevorzugt aus einem die Wärme schlecht leitenden Material besteht, so daß die Motorwärme vom Gehäuse 1 möglichst abgehalten wird.On the side facing the respective drive motor, the housing 1 is closed with a stable end wall 3, which preferably consists of a material that conducts heat poorly, so that the engine heat is kept away from the housing 1 as far as possible.

Gehäuse 1 und Abschlußwand 3 sind miteinander verschraubt. Ferner sind im Bereich des flanschartigen Gehäuseendes 4 Bohrungen für Schraubbolzen vorgesehen, mittels der die gesamte Pumpeneinheit an einem Antriebsmotor befestigt wird.Housing 1 and end wall 3 are screwed together. Furthermore, 4 holes for screw bolts are provided in the area of the flange-like housing end, by means of which the entire pump unit is fastened to a drive motor.

Bevorzugt liegt die Pumpe mit ihrem Umfangskreis etwa auf dem Umfangskreis des zugehörigen Motors oder sie besitzt einen kleineren Durchmesser. Günstig ist es ferner, die Anschlüsse so auszubilden, daß eine Befestigung der Pumpe an Normmotoren möglich ist.The circumferential circle of the pump preferably lies approximately on the circumferential circle of the associated motor or it has a smaller diameter. It is also advantageous to design the connections so that the pump can be attached to standard motors.

In der Endwand 3 ist ein Drucklager 6 gehaltert, und zwischen Endwand 3 und Motorwelle 7 ist eine Dichtung 8 vorgesehen.A pressure bearing 6 is held in the end wall 3, and a seal 8 is provided between the end wall 3 and the motor shaft 7.

Die Antriebswelle 7 ist mit einer Taumelscheibe 9 verkeilt, die in üblicher Weise mit einem Ausgleichsgewicht 10 versehen ist. Diese Taumelscheibe 9, die aus einem Sinter- oder Schmiedeteil bestehen kann, trägt ein Kugellager 11, dessen einer Ring 12 mit der Taumelscheibe 9 verbunden ist, während der andere Ring 13 mit den Plungern 14 zusammenwirkt.The drive shaft 7 is wedged with a swash plate 9, which is provided in the usual way with a counterweight 10. This swash plate 9, which can consist of a sintered or forged part, carries a ball bearing 11, one ring 12 of which is connected to the swash plate 9, while the other ring 13 cooperates with the plungers 14.

Während der Ring 12 mit der Motordrehzahl umläuft, führt der Ring 13 bezüglich der Plunger 14 im wesentlichen nur eine Abwälzbewegung aus.While the ring 12 rotates at the engine speed, the ring 13 essentially only carries out a rolling motion with respect to the plungers 14.

Es ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei dem Kugellager 11 um ein handelsübliches und damit preiswertes Kugellager handelt.It should be noted that the ball bearing 11 is a commercially available and therefore inexpensive ball bearing.

Durch den sich zwischen Lagerring 13 und Plungern 14 einstellenden Abwälzeffekt wird der Lagerring 13 geglättet, d.h. es werden auch rauhere Lagerringe nach kurzer Betriebsdauer glatt und gehärtet, so daß eine weitgehend verschleißfreie Paarung entsteht.Due to the rolling effect between the bearing ring 13 and plungers 14, the bearing ring 13 is smoothed, i.e. rougher bearing rings become smooth and hardened after a short period of operation, so that a largely wear-free pairing arises.

Die Plunger 14 sind zweiteilig ausgebildet und bestehen aus einem im Bereich des Antriebsgehäuses gelegenen Abschnitt 15 aus Metall und einem Abschnitt 16 aus Vollkeramik, welcher das eigentliche Verdrängungselement bildet. Die beiden Plungerabschnitte 15, 16 sind vorzugsweise miteinander verklebt. Zur weiteren Erhöhrung der Sicherheit wird vorzugsweise in eine Ausnehmung des metallischen Plungerteils ein Starring eingesetzt, der ergänzend eine mechanische Sicherheit in der Verbindung beider Teile erbringt. Der Querschnitt des antriebsseitig gelegenen Metallteiles ist größer als der Querschnitt des Keramikteils 16. Auf diese Weise läßt sich eine sichere und vergleichsMeise großflächige Führung des Plungerteils 15 in der zugehörigen Hülse 17 erreichen, die vorzugsweise einteilig mit dem Gehäuse 1 ausgebildet ist. Die Plunger 14 sind mittels einer Druckfeder 20 gegen den Kugellagerring 13 vorgespannt, d.h. die Feder 20 gewährleistet die Rückstellbewegung der Plunger 14 Abgestützt ist die Feder 20 zwischen dem Gehäuse 1 und einem Stützring, der mittels eines Rings am Plungerteil 15 fixiert ist. Zwischen der Bodenwand 2 des Gehäuses 1 und den jeweiligen Plungerabschnitten 15 ist eine Niederdruckdichtung 18 vorgesehen. Der Spaltraum zwischen Plungerabschnitt 15 und Führungshülse 17 ist über Bohrungen 19 mit dem Gehäuseinnenraum verbunden.The plungers 14 are formed in two parts and consist of a section 15 made of metal in the area of the drive housing and a section 16 made of all-ceramic, which forms the actual displacement element. The two plunger sections 15, 16 are preferably glued together. To further increase security, a rigid ring is preferably inserted into a recess in the metallic plunger part, which additionally provides mechanical security in the connection of the two parts. The cross section of the drive side lying metal part is larger than the cross section of the ceramic member 16. In this way, a safe and else large comparatively M guidance of the plunger member 15 can be achieved in the corresponding sleeve 17 which is preferably formed in one piece with the housing. 1 The plungers 14 are prestressed against the ball bearing ring 13 by means of a compression spring 20, ie the spring 20 ensures the return movement of the plungers 14. The spring 20 is supported between the housing 1 and a support ring which is fixed to the plunger part 15 by means of a ring. A low-pressure seal 18 is provided between the bottom wall 2 of the housing 1 and the respective plunger sections 15. The gap between the plunger section 15 and the guide sleeve 17 is connected to the housing interior via bores 19.

Das Gehäuse 1 ist ferner mit wenigstens einem Einfüllstöpfen 21 und einem Ablaufstopfen 22 versehen, die an der Ober- bzw. Unterseite des Gehäuses 1 vorgesehen sind. Der Ablaufstopfen 22 ist magnetisch ausgebildet oder mit einem Magnetelement verbunden, so daß durch Verschleiß entstehende Metallpartikel an diesem Stopfen 22 festgehalten werden und damit auch eine Lagerverschleißanzeige erreicht wird.The housing 1 is further provided with at least one filler plug 21 and a drain plug 22, which are provided on the top and bottom of the housing 1. The drain plug 22 is magnetically designed or connected to a magnetic element, so that metal particles caused by wear are held on this plug 22 and thus also a bearing wear indicator is achieved.

Das Gehäuse 1 ist sehr einfach zu fertigen, wobei die Führungsbohrungen für die Plunger mittels eines Mehrspindelkopfes in einem Arbeitsgang hergestellt werden können und insgesamt wenig Drehbearbeitung erforderlich ist.The housing 1 is very easy to manufacture, the guide bores for the plungers being able to be produced in one operation using a multi-spindle head, and overall little turning is required.

Der eigentliche Pumpenteil 5 ist mit dem Antriebsgehäuse über Schraubbolzen 23 axial verspannt.The actual pump part 5 is axially clamped to the drive housing via screw bolts 23.

Zwischen dem Pumpenkörper 24 und dem Gehäuse 1 sind koaxial zusammengefügte Stütz- und Führungshülsen vorgesehen.Between the pump body 24 and the housing 1, coaxially assembled support and guide sleeves are provided.

Eine erste Führungs- und Distanzhülse 25 schließt sich unmittelbar an die Bodenwand 2 des Gehäuses an und grenzt an die Getriebedichtung 18. In diese Hülse 25 greift der größeren Durchmesser aufweisende Abschnitt 15 des Plungers 14 ein. Der diesen Plungerabschnitt umgebende Ringraum ist über Bohrungen 26 nach außen offen.A first guide and spacer sleeve 25 directly adjoins the bottom wall 2 of the housing and adjoins the transmission seal 18. The larger diameter section 15 of the plunger 14 engages in this sleeve 25. The annular space surrounding this plunger section is open to the outside via bores 26.

Zwischen der Hülse 25 und dem Pumpenkörper 24 befindet sich eine weitere Ringhülse 27, welche eine innenliegende Hülse 28 umfaßt, welche die Hoch- und Niederdruckdichtungen 29, 30 aufnimmt. Zwischen diesen Dichtungen 29, 30 sind Radialkanäle 31 ausgebildet, die in einen Ringraum 32 zwischen innenliegender Hülse 28 und außenliegender Hülse 27 führen. Der Ringraum 32 ist über Bohrungen 33 mit dem Saugraum 34 verbunden.Between the sleeve 25 and the pump body 24 there is a further annular sleeve 27 which comprises an inner sleeve 28 which receives the high and low pressure seals 29, 30. Radial channels 31 are formed between these seals 29, 30, which lead into an annular space 32 between the inner sleeve 28 and the outer sleeve 27. The annular space 32 is connected to the suction space 34 via bores 33.

Im Bereich des Eintritts des Keramikplungers 16 in den Pumpenkörper 24 ist ein weiteres Hülsenteil 35 angeordnet, das mit seiner Stirnfläche den Pumpraum 36 einseitig begrenzt. Jedem Pumpraum ist in üblicher Weise ein Einlaßventil 37 und ein Auslaßventil 38 zugeordnet.In the region of the entry of the ceramic plunger 16 into the pump body 24, a further sleeve part 35 is arranged, which delimits the pump chamber 36 on one side with its end face. An inlet valve 37 and an outlet valve 38 are assigned to each pump chamber in the usual way.

Der Saugraum 34 ist mittig vorgesehen, so daß die Verbindungsleitungen zu den Einlaßventilen symmetrisch und gleich ausgebildet sein können.The suction space 34 is provided in the center, so that the connecting lines to the inlet valves can be designed symmetrically and identically.

Begrenzt wird der Saugraum 34 durch eine Abschlußplatte 39, in der der Sauganschluß 40 ausgebildet ist. Die Platte 39 ist gegen den Pumpenkörper 24 mittels der Schraubbolzen 23 verspannt, welche die gesamte Axialverspannung der koaxial zusammengesetzten Bestandteile bewirken.The suction space 34 is delimited by an end plate 39 in which the suction connection 40 is formed. The plate 39 is braced against the pump body 24 by means of the screw bolts 23, which bring about the entire axial bracing of the coaxially assembled components.

Eine umlaufende Druckbohrung 41 steht in Verbindung mit den Hochdruckauslässen der einzelnen Pumpkammern 36.A circumferential pressure bore 41 is connected to the high pressure outlets of the individual pumping chambers 36.

Figur 2 zeigt die symmetrische Anordnung der Pumpkammern bezüglich des Zentralanschlusses 40 und läßt auch erkennen, daß die einzelnen Ventile über die entsprechenden Schraubstopfen leicht zugänglich sind. Durch Verrippung des Gehäuses 1 läßt sich eine Verbesserung der Wärmeabführung erzielen.Figure 2 shows the symmetrical arrangement of the pumping chambers with respect to the central connection 40 and also reveals that the individual valves are easily accessible via the corresponding screw plugs. By ribbing the housing 1, an improvement in heat dissipation can be achieved.

Wesentlich ist jedoch, daß eine spezielle Kühlvorrichtung Verwendung finden kann, die es gestattet, Wärme aus dem Antriebsraum abzuführen, und zwar unter Verwendung des geförderten Mediums als Kühlmittel. Dazu istgemäß der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ein Zentralrohr 42 vorgesehen, das sich vom Saugraum 34 bis in den Bereich des Rings 13 des Kugellagers 11 erstreckt und in diesem Endbereich geschlossen ausgebildet ist. Zwischen diesem Rohr 42 und dem Gehäuseboden 2 sowie dem Pumpenkörper 24 sind Dichtungen vorgesehen. Das Rohr 42 erweitert sich im Saugraum 34 etwas trichterförmig, und es stellt sich aufgrund dieser Ausgestaltung eine Teilströmung des geförderten Mediums durch das Rohr 42 ein, wodurch sich im Bereich des Antriebsgehäuses die angestrebte Kühlwirkung ergibt. Anstelle des Rohrelements 42 kann auch jede andere geeignete Kühleinrichtung verwendet werden, die von einem Teil des geförderten Mediums durchströmt sein muß. Eine Durchströmung mit einem Anteil von etwa10 % des geförderten Mediums kann in den meisten Fällen den angestrebten Kühleffekt bewirken.It is essential, however, that a special cooling device can be used, which allows heat to be removed from the drive space, using the pumped medium as a coolant. For this purpose, according to the embodiment shown in the drawing, a central tube 42 is provided, which extends from the suction space 34 to the area of the ring 13 of the ball bearing 11 and is designed to be closed in this end area. Seals are provided between this tube 42 and the housing base 2 and the pump body 24. The tube 42 widens somewhat in the shape of a funnel in the suction space 34, and a partial flow of the conveyed medium arises due to this configuration through the pipe 42, which results in the desired cooling effect in the area of the drive housing. Instead of the tubular element 42, any other suitable cooling device can be used, which must be flowed through by a part of the conveyed medium. A flow with a proportion of about 10% of the pumped medium can in most cases bring about the desired cooling effect.

Bevorzugt sind erfindungsgemäß ausgebildete Pumpen mit einer ungeraden Anzahl von Plungern ausgestattet. Wichtig ist, daß die Pumpe mit hohen Drehzahlen, z.B. 2800 Umdrehungen pro Minute und mehr angetrieben werden kann und daß Antriebsleistungen von beispielsweise 4 bis 5 kW ohne weiteres verwendet werden können, ohne daß sich irgendwelche Temperaturprobleme ergeben.Pumps designed according to the invention are preferably equipped with an odd number of plungers. It is important that the pump at high speeds, e.g. 2800 revolutions per minute and more can be driven and that drive powers of 4 to 5 kW, for example, can be used without any temperature problems.

Der Anschlußflansch des Getriebegehäuses wird vorzugsweise als Wärmetauscher ausgebildet, wozu in diesen Anschlußflansch zumindest ein Kupferrohr eingelegt werden kann. Durch diese Maßnahme wird der Vorteil erreicht, daß vom Antriebsmotor erzeugte Wärme vom Getriebe abgehalten wird.The connection flange of the gear housing is preferably designed as a heat exchanger, for which purpose at least one copper tube can be inserted into this connection flange. This measure has the advantage that heat generated by the drive motor is prevented from the transmission.

Claims (12)

1. Plungerpumpe, bestehend aus mehreren Plungern, die achsparallel zu einer Antriebswelle in gehäusefesten Hülsen geführt und über eine Exzentereinheit betätigt sind, sowie einer mit den Plungern zusammenwirkenden Pumpkammeranordnung,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Plunger (15, 16) und die ihnen zugeordneten Pumpkammern (36) einander unmittelbar benachbart und konzentrisch zur Antriebzwelle (7) sowie zu einem im Pumpenkörper (34) mittig vorgesehenen Saugraum (34) angeordnet sind, und
daß die in einem gemeinsamen, ringförmig ausgebildeten Druckraum (41) mündenden Hochdruckauslässe der Pumpkammern (36) zumindest im wesentlichen radial verlaufen.1. Plunger pump, consisting of several plungers, which are axially parallel to a drive shaft in sleeves fixed to the housing and are actuated via an eccentric unit, and a pump chamber arrangement which interacts with the plungers,
characterized ,
that the plungers (15, 16) and the pump chambers (36) assigned to them are arranged directly adjacent to one another and concentrically to the drive shaft (7) and to a suction chamber (34) provided centrally in the pump body (34), and
that the high-pressure outlets of the pumping chambers (36) opening into a common, annular pressure chamber (41) run at least essentially radially. 2. Plungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die die Plunger (15, 16)antreibende Exzentereinheit aus einem Taumelscheibenantrieb besteht, wobei zwischen Taumelscheibe (9) und Plungern (15, 16) ein Lager (11), insbesondere ein Kugel-, Gleit-, Rollen- oder Nadellager vorgesehen ist, dessen einer Ring (12) mit der Taumelscheibe (9) verbunden ist, während der andere Ring (13) das Betätigungsglied für die unter Federvorspannung an ihm anliegenden Plunger (15, 16) bildet.2. P lung pump according to claim 1, characterized in that the eccentric unit driving the plungers (15, 16) consists of a swash plate drive, a swivel plate (9) and plungers (15, 16) being a bearing (11), in particular a ball , Slide, roller or needle bearing is provided, one ring (12) of which is connected to the swash plate (9), while the other ring (13) forms the actuating element for the plungers (15, 16) which bear against it under spring preload. 3. Plungerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Plunger zweiteilig ausgebildet ist und aus einem antriebsseitig gelegenen metallischen Plungerabschnitt (15) und einem der jeweiligen Pumpkammer (36) zugeordneten keramischen Abschnitt (16) besteht, wobei beide Abschnitte vorzugsweise miteinander verklebt sind und der Querschnitt des metallischen Abschnittes größer ist als der Querschnitt des keramischen Abschnittes.3. P lung pump according to claim 1 or 2, characterized in that each plunger is formed in two parts and consists of a drive-side metallic plunger section (15) and one of the respective pumping chamber (36) associated ceramic section (16), both sections preferably together are glued and the cross section of the metallic section is larger than the cross section of the ceramic section. 4. Plungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der metallische Plungerabschnitt (15) in einer einteilig mit dem Antriebsgehäuse (1) ausgebildeten Hülse (17) und der keramische Plungerabschnitt (16) in wenigstens einer zwischen dem Antriebsgehäuse (1) und dem Pumpenkörper (24) verspannten Hülse (28, 35) geführt ist, wobei im Bereich des metallischen Plungerteils (15) zumindest eine Niederdruckdichtung (18) und im Bereich des keramischen Plungerteils (16) zumindest eine Hochdruckdichtung (29) vorgesehen ist.4. Plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic plunger section (15) in one piece with the drive housing (1) formed sleeve (17) and the ceramic plunger section (16) in at least one between the drive housing (1) and sleeve (28, 35) which is tensioned to the pump body (24), at least one low pressure seal (18) being provided in the area of the metallic plunger part (15) and at least one high pressure seal (29) being provided in the area of the ceramic plunger part (16). 5. Plungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Saugkammer (34) mit einem stirnseitigen, zentrisch angeordneten Sauganschluß (40) versehen ist, und daß dieser Sauganschluß (40) insbesondere in einer Platte (39) mit zugeordnetem Grobfilter ausgebildet ist, welche gegen den Pumpenkörper abgedichtet verspannt ist.5. Plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that the suction chamber (34) with a front, centrally arranged suction Connection (40) is provided, and that this suction connection (40) is in particular formed in a plate (39) with an associated coarse filter, which is clamped sealed against the pump body. 6. Plungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die koaxial zu den Plungern (15, 16) gelegenen Einlaßventile (37) bezüglich des Sauganschlusses (40) jeweils gleichen Abstand besitzen, und daß zwischen dem zentrischen Saugraum (34) und einem die Plunger-Führungshülsen zwischen Pumpenkörper (24) und Gehäuse (1) umgebenden Ringraum (32) kurze Leckage-Rückführkanäle (33) vorgesehen sind.6. Plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that the coaxial to the plungers (15, 16) located inlet valves (37) with respect to the suction port (40) each have the same distance, and that between the central suction chamber (34) and one the plunger guide sleeves between the pump body (24) and the housing (1) surrounding the annular space (32) short leakage return channels (33) are provided. 7. Plungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslaßventile (38) jeweils von außen über Schraubstopfen zugänglich sind und daß die Achsen von Einlaß- und Auslaßventilen (37, 38) jeweils senkrecht zueinander verlaufen.7. Plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet valves (38) are each accessible from the outside via screw plugs and that the axes of the inlet and outlet valves (37, 38) each run perpendicular to one another. 8. Plungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in dem radial innerhalb der Plunger (15, 16) gelegenen Freiraum eine sich ausgehend vom Pumpenkörper (24) bis in die Nähe des Exzenterantriebs erstreckende, insbesondere mit dem zu fördernden Medium beaufschlagte Kühleinrichtung (42) vorgesehen ist.8. Plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the radially inside the plunger (15, 16) located a extending from the pump body (24) to the vicinity of the eccentric drive, in particular acted upon with the medium to be conveyed cooling device (42) is provided. 9. Plungerpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühleinrichtung (42) aus einem Rohr besteht, das im Saugraum (34) des Pumpenkörpers (24) mündet und an seinem gegenüberliegenden Ende im Bereich des Exzenterantriebs geschlossen ausgebildet ist.9. Plunger pump according to claim 8, characterized in that the cooling device (42) consists of a tube which opens into the suction chamber (34) of the pump body (24) and is formed closed at its opposite end in the region of the eccentric drive. 10. Plungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkörper (24) unter Zwischenschaltung der für die Plunger vorgesehenen Hülsenteile mittels mehrerer symmetrisch verteilter Schraubbolzen (23) mit dem Gehäuse (1) verspannt ist.10. Plunger pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump body (24) with the interposition of the sleeve parts provided for the plungers by means of several symmetrically distributed bolts (23) with the housing (1) is clamped. 11. Plungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß im Getriebegehäuse (1) bodenseitig ein magnetischer oder mit einem Magnetelement versehener Lagerverschlußstopfen (22) vorgesehen ist.11. Plunger pump according to claim 1, characterized in that a magnetic or provided with a magnetic element bearing plug (22) is provided in the gear housing (1) on the bottom. 12. Plungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die als Flansch ausgebildete Abschlußwand (3) des Getriebegehäuses als Zu- und Abflußanschlüsse aufweisender Wärmetauscher ausgebildet und insbesondere mit integrierten Kupfer-Rohren versehen ist.12. Plunger pump according to claim 1, characterized in that the end wall (3) of the gear housing, which is designed as a flange, is designed as a heat exchanger having inlet and outlet connections and is in particular provided with integrated copper tubes.
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