DE2334000A1 - High pressure plunger type water pump - has oil loaded reservoir to give pulsation free output - Google Patents

High pressure plunger type water pump - has oil loaded reservoir to give pulsation free output

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DE2334000A1 DE19732334000 DE2334000A DE2334000A1 DE 2334000 A1 DE2334000 A1 DE 2334000A1 DE 19732334000 DE19732334000 DE 19732334000 DE 2334000 A DE2334000 A DE 2334000A DE 2334000 A1 DE2334000 A1 DE 2334000A1
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Abstract

A medium pressure oil pump feeds oil through a change-over valve to the cylinder of a double acting reciprocating hydraulic motor. Each end of the motor piston is extended as a plunger of a pump. On the discharge stroke water flows out to the delivery and also into a reservoir which contains a plunger attached to a piston in an oil cylinder. The piston is spring loaded and the cylinder is connected to the discharge of the oil pump so that when the oil pump piston is at top or bottom dead centre the reservoir piston forces water out of the reservoir into the delivery line.

Description

Reinhard Kucharzyk 407 Rheydt, den 28.Juni 1973Reinhard Kucharzyk 407 Rheydt, June 28, 1973

Sebastianstr. 21Sebastianstrasse 21st

Be SchreibungDescription

Hydrostatische Kolbenpumpe zur Druckübersetzung.Hydrostatic piston pump for pressure transmission.

Pur Druckwasser-Reinigungsanlagen, mit Betriebsdrücken zwi = sehen 80 und 500 bar und Fördermengen bis über 100 dm /min, werden kostspielige 'fauchkolbenpumpen verwendet. Das gleiche gilt für hydrostatische Pressen, die mit Druckwasser betrie= ben werden.Pur pressurized water cleaning systems, with operating pressures between = see 80 and 500 bar and flow rates up to over 100 dm / min, expensive 'rotten piston pumps are used. The same applies to hydrostatic presses that operate with pressurized water be practiced.

Die Geräuschfrage ist hierbei durch Verwendung geringer An= triebsdrehzahlen und Rückschlagventilsteuerung kein Problem.The question of noise is not a problem here, thanks to the use of low drive speeds and check valve control.

Anders ist es bei ö!hydraulischen Hochdruckpumpen, die aus Preisgründen mit hohen ßetriebsdrehzahlen und Betriebs= drücken bis über 350 bar vorwiegend für hydrostatische Pressen eingesetzt werden.It is different with ö! Hydraulic high-pressure pumps that operate from Price reasons with high operating speeds and operating pressures up to over 350 bar, mainly for hydrostatic ones Presses are used.

Hier ist die Geräuschfrage ein Problem, das kostspielige Sekundärmaßnahmen zur Gräuschminderung erforderlich machen kann, da eine Geräuschminderung der dafür verwendeten Kolben= pumpen noch Schwierigkeiten bereitet.Here the noise issue is a problem that requires costly secondary measures to reduce noise can, since a reduction in the noise of the piston pumps used for this purpose still causes difficulties.

Dagegen sind Schraubenspindelpumpen, i^lügeIzeilenpumpen oder Sonder-Zahnringpumpen auf dem Markt, die bei Betriebsdrücken von 80 bis 200 bar keine nennenswerten Geräusche verursachen.On the other hand, there are screw pumps, inline pumps or Special gerotor pumps on the market that do not cause any noticeable noise at operating pressures of 80 to 200 bar.

Die Herabsetzung der Gestehungskosten für Druckwasseriärzeugungsanlagen (Druckwasserpumpen) bei gleicher tech= nischer Vollkommenheit und die Herabsetzung der Geräusche von Hochdrucköl-Erzeugungsanlagen (Hochdruckölpumpen) soll Gegenstand nachstehend beschriebener Erfindung sein. Dabei werden Druckwasser-Erzeugungsanlagen dadurch aufgewer= tet, weil die druckwasserseitige Druck- Fluß- und Mengen= steuerung mit bewährten Geräten im Druckölkreislauf erfolgenThe reduction of the prime costs for pressurized water generation plants (Pressurized water pumps) with the same technical perfection and the reduction in noise of high pressure oil generating plants (high pressure oil pumps) should be the subject of the invention described below. In this case, pressurized water generation systems are upgraded because the pressurized water side pressure, flow and quantity = control with proven devices in the pressure oil circuit

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/»OO4UUU Beschreibung - 2 -/ »OO4UUU Description - 2 -

.Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein ungleichförmiger Medium-Förderstrom, der durch Tauchkolben= pumpen entsteht, die von mindestens einem GIe ichlauf-Druck= öl-Liniarmotor angetrieben werden, durch Einsatz mindestens eines Medium-Ausgleichzylinders in einen verhältnismäßig gleichförmigen Medium-Ji1Or der strom umgewandelt wird. Dabei ist das Flächenverhältnis jeder Tauchkolben-Stirnfläche zur zugehörenden Kolben-Kolbenstangen-Ringfläche des Gleich= lauf-Drucköl-Liniarmotores das gleiche, wie im Medium-Aus= gleichzylinder zwischen der wirksamen Fläche am Mediuman= Schluß zur wirksamen Fläche am Druckölanschluß und bestimmt so das Druck-UberSetzungsverhältnis vom antreibenden Druck= öl zum gepumpten (flüssigen oder gasförmigen) Medium.According to the invention, this object is achieved in that a non-uniform medium delivery flow, which is created by plunger pumps that are driven by at least one constant pressure = oil linear motor, by using at least one medium compensation cylinder in a relatively uniform medium- Ji 1 Or the electricity is converted. The area ratio of each plunger piston face to the associated piston piston rod ring area of the constant-flow pressure oil linear motor is the same as in the medium balance cylinder between the effective area at the medium connection to the effective area at the pressure oil connection and thus determines that Pressure-transformation ratio of the driving pressure = oil to the pumped (liquid or gaseous) medium.

Der Antrieb dieser so gebildeten hydrostatischen Kolbenpumpe zur Druckübersetzung erfolgt stets von einer Druekölpumpe bekannter Bauart, deren gefördertes Drucköl dauernd am Druckölanschluü des Medium-Ausgleichzylinders wirkt und zum Antrieb des DruckÖl-Liniarmotores dient.The drive of this hydrostatic piston pump formed in this way for pressure transmission is always carried out by a pressure oil pump known design, the pressure oil of which acts continuously on the pressure oil connection of the medium compensation cylinder and serves to drive the pressure oil linear motor.

Die Gleichförmigkeit des Medium-Mörderstromes und des Druckes wird vom Federelement bestimmt, das im Medium-Ausgleichzylin= der gegen die wirksame Fläche des Druckölanschlusses wirkt und somit dafür sorgt, daß der Medium-Ausgleichzylinder immer funktionsfähig bleibt.The uniformity of the medium flow and pressure is determined by the spring element, which is in the medium compensation cylinder = which acts against the effective area of the pressure oil connection and thus ensures that the medium compensation cylinder always remains functional.

Das Medium kann aus Ol, Wasser oder sonstigen flüssigen oder gasförmigen Stoffen bestehen.The medium can consist of oil, water or other liquid or gaseous substances.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in zwei Ausführungen beschrieben.The invention is described in two embodiments with reference to the drawings.

Dabei zeigen die- Zeichnungen*The drawings *

Fig. 1 ein Hydraulikschema für eine hydrostatische Kolben= pumpe zur Druckübersetzung, zum Pumpen von Wasser oder sonstigen flüssigen oder gasförmigen Medien.Fig. 1 shows a hydraulic scheme for a hydrostatic piston = pump for pressure transmission, for pumping water or other liquid or gaseous media.

Fig. 2 ein Hydraulikschema für eine hydrostatische Kolben= pumpe zur Druckübersetzung, zum Pumpen von Hydrauliköl2 shows a hydraulic diagram for a hydrostatic piston pump for pressure transmission, for pumping hydraulic oil

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Beschreibung - 3 - Description - 3 -

Die im Hydraulikschema in Jj'ig. 1 dargestellte hydrostatische Kolbenpumpe zur DruckiiberSetzung besteht aus den bezeichneten Geräten "4" bis "16" und dient vorwiegend zum Pumpen von Wasser mit Drücken bis über 500 bar.The ones in the hydraulic scheme in Jj'ig. 1 illustrated hydrostatic Piston pump for pressure transfer consists of the designated Devices "4" to "16" and is mainly used for pumping water with pressures up to over 500 bar.

Angetrieben wird sie von der Druckölpumpe "2" bekannter Bau= art, deren Druckbegrenzung durch das Druckbegrenzungsventil "3" erfolgt, iiin Ölbehälter "1" dient zur Versorgung der Druckölpumpe "2" mit Hydrauliköl und zur Aufnahme des zurück= fließenden Hydrauliköles.It is driven by the pressure oil pump "2" of known design, the pressure of which is limited by the pressure relief valve "3" takes place, iiin oil tank "1" is used to supply the Pressure oil pump "2" with hydraulic oil and to take up the hydraulic oil flowing back.

Die if*unktion dieser hydrostatischen Kolbenpumpe zur Druck= übersetzung nach Fig. 1 ist im Einzelnen folgende» Von der Druckölpumpe "2" gefördertes Drucköl wird vom Wechselventil "4" so umgesteuert, daß Kolben mit Kolbenstange "6" im GIeichlauf-Ürucköl-Liniarmoter "5" Dauerhubbewegungen mit den angekoppelten Tauchkolben "7" in den Tauchzylindern "8" aus= fühern und so wechselseitig Wasser aus dem Wasserbehälter "16" durch die Saugventile "9" in die Tauch*ylinder "8" sau= gen und durch die Rückschlagventile "10" als Druckwasser pumpen..The function of this hydrostatic piston pump for pressure = Translation according to Fig. 1 is in detail the following » Pressure oil delivered by pressure oil pump "2" is reversed by shuttle valve "4" so that piston with piston rod "6" is in the GIeichlauf-Ürucköl-Liniarmoter "5" continuous stroke movements with the The connected plunger piston "7" in the plunger cylinder "8" and so alternately water from the water tank "16" through the suction valves "9" into the diving cylinder "8" sau = and through the check valves "10" as pressurized water ..

Die kurzzeitige Unterbrechung des Druckölflusses und Druck= wasserflusses beim jeweiligen Umsteuern das Wechselventiles "4" wird dadurch vermieden, daß in dieser Zeit das Drucköl am Anschluß"P1" vom Medium-Ausgleichzylinder "11" bei gleichzeitigem Spannen des Perderelmentes "12" aufgenommen und gleichzeitig Druckwasser am Anschluß "M" im Tauchzylinder "15" abgegeben wird, um unmittelbar nach dem Umsteuervorgang durch das gespannte PeÄerelement "12" im Medium-Ausgleich= zylinder "11" die Funktionen so umzukehren, daß Drucköl aus dem Anschluß "P1" abgegeben und Druckwasser am Anschluß "M" im Tauchzylinder "15" aufgenommen wird.The brief interruption of the pressure oil flow and pressure = water flow when the changeover valve is reversed "4" is avoided by the fact that during this time the pressure oil at connection "P1" of the medium compensation cylinder "11" at the same time Tensioning the Perderelmentes "12" added and at the same time pressurized water is released at connection "M" in the immersion cylinder "15" to immediately after the reversal process through the tensioned PeÄerelement "12" in the medium balance = cylinder "11" to reverse the functions so that pressurized oil is released from port "P1" and pressurized water is released from port "M" is received in the immersion cylinder "15".

Dabei erfcigen die Übertragung der Druckkräfte (hydrosta= tischen) durch Kolben mit Kolbenstange "13" mit angekuppel= tem Tauchkolben "14", die Bestimmung des Druck-übersetzungs= VerhältnissesThe transfer of the pressure forces (hydrosta = tables) by piston with piston rod "13" with coupled plunger piston "14", determining the pressure ratio = Relationship

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Beschreibung - 4 - Description - 4 -

durch das Verhältnis der Flächen "Fm" zu "Fö" und die Gleich= förinigkeit des Förderdruckes und Förderflusses von der ISlas= tizität des Feder element es "12".by the ratio of the areas "Fm" to "Fö" and the equals = förinigkeit of the delivery pressure and delivery flow from the ISlas = ticity of the spring element is "12".

Die im Hydraulikschema in Pig. 2 dargestellte hydrostatische Kolbenpumpe zur Drucki&ersetzung besteht aus den bezeichneten Geräten "17" bis "26" und dient vorwiegend zur Umwandlung eines Dr uckö'l-F or der stromes in einen Hochdrucköl-Pörderstrom, so daß ein Drucköl-Pörderstrom. der Druckölpumpe "2" und ein zusätzlicher Hochdrucköl-Förderstrom bis über 500 bar zur Verfügung steht.The ones in the hydraulic scheme in Pig. 2 illustrated hydrostatic piston pump for pressure replacement consists of the designated Devices "17" to "26" and is mainly used for conversion a pressure oil flow into a high pressure oil flow, so that a pressure oil delivery stream. the pressure oil pump "2" and an additional high pressure oil delivery flow up to over 500 bar for Available.

Angetrieben wird sie von der Druckölpumpe "2" bekannter Bau= art, deren Druc-kbegrenzung durch das Druckbegrenzungsventil "3" erfolgt, .din Ölbehälter "1" dient zur Versorgung der Druckölpumpe "2", sowie der hydrostatischen Kolbenpumpe zur Druckübersetzung mit Hydrauliköl und zur Aufnahme des zurück=- fließenden Hydrauliköles.It is driven by the pressure oil pump "2" of known design, the pressure of which is limited by the pressure relief valve "3" takes place, .din oil tank "1" is used to supply the Pressure oil pump "2", as well as the hydrostatic piston pump for pressure intensification with hydraulic oil and for taking up the back = - flowing hydraulic oil.

Die Punktion dieser hydrostatischen Kolbenpumpe zur Druck= übersetzung nach Pig. 2 ist im Einzelnen folgende» Von der Druckölpumpe "2" gefordertes Druckol wird vom Wech= selventil "4" so umgesteuert, daß Kolben mit Kolbenstange "18" im Gleichlauf-Drucköl-Liniarmotor "17" Dauerhubbewe= gungen ausführen, die von den Kolbenstangen "18" auch als Tauchkolben in den Tauchzylindern "21" ausgeführt werden. Dadurch wird wechselseitig von der beaufschlagten Kolben= ringfläche "Fö" im Gleichlauf-Drucköl-Liniarmotor "17" Druck= öl von der Druckölpumpe "2" durch die Bohrungen "19"t die Rückschlagventile "20" in die Tauchzylinder "21" und von dort durch die Rückschlagventile "22" zum Verbraucher "P2" als Hochdrucköl-Förderstrom geleitet.The puncture of this hydrostatic piston pump for pressure = translation after Pig. 2 is the following in detail: The pressure oil required by the pressure oil pump "2" is given by the exchange = selventil "4" reversed so that piston with piston rod "18" in the synchronous pressure oil linear motor "17" continuous stroke = Execute operations that are carried out by the piston rods "18" also as plungers in the plunger cylinders "21". This is alternately of the acted upon piston = ring surface "Fö" in the synchronous pressure oil linear motor "17" pressure = oil from the pressure oil pump "2" through the bores "19" t the check valves "20" into the submersible cylinder "21" and from there passed through the check valves "22" to consumer "P2" as a high-pressure oil delivery stream.

Die kurzzeitige Unterbrechung des Druckölflusses und Hoch= druckölflusses beim jeweiligen Umsteuern des Wechselventiles "4" wird dadurch vermieden, daß in dieser Zeit Drucköl amThe brief interruption of the pressure oil flow and high = pressure oil flow when reversing the changeover valve "4" is avoided by the fact that during this time pressure oil on

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BADORlGiNAL COPYBADORlGiNAL COPY

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Beschreibung - 5 - Description - 5 -

Anschluß "P1" vom Medium-Ausgleichzylinder "23" bei gleich= zeitigem Spannen des Federelementes "24" aufgenommen und gleichzeitig Hochdrucköl am Anschluß "M" vom Tauchzylinder "26" abgegeben wird, um unmittelbar nach dem Umsteuervorgang durch das gespannte federelement "24" im Medium-Ausgleich= zylinder "23" die Funktionen so umzukehren, daß Drucköl aus dem Anschluß "P1" abgegeben und Hochdrucköl am Anschluß "M" vom "Pauchzylinder "26" aufgenommen wird.Connection "P1" from the medium compensation cylinder "23" at = early tensioning of the spring element "24" and at the same time high pressure oil at the connection "M" of the immersion cylinder "26" is given to immediately after the reversal process by the tensioned spring element "24" in the medium balance = cylinder "23" to reverse the functions so that pressure oil is out the connection "P1" and high pressure oil is taken up at the connection "M" of the "Pauch cylinder" 26 ".

Dabei erfolgen die Übertragung der hydrostatischen Druck= kräfte durch Kolben ait Kolbenstange "25" , die Bestimmung des Druck-Übersetzungsverhältnisses durch das Verhältnis der Flächen "Fm" und "Fö" zu "Fm" und die Gleichförmigkeit des Förderflusses und Förderdruckes von der iälasfcizität des Federelementes "24".The transmission of the hydrostatic pressure = forces through piston ait piston rod "25", the determination of the pressure transmission ratio by the ratio of the areas "Fm" and "Fö" to "Fm" and the uniformity of the delivery flow and delivery pressure of the älasfcizität of the Spring element "24".

Da bei Zylindern, die mit Wechselventilen gesteuert wurden, schon 600 Kolben-Doppelhübe in der Minute gemessen wurden, sind Hubfrequenzen von 300 Doppelhüben in der Minute für die Gleichlauf-Drucköl-Liniarmotoren "5" oder "17" beim derzei= tigen technischen Stand durchaus realisierbar.Since 600 double piston strokes per minute have already been measured on cylinders controlled by shuttle valves, are stroke frequencies of 300 double strokes per minute for the synchronous pressure oil linear motors "5" or "17" with the derzei = state of the art is definitely feasible.

-Patentansprüche --Patent claims -

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Claims (11)

PatentansprücheClaims Hydrostatische Kolbenpumpe zur j)ruc küber Setzung, die durch Verwendung von Hydrostatischen Liniarmotoren mit angekoppelten Tauchkolbenpumpen bestehend, einen ungleich= förmigen Medium-iförderstrom liefert» dadurch gekennze ichne t » daß durch Verwendung aiin= destens eines ...ediuin-Ausgleichzylinders (11 und 23) mit Federelementen (12 und 24; , die auf Kolben mit Kolben= stange (13und 2 5) wirken, ein verhältnismäßig gleich= för\aiger medium-i^örderstrom entsteht, dessen Oleichför= migkeit von der Elastizität der Federeleiaente (12 und 24) bestimmt wird.Hydrostatic piston pump for j) back transmission, which, by using hydrostatic linear motors with coupled plunger pumps, delivers an unevenly shaped medium delivery flow »characterized by the fact that by using at least one ... ediuin compensating cylinder (11 and 23) with spring elements (12 and 24; which act on piston with piston rod (13 and 2 5) , a relatively uniform medium flow is created, the shape of which depends on the elasticity of the spring elements (12 and 24) is determined. 2. Hydrostatische Kolbenpumpe ^ur Drucküüersetzung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die Ajderele = mente (12 und 24) mechanische Federelemente oder gas= föriaige Federe leaiente sein können.2. Hydrostatic piston pump for pressure transfer Claim 1 »characterized in that the Ajderele = elements (12 and 24) mechanical spring elements or gas = föriaige Federe leaiente can be. 3. Hydrostatische Kolbenpumpe zur .Druckübersetzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im i«Iediuia-Ausgleichzylinder (11 J an die Kolbenstangen (13) Tauchkolben (14; angekuppelt sind, die abgedichtet in Tauchzylinder (15) hineinragen.3. Hydrostatic piston pump for .pressure intensification according to Claims 1 and 2, characterized in that in the i'ediuia compensating cylinder (11J on the piston rods (13) Plungers (14; are coupled, which protrude in a sealed manner into the plunger cylinder (15). 4. Hydrostatische Kolbenpumpe zur üruckübersetzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet * daß im lvIedium-Ausgleichzylinder (23) die Kolbenstangen (25) als Tauchkolben dienen, die in die Tauchzylinder (26) hineinragen.4. Hydrostatic piston pump for translation back Claims 1 and 2, characterized in that the piston rods (25) in the medium compensating cylinder (23) serve as plungers which protrude into the plunger cylinder (26). 5. Hydrostatische Kolbenpumpe zur Druckübersetzurig nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Drucköl der i>ruckö!pumpe (2) auch als Fullöl fur die i'auchzylinder (21) dient, so die flächen (Fm) der Tauchkolben (1Ö) zur Drucküberaetzung iftitbcjnutzt und deshalo die Pump-Geräuschbildung stark mixidert»5. Hydrostatic piston pump for pressure transmission according to Claims 1 to 4, characterized in that the driving pressure oil of the pressure oil pump (2) is also used as a Filling oil is used for the auxiliary cylinder (21), so the surfaces (Fm) of the plunger (1Ö) for overpressurization iftitbcj uses and deshalo the pumping noise strongly mixed » - 2 409884/0188 - 2 409884/0188 233Λ000233,000 PatentansprücheClaims 6. Hydrostatische Kolbenpumpe zur Druckübersetzung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle Zylinderbohrungen in ein Grundgehalte eingebracht sind und alle anderen Teile und Geräte daran in Kompaktbauweise montiert sind.6. Hydrostatic piston pump for pressure intensification according to Claims 1 to 5 »characterized in that all cylinder bores are introduced into a basic content and all other parts and devices are compactly mounted on it. 7. Hydrostatische Kolbenpumpe zur Druckübersetzung nach Anspruch 1 bis 6t dadurch gekennzeichnet, daß zum Massenausgleich mehrere Geräte gleichzeitig mit gegen= läufigen Bewegungen arbeiten.7. Hydrostatic piston pump for pressure transmission according to claim 1 to 6 t, characterized in that several devices work simultaneously with counter-current movements for mass balancing. 8. Hydrostatische Kolbenpumpe zur Drucküborsetzung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an der Kolbenstange (6 und 25) im Medium-Ausgleichzylinder (11 und 23) mindestens eine hydrau= lische Dämpfun^seinrichtung besitzen kann.8. Hydrostatic piston pump for pressure transmission according to Claims 1 to 7, characterized in that the piston on the piston rod (6 and 25) in the medium compensation cylinder (11 and 23) can have at least one hydraulic damping device. 9. Hydrostatische Kolbenpumpe zur DruciToersetzung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch stufenlose Mengenregelung, Druckregelung, opeicherung und liruckbegrenzung oder Abschaltung des gepumpten Mediums, wi«j Druckwasser oder Hochdrucköl, durch Einsatz einer entsprecifnd regelbaren Druckölpumpe (2) oder sonst bekannten hydraulischen Geräte im antrei= benden Druckölkreislauf erfolgen kann.9. Hydrostatic piston pump for pressure decomposition Claims 1 to 8, characterized in that stepless quantity regulation, pressure regulation, storage and pressure limitation or shutdown of the pumped medium, such as pressurized water or high-pressure oil Use of an appropriately controllable pressure oil pump (2) or other known hydraulic devices in the driving pressure oil circuit. 10. Hydrostatische Kolbenpumpe zur Druckübersetzung nach Anspruch 1 bis 3 und 6 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß/das zu pumpende Medium flüssig oder gasförmig sein kann, wozu auch Luft und Farbe gehört.10. Hydrostatic piston pump for pressure intensification according to Claims 1 to 3 and 6 to 9 »characterized in that / the medium to be pumped can be liquid or gaseous can, which also includes air and color. 11. Hydrostatische Kolbenpumpe zur Druckübersetzung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch bekannte, regelbare Hubbegrenzungen der Tauchkolben (7 oder 1öJ diese Pumpe als Dosier, u»f.; eingesetzt werden kann.11. Hydrostatic piston pump for pressure transmission according to claim 1 to 10, characterized in that by known, adjustable stroke limitation of the plunger (7 or 10J this pump is used as a metering, etc.) can be. LeerseiteBlank page
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