DE9213982U1

DE9213982U1 - Wasserverteilung einer Radialkolbenpumpe für Hochdruck-Reinigungsanwendungen

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Publication number: DE9213982U1
Application number: DE9213982U
Authority: DE
Original assignee: Wap Reinigungssysteme & Co 89287 Bellenberg De GmbH
Current assignee: Wap Reinigungssysteme & Co 89287 Bellenberg De GmbH
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2002-10-17

Description

Wasserverteilung einer Radialkolbenpumpe für Hochdruck-Reinigungsanwendungen

Stand der Technik ist eine Wasserverteilung einer Radialkolbenpumpe, wobei man z. B. drei Kolben hat, die gleichmäßig am Umfang verteilt der Pumpe angeordnet sind, die über entsprechende Hochdruckdichtungen (Plungerdichtungen) in zugeordneten Zylindern laufen. Es handelt sich also um eine etwa sternförmig angeordnete Mehrkolben-Pumpenanordnung, wobei es relativ schwierig ist, den am Umfang verteilt angeordneten, radial außen liegenden Ventilanordnungen das Niederdruckwasser zuzuführen, welches von dem einzelnen Kolben verdichtet wird und welches dann wieder zurück in einen gemeinsamen Hochdruckauslaß geführt wird.

Hierbei ist es im übrigen bekannt, das Niederdruckwasser zentral über eine Mittenbohrung des bekannten Wasserverteilers zuzuführen, wobei dann das Niederdruckwasser radial auswärts in den Niederdruckkanälen zu dem jeweiligen Einlaßventil des Ventilblocks der einzelnen Kolben-Zylinderanordnung geführt wird. Hierbei ist es bekannt, daß das Hochdruckwasser von den auswärts liegenden Ventilen radial einwärts strömt und ebenfalls in einer relativ zentral gelegenen Mittenbohrung zusammengefaßt wird, wo es dann einer entsprechenden Hochdruckanwendung zugeführt wird. Selbstverständlich muß die Hochdruckbohrung und die Niederdruckbohrung voneinander getrennt werden.

Ein derartiges Teil ist außerordentlich schwierig herzustellen, weil es winklige Abgänge von dem Hoch- und Niederdruckwasser zu den zugeordneten Ein- und Auslaßventilen im Ventilblock erfordert und im übrigen überlagern sich die Rohrführungen von Niederdruckwasser und Hochdruckwasser übereinander, so daß es bisher bekannt war, dieses Teil als Gußteil in aufwendiger Weise herzustellen.

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Wegen der Überlagerung der Hochdruck- und der Überdruckkanäle und winkligen Abgängen zu den einzelnen Ventilen war es bisher nur möglich, ein derartiges Gußteil mit verlorenem Kern herzustellen, was besonders aufwendig ist. Aufgrund der Verwendung eines verlorenen Kerns konnten Lunkerstellen im Bereich der Hochdruck- und Niederdruckkanäle nicht vermieden werden, was zu einer hohen Ausschußquote eines derartigen, bekannten Wasserverteilers führte.

Nachdem dem Wasser entsprechendes Reinigungsmittel beigemischt wird, welches sowohl im alkalischen als auch im sauren Bereich liegen kann, weil im übrigen mit relativ aggressivem Wasser gearbeitet wird, ist es notwendig, den bekannten Wasserverteiler aus einem einzigen Messingstück zu fertigen, was mit weiteren, hohen Herstellungskosten verbunden ist.

Im übrigen können Ablagerungserscheinungen in den einzelnen Kanälen nicht vermieden werden und das gesamte Teil muß dann ausgewechselt werden, weil die Auswechslung einzelner Kanäle nicht möglich ist.

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wasserverteiler der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei wesentlich geringeren Herstellungskosten eine geringer Ausschußquote erreicht wird und daß auch eine leichte Auswechselbarkeit einzelner Kanäle gegeben ist. Im übrigen soll das Material des Wasserverteilers so wählbar sein, daß er für verschiedene Anwendungszwecke ohne höhere Kosten einsetzbar ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient die technische Lehre des Anspruches 1.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß nun nicht mehr ein Aluminium-Druckgußteil oder ein Grau-Guß mit verlorenem

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Grau-Kern verwendet wird, sondern daß der Wasserverteiler modularart ig aufgebaut ist, wobei von einem mittleren, zentralen Kernstück die Hochdruck- und Niederdruckkanäle in Form von Rohren abgeleitet werden, wobei diese Hoch- und Niederdruckrohre entweder gesteckt, verschraubt, verklebt oder verlötet mit dem Kernstück sind. Damit ergibt sich nun erstmals die Möglichkeit, da/3 man die Kanäle einzeln und separat voneinander auswechseln kann und so zunächst den Wasserverteiler in der Materialwahl des Kernstückes und der verwendeten Rohre so wählen kann, daß er genau dem verwendeten Anwendungszweck bezüglich eines aggressiven Mediums angepaßt werden kann. Verwendet man z. B. hochaggressive Medien, dann wird ein derartiger Wasserverteiler mit Hoch- und Niederdruckrohren aus Messing hergestellt, wobei diese Rohre in einem ebenfalls aus Messing hergestellten Kernstück eingelötet werden.

Verwendet man weniger aggressive Medien, dann reicht es aus, entsprechende Aluminimrohre für die Hoch- und Niederdruckkanäle zu verwenden, wobei das Kernstück ebenfalls aus einem Aluminium-Druckgußteil hergestellt werden kann. Es gibt hierbei mehrere Ausführungsvarianten, wo in einer ersten Ausführungsvariante vorgeschlagen wird, daß die Rohre und das Kernstück aus einem werkstoffeinstückigen Material bestehen, während in einer zweiten Ausführungsvariante es vorgesehen ist, daß die Hochdruck- und Niederdruckrohre lösbar an dem Kernstück befestigbar sind.

Eine derartige Verbindung wäre z. B. eine Gewindeschraubverbindung.

Soweit man einzelne Rohre verwendet, die in einem Kernstück zusammengefaßt werden, ist es im weiteren vorgesehen, daß man diese Rohre mit einem Kunststoffmantel umspritzt, um eine Gehäuseform zu erhalten, die es ermöglicht, den gesamten Wasserverteiler als einheitliches Teil an der Frontseite der

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besagten Hochdruckpumpe einzusetzen und dort zu befestigen.

Bei der Verwendung von niederaggressiven Medien reicht es z. B. aus, die Hoch- und Niederdruckrohre als Edelstahlrohre auszubilden, die in einem entsprechenden, aus Messing gefertigten Kernstück eingesetzt und dort abdichtend befestigt sind.

Es kann beispielsweise aber auch nur vorgesehen sein, die hochdruckseitigen Kanäle als steckbare Rohre auszuführen, während die Niederdruckkanäle als Rohre ausgeführt sind, die werkstoffeinstückig mit dem mittleren Kernteil verbunden sind, d. h. es wird z. B. das Kernstück als Aluminium-Druckgußteil hergestellt, an dem die Niederdruckrohre werkstoffeinstückig angeformt sind. Bei einer solchen Paarung kann der Ventilblock aus Messing hergestellt werden. Es müssen allerdings dann die verwendeten Aluminiumteile behandelt werden, um Korrosionserscheinungen zu vermeiden. Dies kann z. B. durch Anodisierung erfolgen.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich also der wesentliche Vorteil, da/? die einzelnen Rohre separat auswechselbar sind, weil sie gegebenenfalls lösbar in dem mittleren, zentralen Kernstück gefaßt sind. Bei Verschleiß einzelner Kanäle kann daher nur das entsprechende einzelne Rohr ausgetauscht werden, was zu wesentlich geringeren Wartungs- und Reparaturkosten führt.

Weiter ergibt sich der Vorteil, da/3 die Teile kostengünstig hergestellt werden können, da auf ein Druckgußteil mit winklig abgehenden Abgängen verzichtet werden kann, indem nur gerade Rohrteile verwendet werden, die in entsprechenden, oben aufgesetzten und radial außen liegenden Ventilblöcken gefaßt werden.

Im übrigen ergeben sich Vorteile bei der industriellen Fertigung, weil man ausgehend von ein und demselben Kernstück nun

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die Materialwahl für die Hoch- und Niederdruckkanäle dem jeweiligen Anwendungszweck anpassen kann. Verwendet man niederaggressive Medien für eine Hochdruckpumpe, dann reicht es aus, lediglich die Hochdruckkanäle und das Kernteil aus Edelstahl auszuführen, während das Kernstück und die Niederdruckkanäle aus einem Aluminium-Druckgußteil bestehen. Damit besteht im übrigen noch der weitere Vorteil, da/3 man an das Kernstück noch einen Deckel werstoffeinstückig aus einem Mediumdruckguß anschließen kann, der die Radialkolbenpumpe von vorne dichtend abschließt. Dadurch entfällt der separate Pumpendeckel, was weiter zu einer Reduzierung der Herstellungskosten der gesamten Radialkolbenpumpe führt.

Bei der Verwendung von hochaggressiven Medien, insbesondere bei Heißwassergeräten, bei denen die Chemikalie über die Radialkolbenpumpe geführt wird, ist deshalb vorgesehen, den gesamten Wasserverteiler mit dem Kernstück und den zugeordneten Hoch- und Niederdruckrohren aus einem Messingteil oder Edelstahlteil auszubilden.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Schutzansprüche untereinander.

Alle Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Neuerung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.

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Es zeigen:

Figur 1: Schnitt durch eine Radialkolbenpumpe in einer ersten Ausführungsform der Neuerung;

Figur 2: die Stirnansicht mit teilweisem Schnitt durch die Wasserverteilung der Radialkolbenpumpe nach Figur i;

Figur 3: den Schnitt durch einen Wasserverteiler in einer weiteren Ausführungsform;

Figur 4: Schnitt durch die Hochdruckseite des gleichen Wasserverteilers;

Figur 5: eine weitere Variante des Hochdruckteils eines Wasserverteilers;

Figur 6: der Wasserverteiler nach den Figuren 3 und 4; Figur 7: die Draufsicht auf den Pumpendeckel; Figur 8: die Stirnansicht des Pumpendeckels;

Figur 9: eine ähnliche Ausführung wie Figur 2, jedoch ohne Darstellung von Ventilblöcken mit einem Wasserverteiler gemäß Figur 6 und einem Pumpendeckel gemäß Figur 7.

In einer Radialkolbenpumpe ist ein Motor gemäß Figur 1 angeflanscht, der mit seinem Rotor 2 in einem vorderen Hauptlager 3 gelagert ist und werkstoffeinstückig mit einem exzentrischen Zapfen 4 versehen ist, der von einem Gleitring 5 umgeben ist, der mit jeweils einem Kolben 7 der Radialkolbenpumpe zusammen-

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wirk. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden insgesamt 3 Kolben 7 verwendet, die in zugeordneten Zylindern laufen.

Der Gleitring ist mit einem Kolbenschuh 6 verbunden, welcher Kolbenschuh mit einem nicht näher dargestellten Teil verbunden ist, über welches die Kolben gemeinsam angetrieben werden.

Es ist am Kolbenschuh 6 eine Rückplatte 8 vorhanden, über welche die anderen Kolben mitgefaßt sind, um gleichzeitig von dem exzentrischen Zapfen 4 angetrieben zu werden.

Das Pumpengehäuse 9 weist ein Ölbad 18 auf, in dem die Kolben 7 laufen.

Jeder Kolben-Zylinderanordnung ist ein radial außen liegender Ventilblock 10 angeordnet. Nachdem insgesamt 3 Kolben vorhanden sind, sind diese im Winkel von 120° gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet und die Ventilblöcke 10 sind jeweils radial außenliegend auf jeder Kolben-Zylinderanordnung angeflanscht.

Der jeweilige Ventilblock 10 wird über Schrauben 11 mit dem Pumpengehäuse 9 verbunden. Der Kolben 7 läuft im Zylinder in einer oberen Hochdruckdichtung 12 und einer darunterliegenden Niederdruckdichtung 13, wobei radial einwärts eine Öldichtung 15 jeweils vorhanden ist.

Zwischen der Öldichtung 15 und der Niederdruckdichtung 13 ist eine Luftstrecke 16 vorgesehen.

Unten im Pumpengehäuse 9 ist zum Ablaß des Ölbades 18 eine Ölablaßschraube 17 vorgesehen.

Die Stirnseite der Radialkolbenpumpe wird durch einen Wasserverteiler 19 gebildet, der in mehreren Varianten in den nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert wird.

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Der Wasserverteiler 19 besteht im wesentlichen aus einem zentrisch angeordneten Kernstück 29, in welchem die Hoch- und Niederdruckkanäle einlaufen und dort verteilt sind.

In Figur 1 ist dargestellt, da/3 das Rohr 23 als ND-Rohr von dem Ventilblock 10 abgeht, wobei das Rohr 23 einen oberen Einlaß 24 aufweist, der in den Ventilblock 10 mündet. An dem einen Ventilblock 10 befindet sich hierbei (nicht dargestellt) ein Nippel 25, über den das Niederdruckwasser in Pfeilrichtung 26 eingespeist wird und zentral allen Kolben-Zylindereinheiten zugeführt wird. Dieses Niederdruckwasser strömt in Pfeilrichtung 27 durch das Rohr 23 nach unten und gelangt im Wasserverteiler 19 in den Bereich eines Ringkanals 30.

Das Kernstück 2 9 ist hierbei im gezeigten Ausführungsbeispiel als Druckgußteil 20 ausgebildet und bildet gleichzeitig einen hinteren Deckel des Wasserverteiler 19, mit dem dieser die Vorderseite der Radialkolbenpumpe bildet. Es kann daher ein vorderer, stirnseitiger, separater Deckel der Radialkolbenpumpe entfallen, weil dieser durch den Wasserverteiler 19 gebildet ist.

Die Zusammenführung der Hochdruckrohre erfolgt in einem Kernteil 31 im Bereich einer mittleren Druckbohrung 22, in welche die Druckrohraufnahmen 21 der verschiedenen Hochdruckrohre münden.

In Figur 2 ist dargestellt, daß der dort gezeigte Wasserverteiler 19 Hochdruckrohre 32,32',32¹¹ aufweist, welche abdichtend über O-Ringe in einer entsprechenden Bohrung des Wasserverteilers 19 eingesteckt ist und in das Kernteil 31 mündet. Die Niederdruckrohre 23,23',23·· sind hingegen werkstoffeinstückig mit dem Kernstück 29 ausgebildet, welches z. B. aus einem Aluminium-Druckgußteil gebildet sein kann.

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Es ist erkennbar, da/3 das Niederdruckwasser über das obere Rohr 23 in Pfeilrichtung 27 in den umlaufenden Ringkanal 30 mündet und in den Pfeilrichtungen 36 den anderen Niederdruckrohren 23', 23" zugeführt wird.

Umgekehrt führt das Hochdruckwasser über die einzelnen Hochdruckrohre 32, 32·, 32'' radial einwärts zu der mittleren Druckbohrung 22 im Kernteil 31.

Hierbei strömt das Hochdruckwasser von dem jeweiligen Auslaßventil 34 in Pfeilrichtung 38 radial einwärts.

Das Niederdruckwasser gelangt von dem Einlaßventil 3 5 in Pfeilrichtung 27 nach unten in Richtung zu dem Ringkanal 30.

In Figur 3 ist eine Variante des Wasserverteilers 19 gezeigt, wo dargestellt ist, daß der Pumpendeckel 40 und das Kernstück 29 als separate Teile ausgebildet sind, ist.

In Figur 3 ist hierbei die Niederdruckseite des Wasserverteilers 19 dargestellt, während die Figur 4 die Hochdruckseite zeigt. Hierbei ist erkennbar, daß das Hochdruckrohr 32 in einer entsprechenden Bohrung des Kernteiles 31 eingesteckt ist und mündet dann in die Druckbohrung 22. 29.

Das Kernteil 31 ist hierbei von dem Kunststoffmaterial des Gehäuses 39 umspritzt.

Die Figur 5 zeigt eine Variante des Hochdruckteils 41 eines Wasserverteilers 19', wo erkennbar ist, daß die Hochdruckrohre 32, 32', 32·' durch Einlöten in zugeordnete konische oder zylindrische Bohrungen 37 im Kernteil 31 befestigt sind. Das Kernteil 31 ist hierbei aus dem gleichen Material wie die Hochdruck-

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rohre, &zgr;. B. aus einem Messingmaterial gefertigt. Ein derartiges Hochdruckteil 41 wird für hochaggressive Medien verwendet.

Der in der Figur 6 dargestellte Wasserverteiler 19 bildet die Stirnansicht des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Wasserverteilers. Es ist erkennbar, da/3 das Gehäuse 39 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist und die Niederdruckseite (Rohre 23,23',23¹¹J werkstoffeinstückig mit diesem Kunststoffmaterial ausgebildet sind. Diese können jedoch auch ähnlich wie die Hochdruckrohre 32,32',32¹¹ in entsprechende Bohrungen des Kernstücks 29 einsteckbar ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausführungsform sind lediglich die Aufnahmebohrungen für die Rohre (32, 32·,32'',23,23·,23'·) als Ansätze werkstoffeinstückig mit dem Kernstück 29 verbunden.

Die Figur 7 zeigt den Pumpendeckel 40 in Vorderansicht und die Figur 8 in Stirnansicht, während Figur 9 den in den Pumpendeckel 40 eingelegten Wasserverteiler 19 von vorne darstellt.

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Zeichnungslegende

1 Motor

2 Rotor

3 Hauptlager

4 Zapfen

5 Gleitring

6 Kolbenschuh

7 Kolben

8 Rückplatte

9 Pumpengehäuse

10 Ventilblock

11 Schraube

12 HD-Dichtung

13 ND-Dichtung

15 Öldichtung

16 Luftstrecke

17 Ölablaßschraube

18 Ölbad

19 Wasserveteiler

20 Druckgußteil

21 Druckrohraufnahme 2 2 Druckbohrung

23 ND-Rohr 23', 23· ·

24 Einlaß

25 Nippel

26 Pfeilrichtung

27 Pfeilrichtung

28 Steuerventil

29 Kernstück

30 Ringkanal

31 Kernteil

32 HD-Rohr 32', 32··

33 HD-Bohrung

34 Auslaß-Ventil

35 Einlaß-Ventil

36 Pfeilrichtung

37 konische Bohrung

38 Pfeilrichtung

39 Gehäuse

40 Pumpendeckel

41 Hochdruckteil

Claims

Anmelder: WAP Reinigungssysteme GmbH & Co. Guido-Oberdorfer-Str. 2-8, 7919 Beilenberg Schutzansprüche

1. Wasserverteiler mit

- Niederdruckleitungen, welche in radialer Richtung zu einem zentralen Kernstück zusammenlaufen, wobei diese jeweils mit einem gemeinsamen Sammelbehälter verbunden sind; und

- Hochdruckleitungen, welche radial zu dem Kernstück verlaufen und deren Enden in einen zentralen Hochdruckauslaß münden,

dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserverteiler modularen Aufbau hat, wobei mindestens die Hochdruckleitungen (32,32 ·,32'■) jeweils einzeln einsteckbar mit dem Kernstück (29) verbunden sind.

2. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

Telex:

5 43 74 (patent-d) Telegramm -Adresse:

patri-llndau

Bankkonten:

Postscheckkonto München AJ 4 £«8-(BLZ 70010080)

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zeichnet, da/3 die Niederdruckleitungen (23,23',23¹¹J zusammen mit dem Ringkanal (30) einstückig als das Kernstück (29) ausgebildet sind.

3. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Niederdruckleitungen (23,23',23¹¹J einsteckbar mit dem Kernstück (29) verbunden sind.

4. Verteiler nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserverteiler jeweils drei Hochdruckleitungen (32) und drei Niederdruckleitungen (23) aufweist.

5. Verteiler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kernstück (29) ein im wesentlichen zentrisch angeordnetes Kernteil (31) ausgebildet ist, in das die Hochdruckleitungen (32,32',32¹¹J münden.

6. Verteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da/3 das Kernteil (31) fest mit dem Kernstück (29) verbunden ist.

7. Verteiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da/3 das Kernteil (31) eine Druckbohrung (22) aufweist, die den Hochdruckausla/3 bildet.

8. Verteiler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da/3 mindestens die Hochdruckleitungen (32,32', 32") aus korrosionsbeständigem Material, wie z.B. Kupfer, Edelstahl oder deren Legierungen bestehen.

9. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Hochdruckleitungen (32,32',32¹¹J mittels Schraubverbindung mit dem Kernteil (31) verbunden sind.

10. Verteiler nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß an das Kernstück (29) werkstoffeinstückig ein Pumpendeckel (40) anschließt, der als Abdeckung des Radialpumpengehäuses (9) dient.

11. Verteiler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernteil (31) mindestens teilweise mit Kunststoff umspritzt ist.

12. Verteiler nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Hochdruckleitungen (32) zumindest teilweise mit einem Kunststoffmantel umspritzt sind.

13 Verteiler nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckleitungen (23, 23·,23··) und das Kernstück (29) für das Niederdruckwasser aus einem einstückigen Kunststoffteil besteht, welches das Kernteil (31) und die Hochdruckleitungen (32,32 · ,32 ■ ·) mindestens teilweise umfaßt.

14. Verteiler nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß in das zentrale Kernteil (31) korrosionsbeständige HD-Rohre gesteckt sind, die über O-Ringe im zentralen Kernstück (31) abgedichtet sind.

15. Verteiler nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckleitungen (32), 32·,32··) in einem Kernstück (29) eingesteckt sind und unlösbar mit diesem Teil verbunden sind und daß das so definierte Hochdruckteil (41) mit Kunststoff umspritzt ist.