DE1728247A1

DE1728247A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE1728247A1
Application number: DE19681728247
Authority: DE
Inventors: Brownell David A
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-09-20
Filing date: 1968-09-18
Publication date: 1972-04-20
Also published as: GB1242143A; US3460480A

Description

Dr. A. M^nfcel DipUng. W. Dahlke Patentanwälte

Refraih bei Köln . ₂b. Juni 1970

Frankenforst 137

Wa/Ό

P 17 2ö 247.2-15

David A. Brownell Ferndale, Michigan (V.St.A.)

" Pumpe "

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Gehäuse mit einer länglichen Kammer, einem Läufer mit Radialschlitzen, in den Schlitzen sitzenden Lamellen zum pumpenden Zusammenwirken mit den Wänden der Kammer, den Läufer und die Lamellen drehbar lagernden Mitteln zum gemeinsamen axialen Bewegen des Läufers und der Lamellen und axial festliegenden Dichtmitteln, die in dem Gehäuse drehbar gelagert sind und einen inneren Mutter-NeU9 Unteriagon (Art. 7 § I Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderunflifle·. v. 4.9.1987) ρ

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teil umfassen, der zur Drehung mit dem Läufer und den Lamellen um sie herum angeordnet ist, derart, daß die Pumpleistung mit der axialen Bewegung des Läufers und der Lamellen gegenüber den Dichtmitteln geändert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Pumpe mit einem Gehäuse mit einer länglichen Kammer,.die mindestens eine im Querschnitt liegende Auflaufpartie hat, einem Läufer mit Radialschlitzen, in den Schlitzen sitzenden Lamellen zum pumpenden Zusammenwirken mit den Wänden der Kammer, den Läufer und die Lamellen zum gemeinsamen axialen Bewegen des Läufers und der Lamellen drehbar lagernden Mittel mit einem mit dem Läufer bewegbaren Kolben,der an die langgestreckte Kammer angepaßt ist und gleitbar in ihr sitzt, und axial festliegenden Dichtmitteln, die in dem Gehäuse drehbar gelagert sind und zur Drehung mit dem Läufer und den Lamellen um den Läufer und die Lamellen herum angeordnet sind, derart, daß die Pumpleistung mit der axialen Bewegung des Läufers und der Lamellen gegenüber den Dichtmitteln geändert wird, wobei der Kolben dichtend am Läufer angreift und an einem ersten Ende der Lamellen anliegt und dabei eine Pumpkammer zwischen den Dicht mitteln und dem Kolben bildet, wobei des Gehäuse Eintritts- und Austrittskanäle umfaßt, die mit der langgestreckten Kammer an den Dichtmitteln in Verbindung stehen, und wobei der Läufer zwischen einer maximalen Pumpstellung, in der der Kolben im axialen A bstand von den Dichtmitteln liegt, und einer minimalen Pumpstellung axial bewegbar ist, in der der Kolben an den Dichtmitteln sitzt.

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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer verbesserten Lamellenpumpe, die relativ einfach in ihrem Aufbau, preiswert herzustellen, leicht zu montieren und zu betreiben, kompakt, wirksam und dauerhaft im Einsatz ist.

ferner bezweckt die Erfindung die üchaifung einer Lamellenpumpe, wobei die Lamellen in Schlitzen in der Nabe eines Läufers angeordnet sind, die beide durch eine axial arretierte drehbare Manschette verschiebbar sind, die Lamellen und die Nabe des Läufers berührt um damit die Förderleistung der Pumpe zu variieren.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß von den Lamellen unabhängige iiittel zur Verbindung der Peripherie des Läufers mit dem Mutterteil der Dichtmittel zur Verhinderung einer Reiativdrehung zwischen ihnen unter Zulassung einer relativen Axialbewegung zwischen ihnen, vorhanden sind. Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist vorgesehen, daß der Kolben Ausnehmungen zur Bildung einer Druckmittelverbindung zwischen der Pumpkainmer und den Eintritts- und Austrittskammern bei axialer Anordnung des Kolbens in unmittelbarer Nähe der Dichtmittel umfaßt.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

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ffig. 1 ein Schnitt in Längsrichtung durch ein be-

■ vorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, in der die !'eile der Pumpe in der Stellung höchster Pumpleistung gezeigt sind,

l^flig. 2 ein der Darstellung in Pig. 1 ähnlicher

Schnitt im verkleinerten Maßstab, bei der die 'i'eile der Pumpe in der Stellung kleinster Pumpleistung gezeigt sind,

Fig. 3 eine .einzelheit im Schnitt in i^uerricütung im kleineren Maßstab im wesentlichen an der Linie 3-3 der I'ig. 1 ,

Fig. 4 ein Schnitt im kleineren Maßstab im wesentlichen an der Linie 4-4 der Fig. 1 und

Fig. 5 ein Schnitt im kleineren Maßstab im wesentlichen an der Linie 5-5 der Fig. 1

BAD OR/G/MAL

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Die Pumpe 1o umfaßt ein Gehäuse 12 mit einer länglichen Kammer 14. ferner umfaßt die Pumpe einen läufer 16 mit radialen Schlitzen 18. Lamellen 2o sitzen in den Schlitzen 18, um pumpend mit den wänden der länglichen Kammer 14 zusammenzuwirken. Ferner ist eine Anordnung vorgesehen, die einen Kolben 22 und eine Welle 24 umfaßt, um den Laufer 16 und die Lamellen 2o drehbar zu lagern und um den Läufer und die Lamellen 2o gemeinsam axial zu bewegen. Jiiine axiale arretierte Abdichtung, die die Manschette 26 umfaßt, ist in dem Gehäuse 12 drehbar gelagert und umschließt den Läufe.r 16 und die Lamellen 2o zur Drehung mit ihnen. Die Pumpleistung der Pumpe wird damit also mit axialen "Wandern des Läufer 16 und der Lamellen2orelativ zur Manschette 26 variiert, d.h. das Volumen der Pumpkammer zwischen dem Kolben 22 und der Manschette 26 wird variiert.

Die längliche Kammer 14 (Mg. :>) hat zwei Ausbauchungen, so daß sie im Querschnitt im wesentlichen elliptisch ist. Der Kolben 22 ist mit dem Läufer 16 bewegbar und entspricht in seiner Form der länglichen Kammer 14, in der er verschiebbar angeordnet ist. Eine Dichtung oder ein 0-iiing 28 sitzt auf dem Kolben 22 und sorgt für eine Abdichtung zwischen

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dem Kolben 22 und den Wänden der länglichen Kammer 14. Der>ip Kolben 22 befindet sich in dichtender Anlage an dem Läufer 16 und liegt an einem ersten Ende der Lamellen 2o an. Die Pumpkammer wird damit also zwischen der Manschette 26 und dem Kolben 22 gebildet. Die Pumpkammer ist in Jj¹Ig. in der Stellung größten Volumens gezeigt, während die Pumpkammer in Fig. 2 in der Stellung ohne Yolumen gezeigt ist, bei der sich der Kolben 22 in Anlage an der Manschette 26 befindet. Der Läufer 16 ist also zwischen einer Stellung größter Pumpleistung, bei der der Kolben im axialen Abstand von der ivianschette 26 liegt, (u'ig.1) und einer Stellung kleinster Pumpleistung axial verschiebbar, bei der der Kolben 22 an der Manschette 26 anstößt, wie das in Fig. 2 dargestellt ist.

Das Gehäuse 12 hat Eintrittskanäle 3o und Austrittskanäle 32, die mit der länglichen Kammer 14 an der Manschette 26 in Verbindung stehen, ffie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen ist, stehen ein Eintrittskanal >o und ein Austrittskanal 32 in Verbindung mit der jeweiligen Ausbauchung der länglichen Kammer 14. Der Kolben 22 hat Ausnehmungen JA zur Herstellung einer Mediumverbindung zwischen der Pumpkammer und den Eintritss- und Austrittskanälen J5o und 3-2, wenn sich der Kolben 22 in axialer Lage in der nähe und/ oder in Anlage an der Manschette 26 befindet.

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Die Manschette 26 sitzt zwischen den und en der länglichen Kammer 14, ^so daß die Lamellen 2o mit den v/änden der länglichen Kammer 14 zu "beiden Seiten der Manschette zusammenwirken können. Vorzugsweise wirken im Betrieb die Lamellen 2o ständig mit den Wänden der Längskammer zu beiden Seiten der Manschette 26 zusammen, wobei ein solches Zusammenwirken ein Kippen oder Verkanten der Lamellen verhindert.

Das.Gehäuse 12 kann die verschiedenste Form haben, es umfaßt aber gemäß der Darstellung einen äußeren Mantel mit iaadflanschen 3o und 4o, die durch Schrauben 42 befestigt sind. Der Mantel hat eine Ausnehmung 44, und in der Ausnehmung 44 sitzt ein Zylinder, der die Teile und 48 umfaßt. Die längliche Kammer 14 erstreckt sich durch die Teile 46 und 48 des Zylinders. Die Teile 46 und 48 bilden einen Hingraum des Zylinders, in dem die Manschette 26 drehbar sitzt. Die Teile 46 und 48 sind durch Befestigungselemente miteinander verbunden, in diesem l'all Schrauben 5o. Die Manschette 26 ist zwischen den Teilen 46 und 48 in dem Üingraum durch Wälzlager gelagert. Das erste Teil 46 umschließen Dichtungen oder O-iiinge 52 zur Abdichtung des Zylinders in der Ausnehmung 44 des kante±s 36. Ferner hat das erste Teil 46 eine üingnut 54, die sich um dessen "Umfang herumerstreckt und eine laediuinkammer bildet. Die üJintrittskanäle ^o bilden

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eine tflüssigkeitsverbindung zwischen der Pumpkammer und der Kingnut 54. Me Welle 24 ist in dem G-ehäuse durch Lager 56 drehbar gelagert und erstreckt sich durch die längliche Kammer 14· Eine Kehlzahnanordnung 58 bildet ein Mittel zur Verbindung des Läufers 16 mit der Welle 24 derart, daß der Läufer 16 zwar mit der Welle 24 mitdreht, sich aber in axialer Hichtung relativ zu ihr bewegen kann.

Der Läufer 16 umfaßt einen länglichen Hohlzylinder 6o und eine Nabe 62. Die Lamellen 2o sind in der Wabe-62 angeordnet. Ein erstes Ende des Hohlzylinders 6o ist drehbar in dem Kolben 22 gelagert. Ein erstes Sicherungsmittel, bestehend aus der Mutter 64, ist auf das erste Ende des Hohlzyiinders 6o aufgeschraubt, um den Kolben 22 in Anlage an dem ersten Ende der Lamellen 2o und in Anlage an einer ersten Seite der Habe zu halten, um eine exiale Bewegung des Kolbens 22 relativ zum Läufer 16 zu verhindern. Zwischen der Mutter 64 und dem Kolben 22 befindet sich ein Lager, ein weiteres Lager befindet sich zwischen dem Kolben 22 und der Wabe 62.

ferner sind Mittel vorgesehen, die von den Lamellen 2o unabhängig sind und die die Peripherie der i\labe62 des Läufers 16 und den Mutterteil der Manschette 26 miteinander verbinden, um zwischen ihnen eine Keiativdreiiung zu verhindern, gleichzeitig aber eine relative Axialbewegung zwischen ihnen

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zuzulassen. Insbesondere sind diese Mittel durch eine unrunde Peripherie der IMabe 62 gebildet, an der der lJutterteil der Manschette 26 anliegt, wie das am deutlichsten aus lig. 5 zu ersehen ist. Die Peripherie der Sähe 62 ist polyonal. Gremäß der Darstellung in Mg. 5 sind zehn Seiten an der plygonalen Perhipherie der Habe 62 vorgesehen. Zusätzlich ist die Anzahl der Seiten an der polygonalen Peripherie der Nabe 62 gleich der Anzahl von Lamellen 2o, die darin untergebracht sind. Damit ist für sehr wirkungsvolle und preiswerte Mittel gesorgt, um die wabe und die Manschette drehfest miteinander zu verbinden, so daß die Antriebskräfte nioht durch die Lamellen 2ο übertragen werden.

Der Läufer 16 umfaßt ferner eine Soheibe 66, die den Hohlzylinder 6o umschließt und am zweiten Jönde der Lamellen und einer zweiten Seite der ilabe 62 anliegt. Eine axiale Bewegung der Lamellen 2o relativ zur Habe 62 dee Läufers ist damjj.t durch Anlage an dem Kolben 22 und an der Soheibe 66 begrenzt. Diese axiale Bewegung iat allerdings sehr klein. Min zweites Sicherungsmittel, bestehend aus der Mutter 68, ist auf dem zweiten Elnde des Hohlzylinders 6o aufgeschraubt, um die Scheibe 66 in Anlage an der anderen Seite der Habe-62 zu halten. Eine liuohse 7o sitzt auf dem Hohlzylinder 6o des Läufers 16, und um die Buchse 7o herum

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-Ιο-ist eine Zahnstangenanordnung 72 angeordnet. Ein ua.jer befindet sich zwischen "der Mutter 68 und α em Ende uer Buchse 7ο und der Zahnstange 72. Ein Kitzel 74 ist im Mantel Ji6 drehbar gelagert und greift in die Zähne der Zahnstange 7o, um den Läufer axial zu bewegen und damit die Förderleistung der Pumpe zu variieren.

Obgleich zur axialen Bewegung des Läufers 16 eine Zahn'ütangenanor dnung 72 und eine Kitzelanordnung 74 dargestellt worden sind, versteht es sich, daß andere Anordnungen verwendet werden können, um den Läufer 16. axial zu bewegen. Beispielsweise kann eine auf ein Druckmittel ansprechende Einrichtung mit dem Läufer 16 zusammenwirken, um den iiäufer 16 in Erwiderung auf den Ausgangsdruck der Pumpe axial zu bewegen. Mit der v/eile 76 ist ein geeigneter Antrieb verbunden, um die Welle in Drehung zu versetzen, die ihrerseits den Läufer 16 dreht, um die Pumpwirkung hervorzurufen.

Wenn eine volle Pump!eistung erbracht werden soll, wird der Läufer 16 axial nach links gemäß der Darstellung in Fig. 1 bewegt, um eine Pumpkammer zu bilden, die die größte volumetrische Kapazität hat. Die Pumpkammer gemäß der Darstellung in Pig. 1 ist der Teil der länglichen

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Kamiuer 14 zwischen dem Kolben 22 und der Manschette 26, wobei die manschette 26 sich in enger gleitender Anlage an den Lamellen 2o und der i^abe 62 des Läufers 16 befindet. G-einäß der Darstellung in J?ig. 1 üben also nur die i'eile der Lamellen 2o zwischen dem Kolben 22 und der ivianschette 26 eine Pumpwirkung aus.

vVenn die border!eistung der Pumpe vermindert werden soll, wird der Läufer 16 axial nach rechts gemäß der Darstellung in Fig. 1 bewegt, so daß die Habe 62 und die Lamellen 2ο durch die rotierende Manschette 26 verschoben werden, um das Volumen der Pumpkammer zu vermindern. Der Läufer 16 kann nach rechts bewegt werden, bis die,Pumpleistung der Pumpe vollständig aufhört, nachdem also der Kolben 22 an der Manschette 26 in Anlage gelangt, ist die Pumpkammer auf null vermindert, d.h. ganz beseitigt, wie das in JPig. 2 dargestellt ist.

Mit der Bewegung des Läufers 16 nach rechts und der Annäiierung'des Kolbens 22 in Anlage an die Manschette 26 gestatten die Ausnehmungen 34 das fließen des Mediums zwischen der Pumpkammer und den Mnstritts- und Austrittspassa^en -jo und j2.

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Obgleich die Erfindung in der Form einer Pumpe dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich, daß sie erfindungsgemäß in bestimmten Anwendungsfäilen ebenso gut in der Porm eines Druckmittelsmotors vorgesehen sein kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Pumpe mit einem Gehäuse mit einer längliehen Kammer, einem läufer mit Radialsohlitzen, in den Schlitzen sitzenden Lamellen zum pumpenden Zusammenwirken mit den Wänden der Kammer, den Läufer und die Lamellen drehbar lagernden Mitteln zum gemeinsamen axialen Bewegen des Läufers und der Lamellen und axial festliegenden Dichtmitteln, die in dem Gehäuse drehbar gelagert sind und einen inneren Mutterteil haben, der zur Drehung mit dem Läufer und den Lamellen um den Läufer und die Lamellen herum angeordnet ist, derart, daß die Pumpleistung mit der axialen Bewegung des Läufers und der Lamellen gegenüber den Dichtmitteln geändert wird, gekennzeichnet durch von den LimeIlen (20) unabhängige Mittel zur Verbindung der Peripherie des Läufers (16) mit dem Mutterteil der Dichtmittel (26) zur Verhinderung einer Belativdrehung zwischen ihnen unter Zulassung einer relativen Axialbewegung zwischen ihnen.

2» Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß die von den Lamellen (20) unabhängigen Mittel durch eine unrunde Peripherie des

Unterlagen (Art. 7 J1 Abs.

2 Nr. 1 3atz3desÄncierung8gea.v.4«9a957^ 1Δ.

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Läufers (16) gebildet sind, mit der der Mutterteil der Diohtmittel (26) im Eingriff steht.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Peripherie des läufers (16) polygonal ist.

4. Pumpe naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl der Seiten der polygonalen Peripherie des Läufexs (16) gleich der Anzahl von darin befindlichen lamellen (20) ist.

5. Pumpe mit einem Gehäuse mit einer länglichen Kammer, die mindestens eine im Querschnitt liegende Auflaufpartie umfaßt, einem Läufer mit radialen Schlitzen, in den Schlitzen sitzenden Lamellen ztim pumpenden Zu-

W sammenwirken mit den Wänden der Kammer, den Läufer und die Lamellen drehbar lagernden Mitteln zum gemeinsamen axialen Bewegen des Läufers und der Lamellen mit einem : mit dem Läufer bewegbaren Kolben, der in seiner Form ! der länglichen Kammer entspricht und verschiebbar in ihr sitzt und axial festliegenden Dichtmitteln, die drehbar in dem Gehäuse gelagert sind und zur Drehung mit dem Läufer und den Lamellen um den Läufer und die Lamellen angeordnet sind, derart, daß die Pumpleistung mit der axialen Bewegung des Läufers und der Lamellen

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gegenüber den Diohtmitteln geändert wird, wobei der Kolben sich, in einer dichtenden Lage relativ zu dem Läufer befindet und an einem ersten Ende der Lamellen anliegt, derart, daß zwischen den Diohtmitteln und dem Kolben eine Pumpkammer gebildet wird, wobei das Gehäuse Eintritts- und Austrittskanäle hat, die mit der länglichen Kammer an den Diohtmitteln in Verbindung stehen,, und daß der Läufer zwischen seiner maximalen Pumpstellung, in der der Kolben sich in einem axialen Abstand von den Dichtmitteln befindet, und einer minimalen Pumpstellung axial bewegbar ist, in der der Kolben an den Dichtmitteln sitzt, dadurch g e kennzeic h net , daß der Kolben (22) Ausnehmungen zur Bildung einer Druckmittelverbindung zwischen der Pumpkammer und den Eintritts- und Austritts kanälen (30, 32) bei einer axialen Lage des Kolbens (22) in direkter Nähe der Dichtmittel umfaßt.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtmittel durch eine Manschette (26) gebildet sind, die zwischen den Enden der langgestreckten Kammer (14) sitzt, derart, daß die Lamellen (20) mit den Wänden der langgestreckten Kammer (14) zu beiden Seiten der Manschette (26) zusammenwirken können.

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7. Pumpe nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Läufer (16) lagernden Mittel ferner eine Welle umfassen, die in dem Gehäuee (12) drehbar angeordnet ist und sich in die langgestreckte Kammer (14) erstreckt, wobei Mittel vorgesehen sind, die den Läufer (16) mit der Welle

m zur Drehung durch diese und zur axialen Bewegung an ihr entlang verbinden.

8. Pumpe nach Anspruch 7> daduroh gekennzeichnet , daß die langgestreckte Pumpe zwei Auflaufpartien hat und im Querschnitt im wesentlichen elliptisch ist und daß dae Gehäuse (12) einen Eintritts- und einen Austrittkanal (30, 32) hat, der jeweils mit den Auflaufpartien in Verbindung

^ steht.

9. Pumpe nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet , daß der Läufer (16) einen langgestreckten Hohlzylinder (60) und eine Nabe (62) umfaßt, in der die Lamellen (20) sitzen, wobei ein erstes Ende des Hohlzylinders (60) in dem Kolben (22) drehbar gelagert ist und erste Haltemittel (64) auf dem ersten Ende des Hohlzylinders (bO) zum Halten des Kolbens (22) in anstoßender Lage an dem ersten Ende der Lamellen (20) und einer ersten Seite

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der Habe (62) und zum Verhindern einer axialen Bewegung des Kolbens (22) gegenüber dem Hohlzylinder (60) sitzen.

10. Pumpe naoh Anspruch 9» dadurch g e k e η u zeichnet, daß der Läufer (16) ferner ein scheibenartiges Element (66) umfaßt, das auf dem Hohlzylinder (60) sitzt und an dem zweiten Ende der lamellen (20) und der zweiten Seite der Nabe (62) anstößt, wobei zweite Haltemittel (68) am zweiten Ende des Hohlzylinders (60) zum Halten des saheibenartigen Elementes (66) in anstoßender Lage an der Nabe (62) sitzen.

11. Pumpe naoh Anspruoh 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (12) einen äußeren Mantel (36) mit einem Hohlraum und

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einem iijt dem Hohlraum sitzenden Zylinder umfaßt,

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wobei s: oh, die langgestreckte Kammer (14) durch den Zylinder erstreckt und der Zylinder erste und zweite Teile

6, 48) hat, die zusammen einen Hing bilden

und durdh Befestigungsmittel miteinander verbunden

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sind, die Manschette (26) drehbar in dem Ring sitzt, ^;

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und derierste Seil (46) eine Ringnut (54) aufweist, die sich zur Bildung einer Druokmitte!kammer um den

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- Ib i.

Umfang herum erstreckt, wobei einer der Eintrittsund Austrittskanäle (30, 32) eine Verbindung zwischen der Pumpkammer und der Ringkammer (i?4) herstellt.

12. Pumpe nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Zahnstangenanordnung (72), die an dem Hohlzylinder (60) entlang zwischen dem soheibenartigen Element (66) und den zweiten Haltemitteln (68) angeordnet ist, und durch eine Ritzelanordnung (74)» die im Gehäuse (12) drehbar gelagert ist und mit der Zahnstangenanordnung (72) zum Bewegen des Läufers (16) in axialer Richtung kämmt, derart, daß die Förderleistu-ng der Pumpe geändert wird.

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