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Patent Searching and Data


Title:
SWASH PLATE MACHINE HAVING A DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/081967
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a swash plate machine having a drive, which swash plate machine comprises a machine chamber and a drive chamber and has a swash plate (27), which is fastened to a swash plate shaft (82) and moves around a wobble point (22). The drive is arranged in the drive chamber, which is sealed from the machine chamber by means of a seal (26), which is arranged on the swash plate shaft (82) and in the plane of the wobble point (22). In order to produce a wobble motion, a hollow drive shaft (105) is mounted in a housing (125), in which hollow drive shaft a hollow wobble shaft (80) having a swash plate shaft (82) is mounted, the hollow wobble shaft (80) being arranged at the wobble point (22) in an oblique position with respect to the center axis of the hollow drive shaft (105). In order to prevent rotation of the swash plate shaft (82), a device (50) is arranged on the hollow wobble shaft (80) adjacently to the shaft seal (26), said device having a plurality of coaxially arranged ring elements (56-60) and support disks (52, 54), which are graduated in diameter and are fastened to each other in alternating fashion, the outer most ring element (59) being fastened to the housing (126) by means of a coaxially arranged intermediate sleeve (51) and a ring element (60).

Inventors:
ZEHNDER, Paul (Badenerstrasse 18, 5413 Birmenstorf, 5413, CH)
Application Number:
IB2017/056641
Publication Date:
May 02, 2019
Filing Date:
October 26, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ZEHNDER, Paul (Badenerstrasse 18, 5413 Birmenstorf, 5413, CH)
International Classes:
F04B1/14; F04B1/29; F04B27/10
Foreign References:
DE4131628A11993-03-25
DE60216497T22007-10-04
US2693764A1954-11-09
US5242281A1993-09-07
US2887059A1959-05-19
US6776575B22004-08-17
US2693764A1954-11-09
US5242281A1993-09-07
US2887059A1959-05-19
US6776575B22004-08-17
Attorney, Agent or Firm:
TOMPKIN, Christine (Spierenburg & Partner AG, Mellingerstrasse 12, 5443 Niederrohrdorf, 5443, CH)
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Claims:
Patentansprüche

1 .Taumelscheibenmaschine mit einem Antrieb, wobei die Taumelscheibenmaschine einen Maschinenraum mit einem Förderraum (69) für ein Fördermedium und einen Antriebsraum aufweist, und die Taumelscheibenmaschine eine an einer Taumelscheibenwelle (82) befestigte Taumelscheibe (27) aufweist, wobei die Taumelscheibe (27) mittels des Antriebs in einer Taumelbewegung um einen Taumelpunkt (22) und um eine Maschinenachse durch den Förderraum (69) bewegbar ist und der Antrieb im Antriebsraum angeordnet ist,

gekennzeichnet durch

eine in einem Gehäuse (125) gelagerte Antriebshohlwelle (105), bestehend aus mehreren koaxial verbundenen Teilen (84,106, 1 10, 1 12), wobei in der Antriebshohlwelle (105) eine Taumelhohlwelle (80) axial versetzt gelagert ist, in der eine axial verschiebbare Taumelscheibenwelle (82) mit der Taumelscheibe (27) angeordnet ist, und die Taumelhohlwelle (80) im Taumelpunkt (22) in einer Schräglage bezüglich der Mittelachse der Antriebshohlwelle (105) angeordnet ist, wobei der Antriebsraum vom Maschinenraum mittels einer elastischen Dichtung (26,26a) abgedichtet ist, die an der Taumelscheibenwelle (82) und in der Ebene des Taumelpunkts (22) angeordnet ist, wobei zur Verhinderung einer Drehung der Taumelscheibenwelle (82) angrenzend der Dichtung (26) an der Taumelhohlwelle (80) eine Nabe (55) angeordnet ist, die mit einer Mehrzahl von in einer Ebene und koaxial angeordneten, flexiblen Ringelementen (56-60) und mehreren koaxial angeordneten Tragscheiben (52-54) verbunden ist, wobei jeweils ein Ringelement (56-59) und eine Tragscheibe (52-54) aneinander befestigt sind, wobei am äussersten flexiblen Ringelement (59) mit dem grössten Durchmesser eine koaxial angeordnete Zwischenhülse (51 ) angebracht ist, die über ein weiteres flexibles Ringelement (60) am Antriebsgehäuse (126) befestigt ist.

2. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, dass

die an der Taumelwelle (80) angeordnete Nabe (55) mit einem ersten Ringelement (56) an zwei gegenüberliegenden ersten Verbindungspunkten (213) aneinander befestigt ist und das erste Ringelement (56) an einer ersten Tragscheibe (52) an zwei gegenüberliegenden zweiten Verbindungspunkten (77) befestigt ist, wobei die ersten Verbindungspunkte (213) und die zweiten Verbindungspunkte (77) jeweils um 90° zueinander versetzt sind, und wobei jedes weitere der mehreren Ringelemente (57-59) mit jeweils einer der weiteren Tragscheiben (53-54) an zwei gegenüberliegenden Verbindungspunkten (78, 79, 214-216) befestigt ist, wobei jedes Paar von gegenüberliegenden Verbindungspunkten (78, 79, 214-216) um 90° zu dem axial am nächsten liegenden Paar von Verbindungspunkten um 90° versetzt ist, und das äusserste Ringelement (59) mit der Zwischenhülse (51 ), die Zwischenhülse (51 ) mit dem weiteren Ringelement (60) sowie das weitere Ringelement (60) mit dem Antriebgehäuse (126) jeweils an einem Paar von diametral gegenüberliegenden Verbindungspunkten fest miteinander verbunden sind, wobei jedes Paar von Verbindungspunkten bezüglich dem axial am nächsten benachbarten Paar von Verbindungspunkten um 90° zueinander versetzt ist.

3. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 2

dadurch gekennzeichnet, dass

die mehreren Ringelemente (56-60) jeweils unterschiedliche Durchmesser und Dicken aufweisen, wobei je grösser der Durchmesser der Ringelemente (56-60) je kleiner deren Dicke ist. 4. Taumelscheibenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ringelemente (56-60) jeweils mit einer Anzahl Lamellen ausgeführt sind.

5. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 4

dadurch gekennzeichnet, dass die Antnebshohlwelle (105) in axialer Reihenfolge nacheinander angeordnet eine Rotorscheibe (84), ein Zwischenteil (106), eine Rotorverlängerung (1 10) und eine Scheibe (1 12) mit einem zentralen Antriebselement (144) aufweist.

6. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 5

dadurch gekennzeichnet, dass

die Antriebshohlwelle (105) durch mehrere Lager (131 , 141 ) im Antriebsgehäuse gelagert ist, wobei ein erstes Lager (131 ) anschliessend der Rotorscheibe (84) und am Zwischenteil (106) der Antriebshohlwelle (105) und ein zweites Lager (141 ) an der Rotorverlängerung (1 10) der Antriebshohlwelle (105) angeordnet sind.

7. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 6

dadurch gekennzeichnet, dass

die Lager (83, 108) der Taumelhohlwelle (80) axial zu den Lager (131 , 141 ) in der Antriebshohlwelle (105) versetzt angeordnet sind.

8. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 7

dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelhohlwelle (80) mit der darin angeordneten Taumelscheibenwelle (82) durch mehrere Lager gelagert ist, wobei ein erstes Lager 83) in der Rotorscheibe (84) der Antriebshohlwelle (105) und ein zweites Lager (108) im Zwischenteil (106) der Antriebshohlwelle (105) angeordnet sind.

9. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 8

dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelscheibe (27) mittels einer Zugstange (122) in einer Bohrung in der Taumelscheibenwelle (82) und einer Mutter (120) an der Taumelscheibenwelle (82) befestigt ist.

10. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelscheibenwelle (82) in der Taumelhohlwelle (80) in kraftschlüssigen Toleranzhülsen (1 15, 1 16) gelagert ist. 1 1 . Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 10

gekennzeichnet durch

dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelscheibenwelle (82) im Bereich vom Taumelpunkt (22) eine sphärische Auflage (67) aufweist, die mittels einer kraftschlüssiger Toleranzhülse gelagert ist.

12. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 1 1

dadurch gekennzeichnet, dass

am Ende der Taumelscheibenwelle (82) eine Hülse (1 17) mit Aussengewinde mittels einer Mutter (120) über die Zugstange (122) an der Taumelscheibenwelle (82) befestigt ist, wobei am Ende der Taumelhohlwelle (80) eine Überwurfmutter (97) mit einer integrierten Mutter (163) mit spielfreiem Gewinde angebracht ist und mit der erwähnten Hülse (1 17) verbunden ist.

13. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 12

dadurch gekennzeichnet, dass

am Ende der Taumelhohlwelle (80) eine Überwurfmutter (97) mit einer integrierten Mutter (163) mit spielfreiem Gewinde angebracht ist, die mit einer Hülse (137) mit Aussengewinde, einer Kreuzscheibe (138) und einer Lagerhülse (139) eine Oldham-Kupplung bildet, die über eine Schraube (120), die sich in Verlängerung der Taumelscheibenwelle erstreckt, mit integriertem sphärischen Lager (121 ) gelagert und befestigt ist, wobei die Lagerhülse (139) über das Lager (222) der Taumelscheibenwelle (82) in einem radial verschiebbaren Lagergehäuse (220) in der Antriebshohlwelle (105) angeordnet ist und im Lagergehäuse (220) am äusseren Durchmesser ein radiales Federelement (223) angeordnet ist und angrenzend ein erster radialer Nocken (221 ) und gegenüberliegend ein zweiter radialer Nocken (162) angeordnet ist.

14. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 12

dadurch gekennzeichnet, dass

am Ende der Taumelhohlwelle (80) eine Überwurfmutter (97) mit einer integrierten Mutter (163) mit spielfreiem Gewinde angebracht ist, die mit einer Hülse (137) mit Aussengewinde, einer Kreuzscheibe (138) und einer Lagerhülse (139) eine Oldham-Kupplung bildet, die über eine Schraube (120), die sich in Verlängerung der Taumelscheibenwelle erstreckt, mit integriertem sphärischen Lager (121 ) gelagert und befestigt ist, wobei die Lagerhülse (139) über das Lager (222) der Taumelscheibenwelle (82) in einem radial verschiebbaren Lagergehäuse (220) in der Antriebshohlwelle (105) angeordnet ist und im Lagergehäuse (220) am äusseren Durchmesser ein radiales Federelement (223) angeordnet ist und angrenzend ein erster radialer Nocken (221 ).

15. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 14

dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelscheibenwelle (82) am Ende mit einem Aussengewinde versehen ist.

16. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 15

dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelscheibenmaschine eine Durchschlagsicherung (75) aufweist, die mittels der Nabe (193) an der Taumelhohlwelle (80) angebracht ist und mit radial ausgebildeten Nocken (194) versehen ist, wobei die Nocken (194) in Nuten (195) in einen angrenzenden Gehäusedeckel (40) eingreifen. 17. Taumelscheibenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rotorscheibe (84) am äusseren Durchmesser eine lokale Aussparung (102) zum Ausgleich einer Unwucht aufweist. 18. Taumelscheibenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17

dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (106) der Antnebshohlwelle (105) am äusseren Durchmesser eine Aussparung (178) zum Ausgleich einer Unwucht aufweist.

19. Taumelscheibenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 18

dadurch gekennzeichnet, dass

an der Scheibe (1 12) der Rotorverlängerung (1 10) am Antriebselement (144) eine Scheibe mit einer am äusseren Durchmesser lokal ausgebildeten Aussparung zum Ausgleich einer Unwucht angeordnet ist. 20. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, dass

die Nabe (21 ) der Taumelscheibe (27) die Form einer Kegelkuppel aufweist.

21. Taumelscheibenmaschine nach einem der Ansprüche 1 -20

Dadurch gekennzeichnet, dass

die Dichtung eine elastische Membrane (26) ist, die als Einzelteil als Formmembrane oder Strukturmembrane ausgebildet ist.

22. Taumelscheibenmaschinenach Anspruch 1 bis 19

dadurch gekennzeichnet, dass

die Dichtung (26) als Mehrlagendichtung (26a) ausgebildet ist, bestehend aus einer ersten Membrane (26), einer Zwischenlage (63) zur Leckage-Überwachung und einer Sicherheitsmembrane (64), die mit einem im Deckel (40) und Gehäusedeckel (31 ) angeordneten Anschluss (36) für die Leckageüberwachung verbunden ist.

23. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 21 oder 22

dadurch gekennzeichnet, dass

angrenzend und parallel zur ersten Membrandichtung (26) eine zweite elastische Membrane (45) über Distanzringe (44, 46) angebracht ist, die auf Seite der Taumelscheibenwelle (82) und auf Seite des Gehäusedeckels(31 ) angeordnet sind, wobei die zweite elastische Membrane (45) mit einem im Gehäusedeckel (31 ) angeordneten Leckageüberwachungs-Anschluss (36) verbunden ist.

24. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 23

dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite Membrane (45) in einem möglichst kleinen Abstand zur ersten Membrane (26) angeordnet ist.

25. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 21

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Abdichtung des Antriebsraums zum Maschinenraum ein Mehrlagen-Faltenbalg (146) angeordnet ist, der axial etwa hälftig beidseitig des Taumelpunktes (22) angeordnet ist und mit einem Leckageüberwachungs-Anschluss (36) im Gehäusedeckel (31 ) verbunden ist.

26. Taumelscheibenmaschine nach Anspruch 1 bis 25

dadurch gekennzeichnet, dass

die Taumelscheibenmaschine eine integrierte Antriebskupplung aufweist, die mit einer an der Rotorverlängerung (1 10) befestigten Scheibe (164 versehen ist, welche mit mehreren am Umfang angeordneten Bolzen (103) mit schwingungsdämpfenden Hülsen (104) ausgebildet ist und mit der auf einer Motorwelle (174) angeordneten Scheibe (1 13) mit geschlossener Wellenbohrung gekoppelt ist.

Description:
Taumelscheibenmaschine mit Antrieb

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Taumelscheibenmaschine mit einem Antrieb.

Stand der Technik

Taumelscheibenmaschinen sind allgemein bekannt. Sie kommen beispielweise bei Taumelscheibenpumpen und als Axialkolbenmaschinen in der Hydraulik zum Einsatz.

Taumelscheibenpumpen werden beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, Pharmaindustrie sowie auch in der Chemie eingesetzt. Sie fördern ein flüssiges Medium mittels einer in einem Förderraum angeordneten Scheibe, die durch einen Antrieb eine Taumelbewegung um eine Achse durchführt Die Welle der Taumelscheibe verläuft dabei schräg zur Rotorwelle des Antriebs und beschreibt bei der Taumelbewegung einen Kegel. Die Taumelscheibe, die am Ende der Welle befestigt ist und selbst nicht-rotierend ist, folgt dabei mit ihrem Umfang einem Teil einer Kugelfläche.

Taumelscheibenpumpen werden nach ihren Arbeitsprinzipien unterschieden. Taumelscheibenpumpen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten, fördern eine Flüssigkeit durch Verdrängung oder Auspressen und arbeiten bei kleineren Drehzahlen. Sie unterscheiden sich als solche grundsätzlich von Taumelscheibenpumpen nach dem Zentrifugalprinzip, die eine Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft fördern und bei hohen Drehzahlen arbeiten, um genügend Druck zu generieren. Ein weiterer Typ von Taumelscheibenpumpen arbeitet nach dem Prinzip einer Schlauchpumpe. US 2,693,764 (Cornelius) offenbart eine Taumelscheibenpumpe, die als Verdrängerpumpe arbeitet, bei der eine konstante Menge einer Förderflüssigkeit durch Verdrängung oder Auspressen beschleunigt und gefördert wird. Sie weist eine erste Antriebswelle und einen Rotor mit einem Lager auf, in dem eine zweite Welle angeordnet ist, die eine Taumelbewegung oder Nutation um einen Mittelpunkt durchführt. An dieser Welle ist eine Scheibe befestigt, die während der Drehung der zweiten Welle in einer Taumelbewegung durch einen Förderraum bewegt wird. Eine Trennwand teilt die Pumpenkammer in eine Saug- und Druckseite auf, wobei ein Einlass auf einer Seite der Trennwand zum Förderraum führt und ein Auslass auf der anderen Seite der Trennwand vom Förderraum wegführt. Die Scheibe wird im Förderraum in einer Taumelbewegung um die Nutationsachse bewegt, wobei sie progressiv zwischen dem Einlass und Auslass taumelt. Der Antrieb und Rotor zur Bewegung der zweiten Welle für die Taumelbewegung befindet sich in kurzem Abstand und unmittelbar neben der Taumelscheibe, wobei zwischen Taumelscheibe und Rotor eine elastische, mit einer Hülse und einem Flansch integrierte Scheibendichtung angeordnet ist.

US 5,242,281 offenbart eine Taumelscheibenpumpe, bei der die Lagerung für die Taumelscheibe in der Nabe der Taumelscheibe integriert ist und mittels dem Fördermedium geschmiert wird. Zudem dient die Trennwand zwischen der saug- und druckseitigen Förderkammer als Verdrehsicherung, d.h. als Sicherung vor einer Drehung der Welle mit der Taumelscheibe um ihre eigene Achse.

Weitere Taumelscheibenpumpen wie zum Beispiel gemäss US 2,887,059 weisen neben der Taumelscheibe zwischen der Förderkammer und dem Antriebsraum eine statische, elastische Wellendichtung auf, die auch als Verdrehsicherung der Welle dient.

Eine Taumelscheibenpumpe gemäss US 6,776,575 weist eine Verdrehsicherung mit einem Befestigungsblock, versehen mit einem integrierten sphärischen Lager und einer Anzahl am Umfang montierten Stiften auf, die zur Verhinderung einer Drehung der Welle in Führungsbahnen eingreifen. Beschreibung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe gestellt, eine Taumelscheibenmaschine mit einer verstärkten Taumelscheibenwelle und Lagerung und einer verbesserten Verdrehsicherung der Taumelscheibenwelle mit Taumelscheibe sowie mit einer verbesserten Wellenabdichtung des Förderraums ohne Trockenlaufprobleme für eine hohe Betriebssicherheit und Verfügbarkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Taumelscheibenmaschine gemäss Anspruch 1 gelöst. Spezifische Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Es wird eine Taumelscheibenmaschine mit einem Antrieb offenbart, wobei die Taumelscheibenmaschine einen Maschinenraum mit einem Förderraum für ein Fördermedium und einen Antriebsraum aufweist. Die Taumelscheibenmaschine weist zudem eine an einer Taumelscheibenwelle befestigte Taumelscheibe auf, wobei die Scheibe mittels des Antriebs in einer Taumelbewegung um einen Taumelpunkt, auch Nutationspunkt genannt, und um eine Maschinenachse durch den Förderraum bewegt wird. Der Antrieb ist im Antriebsraum angeordnet, der mittels einer Dichtung vom Maschinenraum abgedichtet ist, die an der Taumelscheibenwelle und in der Ebene des Taumelpunkts angeordnet ist. Die Taumelscheibenwelle ist in einer taumelnden Hohlwelle in einer Antriebshohlwelle angeordnet, wobei die Antriebshohlwelle durch mehrere Lager gelagert ist und die Taumelscheibenmaschine eine Vorrichtung zur Verhinderung einer Drehung der Taumelscheibenwelle um ihre eigene Achse aufweist. Die erfindungsgemässe Taumelscheibenmaschine weist einerseits eine im Gehäuse gelagerte Antriebshohlwelle mit mehreren koaxial verbundenen Teilen auf. In der Antriebshohlwelle ist eine Taumelhohlwelle axial versetzt gelagert, wobei in der Taumelhohlwelle eine axial verschiebbare Taumelscheibenwelle mit der Taumelscheibe sich befindet. Insbesondere ist die Taumelhohlwelle im Taumelpunkt in einer Schräglage bezüglich der Mittelachse der Antriebshohlwelle. Diese Lagerung der Taumelscheibenmaschine ist erfindungsgemäss kombiniert mit einer erfindungsgemässen Verdrehsicherung, die mehrere flexible Ringelemente mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, die je an einer Tragscheibe befestigt sind, wobei das grösste Ringelement über eine koaxial angeordnete Zwischenhälse und ein weiteres Ringelement am Antriebsgehäuse befestigt ist.

Erfindungsgemäss ist die Antriebshohlwelle mit der darin angeordneten Taumelhohlwelle mit Taumelscheibenwelle mehrteilig ausgebildet, wobei die mehreren Teile über die Länge der Antriebshohlwelle axial nacheinander angeordnet sind. Dies ermöglicht den Einbau von erforderlichen Lagergrössen mit einer verstärkten Welle und die Anordnung der Taumelscheibenwelle für eine axiale Verschiebbarkeit und einen winkligen Ausschlag der Taumelscheibenwelle mit Befestigung sowie auch die Anordnung der Taumelscheibenwelle in der Taumelhohlwelle.

Im Weiteren ist insbesondere die Wellenabdichtung des Förderraums im Maschinenraum integriert.

In einer Ausführung der Erfindung weist die Antriebshohlwelle in axialer Reihenfolge nacheinander angeordnet eine Rotorscheibe, ein Zwischenteil, eine Rotorverlängerung und eine Scheibe mit einem zentralen Antriebselement auf. Die Rotorscheibe, die nach der Verdrehsicherung angeordnet ist, dient zusätzlich einem Ausgleich einer Unwucht der Verdrehsicherung.

In einer Ausführung ist die Antriebshohlwelle mit darin angeordneter Taumelhohlwelle mit Taumelscheibenwelle am Anfang des Zwischenteils und am Ende der Rotorverlängerung im Antriebsgehäuse gelagert, wobei die darin angeordnete Taumelhohlwelle mit Taumelscheibenwelle in der Rotorscheibe und im Zwischenteil an dessen Ende gelagert ist und die Lagerung der Taumelhohlwelle mit Taumelscheibenwelle axial versetzt zur Lagerung der Antriebshohlwelle angeordnet ist.

Diese Taumelhohlwelle führt zusammen mit der Taumelscheibenwelle die Taumelbewegung um den Taumelpunkt aus. Die koaxiale Anordnung der Taumelscheibenwelle in der Taumelhohlwelle ermöglicht insbesondere eine axiale Verschiebbarkeit der Taumelscheibenwelle. Dies ermöglicht je nach Anwendung eine optimale axiale Positionierung der Taumelscheibenwelle. Die Lagerung der Antriebshohlwelle mit Taumelhohlwelle und Taumelscheibenwelle befindet sich somit im Antriebsraum, während die Taumelscheibe im Förderraum, also im Maschinenraum sich befindet.

Die Lager der Antriebshohlwelle sowie auch der Taumelhohlwelle sind somit auf der der Wellendichtung abgewandten Seite im Antriebsraum angeordnet. Es ergibt sich somit für alle Lager eine Distanz zwischen der Taumelscheibe und den Lagern, wodurch eine Erwärmung der Lager und eine wärmebedingte Beschädigung verhindert werden. Insbesondere werden die Lager im Fall einer hohen Betriebstemperatur der Taumelscheibenmaschine nicht durch Wärme beeinträchtigt. Bei einer Taumelscheibenpumpe mit einem Antrieb gemäss der vorliegenden Erfindung ist somit ein schadloser Trockenlauf der Taumelscheibe im Förderraum ermöglicht.

Zudem hat eine solche Taumelscheibenpumpe gegenüber bekannten Maschinen mit von der Förderflüssigkeit geschmierten Lagern den Vorteil, dass die Lager stärker belastbar sind und die Maschine bei grösseren Drücken oder mit Fördermedien mit höheren Viskositäten betrieben werden kann. Indem die Schmierung der Lager unabhängig von einer Förderflüssigkeit der Maschine ist, kann stets eine optimale Schmierung gewährleistet sein, wodurch eine höhere Belastbarkeit der Lager erreicht wird. Der relativ grosse Abstand zwischen den Lagern trägt ebenfalls dazu bei, dass die Maschine bei grösseren Belastungen betrieben werden kann, was einen grösseren Anwendungsbereich ermöglicht. In einer Ausführung ist die Taumelscheibe an der Taumelscheibenwelle mittels einer Zugstange, die in einer Bohrung in der Taumelscheibenwelle angeordnet und mittels einer Mutter an der Taumelscheibenwelle befestigt ist.

In einer Ausführung weist die erfindungsgemässe Taumelscheibenmaschine zwischen der Taumelhohlwelle und der Taumelscheibenwelle ein Spaltspiel auf, wobei die Taumelscheibenwelle mittels kraftschlüssigen Toleranzhülsen gelagert ist, welche eine spielfreie Lagerung ermöglicht. Zudem ermöglicht es eine Einstellung eines Axialspalts zwischen der Taumelscheibe und den Seitenwänden des Förderraums.

In einer Ausführung ist erfindungsgemäss im Bereich vom Taumelpunkt die Taumelscheibenwelle in der Taumelhohlwelle mit einer sphärischen Auflage versehen, die mittels kraftschlüssiger Toleranzhülse gelagert sind. Dies ermöglicht eine winklige Auslenkung der Taumelscheibe gegenüber den Seitenwänden des Förderraums der Maschine.

Für einen Unwuchtausgleich der Taumelhohlwelle und der Taumelscheibenwelle weist die Antriebswelle in einer Ausführung im Zwischenteil am äusseren Durchmesser eine lokale Aussparung auf. Zusätzlich ist für den Unwuchtausgleich am Antriebswellenstumpf eine Scheibe angebracht, die mit einer am äusseren Durchmesser lokal ausgebildeter Aussparung versehen ist.

Die Taumelscheibenmaschine weist eine Vorrichtung zur Verhinderung einer Verdrehung der Taumelscheibenwelle auf, hiernach Verdrehsicherung genannt, die aus den mehreren Ringelementen und Tragscheiben besteht die im Antriebsraum zwischen Antriebsraum und Maschinenraum angeordnet ist. Da die Verdrehsicherung axial versetzt zum Taumelpunkt auf der Taumelhohlwelle angeordnet ist, führt die Verdrehsicherung eine winklige und axiale sowie eine radiale Bewegung aus. Für eine winklige und axiale Auslenkung ist an der Taumelhohlwelle eine Nabe angeordnet, die mit dem ersten und kleinsten von mehreren flexiblen Ringelementen verbunden ist, wobei weitere in einer Ebene koaxial angeordnete, im Durchmesser abgestufte, flexible Ringelemente und Tragscheiben vorhanden sind, die abwechslungsweise aneinander befestigt sind. Am äussersten flexiblen Ringelement ist eine koaxial angeordnete Zwischenhülse angebracht, die über ein flexibles Ringelement am Antriebsgehäuse befestigt ist. Das erste flexible Ringelement ist an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten mit der Nabe verbunden. Um 90° versetzt zu diesen zwei Punkten sind zwei weitere, gegenüberliegende Punkte des ersten Ringelements, an denen das Ringelement mit einer Tragscheibe in deren inneren Durchmesserbereich verbunden ist. Im äusseren Durchmesserbereich dieser Tragscheibe und an Punkten, die um 90° zu den vorherigen Punkten versetzt sind, ist jeweils ein weiteres flexibles Ringelement mit dieser Tragscheibe verbunden.

Dieses flexible Ringelement ist wiederum mit einer weiteren Tragscheibe in deren inneren Durchmesserbereich, an Punkten, die jeweils um 90° zu den vorherigen zwei Punkten versetzt sind, verbunden. Im äusseren Durchmesserbereich dieser Tragscheibe ist ein weiteres, flexibles Ringelement auf die beschriebene gleiche Art, wiederum um 90° versetzt angeordnet und verbunden.

Die Anzahl der angeordneten Tragscheiben mit flexiblen Ringelementen wird von der Grösse der Auslenkung der Taumelhohlwelle mit Taumelscheibenwelle bestimmt.

Für eine radiale Auslenkung der Verdrehsicherung ist am äussersten, flexiblen Ringelement an zwei Verbindungspunkten koaxial eine Zwischenhülse befestigt, wobei diese zwei Punkte bezüglich der Verbindungspunkte zwischen dem äussersten, flexiblen Ringelement und dessen Tragscheibe um 90° zueinander versetzt sind. Das Ende der Zwischenhülse ist über ein flexibles Ringelement mit dem Antriebsgehäuse verbunden, wobei zwei gegenüberliegende Verbindungspunkte zwischen der Zwischenhülse und dem Ringelement jeweils bezüglich Verbindungspunkten zwischen dem Ringelement und dem Antriebsgehäuse um 90° versetzt sind.

Die erfindungsgemässe Verdrehsicherung führt während des Betriebes der Taumelscheibenmaschine aufgrund der jeweils zueinander um 90° versetzt angeordneten, Paaren von gegenüberliegenden Verbindungspunkten eine kardanische Bewegung aus. Die Verdrehsicherung ist drehsteif ausgebildet und kann auch einer Blockierung der Taumelscheibenwelle, was zum Beispiel bei einer Pumpe aufgrund von eingeklemmten Feststoffpartikeln geschehen kann, standhalten. Dadurch wird die Wellendichtung nicht durch Torsion (Verdrehung) beansprucht, was die Lebensdauer und die Leckagesicherheit erheblich erhöht. Im Weiteren weist die Verdrehsicherung keine Verschleissteile, wodurch die Lebensdauer wesentlich erhöht und zudem wartungsfrei ist.

In einer Ausführung der Erfindung weisen die mehreren flexiblen Ringelemente der Verdrehsicherung der Belastung entsprechend unterschiedliche Breiten und Dicken auf. In einer weiteren Ausführung sind die flexiblen Ringelemente der Verdrehsicherung jeweils mit einer Anzahl von dünnen Lamellen als Packet ausgebildet, wodurch die Beanspruchung der Ringelemente reduziert und die Lebensdauer erhöht wird. In einer Ausführung weist die Taumelscheibenmaschine eine Durchschlagsicherung auf, die eine auf der taumelnden Hohlwelle angeordnete Nabe aufweist, die mit radial ausgebildeten Nocken versehen ist, wobei die Nocken in Nuten in einem angrenzenden Gehäusedeckel eingreifen. Bei einem Ausfall der Verdrehsicherung kann diese Durschlagsicherung ein Rotieren der Taumelscheibenwelle und einen Ausfall der Wellendichtung verhindern. In einer Ausführung zur Einstellung des Axialspalts der Taumelscheibe zu den Seitenwänden ist am Ende der Taumelscheibenwelle eine Gewindehülse mit Aussengewinde befestigt. Welche mittels einer Überwurfmutter mit spielfreiem Feinwinde verbunden ist und am Ende der Taumelhohlwelle befestigt ist. Durch drehen der Gewindehülse mit Aussengewinde kann ein Axialspalt für einen berührungsfreien Betrieb der Taumelscheibe zu den Seitenwänden eingestellt werden welches einen schadlosen Trockenlauf der Taumelscheibe erlaubt.

In einer weiteren Ausführung ist zwecks Einstellung des Axialspalts der Taumelscheibe zu den Seitenwänden und für eine winklige Auslenkung der Taumelscheibenwelle am Ende der Taumelhohlwelle eine Überwurfmutter befestigt, die mit einem spielfreien Gewinde an einer Gewindehülse angebracht ist, die über eine Kreuzscheibe und Lagerhülse als Oldham- Kupplung ausgebildet ist und mittels einer als Verlängerung der Taumelscheibenwelle dienende Schraube verbunden ist. Die Lagerhülse ist mittels der Wellenverlängernden Schraube der Taumelscheibenwelle gelagert und in einem im Mittelteil der Antriebshohlwelle platzierten Lagergehäuse mit Lager radial verschiebbar angeordnet. Im Lagergehäuse ist ein Federelement radial angeordnet, welches das Lagergehäuse zur radialen Positionierung der Taumelscheibenwelle dem Federelement gegenüberliegend an die Seite der Lagerbohrung der Taumelhohlwelle presst. Durch Drehen der Gewindehülse kann ein Axialspalt für einen berührungsfreien Betrieb der Taumelscheibe eingestellt werden, wodurch ein schadloser Trockenlauf und eine Überrollung kleiner Feststoffpartikeln der Taumelscheibe erlaubt wird.

Eine Ausführung mit einer Anpressung der Taumelscheibe an die Seitenwände basiert auf der vorher beschriebenen Ausführung. Die Positionierung für ein winkliges Auslenken geschieht durch die Auflage der Taumelscheibe an den Seitenwänden jedoch ohne eine Anpressung vom Lagergehäuse an die Seite der Lagerbohrung der Taumelholwelle, welches zu einer Verminderung der Spaltverluste und einer Erhöhung der Saugleistung und vom Wirkungsgrad führt.

In einer Ausführung der Erfindung ist die mit einer Membrane abgedichtete Welle mit einer zweiten anschliessenden, parallel angeordneten elastischen Membrane als Sicherheitsdichtung ausgebildet. Im Falle einer Leckage der ersten Dichtung verhindert die zweite Membrane eine Leckage gegen die Atmosphäre, welches ein erheblicher Vorteil darstellt. Im Weitern kann die Dichtheit der ersten Membrane überwacht werden.

In einer weiteren Ausführung ist die Wellendichtung mit einer Mehrlagenmembrane, mit integrierter Sicherheitsmembrane ausgebildet und kann mit einer Leckageüberwachung versehen werden. In einer weiteren Ausführung ist die Wellendichtung für hohe Temperaturen und für chemische Beständigkeit bestimmter Produkte mit einem Mehrlagen- Faltenbalg ausgebildet der axial hälftig beidseitig vom Taumelpunkt angeordnet ist und mit einer Leckageüberwachung versehen werden kann. In einer Ausführung weist die Taumelscheibenmaschine eine integrierte Kupplung für einen Direktantrieb mit einem Motor auf. Wobei eine an der Rotorverlängerung befestigte Scheibe mit einer Anzahl, am Umfang verteilten Bolzen ausgebildet ist, die mit schwingungsdämpfenden Hülsen versehen sind und mit einer auf der Motorwelle angeordneten Scheibe gekoppelt ist.

Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auch bei Taumelscheibenpumpen angewendet werden.

Weiter Vorteile der Erfindung folgen aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand von in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert wird. Kurze Beschreibung der Figuren

FIG.1 zeigt die erfindungsgemässe Taumelscheibenmaschine mit Antrieb in einem Schnitt entlang der Längsachse der Taumelscheibenmaschine mit einer Membranwellendichtung,

FIG.2 die erfindungsgemässe Taumelscheibenmaschine mit Antrieb in einem Schnitt entlang der Längsachse der Taumelscheibenmaschine mit einer Faltenbalgwellendichtung,

FIG.3 einen Teil der erfindungsgemässen Taumelscheibenmaschine aus Fig. 1 , insbesondere die Verdrehsicherung, und in einem Schnitt entlang der Linie H - H in Fig.4,

FIG.4 eine Ansicht der erfindungsgemässen Verdrehsicherung der Taumelscheibenmaschine entlang der Linie M-M in FIG.3,

FIG.5 einen Schnitt der erfindungsgemässen Verdrehsicherung der Taumelscheibenmaschine entlang der Linie N-N in FIG.4,

FIG. 6 eine Frontansicht der erfindungsgemässen Verdrehsicherung der Taumelscheibenmaschine gemäss der Linie P-P in Fig. 3 FIG. 7 eine Ansicht der erfindungsgemässen Verdrehsicherung der Taumelscheibenmaschine gemäss der Linie K-K in FIG. 3

FIG.8 eine Ansicht der Taumelscheibennabe der erfindungsgemässen Taumelscheibenmaschine aus Fig. 1 mit einer zweiten Membran-Wellendichtung, FIG.9 eine Ansicht der Taumelscheibennabe der erfindungsgemässen Taumelscheibenmaschine aus Fig. 1 mit einer Mehrlagen- Membranwellendichtung, FIG.10 eine Ansicht der Antriebsseite mit Axialspalteinstellung der Taumelscheibe der Taumelscheibenpumpe aus FIG. 1 ,

FIG.1 1 eine Ansicht der Antriebsseite der Taumelscheibenmaschine aus FIG. 1 mit Rotorlager, Antriebskupplung und Antriebsmotor.

In den Figuren sind für dieselben Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet worden und erstmalige Erklärungen betreffen alle Figuren, wenn nicht ausdrücklich anders erwähnt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Taumelscheibenmaschine mit einem Antrieb in einem Antriebsraum gezeigt. Der Maschinenraum wird durch ein Gehäuse 6 mit Abstützung 7 und einem Deckel 31 umschlossen, wobei eine Taumelscheibe 27 mit Nabe 21 mittels des Antriebs durch den Maschinenraum in einer Taumelbewegung um einen Nutationspunkt 22 bewegt wird. Die Taumelscheibe 27 wird dort taumelnd durch einen Förderraum 69 bewegt, der durch die Seitenwände 19, 29 und 8 begrenzt wird. Die Taumelbewegung der Taumelscheibe 27 wird durch die Taumelscheibenwelle 82 erzeugt, an der die Taumelscheibe 27 befestigt ist. Die Taumelscheibenwelle 82 wird mittels des Antriebs für die Taumelscheibenmaschine um den Nutations- oder Taumelpunkt 22 und um die Mittelachse der Antriebshohlwelle 105 entlang einem Doppelkegel mit Winkel alpha zur Maschinenachse bewegt. Gegen eine Verdrehung der Taumelscheibenwelle 82 um ihre eigene Achse, ist eine Vorrichtung, Verdrehsicherung 50, antriebsseitig hinter einer Dichtung 26 zwischen Maschinen- und Antriebsraum angeordnet, wobei die Dichtung in der Ebene des Taumelpunkts 22 liegt. Der Antrieb für die Taumelscheibenmaschine ist in einem Antriebsraum untergebracht, der durch ein Gehäuse anschliessend dem Deckel 31 des Maschinenraums umschlossen ist. Das Gehäuse weist ein dem Deckel 31 direkt anschliessendes Zwischengehäuse 70, ein Gehäuse 126 sowie ein Lagerträger 140 und einen Gehäusedeckel 150 auf.

In dem Gehäuse mit Elementen 70, 126, 140, 150 ist eine Antriebswelle 125 als Antriebshohlwelle 105 ausgebildet angeordnet, in der die Taumelscheibenwelle 82 platziert ist und entlang einem Doppelkegel bewegbar ist. Die Taumelscheibenwelle 82 bewegt sich um die Achse eines Doppelkegels und entlang der Oberfläche des Doppelkegels, wobei der Taumel- oder Nutationspunkt 22 den Berührungspunkt zwischen den beiden Kegeln bildet. Sie dreht sich jedoch nicht um ihre eigene Achse. Um eine Drehung der Welle 82 zu verhindern, weist die Taumelscheibenmaschine eine Vorrichtung 50 auf, die einer Verdrehung dieser Welle entgegenwirkt, und mehrere Tragscheiben 52-54 mit Ringelementen 56-60 aufweist und ist im vorderen Teil, dem der Dichtung 26 zugewandten Ende der Taumelscheibenwelle 82 angeordnet. Sie wird fortan kurz als Verdrehsicherung 50 bezeichnet.

Der Antriebsraum mit der Antriebshohlwelle 105 und der Taumelscheibenwelle 82 ist vom Maschinenraum mit der Taumelscheibe 27 durch eine statisch elastische Dichtung 26 abgedichtet. Zudem sind der Deckel 31 an dessen Seitenwand 29 gegen das Gehäuse 6 mittels O-Ring 32 und gegen das Zwischengehäuse 70 mittels O-Ring 71 abgedichtet, wobei der Deckel 31 am Gehäuse 6 mittels Gewindebolzen 33 und Mutter 34 sowie Schrauben 72 befestigt ist.

Die Nabe 21 der Taumelscheibe 27 weist zur Unterbringung der Wellendichtung 26 die Form einer Kegelkuppel auf, wobei die Stirnwand zur Befestigung der Taumelscheibe 27 und der Wellendichtung 26 mit einem integrierten Wellenstumpf 189 versehen ist. Die Taumelscheibe 27 und die Dichtung 26 ist über den Wellenstumpf 189 mittels einer in der durchgehenden Bohrung der Taumelscheibenwelle 82 von der Antriebsseite eingebauten Zugstange 122 mit einer Mutter 120 mit der Taumelscheibenwelle 82 verbunden. Für eine Demontage der Taumelscheibenwellenteile ist die Taumelscheibenwelle 82 am Ende mit einem Aussengewinde 124 versehen. Gehäuseseitig ist die Dichtung 26 im Deckel 31 auf einem in der Ebene des Taumelpunkts 22, in einer Deckelnabe 181 angeordnet und mittels einem von der Antriebsseite angebrachten Deckel 40 mit Schrauben 43 befestigt sowie mit einem O-Ring 35 abgedichtet. Die Antriebshohlwelle 105 weist mehrere Teile 84, 106, 1 10, 1 12 auf, die axial nacheinander angeordnet sind. Axial nach der Verdrehsicherung 50 sind in axialer Anordnung nacheinander eine Rotorscheibe 84, ein Zwischenteil 106 und eine Verlängerung 1 10 mit integriertem Antriebswellenstumpf 144 angeordnet. Dabei sind die Rotorscheibe 84 und das Zwischenteil 106 durch Schrauben 85 und das Zwischenteil 106 und die Verlängerung 1 10 durch Schrauben 1 1 1 aneinander befestigt.

Die Antriebshohlwelle 105 ist durch die Lager 131 und 141 im Gehäuse gelagert, wobei das erste Lager 131 anschliessend der Rotorscheibe 84 und das zweite Lager 141 im Verlängerungsteil 1 10 der Antriebshohlwelle 105 angeordnet sind.

Die Taumelscheibenmaschine gemäss Fig. 1 weist eine zusätzliche Hohlwelle, eine Taumelhohlwelle 80 auf, in der die Taumelscheibenwelle 82 angeordnet ist, wobei die Taumelhohlwelle 80 wiederum in der Antriebshohlwelle 105 (auch als Antriebswelle125 bezeichnet) angeordnet ist. Die zusätzliche Taumelhohlwelle 80 ermöglicht eine axiale Positionierung und Verschiebung der Taumelscheibenwelle 82 gegenüber der Taumelhohlwelle 80 gemäss anwendungsspezifischen Vorgaben, was auch eine axiale Positionierung der Taumelscheibe 27 bezüglich der Seitenwände 19 ermöglicht. Hierzu ist am Ende der Taumelhohlwelle 80, das dem Taumelpunkt 22 zugewandt ist, ein Axialspalt und eine zylindrische Auflage angeordnet, in der die Taumelscheibenwelle 82 mittels einer kraftschlüssigen Toleranzhülse 1 16 gelagert und mittels einer Passfeder 96 gegen Verdrehung gesichert ist. Am anderen Ende der Taumelhohlwelle 80 ist die Taumelscheibenwelle 82 ebenfalls in einer zylindrischen Auflage angeordnet und mit einer Toleranzhülse 1 15 gelagert. Die Konstruktion zur Anpassung des Axialspalts zwischen Taumelscheibe 27 und den Seitenwänden des Förderraums wird später näher erläutert. Alternativ, wie in Fig. 2 gezeigt ist zwecks axialer Verschiebung und winkliger Auslenkung der Taumelscheibenwelle 82 und eine sphärischen Auflage 67 zusammen mit einer Toleranzhülse 1 16 im Taumelpunkt 22 angeordnet. Die kraftschlüssigen Toleranzhülsen 67, 1 15, 1 16 ermöglichen eine spielfreie Lagerung der Taumelscheibenwelle 82 in der Taumelhohlwelle 80.

Die Taumelhohlwelle 80 ist durch ein erstes Lager 83 zwischen Taumelhohlwelle und Rotorscheibe 84 der Antriebshohlwelle 105 und ein zweites Lager 108 am Ende des Zwischenteils 106 der Antriebshohlwelle 105 gelagert. Da im Bereich der Taumelscheibe 27 hohe Temperaturen auftreten können, sind das Kugellager 83 der Taumelhohlwelle 80 und das Kugellager 131 der Antriebshohlwelle 105 von der Taumelscheibe 27 distanziert angeordnet. Die Taumelhohlwelle 80 ist in einem ersten Lager 83, in der koaxial angeordneten Rotorscheibe 84 der Antriebshohlwelle 105 gelagert. Das erwähnte Lager 83 dient als Radial- bzw. Axiallager der Taumelhohlwelle 80 mit Taumelscheibenwelle 82 und ist mit den Schrauben 86 über den Deckel 87 an der Rotorscheibe 84 angebracht. Die Rotorscheibe 84 ist dabei für einen Ausgleich einer Unwucht der im Folgenden näher beschriebenen Verdrehsicherung 50 mit einer am äusseren Durchmesser lokal angeordneten Aussparung 102 ausgebildet.

Das Kugellager 83 ist mittels der Nabe 55 der Verdrehsicherung 50 und einem Ring 92 auf der Taumelhohlwelle 80 angeordnet und axial mit Sicherungsring 81 und einer Anzahl am Umfang des Rings 92 angeordneten Schrauben 93 fixiert. Das zweite Kugellager 108 der Taumelhohlwelle 80 ist am Ende des Zwischenteils 106 der Antriebshohlwelle 105 angebracht und über eine Zwischenhülse 107 mittels einem Sicherungsring 225 fixiert. Axial angrenzend zum ersten Kugellager 83 der Taumelhohlwelle 80 ist das Kugellager 131 der Antriebshohlwelle 105, das als Radial bzw. Axiallager der Antriebshohlwelle 105 dient im Antriebsgehäuse 126 angeordnet. Das Kugellager 131 , angeordnet im Antriebsgehäuse 126 ist mit einem Labyrinthring 130 abgedichtet, der mittels einem Deckel 132 und Schrauben 133 am Antriebsgehäuse 126 angebracht ist. Auf der Antriebshohlwelle 105 ist die Rotorscheibe 84 mittels Schrauben 85 am Zwischenteil 106 angebracht, wobei ein Zylinderstift 109 der Positionierung der Rotorscheibe 84 dient. Am Ende des Zwischenteils 106 ist eine koaxiale Rotorverlängerung 1 10 angebracht, die mittels Schrauben 1 1 1 fixiert ist, in der das zweite Kugellager 141 der Antriebshohlwelle 105 angeordnet und im Lagerträger 140 eingebaut ist. Dieser ist mittels O-Ring 129 abgedichtet und mit Schrauben 142 am Antriebsgehäuse 126 befestigt. Das Kugellager 141 ist mit einer Spannscheibe 143 vorgespannt. Das Ende der Antriebshohlwelle 105 bildet eine koaxial an der Rotorverlängerung 1 10 mittels Schrauben 145 angebrachte Scheibe 1 12, die mit dem integrierten Wellenstumpf 144 versehen ist. Am Lagerträger 140 ist ein Deckel 150 angeordnet, der mittels Schrauben 153 am Lagerträger 140 befestigt und mit einem O-Ring 152 abgedichtet ist. Der Wellenstumpf 144 ist mittels einer Lippendichtung 151 abgedichtet. Zusätzlich ist eine Abstützung 160 am Deckel 150 des Antriebsgehäuses 126 angeordnet und mittels Schrauben 161 befestigt. Der Zwischenteil 106 der Antriebshohlwelle 105 ist zwecks einem Unwuchtausgleich der Taumelhohlwelle 80 und der Taumelscheibenwelle 82 im Bereich zwischen dem Antriebshohlwellenkugellager 131 und dem Taumelhohlwellenkugellager 108 mit einer lokalen Aussparung 178 ausgebildet. Zusätzlich ist zwecks Unwuchtausgleich am Antriebswellenstumpf 144 eine (nicht dargestellte) Scheibe angebracht, die mit einer am äusseren Durchmesser lokal angeordneten Aussparung versehen ist. Das Zwischengehäuse 70 ist am Antriebsgehäuse 126 angeordnet und mit Muttern 135 über Gewindebolzen 134 angebracht und mittels einem Zylinderstift 127 positioniert und einem O-Ring 128 abgedichtet. Die erwähnte Vorrichtung zur Verhinderung einer Drehung der Taumelscheibenwelle 82, eine Verdrehsicherung 50, ist drehsteif ausgebildet, und angrenzend zur Dichtung 26, einer elastisch, statischen wellendichtenden Membrane 26 angeordnet. In Fig.1 ist die Anordnung der Verdrehsicherung innerhalb der erfindungsgemässen Taumelscheibenmaschine gezeigt. In Fig. 3 bis 7 sind eine erfindungsgemässe Verdrehsicherung dargestellt. Diese kann in Taumelscheibenmaschinen eingesetzt und verwendet werden. In Fig. 1 ist eine Konstruktion der Verdrehsicherung mit einer Anzahl flexibler Ringelemente und Tragscheiben dargestellt. Die Verdrehsicherung 50 ist axial versetzt zum Taumelpunkt 22 angeordnet ist, wodurch die Taumelhohlwelle 80 und die Taumelscheibenwelle 82 eine kardanische, radiale, winklige und axiale Bewegung ausführt.

Die Verdrehsicherung 50 ist mittels einer Nabe 55 am der Dichtung 26 zugewandten Ende der Taumelhohlwelle 80 über eine Scheibe 92 und mit Schrauben 93 befestigt, wobei die Scheibe 92 mittels einem Sicherungsring 81 auf der Taumelhohlwelle 80 fixiert und mittels einer Passfeder 98 in Drehrichtung positioniert ist.

Die Verdrehsicherung 50 weist für eine winklige und axiale Auslenkung mehrere in einer Ebene koaxial angeordnete, im Durchmesser abgestufte flexible Ringelemente 56-59 und Tragscheiben 52-54 auf, die abwechslungsweise miteinander verbunden sind. Es sind jeweils ein Ringelement und eine Tragscheibe an zwei gegenüberliegenden Punkten miteinander verbunden. Dabei sind die Paare von Verbindungspunkten jeweils um 90° zueinander versetzt. D.h. ein erstes Ringelement und eine erste Tragscheibe sind an Punkten beispielsweise bei 0° und 180° miteinander verbunden und die erste Tragscheibe und das zweite Ringelement sind an Punkten bei 90° und 270° miteinander verbunden. Das zweite Ringelemente und die zweite Tragscheibe sind wiederum an Punkten 0° und 180° miteinander verbunden, etc. Dabei sind die Verbindungspunkte zweckmässigerweise und gemäss Platzverhältnissen nahe dem inneren Durchmesserbereich oder nahe dem äusseren Durchmesser eines Ringelements oder einer Tragscheibe angeordnet.

Im Einzelnen sind sie wie folgt befestigt.

Für eine Winkel- bzw. Axialauslenkung sind in der Nabe 55 stirnseitig zwei in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte, Fixpunkte 213 angeordnet, beispielsweise zwei gegenüberliegende Fixpunkte, wo das erste flexible Ringelement 56 mittels Schrauben 207 angebracht ist.

Auf der Vorderseite des ersten flexiblen Ringelements 56 ist eine erste Tragscheibe 52 angebracht, die im inneren Durchmesserbereich stirnseitig zwei Fixpunkte 77 aufweist, die um 90° zu den Fixpunkten 213 versetzt angeordnet sind, wo das flexible Ringelement 56 mittels Schrauben 196 an der Tragscheibe

52 angebracht ist. Im äusseren Durchmesserbereich der Tragscheibe 52 sind stirnseitig zwei Fixpunkte 214 angeordnet, die um 90° zu den Fixpunkten 77 versetzt angeordnet sind, bei denen das zweite flexible Ringelement 57 mittels Schrauben 208 an der ersten Tragscheibe 52 angebracht ist.

Auf der Rückseite des zweiten flexiblen Ringelements 57 ist eine zweite Tragscheibe 53 angeordnet, die im inneren Durchmesserbereich stirnseitig zwei Fixpunkte 78 aufweist, die um 90° zu den Fixpunkten 214 versetzt angeordnet sind, an denen das flexible Ringelement 57 mittels Schrauben 197 an der zweiten Tragscheibe 53 angebracht ist. Im äusseren Durchmesserbereich der Tragscheibe

53 sind stirnseitig zwei Fixpunkte 215 angeordnet, die um 90° zu den Fixpunkten 78 versetzt angeordnet sind, an denen das dritte flexible Ringelement 58 mittels Schrauben 209 an der zweiten Tragscheibe 53 angebracht ist.

Die folgende dritte Tragscheibe 54 und das vierte flexible Ringelement 59 sind an den Fixpunkten 79, 216 und den Schrauben 198, 210 auf die gleiche Art ausgebildet und angebracht wie die Tragscheibe 52 und das flexible Ringelement 56.

Für eine radiale Auslenkung der Taumelhohlwelle 80 ist am äussersten flexiblen Ringelement 59 eine koaxial über die Taumelhohlwelle 80 und die Lager 83, 131 sich erstreckende Zwischenhülse 51 angeordnet. Sie weist am Anfang stirnseitig zwei Fixpunkte 88 auf, die um 90° zu den Fixpunkten 216 der Tragscheibe 54 versetzt angeordnet sind, an denen das flexible Ringelement 59 mittels Schrauben 199 angebracht ist. Am Ende der Zwischenhülse 51 stirnseitig angeordnet sind zwei Fixpunkte 89 die zu den Fixpunkten 88 auf der Vorderseite um 90° versetzt angeordnet sind. An den Fixpunkten 89 ist ein flexibles Ringelement 60 mittels Schrauben 21 1 angebracht, das auf der Rückseite an zwei auf der Stirnseite am Antriebsgehäuse 126 angeordneten Fixpunkten 90 um 90° versetzt zu den vorherigen Fixpunkten 89 angeordnet und mittels Schrauben 212 angebracht ist. Die flexiblen Ringelemente 56 bis 60 sind als statisch, drehsteife Elemente ausgebildet.

Für eine gleichmässige Belastung der flexiblen Ringelemente 56 bis 60 ist die Dicke und der Durchmesser entsprechend unterschiedlich ausgebildet, indem je grösser der Durchmesser, je kleiner die Dicke ist.

Um die Kräfte der Auslenkung klein zu halten, können die flexiblen Ringelemente 56 bis 60 alternativ als Lamellenpacket ausgebildet werden.

Anstelle der Schrauben zum Verbinden der elastischen, drehsteifen flexiblen Ringelemente 56 bis 59 mit den Tragscheiben 52 bis 54 können auch Nieten verwendet werden.

Dargestellt in Fig. 1 ist zudem eine Durchschlagsicherung 75, die angrenzend zur Membrandichtung 26 auf der Taumelscheibenwelle 82 und im Deckel 40 angeordnet ist und bei einem Ausfall der Verdrehsicherung 50 ein Verdrehen der Taumelscheibenwelle 82 und einen Ausfall der Membrane 26 verhindert. Die Durchschlagsicherung 75 besteht aus einem auf der Taumelscheibenwelle 82 angeordneten, mit Passfeder 192 und Schrauben 1 14 gesicherten Nabe 193, versehen mit mindestens fünf am Anfang gleichmässig verteilten, radial ausgebildete, integrierte Nocken 194, die in die im Deckel 40 ausgebildeten Nuten 195 eingreifen und ein Rotieren der Taumelscheibenwelle 82 verhindern.

In FIG. 8 ist zur Erhöhung der Betriebssicherheit im Falle einer Leckage der Membran-Wellendichtung 26 der Einbau einer zusätzlichen, zweiten elastisch statische Membran-Wellendichtung 45 dargestellt, die angrenzend parallel zur ersten Membrane-Wellendichtung 26 angeordnet ist. Sie dient als zweite Druckbarriere und Sicherheitsmembrane, welche die Dichtheit der Wellendichtung gewährleistet und dem Betriebsdruck standhält. Auf beiden radialen Seiten, wellenseitig sowie gehäuseseitig, ist sie auf die gleiche Art fixiert und abgedichtet wie die erste Membran-Wellendichtung 26 dargestellt in Fig.1 , jedoch ist sie auf der Seite der Taumelscheibenwelle 82 und auf der Seite des Deckels 40 mit einem Distanzring 44 bez. 46 versehen, der die beiden Membran- Wellendichtungen 26, 45 wellenseitig sowie deckelseitig voneinander trennt. Die zwischen den beiden Membran-Wellendichtungen 26, 45 gebildete Ringkammer 218 dient zur Überwachung der Leckage der ersten elastischen Membran- Wellendichtung 26, wobei der deckelseitige Distanzring 46 mit einer radialen Bohrung 179 versehen ist, die über einen im Antriebsgehäuse-Deckel 31 ausgebildeten Ringkammer 30 mit einem axialen Kanal 94 durch eine im Antriebsgehäuse-Deckel 31 angeordnete radiale Bohrung mit einem Anschluss 36 zur Leckage-Überwachung verbunden ist (siehe FIG. 1 und 8). Für eine hohe Lebensdauer ist die zweite Membrane 45 in einem möglichst kleinen Abstand zur ersten Membrane 26 angeordnet.

Dargestellt in FIG.9 ist als Alternative zur Ausführung mit zweiter Membrane 45 eine elastisch statische Mehrlagenmembrane 26a angeordnet, bestehend aus einer ersten Membrane 26, einer Zwischenlage 63 zur Leckage-Überwachung und einer Sicherheitsmembrane 64, die dem Betriebsdruck standhält. Die Leckage der ersten Membrane 26 kann über einen im Maschinengehäuse-Deckel 31 angeordneten Anschluss 36, mittels Bohrung verbunden mit einer im Deckel 40 ausgebildeten Ringkammer 30 über einen axialen Kanal 94 und einer am äusseren Durchmesser der Zwischenlage 63 angeordneten Ringkammer 98 überwacht werden.

In FIG. 2 ist eine Taumelscheibenmaschine mit einem biegsamen, hermetisch dichten Metallfaltenbalg 146 dargestellt, der anstelle der Membrane 26 bzw. 26a aus Fig. 1 bzw. Fig. 9 zur Abdichtung der Taumelscheibenwelle 82 angeordnet ist. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist der Metallfaltenbalg 146 mit zwei Lagen versehen. Die äussere Lage dient zur Abdichtung der Taumelscheibenwelle 82. Die innere Lage dient als zweite Druckbarriere sowie zur Gewährleistung der Dichtheit und zur Leckage Überwachung der ersten Lage. Der Metallfaltenbalg 146 ist für eine ausgewogene Belastung axial etwa hälftig beidseitig des Taumelpunktes 22 angeordnet. In der Stirnwand der Taumelscheibennabe 21 ist am Wellenstumpf 189 eine am Metallfaltenbalg 146 integrierte Scheibe 147 angebracht, abgedichtet mit einem 0- Ring 154 die über den Wellenstumpf 189 mittels einer in der Bohrung der Taumelscheibenwelle 82 eingebaute Zugstange 122 und Mutter 120 fixiert ist. Die erwähnte Scheibe 147 ist stirnseitig mittels zumindest zwei gegenüberliegenden axialen Nocken 158 mit der Hohlwelle 80 formschlüssig verbunden.

Gehäuseseitig ist der Metallfaltenbalg 146 in einem Deckel 148 integriert, der von der Antriebsseite angebracht ist und mittels einem O-Ring 35, 155 abgedichtet sowie mit den Schrauben 43 am Deckel 31 des Maschinengehäuses angebracht ist. Ein radialer Kanal mit Bohrung 65, ausgebildet im erwähnten Deckel 148, ist mit einer im Maschinengehäuse-Deckel 31 radial angeordneten Bohrung mit dem Leckage-Überwachungsanschluss 36 verbunden.

Wie oben erwähnt, ist in FIG. 1 eine Ausführung zur Einstellung vom Axialspalt der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 29 dargestellt. Am Ende der Taumelscheibenwelle 82 ist eine Hülse 1 17 mit Aussengewinde angeordnet, versehen mit stirnseitigen Nocken 165, die mittels der Mutter 120 über die Zugstange 122 fixiert ist. Die Taumelhohlwelle 80 weist am Ende ein Aussengewinde auf, an dem eine Überwurfmutter 97, verbunden mit einer integrierten, angrenzenden Mutter 163 angebracht ist, die für Spielfreiheit für eine Verspannung radial zweiteilig mit zwei integrierten, verbindenden, radial gegenüberliegenden Stegen 166 ausgebildet und mit stirnseitigen Nocken 168 versehen ist. Die Überwurfmutter 97 mit integrierter, angrenzender Mutter 163 ist mit einer Hülse 1 17 mit einem Aussengewinde ausgebildet mittels stirnseitigem Nocken 165 über die Mutter 120 der Zugstange 122 mit der Taumelscheibenwelle 82 verbunden. Durch Drehen der erwähnten Hülse 1 17 mit Aussengewinde mittels dem stirnseitigen Nocken 165 kann über die zur Überwurfmutter 97 angrenzenden, integrierten Mutter 163 durch ein axiales Verschieben der Taumelscheibenwelle 82 der Axialspalt der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 27 eingestellt werden. FIG. 2 zusammen mit FIG.10 zeigen eine weitere Ausführung der Taumelscheibenmaschine mit einem einstellbaren Axialspalt der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 29 mit einer begrenzten Anpresskraft zur winkligen Auslenkung der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 29 und für ein schadloses Überrollen von Feststoffpartikeln im Förderraum. Die Taumelscheibenwelle 82 ist im Bereich vom Taumelpunkt 22 für eine winklige Auslenkung mit einer sphärischen Auflage 67 am Anfang der Taumelhohlwelle 80 ausgebildet und in einer kraftschlüssigen Toleranzhülse 1 16 gelagert. Die Taumelhohlwelle 80 weist am Ende ein Aussengewinde auf, an welchem eine Überwurfmutter 97, verbunden mit einer integrierten, angrenzenden Mutter 163 angebracht ist, die zwecks Spielfreiheit zur Verspannung radial zweiteilig mit zwei integrierten, verbindenden, radial gegenüberliegenden Stegen 166 ausgebildet ist und zum Drehen mit stirnseitigen Nocken 168 versehen ist. Zur radialen Auslenkung der Taumelscheibenwelle 82 in der Taumelhohlwelle 80 ist die Überwurfmutter 97 mit integrierter, angrenzender Mutter 163 mit einer Aussengewindehülse 137, einer Kreuzscheibe 138 und einer Lagerhülse 139 mit stirnseitigen Nocken 165 verbunden, eine Oldham-Kupplung 99 bildend, die mittels einer als Verlängerung der Taumelscheibenwelle dienende Schraube 120, die im Bereich vom Lager 222 der Taumelscheibenwelle 82 mit einem sphärischen Lager 121 ausgebildet ist und über die Zugstange 122 mit der Taumelscheibenwelle 82 verbunden ist. Die mit stirnseitigen Nocken 165 ausgebildete Lagerhülse 139 ist im Lager 222 der Taumelscheibenwelle 82 angeordnet, im Lagergehäuse 220 eingebaut und im Mittelteil 106 der Antriebshohlwelle 105 angeordnet, das radial verschiebbar zwischen der Distanzhülse 167 und Scheibe 224 ausgebildet ist und mit einem Sicherungsring 225 fixiert ist. Das erwähnte Lagergehäuse 220 ist am äusseren Durchmesser mit einem integrierten, radialen Nocken 221 versehen, der zur Verdrehsicherung in eine im Mittelteil 106 axial ausgebildete Nute 227 der Antriebshohlwelle 105 eingreift. Zusätzlich ragt ein Federelement 223 in die erwähnte Nute 227, eingebaut radial in einer Bohrung vom Lagergehäuse 220. Dieses Federelement 223 presst die Taumelscheibenwelle 82 zur radialen Positionierung über einen am Lagergehäuse 220 am äusseren Durchmesser integrierten, radialen, dem Federelement 223 gegenüberliegend angeordneten Nocken 162 an die Seite der Bohrung vom Lager 108 der Taumelhohlwelle. Durch Drehen der Lagerhülse 139 mittels der stirnseitigen Nocken 165 kann über die Oldham-Kupplung 99 und Hülse mit Aussengewinde 137 mittels der Mutter 163 integriert in der Überwurfmutter 97 durch axiales Verschieben der Taumelscheibenwelle 82 der Axialspalt der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 29 eingestellt werden.

Nicht dargestellt ist eine Ausführung zur Erhöhung der Saugleistung einer als Pumpe ausgebildeten Taumelscheibenmaschine gemäss Erfindung durch Anliegen, d.h. Verminderung der Spaltverluste, der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 29 zwecks eines schadlosen Überrollens von Feststoffpartikeln. Diese Ausführung ist gleich wie die in FIG.2 und FIG.10 beschriebene Ausführung mit einem einstellbaren Axialspalt der Taumelscheibe 27 zu den Seitenwänden 19, 29. Sie ist jedoch für ein winkliges Auslenken der Taumelscheibenwelle 82 im Endbereich ohne eine radiale Positionierung ausgebildet. Hierzu ist das Lagergehäuse 220 der Taumelscheibenwelle 82 am äusseren Durchmesser, dem Federelement 223 gegenüberliegend ohne einen radialen Nocken 162 gemäss Fig. 10 ausgebildet.

Dargestellt in Fig. 1 1 ist eine Ausführung mit einem direkt gekoppelten Antriebsmotor 171 . Anstelle der an der Antriebshohlwelle 105 angebrachten Scheibe 1 12 mit integriertem Antriebswellenstumpf 144 (siehe Fig. 1 ) ist eine Scheibe 164 mittels Schrauben 145 an der Rotorverlängerung 1 10 angebracht, die mit einer Anzahl integrierter, am Umfang gleichmässig verteilten Mitnehmerbolzen 103 ausgebildet ist. Zur Kompensation vom Wellenversatz ist auf den Mitnehmerbolzen 103 eine Hülse 104 angebracht, die aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise aus Gummi hergestellt sind. Gekoppelt wird die erwähnte Scheibe 164 mittels den erwähnten Mitnehmerbolzen 103 mit der auf der Antriebswelle 174 des Antriebsmotors 171 angebrachten Kupplungsscheibe 1 13, die mittels einer Passfeder 172 mit der Motorwelle 174 formschlüssig verbunden ist und mit einer stirnseitig geschlossenen Wellenbohrung sowie einer Wellendichtung 151 versehen ist. Gehäuseseitig ist anstelle des Abschlussdeckels 150 (siehe Fig.1 ) ein Zwischengehäuse 170 angebaut, welches mittels Schrauben 153 am Lagerträger 140 angebracht und mit einem O-Ring 152 abgedichtet ist. Im Zwischengehäuse 170 ist zum Abdichten der Kupplungsscheibe 1 13 eine Wellendichtung 151 angeordnet. Ein Antriebsmotor 171 ist am Zwischengehäuse 170 angebracht und mit Schrauben 173 fixiert. Ein Stützfuss 160 ist am Lagerträger 140 mit den Schrauben 161 angebracht.