Verdrängermaschine für inkompressible Medien

Abstract

 In einer Verdrängermaschine für inkompressible Medien mit einem in einem feststehenden Gehäuse (1,2) angeordneten, nach Art ei­nes kreisförmig verlaufenden Schlitzes ausgebildeten Förderraum (4) ist ein dem Förderraum zugeordneter, ebenfalls kreisförmig ausgebildeter Verdrängerkörper (8) auf einem gegenüber dem Ge­häuse exzentrisch antreibbaren scheibenförmigen Läufer (3) ge­halten. Der Verdrängerkörper berührt die inneren und äusseren Umfangswände des Förderraumes an mindestens einer beim Betrieb kontinuierlich fortschreitenden Dichtungslinie und fördert das Medium von einem Einlass (6) zu einem Auslass (7). Einlass und Auslass sind durch einen radial im Förderraum (4) verlaufenden Steg (5) voneinander getrennt. Zur Führung des Verdränger­körpers ist gegenüber dem Gehäuse eine Kreuzscheibenkupplung (9,10) vorgesehen, und zu seinem kreisförmigen Antrieb ist ein Taumelstab (12) mit einem antreibenden Kurbeltrieb (13) verbun­den. Im Bereich des Steges (5) kommunizieren die Arbeitsräume (27,28) am Einlass (6) und am Auslass (7) miteinander. Der Verdrängerkörper (8) und der Förderraum (4) weisen im überwie­genden Teil ihres Umfangs eine reine Kreisform auf. Die einlass- und auslasseitigen Enden des Verdrängerkörpers und des Förderraumes weisen in einem Winkelbereich von höchstens 20° wesentlich kleinere Krümmungsradien aufweisen als jene ihres überwiegenden Umfangs.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für inkom­pressible Medien mit einem in einem feststehenden Gehäuse an­geordneten, nach Art eines kreisförmig verlaufenden Schlitzes ausgebildeten Förderraum und mit einem dem Förderraum zugeord­neten, ebenfalls kreisförmig ausgebildeten Verdrängerkörper, der auf einem gegenüber dem Gehäuse exzentrisch antreibbaren scheibenförmigen Läufer derart gehalten ist, dass während des Betriebes jeder seiner Punkte eine von den Umfangswänden der Förderkammer begrenzte Kreisbewegung ausführt, und dessen Krüm­mung gegenüber derjenigen des Förderraumes so bemessen ist, dass er die inneren und äusseren Umfangswände des Förderraumes an mindestens einer beim Betrieb kontinuierlich fortschrei­tenden Dichtungslinie berührt und somit den Förderrraum in innere und äussere Arbeitsräume unterteilt, durch die das Medium von einem Einlass zu einem Auslass gefördert wird, wobei Einlass und Auslass durch einen vorzugsweise radial im Förder­raum verlaufenden Steg voneinander getrennt sind, weshalb der Verdrängerkörper im Bereich des Steges unterbrochen ist, und wobei zur Führung des Läufers gegenüber dem Gehäuse eine Kreuz scheibenkupplung vorgesehen ist, und zum kreisförmigen Antrieb des Verdrängerkörpers ein Taumelstab mit einem antreibenden Kurbeltrieb verbunden ist.

Stand der Technik

[0002] Verdrängungsmaschinen für Flüssigkeiten mit kreisförmig ver­laufendem Verdrängungskörper sind bereits seit 1905 bekannt aus der DE-C-177 654. Der dortige in den Förderraum hineinragende Ringkolben ist allerdings schwingend angeordnet, wozu er an jenem Steg geführt ist, der den Einlass vom Auslass trennt. Angetrieben wird er von einer Kurbel, auf welcher er mittels einer Nabe gelagert ist. Diese Maschine soll sich durch eine ununterbrochene und gleichmässige Förderung auszeichnen.

[0003] Eine weitere Verdrängungsmaschine, allerdings nicht mit kreis­förmigem, sondern mit herzförmig verlaufendem Verdrängerkörper ist bekannt aus der WO 86/05241. Ueber einen Kurbeltrieb werden bei der dortigen Pumpe 4 Verdrängerflügel gleichzeitig in zy­klische Relativbewegung zu ihren zugehörigen Kammern versetzt. Ein radial anpassbares Glied erzeugt dabei eine Antriebskraft mit radialer und tangentialer Komponente, die auf den Träger der Verdrängungsflügel wirkt, so dass diese stets in dichtender Berührung mit ihren Kammern bleiben. Dabei kann das verstell­bare Glied federnd, keilartig oder sonstwie kraftschlüssig, je­doch nicht formschlüssig wirken. Der die Verdrängerflügel auf­weisende Träger ist in einer bestimmten Lage stets kippfrei ge­führt infolge der gegenseitigen Anlagestellen der in einem Kranz angeordneten Flügel.

[0004] Aehnliche Verdrängermaschinen mit einem Taumelantrieb sind be­kannt, beispielsweise aus den DE-C-2 603 462 und US-A-3 560 119. Desweiteren sind ähnliche Verdrängermaschinen mit einer Kreuzscheibenkupplung ebenfalls bekannt, beispielsweise aus den EP 10930 B1, US-A-4,437,820 und DE-A-27 35 664. Es handelt sich bei allen diesen Einrichtungen um sogenannte Verdrängungs­maschinen für kompressible Medien. Sie bestehen zum einen aus einem durch spiralartige, sich von einer Seitenwand senkrecht erstreckenden Umfangswände begrenzten Förderraum, der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass zu einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass führt. Zum andern weisen sie einen in den Förderraum ragenden, ebenfalls spiralartigen Verdrängungs­körper auf. Dieser ist in Bezug auf den Förderraum zur Ausfüh­rung einer kreisenden verdrehungsfreien Bewegung gelagert. Sein Zentrum ist gegenüber dem Zentrum der Umfangswände exzentrisch so versetzt, dass der Verdrängungskörper stets sowohl die aus­senliegende als auch die innenliegende Umfangswand des Förder­raumes an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie berührt. Während des Betriebes der Maschine werden deshalb entlang des Förderraumes zwischen dem Verdränger und den beiden Umfangswänden des Förderraumes mehrere sichelförmige Arbeits­räume eingeschlossen, die sich vom Einlass durch den Förderraum hindurch zum Auslass hin bewegen. Hierbei kann sich je nach Um­schlingungswinkel der Spirale das Volumen des geförderten Arbeitsmittels zunehmend verringern bei einer entsprechenden Erhöhung des Arbeitsmitteldruckes.

[0005] Der Taumelantrieb ist bei diesen bekannten Maschinen jeweils das Mittel zur Umsetzung der rotierenden Bewegung der Antriebs­maschine in die translatorische Bewegung des Verdrängers.

[0006] Die Antriebslösung bei der DE-C-2 603 462 sieht einen drehfest mit einem Gegengewicht auf der Antriebswelle sitzenden Exzen­terkörper vor, auf dem mittels eines Kugellagers eine Antriebs­scheibe gelagert ist. Diese ist mit vier gleichmässig über den Umfang verteilten Kugelgelenkpfannen bestückt, in denen jeweils das Kugelende eines Taumelstabes einsitzt. Die Kugeln haben da­bei lediglich Linienkontakt in ihrer zugehörigen Pfanne. Bei einer Drehbewegung der Antriebswelle wird der Rotorkörper durch die Taumelstäbe zur Ausführung einer kreisenden, jedoch nicht drehenden Bewegung angeregt. Neben der Antriebsfunktion haben bei dieser Lösung die Taumelstäbe somit auch die Verdrehsiche­rung zu gewährleisten.

[0007] Bei der Ausführung nach US-A-3 560 119 ist der antriebsseitige Zapfen des Taumelstabes mittels eines Pendelkugellagers drehbar und schwenkbar in einer exzentrischen Position gelagert. Zur Verhinderung der Eigendrehung des Verdrängers sind die zweiten und dritten Kugelabschnitte jeweils mit Profilkränzen, z.B. Verzahnungen versehen, welche in entsprechend profilierte Gegenstücke im Verdränger resp. im feststehenden Gehäuseteil eingreifen und darin schwenkbar gelagert sind. Die axiale Sicherung der Taumelwelle erfolgt über eine im feststehenden Gehäuseteil einliegende Sicherungsscheibe.

[0008] Für die Uebertragung der relativen Drehbewegung wird somit bei den bekannten Maschinen jeweils ein hochbelastetes und damit kostspieliges Kugellager verwendet. Darüberhinaus sind keine Massnahmen vorgesehen, welche bei Materialabrieb an der oder den Taumelstäben einen spielfreien Betrieb der Maschine garan­tieren.

[0009] Die Kreuzscheibenkupplung bildet bei all diesen bekannten Ma­schinen jeweils das rotationshemmende Mittel für den Verdrän­ger. Dessen radiale Versetzung wird begrenzt durch die Berüh­rung der spiralförmigen Rippen mit den Wandungen der Förder­kammern. Die Begrenzung entspricht theoretisch einem Kreis, in diesem Fall dem Translationskreis. Der gegenüber der Förder­kammer drehfreie Verdränger muss nun mittels der Kreuzschei­benkupplung so geführt werden, dass die Parallelführung einen grösseren Durchmesser zulässt als es dem Durchmesser des Trans lationskreises entspricht. Der Grund hierfür ist, dass die Ra­dialverschiebung des Verdrängers durch die Kombination Rippe/­Kammerwand begrenzt werden soll und nicht durch die führende Kreuzscheibenkupplung. Anhand dieser Regel sind die Abmessungen für die Kreuzscheibenkupplung einfach festzulegen.

[0010] Es herrscht allgemein die Meinung, dass derartige Kreuzschei­benkupplungen für die Uebertragung von grossen Drehmomenten und für grosse Drehzahlen ungeeignet sind wegen der auftretenden Biegewechselbeanspruchung und der Verluste durch Reibung.

[0011] Bei allen bekannten Kreuzscheibenkupplungen bestehen die Lei­sten aus rechtwinkligen Blöcken, die in entsprechend konfigu­rierte Nuten eingreifen. Die Bedenken gegen eine Anwendung der Kreuzscheibenkupplung sind insoweit verständlich, als das seit­liche Spiel in den Nuten zwecks ordentlicher Führung minimal sein muss. Dies führt aber zwangsläufig zu Reibflächen, die sich abnützen. Darüberhinaus können bei Eindringen von Schmutz in die Führung deren Teile gegeneinander klemmen, was die Funk­tionsfähigkeit der Kupplung beeinträchtigt.

Darstellung der Erfindung

[0012] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Rota­tionskolben-Verdrängerpumpe mit sehr niedrigen Pulsationen so zu gestalten, dass sie auch mit zunehmendem Materialabtrag in­folge Verschleiss spielfrei bleibt.

[0013] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst,
- dass im Bereich des Steges der innere und äussere Arbeits­raum am Einlass und am Auslass miteinander kommunizieren,
- dass der Verdrängerkörper und der Förderraum im überwie­genden Teil ihres Umfangs eine zumindest annähernde Kreisform aufweisen,
- dass der Verdrängerkörper über mindestens 360° dichtet,
- wozu die einlass- und auslasseitigen Enden des Verdränger­körpers und des Förderraumes in einem winkelbereich von höchstens 30° wesentlich kleinere Krümmungsradien aufweisen als jene ihres überwiegenden Umfangs.

[0014] Der Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, dass mit der neuen Konfiguration eine selbstansaugende, pulsationsarme, sich im Betrieb selbsteinstellende und nahezu wartungsfreie Pumpe geschaffen ist.

[0015] Es ist besonders günstig, wenn der Taumelstab an seinem kurbel­seitigen Ende mit einem Kugelabschnitt in einer allseits ver­schiebbaren Gelenkpfanne der Kurbel einsitzt, wenn er an seinem andern Ende mit einem Kugelabschnitt in einer halbkugeligen Ge­lenkpfanne des feststehenden Gehäuseteils gelagert ist, und wenn er zwischen seinen beiden Enden einen Kugelabschnitt aufweist, welcher drehbar und taumelfähig in einer halbku­geligen Gelenkpfanne im Verdränger gelagert ist, wobei Feder­ mittel für eine satte Anlage der Kugelabschnitte in den Gelenk­pfannen sorgen. Diese Antriebsart beinhaltet sehr kleine Reib­wege und somit Reibverluste.

[0016] Ferner ist es zweckmässig, wenn die Kreuzscheibenkupplung einen frei beweglichen Zwischenring aufweist, der auf seinen Plan­seiten je zwei unter 90° zueinanderstehende konvex gewölbte Leisten trägt, die in entsprechend konkav geformte Nuten der zu kuppelnden Teile eingreifen, wobei der Zwischenring mitsamt den Leisten ein einteiliges, vorgespanntes Werkstück aus Federstahl ist. Dieses sehr kostengünstige Element erzeugt neben der Füh­rung zudem die Anpresskraft für den Verdrängerkörper gegen den Boden der Förderkammer.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0017] In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfin­dung anhand eienr Flüssigkeitspumpe schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig.1 einen Längsschnitt durch die Pumpe mit umlaufenden Ringkolben

Fig.2 einen Querschnitt durch die Pumpe gemäss Linie A-A in Fig 1

Fig.3 eine erste Einbauvariante eines Taumelstabes im Längs­schnitt

Fig.4 eine zweite Einbauvariante des Taumelstabes im Längs­schnitt

Fig.5 eine perspektivische Ansicht des Taumelstabantriebes

Fig.6 eine perspektivische Ansicht einer zu montierenden Kreuzscheibenkupplung

Fig.7 die Geometrie der reibenden Teile einer Kreuzscheiben­kupplung

Fig 8 eine unbelastete Kupplung mit vorgespanntem Zwischen­ring

Fig.9 die Verdrängergeometrie im Ein- und Auslassbereich

Fig.10 eine Skizze zur Ermittlung der Kurvengeometrie

Fig.11 eine Verbindungsmöglichkeit von innerem und äusserem Arbeitsraum

Fig.12 einen Schnitt gemäss Linie x-x in Fig.10

[0018] In der stark vereinfachten Pumpendarstellung gemäss Fig.1 und 2 sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt. In den verschiedenen Fig. sind die gleichen Teile jeweils mit denselben, ggfs. indizierten Bezugszeichen versehen.

Weg zur Ausführung der Erfindung

[0019] Zwecks Erläuterung der Funktionsweise der Pumpe , welche selbst nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird auf die bereits ge­nannte WO 86/05241 verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis notwendige Maschinenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben.

[0020] Im wesentlichen besteht die Pumpe nach den Fig. 1 und 2 aus zwei Gehäusehälften 1, 2, welche auf geeignete Weise miteinan­der verbunden sind, und dem darin einliegenden Verdränger mit­samt Antrieb und Führung. In die linke Gehäusehälfte 1 ist eine kreisringförmige Förderkammer 4 eingearbeitet. Sie weist paral­lele, im gleichbleibendem Abstand zueinander verlaufende Umfangswände auf, die einen Winkelbereich von ca. 360° umfas­sen, auch wenn dies in Fig. 2 nicht ersichtlich ist .Sie ist mittels eines Steges 5, der sich über die ganze Kammertiefe er­streckt, unterteilt. Beidseitig des Steges sind in der Rückwand der Gehäusehälfte 1 der Einlass 6 und der Auslass 7 für das zu fördernde Arbeitsmittel angeordnet. Zwischen den Umfangswänden greift der Verdrängerkörper 8 in den Förderraum 4 ein. Seine Krümmung ist so bemessen, dass er die innere und die äussere Umfangswand des Förderraumes an mindestens einer beim Betrieb kontinuierlich fortschreitenden Dichtungslinie berührt. Es han­delt sich bei diesem Verdrängerkörper, der demnach den Ring­kolben darstellt, um eine Rippe, die senkrecht auf der Läufer­scheibe 8 gehalten ist. Der Verdrängerkörper 8 ist an jener Stelle, die dem Steg 5 gegenüberliegt, geschlitzt, d.h. in seiner ganzen Tiefe unterbrochen.

[0021] Während des Betriebes führt der Läufer 3 zusammen mit dem Ver­drängerkörper 8, im folgenden einfach Verdränger genannt, eine orbitale Bewegung aus. Anlässlich dieser kreisenden Bewegung berührt der Ringkolben ständig sowohl die innere als auch die äussere Umfangswand der Förderkammer. Dadurch ergeben sich auf beiden Seiten des Verdrängerkörpers sichelförmige, das Arbeits­medium einschliessende Arbeitsräume 27, 28, die während des An­triebs des Läufers durch die Förderkammer vom Einlass 6 in Richtung auf den Auslass 7 verschoben werden. Durch seine Lageänderung wird demzufolge zum einen über den Einlass 6 Arbeitsmittel in die Kammer 4 hineingesaugt und zum andern über den Auslass 7 aus der Maschine hinausgefördert.

[0022] Zum orbitalen Umlauf des Verdrängers ist gemäss Fig.1 ein Antrieb mittels Taumelstab 12 vorgesehen. Ein nicht näher dar­gestellter Kurbeltrieb 13 ist kurbelseitig mit einer Gelenk­pfanne 14 bestückt, in welcher der Taumelstab 12 mit einem er­sten Kugelabschnitt 15 drehbar einsitzt. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Antriebsvariante beschränkt ist. Massgeblich ist lediglich eine Konstruktion, bei welcher der Taumelstab nicht eine Drehbewegung, sondern eine Taumelbewegung vollführt, wobei sich die Bewegungsachse 30 auf einem Kegelmantel befindet.

[0023] Am entgegengesetzten Ende weist der Taumelstab 12 einen zweiten Kugelabschnitt 16 auf. Koaxial mit der Hauptachse 31 des Kurbeltriebes 13 ist dieser zweite Kugelabschnitt im linken feststehenden Gehäuseteil 1 drehbar und taumelfähig gelagert.

[0024] In der Ebene des Läufers 3 ist der Taumelstab 12 mit einem dritten Kugelabschnitt 17 versehen, dessen Kugelradius mit Vor­teil jenem des zweiten Kugelabschnitts entspricht. Dieser dritte Kugelabschnitt ist in der Nabe des Läufers 3 drehbar und taumelfähig gelagert.

[0025] Wären die Lagerstellen für die beiden Kugelabschnitte 16 und 17 nunmehr zylindrische Lagerbuchsen, so werden die beispielsweise fliehkraftbedingten, rein radialen Kräfte nur auf einer halb­kreisförmigen Linie abgestützt werden. Axialgerichtete Kräfte könnten überhaupt nicht übertragen werden.

[0026] Diese Lagerstellen werden deshalb als halbkugelförmige Gelenk­pfannen 18, 19 ausgebildet. Halbkugelig deshalb, weil dadurch zum einen die benötigten Einzelteile auf ein Minimum reduziert sind, und weil zum andern die Montage sehr einfach wird.

[0027] Dies gilt allerdings nur, wenn die tragende Fläche in der Kugelpfanne innerhalb einer und derselben Kugelhemisphäre liegt. Diese Bedingung führt dazu, dass die Gelenkpfannen 18, 19 für die Aufnahmen der zweiten und dritten Kugelabschnitte spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, d.h. die tragenden Kugelflächen sind voneinander abgekehrt.

[0028] Die axiale Kraft, die notwendig ist, damit die Kugelabschnitte unter allen Betriebszuständen satt in ihren jeweiligen Pfannen einliegen, wird durch Federmittel aufgebracht.

[0029] Eine erste Lösungsmöglichkeit hierfür zeigt Fig.3. Der zweite Kugelabschnitt 16′ ist mit einer zentralen Bohrung versehen und lose auf den Taumelstab 12′ aufgesteckt, so dass er auf dem Taumelstab verschiebbar ist. Die gegeneinandergerichteten Flächen der Kugelabschnitte 16′ und 17′ sind abgeflacht und bilden jeweils einen Anschlag für eine Druckfeder 20′. Im mon­tierten Zustand drückt diese Feder 20′ die Kugelabschnitte aus­einander. Zur Aufnahme des Taumelstabs 12′ anlässlich einer Verschiebung des Kugelabschnitts 16′ ist die Gelenkpfanne 18′ in der linken Gehäusehälfte 1 mit einer Ausnehmung 21 versehen.

[0030] Die in Fig.4 gezeigte Lösung geht aus von einem Gleitstein 22, welcher axial verschiebbar im linken Gehäuseteil 1 einsitzt. In der dem Läufer 3 zugekehrten Stirnfläche ist im Gleitstein die Gelenkpfanne 18 eingearbeitet. In dieser liegt der Kugelab­schnitt 16 ein. Damit der Kugelabschnitt eine jederzeit defi­ nierte sphärische Auflage hat, ist auch hier der Pfannengrund mit einer Ausnehmung 21 versehen, so dass das Kopfende des Ku­gelabschnitts in keinem Fall Grundberührung hat. Die Axialkraft wird hier über die Schraubenfeder 20 aufgebracht, die vom Gehaüseteil 1 auf den Gleitstein 22 einwirkt.

[0031] Unter Hinweis auf die Anordnung nach Fig.1 wird festgehalten, dass die Federkraft nicht so gross sein darf, dass der Verdrän­gerkörper 8 von seiner Dichtfläche an der Seitenwand des Gehäu­ses 1 abheben könnte. Die Gegenkraft, die diese Dichtwirkung aufrechterhält, wird über die Kreuzscheibenkupplung 9, 10 auf den Läufer 3 des Verdrängerss übertragen.

[0032] Immerhin muss die Federkraft so gross sein, dass die zusätz­liche axiale Kraft in Zusammenwirkung mit der erwähnten radia­len Kraft eine Abstützung der Kugelabschnitte in einer sphäri­schen Fläche verursacht. Diese sphärische Kontaktzone muss in jedem Fall erhalten bleiben, unabhängig von einem etwaigem Materialabtrag an einem der beteiligten Maschinenteile.

[0033] Nachstehende Beispiele zeigen, welche möglichen Fehler anhand der Erfindung kompensiert werden können:
- Anlässlich der Taumelbewegung kann Material an der Kugel abgetragen werden. Dadurch kann sich die Kugel in die Pfanne "hineinfressen". Die Durchmesser von Kugel und Pfanne werden hierbei kleiner. Durch die konstante sphärische Kugelauflage bleibt die Verbindung achsgleich und spielfrei, obschon sich neben der Verkleinerung der Durchmesser auch der Abstand zwi­schen den Kugelzentren der Kugelabschnitte 16 und 17 vergrös­sert hat. Diese Ueberlegung gilt im übrigen auch, wenn sich nur die Kugeln oder nur die Pfannen abreiben.
- Anlässlich der orbitalen Bewegung können sich auch die Stirnseiten des Verdrängungskörper 8 am feststehenden Gehäuse 1 abreiben. Nach Fig.1 würde demnach der Abstand zwischen den Kugelabschnitten 16 und 17 geringer. Auch dieses Verhalten ver­kraften die Lösungsprinzipien nach den Fig.3 und 4 mühelos.

[0034] Es versteht sich, dass bei einer Veränderung des Abstandes zwi­schen den zweiten und dritten Kugelabschnitten der sich auf ei­nem Kegelmantel befindende Winkel der Bewegungsachse 30 eben­falls ändert. Dies gilt auch für den Abstand zwischen den Kugelabschnitten 16 resp. 17 und 15. In jedem Fall ist die Exzentrizät e (Fig.4) am Verdränger beizubehalten. Andererseits ist die Ebene des zweiten Kugelabschnittes massgebend für den Translationskreis und ist somit Bezugsebene. Deshalb muss auch der erste Kugelabschnitt 15 verschiebbar ausgebildet werden. Und zwar muss er zum einen in Längsrichtung des Taumelstabes verschiebbar sein, wie das in Fig.4 angedeutet ist; zum andern muss er auch in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene ver­schiebbar sein wegen der angesprochenen möglichen Winkel­veränderung. Vorzugsweise wird deshalb dieser erste Kugelab­schnitt 15 ebenfalls in eine mit einer Gelenkpfanne 14 aus­gerüsteten Lagerbüchse eingebettet. Diese in den Fig 3 und 4 nur schematisch dargestellte Gelenkpfanne 14 ist ihrerseits mit einer Gleitfläche 26 versehen, welche auf einer entsprechenden Gegenfläche des Kurbeltriebes 13 allseitig verschiebbar ist. Gleitfläche 26 und Gegenfläche befinden sich dabei in einer Ebene parallel zur Achse des 31 Kurbeltriebes.

[0035] Der Vorteil eines derartig ausgebildeten Taumelantriebes kann anhand folgender Ueberlegung festgehalten werden: Die grösste im Betrieb vorherrschende radiale Kraft wirkt auf die Lager­kombination 17/19. Diese Kraft wird aufgenommen von den beiden Lagerkombinationen 15/14 und 16/18. Ueber die Wahl der Hebel­arme zwischen den jeweiligen Kugelabschnitten hat man nun ein Mittel in der Hand, die Lagerbelastung in der Kombination 15/14 möglichst niedrig zu halten. Dadurch kann dieses Lager in sei­nen Dimensionen, d.h. insbesondere in seinem Kugeldurchmesser klein bemessen werden mit der Folge, dass es eine geringe Reibleistung aufweist. Andererseits sind die Gelenkpfannen für die zweiten und dritten Kugelabschnitte keine separaten Einzel­teile, sondern sie sind in ohnehin vorhandenen Bauteilen inte­griert, einerseits im Verdränger, andererseits im feststehenden Gehäuseteil oder im Gleitstein. Die Lösung ist schon aus diesem Grunde sehr kostengünstig. Da es sich bei diesen Gelenkpfannen überdies nur um Halbschalen ohne Hinterschnitt handelt, sind auch die für die Herstellung benötigten Spritz- oder Presswerk­zeuge nicht aufwendig.

[0036] Ein Beispiel für den Antrieb des Taumelstabes 12, 12′ ist in Fig.5 gezeigt. Die Antriebswelle 33 ist an ihrem der Maschine zugekehrten Ende mit einem Bund 34 versehen. Dieser ist stirn­seitig so ausgespart, dass unterhalb der Hauptachse 31 ein Mit­nehmerversatz 35 geformt ist. Dieser weist die parallel zur Hauptachse verlaufende, obengenannte Gegenfläche für das Zusam­menwirken mit der Gleitfläche 26 auf. Dies ist der eigentliche Kurbeltrieb 13.

[0037] Die Lagerbuchse 32 mit der eingebetteten Gelenkpfanne 14 für die Aufnahme des Kugelabschnitts 15 ist in ihrer axialen Erstreckung etwas schmäler bemessen als der Mitnehmerversatz. Dies erlaubt einen Verschiebung der Buchse über die Gleitfläche 26 in Achsrichtung, wie dies durch Pfeile dargestellt ist. Ueber die gleiche Gleitfläche ist die Buchse auch senkrecht zur Achsrichtung in den angedeuteten Pfeilrichtungen verschiebbar. Hierdurch können Aenderungen im Winkel der Bewegungsachse 30 kompensiert werden. Die Grösse der Exzentrizität E zwischen Hauptachse 31 und Endpunkt der Bewegungsachse 30 ist eine Funktion der Verdrängerexzentrizität e und des Uebersetzungs­verhältnisses zwischen den drei Lagerstellen des Taumelstabes 12,12′.

[0038] Zur verdrehungsfreien Führung des Verdrängers ist eine Kreuz­scheibenkupplung vorgesehen. Sie besteht im wesentlichen aus einem Zwischenring 9, welcher an seinen Planseiten mit Leisten 10, 10′ versehen ist. Im gezeigten Beispiel lassen sich die dem Läufer 3 zugekehrten Leisten 10 in Relation zum Verdränger auf einer gemeinsamen Vertikalachse verschieben. Sie greifen dabei in entsprechend konfigurierte, vertikal verlaufende Nuten 11 im Läufer 3 ein. Die Leisten 10′, welche senkrecht zu den Leisten 10 angeordnet sein müssen - im vorliegenden Fall also horizon­tal und deshalb in dem Längsschnitt nach Fig.1 nicht darge­ stellt - sind der feststehenden rechten Gehäusehälfte 2 zuge­kehrt und in Relation zu dieser auf einer gemeinsamen Horizon­talachse verschiebbar. Dabei gleiten sie in entsprechend konfi­gurierten, horizontal in der Stirnseite der Gehäusehälfte 2 eingearbeiteten Nuten 11′.

[0039] Das Prinzip ist in Fig.6 erkennbar, in welcher die Naben der zu kuppelnden Bauteile als einfache Ringe dargestellt sind. Dabei stehen in Anlehnung an die in den Fig.1 gezeigte Pumpe die Be­zugszahl 2 für den feststehenden Gehäuseteil und die Bezugs­zahlen 3 und 8 für den kreisenden Läufer mitsamt ringförmigem Verdrängerkörper 8.

[0040] Die eigentliche Geometrie der aufeinander gleitenden Teile ist in Fig.7 gezeigt. Die konvexe Reibfläche 23 der Leiste muss selbstverständlich übereinstimmen mit der konkaven Wölbung der Nutwandung 24. Gewählt wurde für beide eine Kreisform mit dem Radius R. Die rechte Hälfte der Fig.7 zeigt eine eingelaufene Kupplung, wo die Nutwandung über die ganze zur Verfügung ste­hende Fläche trägt. Die linke Hälfte der Fig.7 zeigt die Kupp­lung vor dem Einfahren. Wegen Fertigungsungenauigkeiten oder aber wegen bewusster unterschiedlicher Radiuswahl von "Kugel und Pfanne" liegt die Leiste nicht voll ein. Dennoch wird sie bereits über einen nicht unbeträchtlichen Abschnitt am oberen Rand der Nut getragen. Es ist auch zu erkennen, dass ein Klem­men infolge unregelmässigen Materialabtrages nicht möglich ist. Schliesslich ist die Kupplung absolut spielfrei, unabhängig von der gegenseitigen Lage von Leiste und Nut.

[0041] Der Nutengrund 25 ist derart zurückversetzt, dass auch bei vollständigem Einliegen der Leiste in der Nut eine Berührung zum Nutengrund vermieden wird. Der ausgesparte Nutengrund ver­meidet auf jeden Fall, dass bei Deformationen des Zwischen­ringes mitsamt Leisten die tragende Zone sich im Kopf der Leisten, d.h. im Nutengrund befindet. In diesem Fall könnte nämlich an den Nutenrändern ein seitliches Spiel zwischen Wand und Leisten entstehen, wie Versuche gezeigt haben.

[0042] Bei den vorherrschenden Kräften handelt es sich zum einen um den Anpressdruck F_s, der gemäss Fig.7 vertikal wirkt, d.h in Achsrichtung der Kupplung. Diese Kraft entspricht in der Regel einer Federkraft; sie ist infolge der minimalen Federwege eini­germassen konstant. Zum andern wirkt eine Horizontalkraft F_t auf die vertikal verlaufenden Leisten 10, die in Grösse und Richtung variabel ist. Beides ist abhängig von der Lage und Grösse der Reibkräfte zwischen dem ringförmigen Verdränger­körper 8 und den Wandungen der Förderkammer 4.

[0043] Die auf die tragende Wandung 24 der Nuten wirkende Normalkraft ist die Resultierende aus den beiden Kräften F_s und F_t. Es ist somit erkennbar, dass die Belastung entlang der tragenden Zone nicht gleichmässig ist. Wenn F_t grösser ist als F_s, so ist die Belastung im oberen Segmentabschnitt der Nut grösser als im un­teren. Andererseits kann es vorkommen, dass bei Umkehr der Kraftverhältnisse der mittlere Vektor der Reaktionskraft sich langsam nach abwärts richtet. Hier gilt es nun zu vermeiden, dass der Kraftvektor in den Nutengrund hineinwandert. Abhilfe schafft der zurückversetzte Nutengrund.

[0044] Aus Fig.7 ist im übrigen erkennbar, dass der Zwischenring und die Leisten einteilig sind. Es kann sich um ein tiefgezogenes Werkstück handeln, was sich auf die Fertigungskosten sehr gün­stig auswirkt.

[0045] Das einteilige Werkstück besteht aus korrosionsfestem Feder­stahl. Wie in Fig.8 dargestellt, ist der Zwischenring so vor­zuspannen, dass bei allen Betriebszuständen ein spielfreies Anliegen in den Nuten gewährleistet ist, Daneben übt das Ele­ment auch noch jene Axialkraft auf den Verdränger 3 auf, die notwendig ist, damit die Dichtwirkung zwischen den Stirnseiten des Verdrängerkörpers 8 und der Förderkammer 4 aufrechterhalten bleibt.

[0046] Nachdem nun mit dem Taumelantrieb und der Kreuzscheibenfiihrung alle Bedingungen erfüllt sind, damit der Verdrängerkörper wäh­rend des Betriebes trotz möglichem axialen und radialen Materialabtrag jederzeit dicht ist, kann zur Wahl der Kurven­geometrie für Verdrängerkörper und Förderraum geschritten werden. Die gewünschte Pulsationsarmut wird unter anderm da­durch erzielt, dass zumindest auslasseitig die innere und die äussere Arbeitskammer miteinander kommunizieren. Von Vorteil ist es auch, wenn die Arbeitsräume einlasseitig strömungsmässig miteinander verbunden sind, wie später noch auszuführen ist. Dabei muss in jedem Arbeitsraum der Einlass vom Auslass durch mindestens eine Dichtlinie voneinander getrennt sein. Des­weiteren muss jeder Arbeitsraum momentan zwei Dichtlinien aufweisen, die unmittelbar am Einlass und am Auslass anliegen, wenn eine Abdichtung über volle 360° gewährleistet sein soll. Ferner müssen die Kurven von Verdrängerkörper und Förderraum an ihren jeweiligen Berührungsstellen eine gemeinsame Tangente bilden, wobei infolge der gleichen Bewegungsrichtung die Tan­genten an der inneren und an der äusseren Berührungsstelle parallel zueinander verlaufen müssen. Der Abstand zwischen in­nerer und äusserer Tangente entspricht einer ersten Dimension des Kolbenquerschnittes. Die andere Dimension ist durch die Tiefe der in den Förderraum hineinragenden Verdrängerrippen ge­geben; sie ist über dem ganzen Verlauf des Förderraums kon­stant. Hieraus ergibt sich, dass für eine absolut gleichför­mige, d.h. pulsationsfreie Förderung der Tangentenabstand über die ganzen 360° konstant sein müsste. Diese Bedingung lässt sich jedoch nicht erfüllen, da zwischen Einlass 6 und Auslass 7 zum einen der Steg 5 vorhanden sein muss und deswegen der Ver­dränger in diesem Bereich unterbrochen sein muss. Zum andern gilt es auch den durch die Translationsbewegung des Verdrängers bewirkten Freiraum der Enden des Verdrängerkörpers zu berück­sichtigen. Diese Enden dürfen zudem anlässlich ihrer Kreis­bewegung mit ihren Stirnseiten nicht den Steg berühren.

[0047] Damit sind alle Bedingungen gegeben, um das Höchstmass des Ab­standes zwischen den Enden des Verdrängerkörpers, im folgenden Lücke L genannt, zu bestimmen. In Fig.9 ist dieser Sachverhalt skizziert.

[0048] Darin steht der schraffierte Verdrängerkörper 8 in seiner obe­ren Position, d.h. seine Enden berühren die äusseren Umfangs­wände des Förderraums; der äussere, sichelförmige Förderraum 28 ist demnach mit zwei Dichtlinien verschlossen. Nicht gezeigt ist, dass der Körper mit seinem unteren Teil an der Innenwand des Förderraumes anliegt. Gegenüber der Darstellung in Fig. 2, bei welcher der innere Arbeitsraum 27 geschlossen ist, ist der Verdrängerkörper also um 180° weitergedreht.

[0049] Der strichlierte und punktierte Verdrängerkörper befindet sich am linken Anschlag, d.h. sein rechtes Ende weist seinen Min­destabstand s zum Steg 5 auf. Bei der Wahl dieses Mindest­abstandes s ist darauf zu achten, dass auch bei Materialabtrag infolge fortgesetzten Betriebes der Verdrängerkörper in keinem Fall am Steg 5 anstossen soll. Mit R_VI ist der Innenradius des Verdrängerkörpers 8 bezeichnet. Mit diesem Radius ist der Körper an seinem überwiegenden Umfang ausgebildet. B ist die Breite des Förderraumes, die sich aus dem Durchmesser des Translationskreises, d.h. zweimal der Exzentrizität e und der Dicke des Verdrängerkörpers zusammensetzt. R_UI ist der Innen­radius des Förderraumes. R_VIe und R_UIe sind die entsprechenden innerern Radien am einlassseitigen (6) und am auslasseitigen (7) Ende der Elemente. Diese Krümmungsradien sind kleiner be­messen, wie noch auszuführen ist.

[0050] Wie nun ohne weiteres zu erkennen ist, bestimmt sich das Höchstmass des genannten Abstandes, d.h. die Weite der Lücke L aus der Summe der Dicke C des Steges 5 + zweimal das Mindest­mass s + zweimal die Exzentrizität e.

[0051] Nachdem solchermassen die sogenannte Lücke dimensioniert ist, müssen zur Bestimmung der eigentlichen Verdrängergeometrie noch folgende Bedingungen erfüllt sein:
Die Kurve darf keine geraden Teilstücke aufweisen, da in einem solchen Abschnitt das Medium herausgequetscht würde. Die Kurve darf zudem keine Wendepunkte aufweisen, d.h. alle Zentren der aneinanderzureihenden Krümmungsteilstücke müssen innerhalb der resultierenden Kurve liegen. Andernfalls würden sich die Berührungslinien nicht kontinuierlich verschieben, sondern sie würden Teilabschnitte überspringen.

[0052] Aus alldem ergibt sich als Idealform für den Verdrängerkörper sowie für den Förderraum die Kreisform. Unter Berücksichtigung der erforderlichen Lückenweite werden deshalb der Verdränger­körper und der zugehörige Abschnitt des Förderraumes im über­wiegenden Teil ihres Umfangs mit reiner Kreisform ausgebildet. Um das Kriterium der Dichtung über 360° zu erfüllen, werden für die einlass- und auslasseitigen Enden des Verdrängerkörpers und des Förderraumes in einem Winkelbereich α von höchstens 30° we­sentlich kleinere Krümmungsradien gewählt als es jene des soge­nannten überwiegenden Umfangs sind. Letzterer erstreckt sich somit mindestens über 360° - 2x30° = 300° in reiner Kreisform. Welche Auswirkungen dies auf die Variation der Fördermenge hat, zeigt das anhand der Fig.10 erläuterte Zahlenbeispiel: Diese Skizze ist selbsterläuternd. R bezeichnet einen symboli­schen Radius, der sowohl für den Verdrängerkörper als auch für die Umfangswände des Förderraumes steht. Es ist jener Radius, der jeweils am überwiegenden Umfang vorherrscht. R_e bezeichnet den Krümmungsradius an den Enden der entsprechenden Elemente, der über den Umschlingungswinkel α vorherrscht. Der Abstand der Tangenten, dessen Verlauf anlässlich eines Umlaufs des Verdrängerkörpers massgebend für die Pulsation des gefördrten Mediums ist, ist mit T bezeichnet.

[0053] Zur Illustration wird nunmehr angenommen, dass die Lücke L eine Weite von 1/2R aufweisen soll. Der Krümmungsradius R_e, der ja wesentlich kleiner sein soll als R, wird mit 1/4R angenommen. Hieraus ergibt sich:
sin α = 1/4*R : 3/4*R = 1/3
α = 19,47° Der durch die Abweichung von der reinen Kreisform verursachte Unterschied δT im Tangentenabstand ist dann
δT = R - 3/4*R*cosα - 1/4*R = 0,043 Dies führt zu einer Variation der Fördermenge in [%] δM = 100 * δT/2*R = 2,14%

[0054] Aus alldem ergibt sich, dass die Pulsation ausserordentlich ge­ring ist beim gewählten Beispiel und dass sie mit grösser wer­dendem Winkel α ebenfalls ansteigt.

[0055] Die Weite der Lücke L ist auch noch aus einem anderen Grund von Bedeutung. Es muss Raum mit genügend grossem Querschnitt ge­schaffen werden für die Anordnung des Einlasses 6 und des Auslasses 7. Es sei hier nochmals Fig.9 betrachtet. In der lin­ken Figurenhälfte ist erkennbar, dass sowohl die innere als auch die äussere Umfangswand des Förderraumes unterbrochen ist in der gleichen Ebene mit dem schraffierten Verdrängerkörper. Dieser Unterbruch bildet den radialen Einlass 6 oder Auslass 7, je nach Drehrichtung des Verdrängerkörpers 8. Diese Anordnung beeinträchtigt demnach nicht die gewünschte Abdichtung über die vollen 360°, zeigt jedoch auf, dass für Einlass und Auslass nur ein beschränkter Raum zur Verfügung steht. Gemäss linker Figu­renhälfte kann somit die Zuströmung des Mediums radial von oben und von unten erfolgen. Auch wenn der Verdrängerkörper in die­sem Fall seinen Mindestabstand s innehat, besteht kein Problem, den inneren und den äusseren Arbeitsraum 27, 28 zu füllen bezw. zu entleeren.

[0056] Anders präsentiert sich der Fall in der rechten Figurenhälfte, in der es keinen unteren Einlasskanal gibt. In der Stellung des punktierten Verdrängerkörpers ist nun erkennbar, dass eine Kommunikation zwischen den beiden Arbeitsräumen 27 und 28 nur über den Abstand s erfolgen kann. Dies ist selbstverständlich viel zu wenig, um eine stossfreie Füllung des inneren Arbeits­raumes 27 zu gewährleisten. Abhilfe wird hier gemäss den Fig. 11 und 12 durch das Ausparen des Förderraumbodens im Bereich von Einlass resp. Auslass geschaffen. Diese Ausparung 29, die etwas breiter bemessen ist als die Dicke des Verdrängerkörpers 8, ist in der Kanalmitte angeordnet. Sie ermöglicht es, dass in der dargestellten Endposition des Körpers das Arbeitsmittel ohne weiteres vom äusseren Arbeitsraum 28 unter dem Körper hindurch in den inneren Arbeitsraum 27 gelangen kann. Die Breite der Ausparung 29 ist dabei so gewählt, dass in den Verdrängerpositionen, wie sie in den Fig.2 und 9 (schraffiert) gezeigt sind, eine leichte Ueberdeckung besteht.

[0057] Bei der beschriebenen Konfiguration ist davon ausgegangen wor­den, dass sich Einlass und Auslass jeweils im feststehenden Gehäuseteil befinden. Es kann jedoch auch der Fall auftreten, dass sich eine der beiden Oeffnungen 6 oder 7 im Verdränger selbst befinden. In diesem Fall muss an der Stirnseite des Läufers im Ein- oder Auslassbereich eine entsprechend ausge­bildete Ausparung vorgesehen sein. Auch diese muss eine Breite aufweisen, die grösser ist als die Dicke des Verdrängerkörpers, damit die äussere und die innere Arbeitskammer miteinander komunizieren. Die Ausparung ist in diesem Fall unterhalb der Verdrängerrippe angeordnet, d.h. die Rippe hat an dieser Stelle keinen Kontakt zur Stirnfläche des Läufers. Bei dieser Lösung besteht die Möglichkeit, das Arbeitsmittel über den Einlass im feststehenden Gehäuseteil anzusaugen und über den Auslass im Verdränger in das Maschineninnere auszustossen. Dort kann es beispielsweise die beteiligten Antriebs- und Führungselemente schmieren und/oder kühlen. In diesem Fall erübrigt sich zudem die ansonsten erforderliche Stopfbüchsendichtung zwischen Antriebswelle und Gehäuse.

Bezugszeichenliste

[0058] 

1,2 Gehäusehälfte

3 Läufer

4 Förderkammer

5 Steg

6 Einlass

7 Auslass

8 Verdrängerkörper

9 Zwischenring

10,10′ Leiste

11,11′ Nut

12,12′ Taumelstab

13 Kurbeltrieb

14 Gelenkpfanne

15 erster Kugelabschnitt

16,16′ zweiter Kugelabschnitt

17,17′ dritter Kugelabschnitt

18,18′ Gelenkpfanne in 1

19 Gelenkpfanne in 3

20 Federmittel

21 Ausnehmung

22 Gleitstein

23 Reibfläche von 10,10′

24 tragende Wandung von 11,11′

25 Nutengrund

26 Gleitfläche

27 innerer Arbeitsraum

28 äusserer Arbeitsraum

29 Ausparung

30 Bewegungsachse von 12,12′

31 Hauptachse von 13

32 Lagerbuchse

33 Antriebswelle

34 Bund

35 Mitnehmerversatz

α Winkelbereich für R_e

B Breite der Förderkammer 4

C Dicke von 5

e Exzentrizität von 3 und 8

E Exzentrizität von 15

F_t Axialkraft auf 10,10′

F_s Horizontalkraft auf 10

L Lücke

r Radius von 23,24

R Radius des überwiegenden Umfangs

R_e Radius im Winkelbereich α

R_UI Radius der inneren Förderraum-Umfangswand

R_UIe Radius der inneren Förderraum-Umf angswand im α

R_VI Radius der inneren Verdränger-Umfangswand

R_VIe Radius der inneren Verdränger-Umfangswand im α

s Mindestabstand zwischen 5 und 8

T Abstand der Tangenten

δT Unterschied im Tangentenabstand

Ansprüche

1. Verdrängermaschine für inkompressible Medien mit ei­nem in einem feststehenden Gehäuse (1,2) angeordneten, nach Art eines kreisförmig verlaufenden Schlitzes ausgebildeten Förderraum (4) und mit einem dem Förderraum zugeordneten, eben­falls kreisförmig ausgebildeten Verdrängerkörper (8), der auf einem gegenüber dem Gehäuse exzentrisch antreibbaren scheiben­förmigen Läufer (3) derart gehalten ist, dass während des Betriebes jeder seiner Punkte eine von den Umfangswänden des Förderraums begrenzte Kreisbewegung ausführt, und dessen Krümmung gegenüber derjenigen des Förderraumes so bemessen ist, dass er die inneren und äusseren Umfangswände des Förderraumes an mindestens einer beim Betrieb kontinuierlich fort­schreitenden Dichtungslinie berührt und somit den Förderrraum in innere und äussere Arbeitsräume (26, 27) unterteilt, durch die das Medium von einem Einlass (6) zu einem Auslass (7) gefördert wird, wobei Einlass und Auslass durch einen vorzugs­weise radial im Förderraum (4) verlaufenden Steg (5) vonein­ander getrennt sind, weshalb der Verdrängerkörper (3) im Bereich des Steges unterbrochen ist, und wobei zur Führung des Verdrängerkörpers gegenüber dem Gehäuse eine Kreuzscheiben­kupplung (9,10) vorgesehen ist, und zum kreisförmigen Antrieb des Verdrängerkörpers ein Taumelstab (12,12′) mit einem an­treibenden Kurbeltrieb (13) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass im Bereich des Steges (5) der innere und äussere Arbeitsraum (27,28) am Einlass (6) und am Auslass (7) miteinan­der kommunizieren,
- dass der Verdrängerkörper (8) und der Förderraum (4) im überwiegenden Teil ihres Umfangs eine zumindest annähernde Kreisform aufweisen,
- dass der Verdrängerkörper (8) über mindestens 360° dich­tet,
- wozu die einlass- und auslasseitigen Enden des Verdränger­körpers und des Förderraumes in einem Winkelbereich (α) von höchstens 30° wesentlich kleinere Krümmungsradien aufweisen als jene ihres überwiegenden Umfangs.

2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass Einlass (6) und Auslass (7) unmittelbar am Steg (5) angeordnet sind und radial in den Förderraum (4) einmünden und dass der Boden des Förderraumes (4) in der Kanalmitte im Bereich des Einlasses (6) und des Auslasses (7) mit einer Ausparung (29) versehen ist.

3. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass Einlass (6) und Auslass (7) unmittelbar am Steg (5) angeordnet sind und radial in den Förderraum (4) einmünden und dass die Stirnseite des Läufers (3) im Bereich des Einlas­ses (6) oder des Auslasses (7) unterhalb des Verdrängerkörpers (8) mit einer Ausparung versehen ist.

4. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Taumelstab (12,12′) an seinem kurbelseitigen Ende mit einem ersten Kugelabschnitt (15) in einer Gelenkpfanne (14) der Kurbel einsitzt, dass er an seinem andern Ende mit ei­nem zweiten Kugelabschnitt (16,16′) in einer halbkugeligen Ge­lenkpfanne (18,18′) des feststehenden Gehäuseteils (1) gelagert ist, und dass er zwischen seinen beiden Enden einen dritten Ku­gelabschnitt (17 17′) aufweist, welcher drehbar und taumelfähig in einer halbkugeligen Gelenkpfanne (19) in der Nabe des Ver­drängers (3) gelagert ist, wobei Federmittel (20,20′) für eine satte Anlage der Kugelabschnitte in den Gelenkpfannen sorgen.

5. Verdrängermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, dass der zweite Kugelabschnitt (16′) lose auf dem Taumelstab (12′) aufgezogen ist, und dass eine Schraubenfeder (20′) zwischen dem zweiten und dem dritten Kugelabschnitt (16′ bzw. 17′) angeordnet ist.

6. Verdrängermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Gelenkpfanne (19) zur Aufnahme des dritten Kugelabschnitts (17) in einem Gleitstein (22) vorgesehen ist, welcher federbelastet (20) im feststehenden Gehäuseteil (1) verschiebbar ist.

7. Verdrängermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Gelenkpfanne (14) zur Aufnahme des ersten Kugelabschnittes (15) in einer Ebene parallel zur Achse des Kurbeltriebes versschiebbar ist.

8. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Kreuzscheibenkupplung einen frei beweglichen Zwischenring (9) aufweist, der auf seinen Planseiten je zwei unter 90° zueinanderstehende Leisten (10, 10′) trägt, die in entsprechende Nuten (11, 11′) der zu kuppelnden Teile (3, 2) eingreifen, wobei die Leisten (10, 10′) an ihren Reibflächen (23) konvex gewölbt sind und wobei die tragenden Wandungen (24) der Nuten (11, 11′) zur Aufnahme der Leisten entsprechend kon­kav geformt sind, und dass der Nutengrund (25) zwecks Berührungsfreiheit mit der Leiste (10, 10′) zurückversetzt ist.

9. Verdrängermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Reibflächen der Leisten und die tragenden Flächen der Nuten im Querschnitt Kreisform aufweisen.

10. Kreuzscheibenkupplung nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet, dass der Zwischenring (11) mitsamt den Leisten (12,13) ein einteiliges, vorgespanntes Werkstück aus Federstahl ist.

Zeichnung