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Die Erfindung betrifft eine Tauchpumpenvorrichtung mit einer Antriebseinheit, die an einer als Deckel eines Medienbehälters dienenden Auflageplatte gehaltert ist, einer Antriebswelle, die durch die Auflageplatte hindurch in den Medienbehälter eintauchbar ist, einem Laufrad, das mit dem in den Medienbehälter hineinragenden Ende der Antriebswelle drehfest verbunden ist, und einem das Laufrad aufnehmenden Pumpengehäuse, das wenigstens einen Ansaugkanal und einen Medienauslass aufweist.
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Eine Tauchpumpenvorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 20 2007 015 499 U1 bekannt. Mit Hilfe einer derartigen Tauchpumpenvorrichtung können verschiedenste flüssige Medien aus Behältern, Schächten, Räumen in Gebäuden und dergleichen abgepumpt werden. Hierzu umfasst die Tauchpumpenvorrichtung ein Pumpengehäuse, das in das abzupumpende Medium eingetaucht werden kann und einen Ansaugkanal aufweist, so dass das Medium eingesaugt, von der Tauchpumpenvorrichtung unter Druck gesetzt und über den Medienauslass abgegeben werden kann. An den Medienauslass kann eine Druckleitung in Form eines Druckschlauches angeschlossen werden. Im chemischen Anlagenbau kommen häufig solche Tauchpumpenvorrichtungen zum Einsatz, wobei diese über eine Auflageplatte auf einem zugehörigen Deckel eines Medienbehälters befestigt sind. Typischerweise ist bei diesen Tauchpumpenvorrichtungen die Antriebseinheit in Form eines Sondermotors ausgebildet, der fest mit der Antriebswelle gekoppelt bzw. dessen Abtriebswelle gleichzeitig die Antriebswelle des Laufrades ist, so dass ein Austausch der Antriebseinheit beispielsweise zur Anpassung der Pumpenleistung nicht oder nur erschwert möglich ist. Auch setzt ein Defekt der Antriebseinheit die komplette Tauchpumpenvorrichtung außer Betrieb, bis die Antriebseinheit repariert ist. Ferner führt eine durch Fertigungstoleranzen oder Kavitäten bedingte Unwucht bei diesen Antriebseinheiten zu starkem Verschleiß oder sogar zur Beschädigung des Sondermotors. Darüber hinaus kann eine einseitige Belastung der Antriebswelle aufgrund des Betriebsdrucks den Verschleiß des Sondermotors erhöhen oder sogar beschädigen. Auch kann ein „unrunder” Lauf der Antriebswelle aufgrund von Fertigungs- und Passungstoleranzen der Antriebswellen-Sondermotor-Kopplung vorliegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise und kostengünstig eine vereinfachte und verbesserte Tauchpumpenvorrichtung bereitstellt und die darüber hinaus die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme überwindet.
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Bei einer Tauchpumpenvorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Antriebseinheit eine Abtriebswelle aufweist, die in Bezug auf ihre Längsachse zu der Antriebswelle parallel versetzt angeordnet ist und mit der Antriebswelle über eine die Abtriebskraft des Abtriebswelle auf die Antriebswelle übertragende Übersetzungsvorrichtung antriebsverbunden ist.
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Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Durch die Erfindung wird auf einfache Weise und kostengünstig eine Möglichkeit bereitgestellt, mit welcher eine Tauchpumpenvorrichtung durch einfachen Austausch der Antriebseinheit für verschiedenste Pumpleistungen anpassbar ist. Aufgrund der Kopplung von Antriebswelle und Abtriebswelle über die Übersetzungsvorrichtung ist die Verwendung eines Standardmotors möglich, so dass im Fall eines Motorschadens schnell und flexibel die Tauchpumpenvorrichtung mit Hilfe eines anderen und leicht beziehbaren Standardmotors Instand gesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Tauchpumpenvorrichtung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass kein Kontakt der Antriebseinheit mit dem geförderten Medium stattfindet. Ferner kann aufgrund dieser erfindungsgemäßen Bauart die Pumpenlänge bei gleicher Motorbauart variiert werden, was dadurch möglich ist, dass die Antriebswelle des eigentlichen Pumpenaggregats von dem Antriebsmotor entkoppelt und austauschbar ist. Ferner wird dadurch ein ruhiger und geräuscharmer Lauf der Tauchpumpenvorrichtung erzielt, die darüber hinaus Stöße und dergleichen im hydraulischen Teil des Pumpenaggregats dämpft. Die Übersetzungsvorrichtung stellt darüber hinaus eine Sicherheitsvorrichtung zwischen dem Pumpenaggregat und der Antriebseinheit dar, wobei die Tauchpumpenvorrichtung nur eine geringe Wartung benötigt, da trotz hoher Umlaufgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen keine Schmierung wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Sondermotoren notwendig ist.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebswelle auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte gelagert. Dadurch ist es ausgeschlossen, dass die für die Lagerung der Antriebswelle vorgesehenen Mittel mit dem von der Tauchpumpenvorrichtung zu fördernden Medium, das beispielsweise ein aggressives, chemisches und die oder das Mittel zur Lagerung angreifendes Medium sein kann, in Kontakt treten.
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Herstellungstechnisch besonders einfach und kostengünstig ist es, wenn die Übersetzungsvorrichtung eine drehfest auf der Antriebswelle aufgesetzte Riemenscheibe, eine drehfest mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit verbundene Riemenscheibe und ein die beiden Riemenscheiben kraftübertragend koppelndes Treibriemenelement umfasst. Durch eine Änderung der Übersetzung des Riementriebs ist eine einfache Anpassung der Pumpenleistung möglich. Auch bietet diese Ausgestaltung den Vorteil, dass die Übersetzungsvorrichtung mehrstufig ausgeführt sein kann.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Übersetzungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Treibriemenelement zumindest ein Keilriemen und die beiden Riemenscheiben Keilriemenscheiben sind. Dadurch kann eine Kraftübertragung von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle mit geringem Platzbedarf erzielt werden, wobei die Kräfte auf die Lagerung der Antriebswelle bei dieser Art der Kraftübertragung gering sind. Ferner ist eine kurzzeitige Überlastung der Tauchpumpenvorrichtung aufgrund des vorhandenen Riemenschlupfes möglich.
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Die Erfindung sieht in alternativer Ausgestaltung vor, dass das Treibriemenelement ein Zahnriemen und die beiden Riemenscheiben Zahnriemenscheiben sind. Der Vorteil einer platzsparenden Übersetzungsvorrichtung bleibt auch bei dieser alternativen Ausgestaltung erhalten, wobei der Zahnriemen eine im Vergleich zum Keilriemen größere Kraftübertragung ermöglicht.
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In Weiterbildung sieht die Erfindung vor, dass die Antriebswelle auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte mit Hilfe von wenigstens zwei Lagerungen gelagert ist und dass die drehfest auf der Antriebswelle aufgesetzte Riemenscheibe zwischen den beiden Lagerungen angeordnet ist. Dadurch, dass die Riemenscheibe zwischen den zumindest zwei Lagerungen drehfest an der Antriebswelle befestigt ist, werden eine günstige Lastverteilung auf die Antriebswelle und ein ruhiger und geräuscharmer Antrieb erzielt.
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Zur Sicherung der Laufruhe der Tauchpumpenvorrichtung und einer langen Lebensdauer ist es besonders von Vorteil, wenn der axiale Abstand zwischen den zumindest zwei Lagerungen im Wesentlichen der axialen Länge eines Teilabschnitts der Antriebswelle entspricht, der sich auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte erstreckt.
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Insbesondere lässt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch ein ruhiger Lauf der Antriebswelle erzielen, wenn eine der beiden Lagerungen an dem dem Medienbehälter abgewandten Ende der Antriebswelle angeordnet ist und wenn die andere der beiden Lagerungen in unmittelbarer Nähe der Auflageplatte auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte angeordnet ist. Dabei kann ein ruhiger und stabiler Lauf der langen Antriebswelle durch einen großen Abstand der beiden Lagerungen voneinander erzielt werden.
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Für eine möglichst geringe Verlustleistung und einen geringen Verschleiß sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass wenigstens eine der beiden Lagerungen ein Wälzlager oder Gleitlager ist.
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Ein ruhiger und stabiler Lauf der Antriebswelle lässt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, dass wenigstens ein Fünftel der axialen Gesamtlänge der Antriebswelle auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte angeordnet ist.
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Schließlich ist in Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tauchpumpenvorrichtung vorgesehen, dass die die Antriebseinheit halternde Auflageplatte schwenkbar an einer Halterungsvorrichtung gelagert ist. Dadurch ist eine Inspektion und Demontage der Tauchpumpenvorrichtung auf konstruktiv einfache Weise möglich.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der beispielhaft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Tauchpumpenvorrichtung und
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2 die Tauchpumpenvorrichtung aus 1 in einer anderen Darstellung.
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Eine erfindungsgemäße Tauchpumpenvorrichtung 1 ist in den 1 und 2 dargestellt, wobei sich die Darstellungen dadurch unterscheiden, dass in 2 Abdeckungsbauteile der Tauchpumpenvorrichtung 1 weggelassen sind, so dass die für die Erfindung wesentlichen Merkmale besser zu erkennen sind.
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Bei der dargestellten Tauchpumpenvorrichtung 1 handelt es sich um eine vertikale Chemie-Eintauchpumpe, die in drucklosen Medienbehältern, offenen Becken oder Pumpengruben eingesetzt werden kann. Die Tauchpumpenvorrichtung 1 eignet sich zur Förderung von neutralen und aggressiven Fluiden, Säuren, Laugen, Salzlösungen, Flüssigkeitsgemischen und Suspensionen. Die einzelnen Bauteile der Tauchpumpenvorrichtung 1 bestehen im Wesentlichen aus einem Material wie beispielsweise Polypropylen oder Polyvinylidenfluorid, so dass es sich vorliegend um eine Tauchpumpenvorrichtung 1 aus Kunststoff handelt. Die Bauteile hinsichtlich der Dichtungen können im Wesentlichen aus Chlor-Sulfat-Polyethylen, Fluor-Polymer-Kautschuk oder Polytetrafluorethylen bestehen.
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Die Tauchpumpenvorrichtung 1 ist als Zentrifugalpumpe konzipiert und weist ein Pumpenaggregat 2 und eine mit dem Pumpenaggregat gekoppelte Antriebseinheit 3 auf, die ein Standard-Elektromotor sein kann. Zu dem Pumpenaggregat 2 zählt ein Pumpengehäuse 4, in welchem ein Laufrad 5 gelagert ist, und eine Antriebswelle 6. Das Laufrad 5 sitzt an der vorzugsweise aus säurebeständigem Stahl bestehenden Antriebswelle 6 und wird von dieser angetrieben.
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Im Betrieb wird zumindest das Pumpengehäuse 4 in das zu fördernde und in einem Medienbehälter angeordnete Medium eingetaucht. Das Laufrad 5 saugt das Medium durch einen nicht näher dargestellten Ansaugkanal an und fördert das Medium in einen im Pumpengehäuse ausgebildeten Druckraum. Von dort wird das Medium über einen Medienauslass an eine Druckleitung 21 abgegeben.
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Die Antriebswelle 3, an dessen in den Medienbehälter hineinragenden Ende 7 das Laufrad 5 drehfest angebracht ist, ist in zwei Lagerungen 8 und 9 gelagert. Eine Lagerung 9 ist, wie aus 2 ersichtlich ist, an dem dem Laufrad 5 abgewandten Ende 10 der Antriebswelle 6 angeordnet. Die andere Lagerung 8 befindet sich unmittelbar oberhalb einer Auflageplatte 11, die als Deckel eines Medienbehälters dienen kann. An der Auflageplatte 11 ist die Antriebseinheit 3 derart gehaltert, dass eine Abtriebswelle 12 der Antriebseinheit 3 unterhalb der Antriebseinheit 3 und oberhalb der Auflageplatte 11 im Wesentlichen rechtwinklig zur Auflageplatte 11 angeordnet ist. Ein Abschnitt der Antriebswelle 3 ist durch eine in der Aufnahmeplatte 11 ausgebildete Öffnung 13 hindurch geführt und damit in den Medienbehälter eintauchbar. Erfindungswesentlich sind die Antriebseinheit 3 und die Lagerungen 8 und 9 der Antriebswelle 6 oberhalb der Aufnahmeplatte 11, d. h. auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Aufnahmeplatte 11, angeordnet, um einen direkten Kontakt mit dem zu fördernden Medium auszuschließen.
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Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, ist die Abtriebswelle 12 in Bezug auf ihre Längsachse zu der Antriebswelle 6 parallel versetzt angeordnet. Die dem Antrieb der Antriebswelle 6 dienende Abtriebswelle 6 der Antriebseinheit 3 ist mit der Antriebswelle 6 über eine die Abtriebskraft des Abtriebswelle 12 auf die Antriebswelle 6 übertragende Übersetzungsvorrichtung 14 antriebsverbunden.
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Die Übersetzungsvorrichtung 14 umfasst eine drehfest auf der Antriebswelle 6 aufgesetzte Riemenscheibe 15 und eine drehfest mit der Abtriebswelle 12 der Antriebseinheit 3 verbundene Riemenscheibe 16. Die beiden Riemenscheiben 15 und 16 sind hierbei im Wesentlichen auf einer identischen, vertikalen Höhe angeordnet. Die Kraftübertragung von der Abtriebswelle 12 auf die Antriebswelle 3 erfolgt mit Hilfe eines in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Treibriemenelements. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Riemenscheiben 15 und 16 als Zahnriemenscheiben ausgeführt, so dass konsequenterweise das Treibriemenelement in diesem Fall ein Zahnriemen ist. Alternativ dazu könnten die beiden Riemenscheiben 15 und 16 auch als Keilriemenscheiben ausgeführt sein, so dass zumindest ein Keilriemen die Kraft von der Abtriebswelle 12 auf die Antriebswelle 6 des Pumpenaggregats 2 überträgt. Die Kraftübertragung kann außerdem auch über einen Keilrippenriemen erfolgen.
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Die Riemenscheibe 15 der Antriebswelle 6 ist nicht nur auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte 11 mit Hilfe der zwei Lagerungen 8 und 9 gelagert, sondern auch zwischen den beiden Lagerungen 8 und 9 angeordnet, was sich günstig auf die Lastverteilung auswirkt. Bei den beiden Lagerungen 8 und 9 kann es sich um Wälzlager oder Gleitlager handeln.
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Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich ein Teilabschnitt 17 der Antriebswelle 6 oberhalb der Aufnahmeplatte 11. Dieser Teilabschnitt 17 ist am Ende 9 der Antriebswelle 6 und unmittelbar oberhalb der Auflageplatte 11 gelagert, d. h. dass dieser Teilabschnitt 17 zumindest in seinen Endbereichen oberhalb der Auflageplatte 11 gelagert ist, wobei es denkbar ist, dass weitere Lagerungen zwischen den beiden Lagerungen 8 und 9 vorgesehen sein können. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn wenigstens ein Drittel der axialen Gesamtlänge der Antriebswelle 6 auf der dem Medienbehälter abgewandten Seite der Auflageplatte 11 angeordnet ist. Demnach sollte die axiale Länge des Teilabschnitts 17 nicht weniger als ein Fünftel der axialen Gesamtlänge der Antriebswelle 6 betragen.
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Durch die zumindest zweifache Lagerung der Antriebswelle 6 ist die Stabilität der Antriebswelle 6 gesichert. Ab einer Eintauchtiefe von etwa 1500 mm sollte die Antriebswelle 6 zusätzlich durch eine weitere Lagerung zwischen den beiden Lagerungen 8, 9 abgesichert werden. Durch die Lagerungen 8 und 9 ergeben sich ein ruhiger, radial schwingungsfreier Lauf der Tauchpumpenvorrichtung 1 sowie eine Verbesserung des hydraulischen Wirkungsgrades. Durch eine integrierte Druckentlastung werden die Lagerungen 8 und 9 sicher von Feststoffen entlastet. Der axiale Abstand zwischen den Lagerungen 8 und 9, der im Wesentlichen der axialen Länge des Teilabschnitts 17 der Antriebswelle 6 entspricht, sichert die Laufruhe der Tauchpumpenvorrichtung 1 und eine lange Lebensdauer.
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In 1 sind die erfindungswesentliche Übersetzungsvorrichtung 14 von einer Schutzabdeckung 18 und die Antriebswelle 6 des Pumpenaggregats 2 von einem Tauchrohr 19, an dem das Pumpengehäuse 4 angeflanscht ist, umgeben und verdeckt, wobei die Antriebswelle 3 im Inneren des Tauchrohres 19 und unterhalb der Auflageplatte 11 in bekannter Weise von einem Schutzrohr umgeben ist. Das Tauchrohr 19 sorgt für einen schwingungsarmen Lauf der Tauchpumpenvorrichtung 1 und verhindert eine Berührung der rotierenden Förderelemente mit dem Pumpengehäuse 4. Oberhalb der Auflageplatte 11 ist der Teilabschnitt 17 der Antriebswelle 6 ebenfalls von einem Schutzrohr 20 umgeben. Das Pumpengehäuse 4 ist mit einer Druckleitung 21 verbunden, durch die das zu fördernde Medium gepumpt wird.
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Zusammenfassend wird durch die vorliegende Erfindung eine Tauchpumpenvorrichtung 1 zur Verfügung gestellt, die als Antriebseinheit 3 einen herkömmlichen Standardmotor, beispielsweise einen Elektromotor, verwendet. Dadurch ist durch kostengünstigen Austausch der Antriebseinheit 3 die Pumpleistung der Tauchpumpenvorrichtung 1 auf einfache Weise anpassbar. Dabei kann die Antriebseinheit 3 mit der Antriebswelle 6 mittels eines Riemengetriebes, auch Riementriebs, Hülltriebs oder Riemenantriebs bzw. Zugmittelgetriebes, verbunden sein, wobei die Kraftübertragung mittels Zahnriemen, Keilriemen oder Keilrippenriemen erfolgt. Es steht aufgrund der Erfindung eine Tauchpumpenvorrichtung 1 mit austauschbarem Norm-Elektromotor zur Verfügung, wobei hierbei variable axiale Längen der Antriebswelle 3 mit Motoren gleicher Bauart kombinierbar sind. Die erfindungsgemäßen Lagerungen 8, 9 ermöglichen einen ruhigen und geräuscharmen Lauf des Pumpenaggregats 2, wobei Druckstöße im hydraulischen Teil der Tauchpumpenvorrichtung 1 gedämpft werden. Ferner stellt der Riementrieb der Tauchpumpenvorrichtung 1 eine Sicherheitskupplung zwischen dem Pumpenaggregat 2 und der Antriebseinheit 3 dar und benötigt nur eine geringe Wartung aufgrund der nicht vorhandenen Schmierung. Auch werden kurzzeitige Überlastungen von der Übersetzungsvorrichtung 14 aufgrund des Riemenschlupfes bei Verwendung von Keilriemen aufgefangen. Die Tauchpumpenvorrichtung 1 zeichnet sich durch ein geringes Gewicht bei hoher Leistungsdichte aus. Es sind hohe Umlaufgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen möglich, wobei die Antriebseinheit 3 nicht in Kontakt mit dem geförderten Medium kommt. Durch die Erfindung ist eine Anpassung der Pumpenleistung durch Veränderung der Übersetzung der Übersetzungsvorrichtung 14 möglich. Auch bietet diese Art der Kraftübertragung die Möglichkeit einer mehrstufigen Übersetzung. Der große axiale Abstand der beiden Lagerungen 8 und 9 bewirkt einen ruhigen und stabilen Lauf der langen Antriebswelle 6.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise könnte die Auflageplatte 11, welche die Antriebseinheit 3 haltert, schwenkbar an einer Halterungsvorrichtung gelagert sein. An der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform können zahlreiche, dem Fachmann entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Bereich der Erfindung verlassen wird. Dabei gehört zur Erfindung alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten und/oder in der Zeichnung dargestellt ist, einschließlich dessen, was abweichend von dem konkreten Ausführungsbeispielen für den Fachmann naheliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007015499 U1 [0002]
