内齿轮流体机械的制作方法
未命名
10-26
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1.本发明涉及一种内齿轮流体机械,具有带有外齿部并能围绕第一旋转轴旋转地支承的第一齿轮,和具有与外齿部在接合区域中啮合的内齿部的第二齿轮,第二齿轮能围绕与第一旋转轴不同的第二旋转轴旋转地支承,设置在第一齿轮和第二齿轮之间远离(abseits)接合区域的填充件,该填充件一方面贴靠外齿部另一方面贴靠内齿部,以将第一齿轮和第二齿轮之间的流体空间划分为第一流体室和第二流体室,以及内齿轮流体机械的机器壳体的沿轴向相对于第一旋转轴设置在第一齿轮和第二齿轮两侧的壳体壁。
背景技术:
2.在现有技术中例如de 199 30 911 c1是已知的。其中描述了一种用于在闭合回路中的可逆运行的内齿轮流体机械,具有带有外齿部的小齿轮;具有内齿的环形齿轮(hohlrad),环形齿轮与小齿轮相啮合,以及壳体;填充在小齿轮和环齿轮之间的月牙形空间中的填充件,填充件包括两个结构相同的填充块。设置在壳体内并相对于填充块以端面对其支承的止动销。在小齿轮的两侧设有轴向盘。在每个轴向盘的外侧和所涉及的壳体壁之间分别设有轴向压力场,而在每个轴向盘的内侧和小齿轮之间分别设有控制场。在控制场上分别至少连接一个控制槽,控制槽朝向其自由端变细。
3.此外在de 10 2008 053 318 a1中公开了一种可以可逆运行的齿轮机,其包括壳体,在壳体中设有两个齿轮。设有第一轴承室和第二轴承室。在齿轮机的第一运行方向上,对第一轴承室施加液压流体压力并形成齿轮机的静液轴承(hydrostatischer lager);在相反的第二运行方向上,对第二轴承室施加液压流体压力并形成齿轮机的静液轴承。还描述了一种车辆转向系统,包括液压回路,液压缸和作为泵工作的齿轮机,在其第一运行方向上对液压缸的第一工作室施加液压压力,在其第二运行方向上对第二工作室施加液压压力。
技术实现要素:
4.本发明的目的在于提出一种内齿轮流体机械,其相对于已知的内齿轮流体机械的优点在于,由于在机器壳体内对齿轮的非常有效的支承同时流体损失很小特别是能够实现更高的效率。
5.本发明的内齿轮流体机械通过具有权利要求1特征的内齿轮流体机械来实现。在此,为形成静液轴承第二齿轮在周向上至少局部地由至少一个设置在机器壳体中的支承凹口所环绕,支承凹口在轴向上至少部分地与第二齿轮相重叠并通过具有流阻的流体管线与内齿轮流体机械的流体连接部流体技术连接。
6.内齿轮流体机械是一种流体传输装置,用于输送流体,例如液体或气体。在此,内齿轮流体机械包括两个齿轮,即第一齿轮和第二齿轮。第一齿轮也可以称为小齿轮,第二齿轮也称为环形齿轮。小齿轮具有外齿,环形齿轮具有内齿。外齿和内齿在周向上局部地彼此相接合,即在啮合区域内局部地彼此相啮合。两个齿轮用于输送流体并由此构成为,在用于
输送流体的旋转运动中相互配合并且在此相互啮合。
7.优选第一齿轮与内齿轮流体机械的输入轴或传动轴相联接,优选刚性地和/或可拆卸地或永久地联接。在可拆卸联接的情况下例如存在插在传动轴上并且可以无损伤地拆下的插接小齿轮(steckritzel)。优选插接小齿轮具有内齿部,其与输入轴的外齿部相配合以使插接小齿轮与输入轴在传动技术上相联接。例如第一齿轮借助输入轴可转动地支承在内齿轮流体机械的机器壳体中。优选第一齿轮设置在输入轴上,从而使其在内齿轮流体机械运行时总是具有与输入轴相同的转数。
8.第一齿轮和第二齿轮都设置在机器壳体中并在其中可转动地支承。在此第一齿轮围绕第一旋转轴可转动地支承,第二齿轮围绕第二旋转轴可转动地支承。第一旋转轴也可以称为小齿轮旋转轴,第二旋转轴也可以称为环形齿轮旋转轴。在截面上看、即在垂直于旋转轴的截面上看,第一齿轮布置在第二齿轮中,即第一齿轮的外齿与第二齿轮的内齿在接合区域中相啮合或与其接合。这意味着第一齿轮的旋转运动直接传递给第二齿轮,或者反之第二齿轮的旋转运动直接传递给第一齿轮。
9.接合区域例如设置为固定于壳体,因此不随第一齿轮或第二齿轮转动。在接合区域中,一个齿部的齿接合进另一个齿部的齿间隙中。齿间隙在周向上由相应的齿部的齿来界定。例如内齿部的齿接合进外齿部的齿间隙中,或者相反,外齿部的齿接合进内齿部的齿间隙中。在接合区域中,内齿部和外齿部密封地共同起作用。
10.在接合区域的另一侧,即优选是在接合区域关于第一旋转轴和/或第二旋转轴完全相对的一侧上设置填充件。填充件位于第一齿轮和第二齿轮之间,或者换言之位于第一齿轮的外齿部和第二齿轮的内齿部之间。因此填充件设置在流体室内,流体室相对于第一旋转轴或第二旋转轴分别在径向上向内由第一齿轮限界,在径向上向外由第二齿轮限界。
11.填充件一方面贴靠外齿部另一方面贴靠内齿部。更确切地说,填充件密封地贴靠在外齿部和内齿部的齿头部上,以将流体室划分为第一流体室和第二流体室。每个流体室从周向上看一方面由填充件另一方面由外齿部和内齿部在接合区域中的彼此接合来限界。
12.根据内齿轮流体机械的旋转方向流体室之一作为吸入室而另一个作为压力室。如果内齿轮流体机械实施为泵或者作为泵运行,则流体输入相应的吸入室,内齿轮流体机械将流体向压力室方向输送或输送到压力室中。相应地吸入室也可称为输入室压力室也可称为输出室。在内齿轮流体机械运行期间流体总是从输入室向输出室的方向被输送。在作为泵运行时输入室中的压力总是低于输出室中的压力。但是当然输入室中的压力也可以(明显)高于环境压力。借助内齿轮流体机械例如可以将加压流体从输入室向输出室的方向输送。
13.而如果内齿轮流体机械作为马达被驱动,则流体输入压力室并在齿轮旋转运动的作用下进入吸入室。这种情况下,压力室作为输入室而吸入室作为输出室,输入室中的压力高于输出室中的压力。在本说明书的范围内,对内齿轮流体机械作为马达的运行没有明确讨论而是对作为泵运行的内齿轮流体机械及其功能进行了描述。当然作为马达的应用也是可能的并且内齿轮流体机械在此的实施以及应用也可以类似地应用于作为马达的实施。
14.原则上需指出,在本技术范围内吸入室也称为低压室而压力室也称为高压室。类似的,内齿轮流体机械的吸入侧也称为低压侧而压力侧也称为高压侧。在此“低压”和“高压”的概念并不限制在特定的压力水平上,确切地说,仅是相对而言,高压室或高压侧的压
力高于低压室或低压侧的压力。
15.优选填充件实施为多件式的并具有多个部段。填充件的部段在径向上相邻地设置,从而使第一部段设置在第二部段朝向第一齿轮的一侧以及反之使第二部段设置在第一部段朝向第二齿轮的一侧。在此第一部段密封地贴靠在第一齿轮或其外齿部上,第二部段密封地贴靠在第二齿轮或其内齿部上。
16.优选两个部段在径向上可以彼此移位。尤其优选在内齿轮流体机械运行期间对在两个部段之间的间隙这样施加流体压力:使得第一部段在第一齿轮的方向上、第二部段在第二齿轮的方向上被挤压,从而使相应的部段密封地贴靠在相应的齿轮上或相应齿部的齿头部上。由此使内齿轮流体机械在径向上补偿或在径向上间隙补偿。每个部段还可以再划分为部段。例如第一部段可以是一件式的或者由至少两个部段组成和/或第二部段可以是一件式的或者由至少两个部段组成。填充件的这些部段也优选可以彼此移位地支承,即可以彼此独立地移位。由此可以实现非常有效的间隙补偿。
17.内齿轮流体机械具有机器壳体。内齿轮流体机械的两个齿轮设置在机器壳体的壳体壁之间。因此壳体壁之一位于齿轮的第一侧,第二壳体壁位于齿轮的与该第一侧轴向相对置的另一侧,从而在轴向上看壳体壁将齿轮容纳于其间。尤其是,保留在壳体壁和齿轮之间的间隙非常小,使得壳体壁能够充分地密封流体空间或流体室。齿轮例如支承在机器壳体上和/或机器壳体内。
18.第二齿轮在周向上局部地由至少一个设置在机器壳体中的支承凹口所环绕。支承凹口设计成,在轴向上至少局部、尤其是仅局部地与第二齿轮相重叠,在此尤其是与第二齿轮完全重叠。因此支承凹口不仅在轴向上具有比第二齿轮小的延伸,而且还设置成其在轴向上限界的端部在轴向上与第二齿轮重叠地设置。支承凹口因此不会在轴向上突出超过第二齿轮。
19.支承凹口例如构成为机器壳体中在周向上延伸的槽或沟道。这种情况下支承凹口在周向上环绕第二齿轮至少30
°
,至少60
°
,至少90
°
,至少120
°
或至少150
°
。但支承凹口在周向上也可以明显地小,在该方向上环绕第二齿轮少于30
°
,特别是最多15
°
,最多10
°
或最多5
°
。这种情况下支承凹口构成为例如圆形孔。
20.支承凹口用于构建用于第二齿轮的静液轴承或静液支承。在内齿轮流体机械运行期间支承凹口至少被暂时地施加以加压流体,使第二齿轮在径向方向上被挤压离开机器壳体。由此在第二齿轮和机器壳体之间形成流体膜,由此实现第二齿轮的特别无损失的支承。特别是支承凹口中的压力相对于压力室中的压力起作用。由此相应地设置和/或构成支承凹口。
21.因此当压力室中的流体将第二齿轮向第一方向挤压时,支承凹口中的流体将第二齿轮向与第一方向相对的第二方向挤压。尤其优选由支承凹口中的流体向第二齿轮施加的力至少与压力室中的流体向第二齿轮施加的力同样大。第一个力例如为后一个力的至少50%,至少60%,至少70%,至少80%或至少90%。
22.为了对支承凹口施加加压流体使其流体技术地连接到一个流体连接部。流体连接部和支承凹口之间的流体技术在于设置了流阻,流阻使压力减小。流阻优选以横截面缩小部的形式存在。优选在流阻或横截面缩小部之前和之后穿流横截面积在流体技术上相同。这意味着横截面缩小部仅局部地存在,尤其是不会直至直接延伸到支承凹口。或者说穿流
横截面积在横截面缩小部的区域中减小并随后再次增大,尤其是同样在横截面缩小部的区域中。横截面缩小部区域的长度和宽度或直径的比例例如为最大25,最大20或最大15。但优选该比值为最大10或者最大5。在此宽度或直径被理解为横截面缩小部在其延伸上的最小尺寸。
23.借助流阻可以减少从支承凹口向返回流部方向的流体损失。可以设置流阻,因为通常在内齿轮流体机械的压力侧供使用的流体的压力超过实现充分支承所需的。因此可以降低该压力而不会损伤支承的质量。降低压力又使得流通量降低,从而使通过支承凹口在返回流部方向上或排放到返回流部的流体的量非常小。
24.优选将流阻实施为,使每单位时间从支承凹口排到返回流部的流体量最多相当于每单位时间流入返回流部的总流体量的50%,最多为40%,最多为30%或最多为25%。这样的流阻尺寸适用于任何情况,以实现对第二齿轮在机器壳体中的充分的支承。当然每单位时间的流体量也可以更高,例如最高相当于所提到的量的75%,最高70%,最高75%,最高60%或最高55%。但是优选较小的值,因为利用该值在保证足够的支承质量的情况下可以明显限制流体流失。
25.流阻的尺寸尤其是流阻的最小穿流横截面积例如取决于第二齿轮的直径或者内齿部的脚圆直径。该尺寸还可以根据支承凹口在周向上和/或轴向上的延伸来选择。附加地或替代地,还可以设置与轴承间隙和/或支承板在轴向上的延伸的相关性。例如可以设置与内齿轮流体机械的位移体积的关系。尤其是流阻的尺寸比,特别是流阻在其延伸上的最小直径与位移体积的比为最小15 1/m2和最大75 1/m2,最小301/m2和最大60 1/m2或为最小30 1/m2和最大45 1/m2。由此给出位移体积为8cm3的内齿轮流体机械的尺寸为0.12mm至0.16mm。该值尤其是对于实施为板的流阻适用。
26.特别优选支承凹口流体技术地连接到两个流体连接部,尤其是分别通过流阻连接。由此可以独立于内齿轮流体机械的转动方向并独立于作为泵或马达的运行来实现静液轴承。在此将流阻实施为对于两个流体连接部相同的。但替代地还可以实现非对称的设计,其中在流体连接部和支承凹口之间设置不同的流阻。
27.可以使支承凹口在周向上完全环绕第二齿轮。但优选其在周向上仅部分地围绕第二齿轮。尤其优选设置两个在周向上彼此间隔开的支承凹口,即这两个支承凹口在周向上在两侧彼此间隔开。特别是支承凹口在截面上关于假想平面对称,该假想平面包含第二齿轮的旋转轴线和/或第二齿轮的旋转轴线。例如支承凹口优选通过流阻流体技术地连接在不同的流体连接部上。换言之,第一支承凹口通过第一流阻连接在第一流体连接部上,第二支承凹口通过第二流阻连接在第二流体连接部上。
28.在此应该理解,每个支承凹口直接通过相应的流阻连接在相应的流体连接部上,而与各其他的流体连接部仅间接地流体连接,尤其是通过流体空间或一个或多个流体室流体连接。当然在内齿轮流体机械外也可以存在这样的流体连接。根据内齿轮流体机械的转动方向总是有一个支承凹口与压力侧流体连接,有另一个支承凹口与内齿轮流体机械的吸入侧流体连接。由此可以实现在内齿轮流体机械内的力平衡,从而得到非常高的效率。
29.流阻设置在相应的支承凹口通过其与相应的流体连接部流体连接的流体管线中。例如,支承凹口分别通过流体管线连接到相应的流体连接部,其中在每个流体管线中分别设置一个流阻。在本说明书的范围内,所有关于支承凹口的实施方式都可以优选地应用到
多个支承凹口的每一个中(如有的话)。
30.可以在机器壳体中仅设置一个支承凹口,其在周向上仅部分地或完全地环绕第二齿轮。该支承凹口流体技术地连接在内齿轮流体机械的流体连接部上。替代地还可以将该一个支承凹口流体技术地与多个流体连接部流体连接,特别是与压力侧的流体连接部和吸入侧的流体连接部流体技术连接。在此例如在流体技术上在支承凹口和流体连接部之间存在阀,特别是止回阀。这些阀优选构成和/或设置为,仅允许流体从相应的流体连接部的方向向支承凹口的方向流动,即防止从支承凹口向流体连接部的方向流动。由此始终可以实现对支承凹口的最佳流体施加,最大程度地避免了流体损失或通过支承凹口从压力侧到吸入侧的流体溢出。
31.支承凹口在轴向上仅部分地与第二齿轮重叠,由此相反地,使第二齿轮在轴向上完全与支承凹口重叠。例如支承凹口在轴向上在两侧由支承板限定,支承板在周向上与支承凹口重叠并与支承凹口至少具有同样的延伸。在多个支承凹口的情况下,每个支承凹口都具有这样的支承板。第二齿轮密封地贴靠在支承板上,尤其是在周向上在与支承凹口的连续重叠中,或者第二齿轮与支承板的距离小于与支承凹口底座的距离,该底座在背离第二齿轮的方向上、尤其是径向向外限定支承凹口。由此可以可靠地避免流体不期望的从支承凹口流出。例如第二齿轮具有轴承间隙,即径向上与支承板的距离,该间隙最大为0.25mm,最大0.2mm,最大0.15mm,最大0.1mm,最大0.075mm,最大0.05mm。在此优选该距离最大0.1mm或更小。
32.所描述的内齿轮流体机械使得能够非常有效且无损失地将第二齿轮支承在机器壳体中。同时由于采用流体实现静液轴承所可能出现的过度流体损失也通过流阻有效地避免。流阻对流体连接部和支承凹口之间的压力损失起作用,从而使支承凹口中的流体压力小于流体连接部上的流体压力。但保留在支承凹口中的流体压力足够支承第二齿轮。优选对流阻相应地实施或确定大小。
33.独立于内齿轮流体机械的实施可使内齿轮流体机械一方面与工作缸的第一室另一方面与工作缸的第二室流体连接。换言之,工作缸的第一室与第一流体连接部、工作缸的第二室与第二流体连接部流体技术连接。相应地,可以借助内齿轮流体机械将机械能转化为作用在设置在工作缸中的工作活塞上的力或者将作用在工作活塞上的力转换为机械能。当然在此还可以将内齿轮流体机械设置为在工作缸中一定时间用于将机械能转化为力,一定时间将力转换为机械能。工作缸优选为液压缸。在这种情况下采用液体、特别是油作为流体。该内齿轮流体机械和工作缸的布置例如是工业卡车、特别是叉车或施工器具、特别是挖掘机的组成部分。本发明也涉及这样的内齿轮流体机械和工作缸的布置以及运行这样的布置的方法。在本说明书的范围内其他实施方式作为补充参考。
34.根据本发明的扩展,流阻可以实施为流控板、流控节流阀或者流控喷嘴的形式。流控板可以理解为跳跃式的横截面缩小部。穿流横截面积在板的开始处急剧变小,在板的结束处同样急剧扩宽,尤其是直至达到与在板之前相同的穿流横截面积。板例如具有的在流动方向上横截面缩小部的长度与宽度或直径的比例最大为2,最大为1.5或最大为1。对于流控板的描述也适用于节流阀但有不同,对于节流阀长度与宽度或直径的比例更大。该比例尤其是最小为2或者大于2。该比例例如为至少为3,至少为4或至少为5。
35.喷嘴是横截面缩小部,其中穿流横截面积连续减小直至达到最小值。在最小穿流
横截面积下游穿流横截面积再次变宽,这可以跳跃式地或连续地进行。在后一情况下流阻除喷嘴外还有一个扩散器。喷嘴和扩散器例如可以对称地或镜像地实施,并因此在纵向延伸上具有相同的纵向延伸和相同的穿流横截面积梯度。采用喷嘴和扩散器使得能够有效降低压力或流通量而不会造成过多的损失。
36.根据本发明的扩展,流体管线从支承凹口径向向外延伸和/或始终是直的。流体管线直接接入支承凹口。在流体管线背离支承凹口的一侧上流体管线同样可以直接接入流体连接部或者通过其他管线仅间接地在流体技术上连接在流体连接部上。与此无关地,流体管线从支承凹口径向向外、优选恰好在径向上延伸。这意味着流体管线的纵向中心轴线垂直于包含第一齿轮的旋转轴线和第二齿轮的旋转轴线的假想平面。由此在支承凹口中实现了无损失地引入流体。附加地或替代地,流体管线始终是直的。对此尤其是理解为,流体管线的纵向中心轴线始终是直的。平直的延伸使得通过流体管线的压力损失非常小,从而使得能够高效地将流体引入支承凹口。
37.根据本发明的扩展,流体管线在径向方向上向内接入支承凹口,其中流体管线穿过支承凹口的底部形成接入开口。该底部在背离两个齿轮的方向上限定了支承凹口。该底部由机器壳体构成。因此支承凹口在径向方向上向外由该底部限界并且在径向方向上向内和相应的第二齿轮的方向上开放。支承凹口在轴向方向上优选在相对侧上由壁限界,壁相对于底部成角度地延伸。对支承凹口限界的壁优选彼此平行地延伸。但它们也可以彼此成角度地延伸,从而使得支承凹口具有轴向延伸,其在第二齿轮的方向上或在背离底部的方向上放大或缩小。这种情况下支承凹口从截面上看例如为梯形。流体管线穿过支承凹口的底部。在此形成接入开口。换言之流体管线通过该接入开口接入支承凹口,在此接入开口构造在底部中。这样的实施方式也使得能够有效地将流体引入支承凹口并避免过度的压力损失。
38.根据本发明的扩展,流体管线在其背离支承凹口的一侧接入尺寸更大的相连通道并通过相连通道流体技术地连接到流体连接部。如已所述的,流体管线可以直接或仅间接地流体技术地连接到流体连接部。在流体管线仅间接地连接在流体连接部的情况下,流体管线通过相连通道与流体连接部流体连接。为此流体管线直接接入相连通道,特别是在径向上。流体管线的纵向中轴线优选相对于相连通道的纵向中轴线成角度,即两个纵向中轴线彼此形成的角度大于0
°
小于180
°
。优选该角度最小为45
°
最大为135
°
,最小为60
°
最大为120
°
,最小为75
°
最大为105
°
或者恰好90
°
。
39.原则上相连通道构成为连续的直的,即在流体管线接入相连通道的位置和流体连接部之间连续地平直地延伸。但相连通道也可以具有弯曲或曲率。优选流体管线接入相连通道的平直的区域中。相连通道在其背离流体管线的一侧上接入流体连接部因此直接与其流体连接。相连通道例如在径向上接入流体连接部,从而使相连通道的纵向中心轴线相对于流体连接部的纵向中心轴线成角度。在此可以参考之前关于角度的实施方式。
40.相连通道的尺寸大于流体管线的尺寸,尤其是其穿流横截面大于流体管线的穿流横截面。由此仅有很小的压力损失,从而使流体管线非常有效地流体技术地连接到流体连接部。例如相连通道的最大穿流横截面积超过其延伸约至少2倍,至少3倍,至少4倍或至少5倍大于流体通道的最大穿流横截面积超过其延伸。
41.根据本发明的扩展,横截面缩小部仅局部地构造在流体管线中,使得流体管线的
穿流横截面在横截面缩小部的两侧大于横截面缩小部区域内的穿流横截面。横截面缩小部存在于流体管线中并使其穿流横截面积减小。这意味着不能将流体管线整体看做横截面缩小部,即便是其穿流横截面积可能小于流体连接在流体管线上的元件的穿流横截面积。由此例如相连通道的穿流横截面积大于流体管线的穿流横截面积。但流体管线本身不是流阻,而是位于其中的横截面缩小部。
42.流体管线在横截面缩小部的两侧的穿流横截面积大于横截面缩小部或者流阻的穿流横截面积。例如在横截面缩小部两侧流体管线的穿流横截面积大于横截面缩小部的穿流横截面积至少5倍,至少7.5倍,至少10倍,至少12.5倍,至少15倍或至少20倍。在此横截面缩小部的穿流横截面积是指横截面缩小部超过其延伸的最小穿流横截面积。通过所述实施方式可以有效地实现限制流体的流通量。
43.根据本发明的扩展,支承凹口在其流体技术上背离流体管线的一侧上通过泄漏间隙与内齿轮流体机械的返回流凹口流体技术连接,返回流凹口与内齿轮流体机械的吸入侧直接流体连接和/或与流体罐流体连接。支承凹口在流体技术上与内齿轮流体机械的返回流部连接,流体可以通过返回流部排出,即在内齿轮流体机械的吸入侧的方向上和/或流体罐的方向上排出。在返回流部收集泄漏流体,即由于内齿轮流体机械的泄漏落入返回流部的流体。该流体在吸入侧的方向上和/或流体罐的方向上排出,优选可以由内齿轮流体机械重新朝压力侧的方向输送。在此流体罐例如连接在内齿轮流体机械的吸入侧。流体罐可以是内齿轮流体机械的组成部分也可以单独存在。内齿轮流体机械和流体罐例如可以是相应布置的组成部分。
44.返回流部具有构成在机器壳体内的返回流凹口,其例如在齿轮的方向上开放。返回流凹口在轴向上至少具有与至少一个支承凹口的尺寸相同如果有多个支承凹口,则返回流部或返回流部的至少一个返回流凹口优选在周向上设置在支承凹口之间。尤其是支承凹口在周向上与返回流凹口距离较远地设置。返回流凹口是构成在机器壳体内并在齿轮的方向上开放的凹口。返回流凹口可以在轴向上具有与至少一个支承凹口或多个支承凹口相同的尺寸或在轴向上尤其是仅在一侧或两侧上超过支承凹口。一个或多个支承凹口分别在周向上与返回流凹口同样远地间隔开地构成。
45.返回流部优选构成为将流体输入流体罐或直接重新输入内齿轮流体机械。并向内齿轮流体机械压力侧的方向输送。如已所述的,支承凹口在周向上与返回流凹口间隔开。但是也可以使支承凹口在径向上在确切的位置上连接在返回流部或返回流凹口上,特别是接入返回流凹口。返回流部或返回流凹口例如在周向上看相对于填充件居中布置,由此使其居中地构成在内齿轮流体机械的压力侧和吸入侧之间,使其最终对称地实施。
46.在支承凹口和返回流凹口之间存在泄漏间隙。在该区域内第二齿轮在径向上与机器壳体仅有很小的距离,如最大10μm,最大5μm,最大2.5μm或最大1μm。通过泄漏间隙仅有很小的流通量从支承凹口流到返回流凹口。例如远离第二齿轮的位置尤其是在低压侧的距离为大于10μm,尤其是至少25μm,至少50μm,至少75μm,或至少100μm。尤其是最高150μm,最高125μm。
47.根据本发明的扩展,在两个壳体壁中分别构造连接通道。相同的流体室通过两个连接通道与相应的流体连接部连接。这意味着壳体壁中的每一个都具有一个这样的连接通道。内齿轮流体机械的流体室通过这些连接通道与内齿轮流体机械的流体连接部流体连
接,优选永久连接。因此在流体技术上每个连接通道位于相应的流体室和相应的流体连接部之间,从而通过两个连接通道构成流体室和流体连接部之间的流体连接。这些连接通道在流体技术上平行地位于流体室和流体连接部之间,使流体通过两个连接通道同时从流体连接部流向流体室或反之。
48.因此不考虑通过连接通道将不同的流体室与同一流体连接部连接或者将同一流体室与不同的流体连接部连接。确切地说,连接通道用于建立一个流体室与一个流体连接部之间的流体连接。相应地,在内齿轮流体机械运行期间流体同时通过连接通道流入或流出。由此可以实现内齿轮流体机械的非常高的流体流通量。流体连接通常理解为仅通过内齿轮流体机械流动的流体连接,即不是通过外部的连接。尤其是流体连接仅通过连接通道以及可选的通过设置在一个或多个可选的密封垫圈中的一个或多个轴向开口运行。
49.原则上可以将通过连接通道与流体连接部连接的流体室设置为第一流体室或第二流体室。相应地这些流体室可以是吸入室或者压力室,从而在内齿轮流体机械运行期间连接通道可以作为流体向吸入室的输入或者流体从压力室的输出。在各种情况下都能实现流体流入或流出的非常小的流体阻抗。
50.根据本发明的扩展,在关于第一旋转轴的轴向方向上在第一齿轮和第二齿轮旁设置密封垫圈,密封垫圈在内齿轮流体机械运行期间密封地贴靠在第一齿轮和第二齿轮上,在此,在密封垫圈中构成有轴向开口,通过该轴向开口使流体室之一与内齿轮流体机械的流体连接部之一流体连接。例如在轴向上看密封垫圈仅存在于第一齿轮和第二齿轮的一侧。但优选在轴向上看在两个齿轮的两侧都设有这样的密封垫圈。在本说明书范围内将经常描述具有多个密封垫圈的非常有利的情况。但是当然相应的实施方式也可用于内齿轮流体机械仅具有一个密封垫圈的情况。
51.在轴向上看密封垫圈位于齿轮的一侧。在内齿轮流体机械运行期间密封垫圈密封地位于齿轮上。优选在此在轴向上例如通过加压、即通过施加加压流体将密封垫圈朝齿轮的方向挤压。如果有多个密封垫圈,则这些密封垫圈在轴向上设置在齿轮的两侧。因此密封垫圈中的一个位于齿轮的第一侧,第二个密封垫圈位于齿轮的与该第一侧在轴向上相对置的第二侧,从而在轴向上看密封垫圈将齿轮容纳在它们之间。在内齿轮流体机械运行期间这些密封垫圈密封地位于齿轮上。优选在此在轴向上例如通过加压、即通过施加加压流体将这些密封垫圈朝齿轮的方向挤压。由此使内齿轮流体机械得到轴向上的补偿或者轴向上的间隙补偿。由此实现了内齿轮流体机械的非常高的效率。
52.在密封垫圈中构成有轴向开口。如果有多个密封垫圈,则在每个密封垫圈中分别构成一个轴向开口。换言之每个密封垫圈都具有一个这样的轴向开口,从而在多个密封垫圈中总体上有多个轴向开口。通过一个或多个轴向开口使流体室之一与内齿轮流体机械的流体连接部之一流体连接,优选永久连接。因此轴向开口或者轴向开口中的每一个在流体技术上都位于相应的流体室和相应的流体连接部之间,使得流体室和流体连接部之间的流体连接通过一个或多个轴向开口实现。
53.因此不考虑通过一个或多个轴向开口将不同的流体室与同一流体连接部连接或者将同一流体室与不同的流体连接部连接。确切地说,一个或多个轴向开口用于建立一个流体室与一个流体连接部之间的流体连接。相应地,在内齿轮流体机械运行期间流体通过轴向开口或同时通过多个轴向开口流入或流出。由此可以实现内齿轮流体机械的非常高的
流体流通量。
54.原则上可以将通过一个或多个轴向开口与流体连接部流体技术连接的流体室设置为第一流体室或第二流体室。相应地这些流体室可以是吸入室或者压力室,从而在内齿轮流体机械运行期间一个或多个轴向开口可以作为流体向吸入室的输入或者流体从压力室的输出。在各种情况下都能实现流体流入或流出的非常小的流体阻抗。
55.根据本发明的扩展,至少一个连接通道通过轴向开口在流体技术上连接到流体室。换言之轴向开口在流体技术上位于连接通道和流体室之间。相应地,流体室通过轴向开口和相应的连接通道与流体连接部流体技术连接。特别优选地当然是两个连接通道通过轴向开口与流体室流体技术连接。这意味着,第一连接通道通过第一轴向开口与流体室流体技术连接。附加地,第二连接通道通过第二轴向开口与同一流体室流体技术连接。因此在流体室和流体连接部之间存在多个流动路径,其中第一流动路径通过第一轴向开口和第一连接通道,第二流动路径通过第二轴向开口和第二连接通道实现。
56.根据本发明的扩展,轴向开口在第一齿轮和第二齿轮的方向上扩张。因此轴向开口的穿流横截面就其相应的延伸来说不是恒定的,而是变化的。在此轴向开口的穿流横截面在朝向齿轮的方向上增加,即增大。这种扩张例如可以至少是逐步的或者是一直连续的,从而避免穿流横截面的不连续性。但是该扩张也可以突然发生,从而在轴向开口中分别构成尺寸的跳跃。优选轴向开口的截面相对于其纵向延伸来看是圆形的。轴向开口的扩张使得流体的流入或流出特别有效。尤其优选两个轴向开口都实现扩张。根据本发明,轴向开口分别在第一齿轮和第二齿轮的方向上扩张。在此轴向开口扩张的实施方式可以作为各种情况下的补充。
57.根据本发明的扩展,流体连接部是多个流体连接部中的第一流体连接部,第一流体室通过作为第一连接通道的连接通道与作为第一流体连接部的流体连接部流体连接,在壳体壁中构成第二连接通道,第二流体室通过第二连接通道与第二流体连接部流体连接。由此内齿轮流体机械总共具有多个流体连接部,多个第一连接通道以及多个第二连接通道。在此现有的已述流体连接部构成为第一流体连接部,已述的连接通道构成为第一连接通道。
58.现在除了第一流体连接部还有第二流体连接部,除了第一连接通道在机器壳体中还有第二连接通道。第二流体室通过第二连接通道与第二流体连接部流体技术连接,优选永久连接。在本说明书的范围内关于第一连接通道的其他实施方式也可以类似地用于第二连接通道。
59.特别优选地,填充件在周向上从第一连接通道延伸到第二连接通道,即接合到第一连接通道的假想延长线中以及第二连接通道的假想延长线中。此外特别优选地,所描述的渐细部设置和实施在填充件的朝向第一连接通道和朝向第二连接通道的一侧上。所描述的实施方式尤其能够实现内齿轮流体机械的独立于方向的运行。
60.根据本发明的扩展,连接通道中的一个在流体技术上直接连接到流体连接部,连接通道中的另一个通过在轴向上跨接第一齿轮和第二齿轮的相连通道在流体技术上连接到流体连接部。这些连接通道例如具有相同的穿流横截面积。优选至少一个连接通道接入轴向开口(如果有的话)。尤其优选两个连接通道接入可选存在的多个轴向开口。
61.例如,可以将轴向开口的在其朝向齿轮和/或相应的轴向开口的一侧的穿流横截
面设置成小于在其朝向齿轮和/或相应的连接通道的一侧的穿流横截面。由此从连接通道的方向到齿轮和/或相应的轴向开口的方向穿流横截面扩宽并相应地使穿流横截面积增大。
62.连接通道可以在轴向方向上关于它的相应的纵向中心轴线具有相同的纵向延伸。连接通道中的一个在流体技术上直接连接到流体连接部,例如直接接入流体连接部。连接通道中的另一个仅间接地通过相连通道在流体技术上连接到流体连接部。在此相连通道在轴向上完全与两个齿轮相重叠。
63.附加地,还可以使相连通道(verbindungskanal)至少与一个密封垫圈或两个密封垫圈相重叠(如果有的话)。例如,该相连通道在第一密封垫圈的背离齿轮的一侧接入连接通道(anbindungskanal),在另一密封垫圈的背离齿轮的一侧接入流体连接部。连接通道例如在轴向上接入流体连接部而另一连接通道在径向上接入流体连接部。
64.在此流体连接部的穿流横截面积大于连接通道的穿流横截面积。例如,流体连接部的穿流横截面积大于连接通道的穿流横截面积至少约2.5倍,至少3倍,至少4倍或至少5倍。附加地或替代地,相连通道的穿流横截面积大于连接通道的穿流横截面积例如至少约1.25倍,至少1.5倍,至少1.75倍或至少2.0倍。由此确保了内齿轮流体机械非常有效的运行。
65.根据本发明的扩展,轴向开口由密封件环绕,该密封件一方面密封地贴靠在密封垫圈上另一方面密封地贴靠在机器壳体上,其中,在由密封件环绕的区域外构成在流体技术上连接在内齿轮流体机械的压力侧上的压力场,使得密封垫圈至少暂时地向齿轮的方向被挤压。密封件确保了在轴向开口或相应的轴向开口与相应的连接通道之间的流体密封连接。
66.压力场远离密封件,即在由密封件包围的、轴向开口和连接通道接入的区域之外,至少暂时地被施加加压流体。为此压力场在流体技术上连接在内齿轮流体机械的压力场。加压流体朝齿轮的方向压迫密封垫圈,从而使流体室在轴向上被轴向垫圈可靠地密封。这尤其优选适用于多个密封垫圈(如果有的话)。因此可以使轴向开口分别由密封件环绕,密封件一方面密封地贴靠在相应的密封垫圈上另一方面密封地贴靠在机器壳体上,其中,在由密封件环绕的区域外构成在流体技术上连接在内齿轮流体机械的压力侧上的压力场,使得密封垫圈至少暂时地向齿轮的方向被挤压。
67.根据本发明的扩展,填充件在周向上凸出到轴向开口和/或从周向上看结束于与轴向开口的重叠中。因此填充件在周向上凸出到轴向开口的想象的延长线。填充件至少接合在该想象的延长线中,但是也可以在周向上完全穿过它。尤其优选填充件在径向上与轴向开口重叠,即在轴向开口的假想延长线上。由此借助填充件实现了流体室彼此间可靠而有效的密封。因此,填充件在周向上凸出到轴向开口和/或从周向上看结束于与轴向开口的重叠中。
68.根据本发明的扩展,填充件在与轴向开口的重叠中在轴向上渐细,尤其是仅在一侧或者两侧渐细。尤其优选填充件的渐细部在径向上结束于与轴向开口的重叠中。填充件的渐细部使填充件在轴向上离开轴向开口或至少一个轴向开口,即从轴向开口连续地构成。换言之,填充件和轴向开口或至少一个轴向开口之间在径向上的距离增大。由此使流体的流入或流出容易。
69.此外填充件的渐细部构成为,使流体以有效的方式在周向上转向,从而使流体能够特别有效地流入相应的流体室或从中流出。填充件可以设置成仅在一侧渐细,即在它的面向轴向开口或轴向开口之一的一侧上。但尤其优选填充件在两侧都渐细,使得能够有效地实现通过一个或两个轴向开口的流入或流出。尤其优选填充件在纵向截面上,即在轴向上对称地构成,使得渐细部在两侧相同,尽管是镜像成像的。
70.根据本发明的扩展,填充件的渐细部在周向上看结束于与一个或多个轴向开口的重叠中。填充件至少局部地延伸至轴向开口并优选在径向上看在轴向上直至渐细部具有保持恒定的尺寸。例如,填充件直至轴向开口的假想的延长线具有轴向上的延伸,该延伸相当于密封垫圈之间的距离,使填充件离开轴向开口贴靠在密封垫圈上,尤其是在周向上连续地贴靠。此后,即在与轴向开口的重叠中,填充件才开始渐细,使其轴向延伸在周向上减小,直至填充件的自由端。换言之,渐细部开始于与轴向开口的重叠并优选延伸至填充件的自由端。由此确保了填充件的可靠的密封作用。
71.根据本发明的扩展,第二齿轮在周向上至少局部地由至少一个构成在机器壳体中的支承凹口所环绕,该支承凹口在轴向上仅部分地环绕第二齿轮并在流体技术上与流体连接部连接,特别是通过流阻或具有流阻的流体管线连接。支承凹口构成用于第二齿轮的静液支承。因此在内齿轮流体机械运行期间支承凹口至少暂时地被施加以加压流体,使得第二齿轮在径向上被挤压离开机器壳体。由此在第二齿轮和机器壳体之间形成流体膜,由此实现第二齿轮的特别无损失的支承。
72.支承凹口可以在周向上完全围绕第二齿轮,但优选其在周向上仅部分地围绕第二齿轮。尤其优选设置两个在周向上彼此间隔开的支承凹口,即这两个支承凹口在周向上在两侧彼此间隔开。特别是支承凹口在截面上关于假想平面对称,该假想平面包含第一齿轮放旋转轴线和/或第二齿轮的旋转轴线。例如支承凹口优选通过流阻流体技术地连接在不同的流体连接部上。换言之,第一支承凹口通过第一流阻连接在第一流体连接部上,第二支承凹口通过第二流阻连接在第二流体连接部上。
73.在此应该理解,每个支承凹口直接通过相应的流阻连接在相应的流体连接部上,而与各其他的流体连接部仅间接地流体连接,尤其是通过流体空间或一个或多个流体室流体连接。根据内齿轮流体机械的转动方向总是有一个支承凹口与压力侧流体连接有另一个支承凹口与内齿轮流体机械的吸入侧流体连接。由此可以实现在内齿轮流体机械内的力平衡,从而得到非常高的效率。流阻尤其是设置在相应的支承凹口通过其与相应的流体连接部流体连接的流体管线中。例如,支承凹口分别通过流体管线连接到相应的流体连接部,其中在每个流体管线中分别设置一个流阻。在本说明书的范围内,所有关于支承凹口的实施方式都可以优选地应用到多个支承凹口的每一个中(如有的话)。
74.支承凹口在流体技术上与内齿轮流体机械的返回流部(r
ü
cklauf)连接,流体可以通过返回流部排出,尤其是在内齿轮流体机械的吸入侧的方向上。如果有多个支承凹口,则返回流部或返回流部的至少一个返回流凹口优选在周向上设置在支承凹口之间。尤其是支承凹口在周向上与返回流凹口距离较远地设置。返回流凹口是构成在机器壳体内并在齿轮的方向上开放的凹口。返回流凹口可以在轴向上具有与至少一个支承凹口或多个支承凹口相同的尺寸或在轴向上尤其是仅在一侧或两侧上超过支承凹口。一个或多个支承凹口分别在周向上与返回流凹口间隔开地构成。
75.由此返回流部优选构成为,使在其中的流体重新输入内齿轮流体机械,并向内齿轮流体机械压力侧的方向输送。如已所述的,支承凹口在周向上与返回流凹口间隔开。但是也可以使支承凹口在径向上在确切的位置上连接在返回流部或返回流凹口上,特别是接入返回流凹口。返回流部或返回流凹口例如在周向上看相对于填充件居中布置,由此使其居中地构成在内齿轮流体机械的压力侧和吸入侧之间,使其最终对称地实施。
76.为了对支承凹口施加加压流体,使其连接在一个流体连接部上。优选在流体连接部和支承凹口之间在流体技术上存在流阻,该流阻使压力降低。流阻优选以横截面缩小部的形式存在。优选在流阻或横截面缩小部之前和之后穿流横截面积在流体技术上相同。这意味着横截面缩小部仅局部地存在,尤其是不会直至直接延伸到支承凹口。或者说穿流横截面积在横截面缩小部的区域中减小并随后再次增大,尤其是同样在横截面缩小部的区域中。横截面缩小部区域的长度和宽度或直径的比例例如为最大0.25,最大20或最大15。但优选该比值为最大10或者最大5。在此宽度或直径被理解为横截面缩小部在其延伸上的最小尺寸。
77.借助流阻可以减少从支承凹口向返回流部方向的流体损失。可以设置流阻,因为通常在内齿轮流体机械的压力侧共使用的流体的压力超过实现充分支承所需的。因此可以降低该压力而不会损伤支承的质量。降低压力又使得流通量降低,从而使通过支承凹口在返回流部方向上或排放到返回流部的流体的量非常小。
78.例如可以将流阻设计为流控板、流控节流阀或者流控喷嘴。流控板可以理解为跳跃式的横截面缩小部。穿流横截面积在板的开始处急剧变小,在板的结束处同样急剧扩宽,尤其是直至达到与在板之前相同的穿流横截面积。板具有的在流动方向上横截面缩小部的长度与宽度或直径的比例最大为2,最大为1.5或最大为1。对于流控板的描述也适用于节流阀但有不同,对于节流阀长度与宽度或直径的比例更大。该比例尤其是最小为2或者大于2。该比例例如为至少为3,至少为4或至少为5。
79.喷嘴是横截面缩小部,其中穿流横截面积连续减小直至达到最小值。在最小穿流横截面积下游穿流横截面积再次变宽,这可以跳跃式地或连续地进行。在后一情况下流阻除喷嘴外还有一个扩散器。喷嘴和扩散器例如可以对称地或镜像地实施,并因此在纵向延伸上具有相同的纵向延伸和相同的穿流横截面积梯度。采用喷嘴和扩散器使得能够有效降低压力或流通量而不会造成过多的损失。
80.特别优选支承凹口流体技术地连接到两个流体连接部,尤其是分别通过流阻连接。由此可以独立于内齿轮流体机械的转动方向独立于作为泵或马达的运行来实现静液轴承。在此将流阻实施为对于两个流体连接部相同的。但替代地还可以实现非对称的设计,其中在流体连接部和支承凹口之间设置不同的流阻。
81.根据本发明的扩展,流体连接部是多个流体连接部中的第一流体连接部,第一流体室通过作为第一连接通道的连接通道与作为第一流体连接部的流体连接部流体连接,在壳体壁中构成第二连接通道,第二流体室通过第二连接通道与第二流体连接部流体连接。由此内齿轮流体机械总共具有多个流体连接部,多个第一连接通道以及多个第二连接通道。在此现有的已述流体连接部构成为第一流体连接部,已述的连接通道构成为第一连接通道。
82.现在除了第一流体连接部还有第二流体连接部,除了第一连接通道在机器壳体中
还有第二连接通道。第二流体室通过第二连接通道与第二流体连接部流体技术连接,优选永久连接。在本说明书的范围内关于第一连接通道的其他实施方式也可以类似地用于第二连接通道。
83.特别优选地,填充件在周向上从第一连接通道延伸到第二连接通道,即接合到第一连接通道的假想延长线中以及第二连接通道的假想延长线中。此外特别优选地,所描述的渐细部设置和实施在填充件的朝向第一连接通道和朝向第二连接通道的一侧上。所描述的实施方式尤其能够实现内齿轮流体机械的独立于方向的运行。
84.附加地或替代地,用于连接通道的实施方式也适用于一个或多个轴向开口。因此流体连接部是多个流体连接部中的第一流体连接部,第一流体室通过作为第一轴向开口的轴向开口与作为第一流体连接部的流体连接部流体连接,在密封垫圈中构成第二轴向开口,第二流体室通过第二轴向开口与第二流体连接部流体连接。当然尤其优选多个具有相应多个轴向开口的密封垫圈,在此这些轴向开口构成为第一轴向开口。在这样的设计中分别在密封垫圈中构成第二轴向开口,其中第二流体室通过第二轴向开口与第二流体连接部流体连接。
85.根据本发明的扩展,填充件在周向上对称地构成,使得内齿轮流体机械为可逆的。这意味着填充件在周向上被分为多个部段。尤其优选地,填充件共具有四个部段,因为填充件在径向上以及在周向上被划分为部段。由此可以独立于内齿轮流体机械的转动方向实现内齿轮流体机械的径向补偿。这样的内齿轮流体机械还可以称为四象限内齿轮流体机械或者可逆内齿轮流体机械。
附图说明
86.以下在不形成对本发明限制的情况下借助附图所示实施例对本发明进行描述,图中示出:
87.图1示意性示出内齿轮流体机械的截面图;
88.图2示意性示出内齿轮流体机械的纵剖面图;
89.图3示意性示出内齿轮流体机械的另一纵剖面图;
90.图4示出内齿轮流体机械的填充件的第一详细示图;以及
91.图5示出填充件的另一示意性详细示图。
具体实施方式
92.图1示意性示出内齿轮流体机械1的截面图,内齿轮流体机械1具有机器壳体2,第一齿轮3和第二齿轮4可转动地支承在机器壳体2中。第一齿轮3也可以称为小齿轮第二齿轮4也可以称为环形齿轮。第一齿轮3围绕第一旋转轴5第二齿轮4围绕第二旋转轴6可转动地支承在机器壳体2中。可以看出,第一旋转轴5和第二旋转轴6平行地彼此间隔开地设置,使得第一齿轮3和第二齿轮4具有不同的旋转轴。第一齿轮3具有外齿部7第二齿轮4具有内齿部8,外齿部7和内齿部8在接合区域9中彼此啮合,即彼此接合。
93.第一齿轮3和第二齿轮4共同界定流体空间10。第一齿轮3在径向方向上向内界定流体空间10,第二齿轮4在径向方向上向外界定流体空间10。流体空间10一方面通过第一齿轮3和第二齿轮4的啮合另一方面通过填充件11在周向方向上被划分为第一流体室12和第
二流体室13。根据内齿轮流体机械1的旋转方向流体室12和13之一作为吸入室而另一个则作为压力室。
94.填充块11在此实施例中构成为对称的,以使内齿轮流体机械1的可逆运行成为可能。因此内齿轮流体机械1可以在两个方向上运行。附加地或替代地,填充件11可以构成为多件式的病具有多个部段14和15或16和17。部段14和15或16和17在径向上划分。相应地,第一部段14或16贴靠在第一齿轮3上,第二部段15或17贴靠在第二齿轮4上。
95.在部段14和15或16和17之间有间隙18或19,对这些间隙可以施加加压流体。通过施加流体使部段14和15或16和17在相应的齿轮3或4的方向上被挤压。由此存在内齿轮流体机械1的径向补偿。
96.此外还可看到,第二齿轮4在周向上至少局部地、特别是仅局部地由一个或多个支承凹口20(lagervertiefung)所环绕。支承凹口20在流体技术上与内齿轮流体机械1的流体连接部21和22连接(未示出),优选分别通过流阻23连接。相应的支承凹口20和流体连接部21和22之间的流体连接可以通过相应的相连通道24或25实现。支承凹口20实施为,至少暂时地被施加加压流体,例如从流体连接部21和22,从而使它们对于第二齿轮4构成为静液轴承。
97.还可以使支承凹口20仅与流体连接部21和22中对应于内齿轮流体机械1压力侧的一个流体技术连接。尤其是在内齿轮流体机械1不是可逆的或者仅在优选旋转方向上运行时是这种情况。但是只要内齿轮流体机械1设置用于可逆运行并且以时间上交替的旋转方向运行,支承凹口20就优选与两个流体连接部21和22流体技术连接,即一个支承凹口20与流体连接部21连接,另一个支承凹口20与流体连接部22连接。由此,始终有一个支承凹口20被施加以内齿轮流体机械1压力侧的压力,而另一个支承凹口20则被施加以任意压力,例如较低的、吸入侧的压力。
98.图2示意性示出内齿轮流体机械1的纵剖面图。其中,齿轮3和4在轴向上借助(纯可选的)密封垫圈26支承在机器壳体3中。密封垫圈26设置在齿轮3和4的相对置的两侧并在内齿轮流体机械1运行期间密封地贴靠在齿轮3和4上。在密封垫圈26中构成有第一轴向开口27和第二轴向开口28。轴向开口27和28在轴向上完全穿透相应的密封垫圈26。
99.可以看出,轴向开口27和28分别在齿轮2和4的方向上扩宽。在此例如轴向开口27和28在截面上看在其朝向齿轮3和4的一侧径向向内与外齿部7的脚圆对齐,和/或径向向外与内齿部8的脚圆对齐,在此仅示出第一种情况。轴向开口27和28至少在截面上看位于外齿部7的脚圆和内齿部8的脚圆之间,因此在径向上不突出出去。由此保证了内齿轮流体机械1的高效率。
100.轴向开口27设置在第一流体室12的两侧,第二轴向开口28设置在第二流体室13的两侧。因此第一流体室12通过第一轴向开口27流体技术地连接在第一流体连接部21上。类似地,第二流体室13通过第二轴向开口28流体技术地连接在第二流体连接部22上。为此在机器壳体2中构成连接通道29和30。第一轴向开口27通过连接通道29、第二轴向开口28通过第二连接通道30连接在相应的流体连接部21或22上。密封垫圈26和构造在其中的轴向开口27可以省略。在这种情况下,在连接通道29和30以及流体室12和13之间存在直接的流体连接。当然也可以仅实施一个密封垫圈26。
101.在此示出的实施例中,分别有一个连接通道29直接接入相应的流体连接部21或
22,而连接通道29和30中的另一个则通过相应的相连通道24或25连接到相应的流体连接部22。在此相连通道24和25在轴向上与齿轮3和4以及密封垫圈26完全重叠。
102.如在此示出的,可以使第一连接通道29在轴向上以及使相连通道24和25在径向上接入相应的流体连接部21或22。轴向开口27和28分别由密封件31或32环绕,密封件31或32确保了相应的轴向开口27或28在相应的连接通道29或30上的流体密封。
103.可以看出,轴向垫圈26在轴向方向上的总体尺寸至少相应于齿轮3和4在相同方向上的尺寸。通过该在轴向上的大的尺寸可以实现齿轮3和4在机器壳体2中非常可靠的支承。特别是可靠地防止了轴向垫圈26的倾斜以及由此带来的流体室12和13的不均匀的密封。
104.图3示意性示出内齿轮流体机械1的另一纵剖面图。可以看出,填充件11在周向上延伸至轴向开口28并结束于轴向开口28的区域中。相似的当然也适用于第一轴向开口27。填充件11具有渐细部34,填充件11通过渐细部在轴向上渐细,在在此示出的实施例中在两侧渐细。渐细部34在周向上在端侧构造在填充件11上。
105.渐细部34在周向上看结束于与轴向开口28的重叠中,从而填充件11在与轴向开口28的重叠中在轴向上的尺寸相当于两个密封垫圈26之间的距离。填充件11在与轴向开口28的重叠中才开始朝其自由端的方向变细。渐细部34起到优化导流的作用,使流体无障碍地流入相应的流体室12或13或从中流出。
106.优选远离密封件32形成压力场,该压力场用于对密封垫圈26以在齿轮3和4方向上的力施加加压流体。流体例如从流体连接部21和22中的一个或两个供应到压力场。为此可以实现相应的流体连接。通过所描述的实施方式可以确保流体室12和13由密封垫圈26在轴向上可靠密封。
107.图4示出内齿轮流体机械1的填充件的第一详细示图。填充件11在周向上构成为对称的,因此至少具有对称轴线35,并且关于对称轴线35镜像对称。在轴向上在端侧在填充件11上构成有渐细部34。填充件11在周向上的延伸至少为180
°
,优选大于180
°
,尤其是至少190
°
,至少200
°
,至少210
°
或至少220
°
。在此示出的实施例中,填充件11在周向上的延伸至少为225
°
。所描述的填充件11的实施例使得内齿轮流体机械1的可逆运行成为可能,即以任意旋转方向运行。还可以自由选择内齿轮流体机械1作为泵和/或马达运行而无需更换装备。此外实现了流体室12和13之间在周向上更可靠的密封。
108.图5示出填充件11的另一示意性详细示图,其中再次示出在端侧两侧的渐细部34。渐细部34使流体特别有效地流入流体室12和13或从中流出。优选填充件远离渐细部34或者渐细部34在轴向上具有恒定的尺寸。
109.此外在图1和图4中示出返回流部36(r
ü
cklauf),流体特别是泄漏流体可以通过返回流部从内齿轮流体机械1中排出和/或重新流入内齿轮流体机械1或相应的吸入室。返回流部36例如直接连接吸入侧或吸入室。但是返回流部36也可以与流体罐流体技术连接。流体罐可以是内齿轮流体机械1的组成部分,但远离内齿轮流体机械1设置。流体罐例如流体技术连接在内齿轮流体机械1的吸入侧。返回流部36在周向上看相对于填充件11约布置在中间,优选恰好在中间。特别优选返回流部36关于想象的平面对称,该平面包含第一旋转轴5以及第二旋转轴6。
110.返回流部36具有返回流凹口37,返回流凹口37穿过机器壳体2的朝向第二齿轮3的内周面,因此返回流凹口37在齿轮3和4的方向上是开放的。此外返回流部36还具有返回流
袋38(r
ü
cklauftasche),其优选与返回流凹口37流体连接。当返回流凹口37在轴向上看与齿轮3和4重叠时,返回流袋38在轴向上看位于齿轮3和4两侧,尤其是返回流袋38构造在机器壳体2中密封垫圈26的背离齿轮3和4的一侧上。
111.通过返回流部36,即通过返回流凹口37和返回流袋38,可以排出流体并且优选重新将流体输入相应的吸入室。例如支承凹口20接入返回流凹口37。可以使在轴向上限定支承凹口20的支承板(lagerstege)也用来在轴向上限定返回流凹口37。但是优选支承凹口20在周向上与返回流凹口37间隔开地设置。优选多个支承凹口关于返回流凹口37对称地构成,尤其是与返回流凹口37具有相同的距离。
112.为了限制泄漏流体的量,尤其是在在吸入侧和压力侧都明显高于环境压力的压力下,设置了流阻23。流阻23优选结构相同并具有例如在它们的延伸上最小的直径,该最小直径相对于内齿轮流体机械1的位移体积为最小15 1/m2最大75 1/m2。由此可以实现对第二齿轮4在机器壳体2中的有效支承并且同时能够明显降低泄漏流体的量。流阻23之一在流体技术上位于支承凹口20和压力侧之间,另一个流阻位于另一个支承凹口20和吸入侧之间。支承凹口20之间的流体技术连接优选仅通过不可避免的泄漏和/或通过内齿轮流体机械1本身,即通过流体空间10或至少一个或两个流体室12和13实现。
113.所描述的内齿轮流体机械1的实施方案使得能够非常有效地引导流体并实现高流通量。此外由于填充件11的对称实施方式使得能够可逆运行和/或能够在其压力侧和吸入侧施加压力。由于填充件11构成为多件式的,实现了四部段内齿轮流体机械,其可以在任意旋转方向上借助填充件11确保流体室12和13在径向上有效的彼此密封。
技术特征:
1.一种内齿轮流体机械(1),具有-具有外齿部(7)并能围绕第一旋转轴(5)旋转地支承的第一齿轮(3),以及具有与所述外齿部(7)在接合区域(9)中啮合的内齿部(8)的第二齿轮(4),该第二齿轮(4)能围绕与所述第一旋转轴(5)不同的第二旋转轴(6)旋转地支承,其中,-设置在所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)之间远离所述接合区域(9)的填充件(11),所述填充件(11)一方面贴靠所述外齿部(7)另一方面贴靠所述内齿部(8),以将存在于所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)之间的流体空间(10)划分为第一流体室(12)和第二流体室(13),以及,-所述内齿轮流体机械(1)的机器壳体(2)的沿轴向相对于所述第一旋转轴(5)设置在所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)两侧的壳体壁,其特征在于,为形成静液轴承所述第二齿轮(4)在周向上至少局部地由至少一个设置在所述机器壳体(2)中的支承凹口(20)所环绕,所述支承凹口(20)在轴向上至少部分地与所述第二齿轮(4)相重叠并通过具有流阻(23)的流体管线与所述内齿轮流体机械(1)的流体连接部(21,22)流体技术连接。2.根据权利要求1所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述流体管线从所述支承凹口(20)径向向外延伸和/或始终是直的。3.根据权利要求1或2所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述流体管线在径向方向上向内接入所述支承凹口(20),其中所述流体管线穿过所述支承凹口(20)的底部形成接入开口。4.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述流体管线在其背离所述支承凹口(20)的一侧上接入尺寸更大的相连通道(24,25),所述流体管线通过该相连通道(24,25)与流体连接部(21,22)流体技术连接。5.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,横截面缩小部(23)仅局部地构造在所述流体管线中,从而使所述流体管线的穿流横截面在所述横截面缩小部(23)两侧大于在所述横截面缩小部(23)的区域中的穿流横截面。6.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述支承凹口(20)在其流体技术上背离所述流体管线的一侧上通过泄漏间隙与所述内齿轮流体机械(1)的返回流凹口(37)流体技术连接,所述返回流凹口与所述内齿轮流体机械(1)的吸入侧直接流体连接和/或与流体罐流体连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,在两个壳体壁中分别构造连接通道(29),通过该两个连接通道(29)相同的流体室(12,13)与所述内齿轮流体机械(1)的流体连接部(21,22)流体连接。8.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述流体连接部(21,22)是多个流体连接部(21,22)中的第一流体连接部(21),作为第一连接通道(29)的连接通道(29)通过该第一流体连接部(21)将第一流体室(12)与作为第一流体连接部(21)的流体连接部(21)流体连接,以及在壳体壁中构造有第二连接通道(30),第二流体室(13)通过该第二连接通道(30)与所述内齿轮流体机械(1)的第二流体连接部(22)流体连接。9.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述连接通道(29,30)中的一个直接与所述流体连接部(21,22)流体技术连接,所述连接通道(29,30)中
的另一个通过在轴向上与所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)相重叠的相连通道(24,25)与所述流体连接部(21,22)流体技术连接。10.根据前述权利要求中任一项所述的内齿轮流体机械,其特征在于,所述支承凹口(20)是多个支承凹口(20)中的第一支承凹口(20)以及所述流阻(23)是多个流阻(23)中的第一流阻(23),以及第二支承凹口(20)在所述机器壳体(2)中在周向上与所述第一支承凹口(20)间隔开地设置,并至少部分地在轴向上包围所述第二齿轮(4),其中,所述第一支承凹口(20)通过第一流阻(23)与第一流体连接部(21)流体技术连接,所述第二支承凹口(20)通过第二流阻(23)与第二流体连接部(22)流体技术连接。
技术总结
本发明涉及一种内齿轮流体机械(1),具有带有外齿部(7)并能围绕第一旋转轴(5)旋转地支承的第一齿轮(3),和具有与外齿部(7)在接合区域(9)中局部地啮合的内齿部(8)的第二齿轮(4),第二齿轮围绕与第一旋转轴不同的第二旋转轴(6)旋转地支承,设置在第一齿轮和第二齿轮之间远离接合区域(9)的填充件(11),填充件一方面贴靠外齿部另一方面贴靠内齿部,以将第一齿轮和第二齿轮之间的流体空间(10)划分为第一流体室(12)和第二流体室(13),其中,内齿轮流体机械的机器壳体(2)的壳体壁在关于第一旋转轴的轴向方向上设置在第一齿轮和第二齿轮两侧。在此为形成静液轴承第二齿轮(4)在周向上至少局部地由至少一个设置在机器壳体中的支承凹口(20)所环绕,支承凹口在轴向上至少部分地与第二齿轮相重叠并通过具有流阻(23)的流体管线与内齿轮流体机械的流体连接部(21,22)流体技术连接。(21,22)流体技术连接。(21,22)流体技术连接。
技术研发人员:亚历山大
受保护的技术使用者:艾可勒科技公司
技术研发日:2021.07.19
技术公布日:2023/10/20
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