CN103582760A - 具有设置在轴内的容量控制阀的内齿轮泵液压设备 - Google Patents

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Abstract

一种液压设备(1)，包括：壳体(2)和容纳在壳体内的具有在外环(5)内偏心布置的内转子(4)的内齿轮泵(3)，固定至壳体的外环具有中心轴线(19)，具有径向向外延伸的外凸部(4a)的内转子与具有径向向内延伸的内凸部(5a)的外环结合，内转子设置成相对于外环公转和自转运动，以在内转子与外环之间限定多个膨胀及收缩容积压力室(7)。液压设备包括设有至少一个流体入口管路(8a，8c)和至少一个流体出口管路(8b，8d)的具有中心轴线的流体给送管(8)，包括至少一个径向流体给送通道(9)的内转子适于抵着具有相对于中心轴线偏心地布置的外周的驱动轴圆筒(10b)滑动，至少一个径向流体给送通道布置成从内转子(4)的中心沿径向经由内转子(4)到达多个膨胀及收缩容积压力室中的至少一个，其中，流体入/出口管路各自可径向连接至径向流体给送通道，用于进出膨胀及收缩容积压力室的流体连通。

Description

具有设置在轴内的容量控制阀的内齿轮泵液压设备
技术领域
本发明涉及液压设备领域，诸如内齿轮泵(gerotor)并且特别地在其传动系统中的应用。
背景技术
现今，存在有用于导引流体的液压设备——诸如泵或马达——的各种示例，包括由内齿轮泵的凸部的相互作用所限定的多个膨胀及收缩容积压力室。内齿轮泵是众所周知的流体导引单元并且通常包括设置有内凸部的中空外环以及设置有外凸部的内转子。
现今，存在有两种类型的内齿轮泵，它们是低速高扭矩(LSHT)内齿轮泵和高速低扭矩(HSLT)内齿轮泵。
对于LSHT内齿轮泵，外环是固定的并且内转子位于外环之内。内转子具有比外环少一个凸部并且具有相对于外环的轴线偏移或偏心的旋转轴线。内转子偏心地布置在外环之内。内转子安装用于相对于外环的自转和公转运动并且由外环的凸部支承并以这种运动导向。内转子与外环的相互作用的外凸部与内凸部限定了在内转子运动期间膨胀与收缩的多个容积压力室。这些已知的LSHT内齿轮泵限于驱动轴的低旋转速度。因此，内转子在驱动轴已经旋转一转之前旋转了若干转。这些已知的LSHT内齿轮泵包括用于导引流体的单独的阀结构。这种类型内齿轮泵的另外的缺点是，其包括导致振动和噪音的振荡的部件。这些解决方案局限于包括提供笨重且庞大的解决方案的若干部件。另外，这些已知的解决方案局限于包括若干昂贵且复杂的部件的具有高成本的解决方案。
对于HSLT内齿轮泵，外环随着内转子同时地旋转。内转子围绕固定轴线旋转并且外环在壳体内滑动。这些已知的HSLT内齿轮泵需要在壳体与内转子和外环的凸部之间宽的间隙。因此，这些已知的解决方案导致高泄漏和低效率。这些现存的解决方案在高压下提供恒定的效率损失和流体泄漏。假如效率损失时，这些现存的解决方案提供高滑动速度。
因此，存在有对消除上述缺点的经改进的液压设备的需要。
发明内容
本发明的目的是提出一种紧凑的、容易实施的液压设备，该液压设备设置成通过提供在液压设备内控制和导引流体流动的能力来调节液压设备的有效的泵或马达的排量。
本发明由所附的独立权利要求限定。本发明的各种示例由所附的从属权利要求以及下列描述和附图来阐述。
考虑到以上描述，然后，本发明的一方面在于提供一种在液压设备内控制和导引流体流动进出内齿轮泵的经改进的解决方案，该方案寻求单个地或以任何组合的方式减轻、缓和或者消除在本领域中的上述识别的缺陷以及缺点中的一个或更多个。
本发明的目的在于提供一种发明的液压设备诸如液压泵或马达，用于控制、导引并且使流体流量部分地再循环并且因此能够调节液压设备的有效的泵或马达排量。流体流动通过流体的再循环来控制。
该目标通过权利要求1的特征来实现，其中，液压设备包括壳体和壳体内所容纳的内齿轮泵，内齿轮泵具有在外环内偏心地布置的内转子，外环具有中心轴线，外环固定至壳体，具有径向地向外延伸的外凸部的内转子与具有径向地向内延伸的内凸部的外环接合，内转子设置用于相对于外环的公转和自转运动，其中，公转和自转运动将在内转子与外环之间限定多个膨胀及收缩容积压力室；其特征在于，该液压设备包括具有中心轴线的流体给送管，流体给送管设置有至少一个流体入口管路和至少一个流体出口管路，内转子适于抵着驱动轴缸体滑动，驱动轴缸体具有相对于中心轴线偏心地布置的外周，内转子包括至少一个径向流体给送通道，该径向流体给送通道布置成从内转子的中心沿径向经由内转子向外到达多个膨胀及收缩容积压力室中的至少一个，其中，所述流体入口管路和所述流体出口管路分别地径向地可连接至所述径向流体给送通道，用于流入所述膨胀及收缩容积压力室或从所述膨胀及收缩容积压力室流出的流体连通。
本发明的液压设备中的外环设置成是固定的。因此，本发明液压设备能够紧凑地设置和密封，特别在内转子与至内转子的侧部之间紧凑地设置和密封。液压设备设置成控制和导引流体流动进出内齿轮泵。内齿轮泵用作流体排放机构。液压设备为可变的径向流体给送驱动／泵单元，该可变的径向流体给送驱动／泵单元提供可变排量，该可变排量提供可变扭矩和马达速度或可变泵流体流量。当入口流体流量和压力为常数时，扭矩和马达速度通过变化排量而被改变以满足载荷要求。当扭矩和马达速度为常数时，流体流量和压力可以通过改变排量改变。膨胀及收缩容积压力室限定在介于内转子外凸部中的每个外凸部与外环的介于两个内凸部之间的一部分之间。
液压设备包括驱动轴单元，该驱动轴单元包括驱动轴和驱动轴圆筒，该驱动轴从内齿轮泵延伸并且具有与中心轴线对准的旋转轴线。在内转子与外环之间的多个膨胀及收缩容积压力室具有高压部段和低压部段。多个膨胀及收缩容积压力室的高压部段位于驱动轴缸体上距中心轴线最远的点的前部。所以，低压部段因此位于驱动轴缸体上距中心轴线最远的点的后部。其中，前部沿着中心轴线的旋转方向，并且后部沿着驱动轴的旋转方向的相反方向。液压设备包括在朝向内转子的接触面内的驱动轴单元上的密封件。
内转子设置有从驱动轴缸体延伸至膨胀及收缩容积压力室的径向流体给送通道。使用在液压设备中用作泵的压力介质例如流体因此通过在低压部段中的径向流体给送通道被吸入膨胀容积压力室，并且通过在高压部段中的径向流体给送通道而被压出。当液压设备用作马达时，流体通过高压部段中的径向流体给送通道馈入膨胀容积压力室中，并且通过低压部段中的径向流体给送通道而被推出。
通过对布置在内转子内的流体给送管与布置在内转子与外环之间的多个膨胀及收缩容积压力室之间的各个径向通道进行打开、关闭或部分阻塞，能够调节液压设备的有效的泵或马达的排量。由于液压设备是一种具有较少部件的紧凑且坚固的解决方案，因此该发明的液压设备提供一种经改进的封装自由和空间。
内转子可包括若干个径向流体给送通道。通常，内转子在内转子的每个外凸部之间包括至少一个流体给送通道。优选地，内齿轮在内转子的每个外凸部之间包括四个径向流体进给通道。这些径向流体给送通道的形状和尺寸可以变化。
根据本发明的另外的有利方面，液压设备包括流体调节装置，该调节装置包括适于将所述流体入口管路和所述流体出口管路与所述径向流体给送通道连接和断开的流体开口。液压设备提供了具有提供分离的齿轮调节的分离的流体调节装置。通过打开和关闭流体调节装置的某些流体开口，径向流体给送可以部分地再循环。因此，能够调节液压设备的有效的泵或马达的排量。流体给送管可以分成四个对称的交替的流体入口管路和流体出口管路。因此，在液压设备内的力和压力平衡——特别地在流体给送管与流体调节构件之间的力和压力平衡——大体上被抵消。
根据本发明的另外的有利方面，流体调节装置包括流体给送管、内部控制套筒和外部控制套筒以及驱动轴圆筒。流体调节装置设置成安装在内齿轮泵内。因此，液压设备是紧凑——特别地在轴向上——且坚固的。液压设备可以包括一个或更多个控制套筒。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套筒和外部控制套筒设置在流体给送管与内转子之间，其中，内部控制套筒和外部控制套筒是可移位的并且设置成将所述流体入口管路和所述流体出口管路径向地连接至所述径向流体给送通道以允许经调节的径向流体通过内转子到达所述膨胀及收缩容积压力室。内部控制套筒包括内部控制套筒端部齿轮并且外部控制套筒包括外部控制套筒端部齿轮。
通过使内部控制套筒端部齿轮和外部控制套筒端部齿轮转动，内部控制套筒和外部控制套筒能够围绕流体给送管旋转。内部控制套筒端部齿轮和外部控制套筒端部齿轮能够通过使用电动机例如步进电动机而转动。转向设备可以连接至内部控制套筒端部齿轮和外部控制套筒端部齿轮，其中，内部控制套筒端部齿轮和外部控制套筒端部齿轮可以转动，因此内部控制套筒和外部控制套筒转动。内部控制套筒端部齿轮和外部控制套筒端部齿轮可以通过液压而转动。通过使内部控制套筒和外部控制套筒转动，径向流体给送可以从流体给送管而被控制和导引至容积压力室并且然后返回至流体给送管。内部控制套筒与外部控制套筒相对于彼此旋转来调节液压设备中的径向流体流量。本发明提供了一种坚固且紧凑的的液压设备，该液压设备在内齿轮泵内具有能够提供高效率的流体调节装置。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套筒包括内部流体开口，并且外部控制套筒包括外部流体开口，该内部流体开口和该外部流体开口适于将所述流体入口管路和流体出口管路与所述径向的流体给送通道连接和断开。内部控制套筒和外部控制套筒转动以确定高压或低压流体入口或流体出口管路是否应该与某个或某些内部流体或外部流体开口接触。径向流体给送通过打开和关闭内部控制套筒和外部控制套筒的流体开口来调节。流体入口管路与在旋转驱动轴圆筒中的其相对应的流体开口连通，并且流体出口管路与其驱动轴圆筒中的相对应的流体开口连通。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套筒和外部控制套筒围绕所述流体给送管是可移位的。内部控制套管和外部控制套管也可沿所述流体给送管为可移位的。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套管和外部控制套管可移位至其中所述流体入口管路关闭的第一位置。在内部控制套管和外部控制套管的该第一位置期间，没有流体从流体给送管中的所述流体入口管路径向地给送至内转子与外环之间的容积压力室。该第一位置等于没有来自入口管路的流体流量。至少一个开口总是与流体入口管路或流体出口管路连通。
根据本发明的另外的有利方面，外部控制套筒和内部控制套筒可移位至其中第一流体入口开口向所述流体入口管路打开的第二位置。在内部控制套筒和外部控制套筒的该第二位置期间，流体从流体给送管中的所述流体入口管路径向地给送至内转子与外环之间的容积压力室。该第二位置等于第一排量，其中，一个开口使得流体从入口管路径向地流动。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套筒和外部控制套筒可移位至其中第二流体入口开口向所述流体入口管路打开的第三位置。在内部控制套筒和外部控制套筒的第三位置期间，流体从流体给送管中的所述流体入口管路径向地给送至内转子和外环之间的容积压力室。该第三位置等于第二排量，其中，比第一排量中的开口大的一个开口使得流体从入口管路径向地流动。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套筒和外部控制套筒可移位至其中第一流体入口开口和第二流体入口开口向所述流体入口管路打开的第四位置。在内部控制套筒和外部控制套筒的第四位置期间，流体从流体给送管中的流体入口管路径向地给送至在内转子和外环之间的容积压力室。该第四位置等于第三排量，即用于第一排量和第二排量中的两个开口都使得流体从所述流体入口管路径向地流动。
因此，通过液压设备的径向流体流量可以通过打开和关闭在流体导引装置中的径向流体开口而将流体给送管连接至膨胀及收缩容积压力室进行调节。
根据本发明的另外的有利方面，驱动轴单元包括驱动轴和驱动轴圆筒，该驱动轴从内齿轮泵延伸并且具有与中心轴线对准的旋转轴线，其中，驱动轴圆筒设置在所述流体给送管与内转子之间，驱动轴圆筒具有相对于所述中心轴线偏心地布置的外周，其中，设置驱动轴圆筒将所述流体入口管路和所述流体出口管路径向地连接至所述径向流体给送通道以允许经调节的径向流体给送通过内转子到达所述膨胀及收缩容积压力室。因此，该发明的液压设备允许驱动轴的高旋转速率。该发明的液压设备因连接至驱动轴的驱动轴圆筒且因驱动轴圆筒相对于内转子滑动的因素而因此能够提供用于驱动轴的高旋转速率。因此，内转子每转一转，驱动轴旋转一转。驱动轴圆筒是非对称的。
驱动轴圆筒包括围绕流体给送管的径向位移，其中，驱动轴圆筒具有围绕和自从中心轴线的不同的径向延伸。因此，驱动轴圆筒和内转子相对于外环和中心轴线是偏心的。内转子通过使非对称的驱动轴圆筒与内转子滑动接触而设置成用于相对于外环和中心轴线的公转和自转运动。内转子的外凸部因非对称驱动轴圆筒而具有自从中心轴线的不同的径向延伸。驱动轴圆筒与内转子滑动接触。当液压设备为泵时，驱动轴圆筒抵着内转子滑动，从而使内转子移位。当液压设备为马达时，内转子抵着驱动轴圆筒滑动，从而使驱动轴圆筒移位。内转子因安装在内转子的两侧上的凸缘而围绕驱动轴圆筒保持平衡。因此，没有压力通过内转子而施加在驱动轴圆筒上，其中，根据该发明的液压设备可以避免导致低效率的摩擦。驱动轴圆筒包括用于在径向流体给送期间防止泄露的空腔和密封件。
根据本发明的另外的有利方面，驱动轴圆筒设置有至少一个驱动轴圆筒开口以允许经调节的径向给送通过内转子到达所述膨胀及收缩容积压力室。驱动轴圆筒可以包括若干个不同的驱动轴圆筒开口。通常，驱动轴圆筒开口具有不同的尺寸。通常，驱动轴圆筒围绕驱动轴圆筒的外周包括六个驱动轴圆筒开口。通常，围绕驱动轴圆筒的驱动轴圆筒开口设置成彼此有轴向位移。由来自入口管路的流体流动所引起压力区域连同驱动轴圆筒一起围绕中心轴线旋转。
根据本发明的另外的有利方面，密封件设置在驱动轴圆筒与内转子之间。因此，防止了在驱动轴圆筒与内转子之间的相对滑动期间泄漏。液压设备包括轴向地沿着驱动轴圆筒且位于驱动轴圆筒开口之间的纵向密封叶片。液压设备在驱动轴圆筒端部处包括径向密封圈。
根据本发明的另外的有利方面，流体给送管包括至少一个给送管流体开口以允许在所述流体入口管路与所述流体出口管路之间径向流体给送通过内转子到达所述膨胀及收缩容积压力室。流体给送管的流体出口管路能够包括三个径向流体开口并且流体给送管的流体入口管路能够包括两个径向流体开口。然而，流体给送管中的径向流体开口的数量可以变化以达到用于液压设备的所需的数量的齿轮。
根据本发明的另外的有利方面，内转子具有带有引起减小的滑动速度的相对小的半径的滑动表面，这引起高效率和减小的阻力损失。
根据本发明的另外的有利方面，所述流体给送管包括至少一个流体入口孔口和至少一个流体出口孔口以允许径向入口和出口流体给送。流体给送管能够包括两个流体入口孔口和两个流体出口孔口。流体入口孔口和流体出口孔口在流体给送管上相对于彼此轴向地移位。
根据本发明的另外的有利方面，流体给送管固定至壳体。
根据本发明的另外的有利方面，流体给送管中的所述流体入口管路与所述流体出口管路是对称的。
根据本发明的另外的有利方面，流体给送管包括两个流体入口管路和两个流体出口管路。
根据本发明的另外的有利方面，所述径向流体给送通道布置在所述内转子的外凸部之间。
根据本发明的另外的有利方面，内部控制套筒和外部控制套筒设置成与流体给送管、驱动轴单元和所述径向流体给送通道配合以限定流体再循环区域。因此，流体流动可以在流体再循环区域内再循环，从而允许调节有效泵或马达排量。用于来自流体给送管的径向流体给送的流动长度因径向流体给送进出具有与外环的中心轴线共同的中心轴线的流体给送管而因此在再循环期间是短的。因为能够使流体流量在流体再循环区域内再循环，因此该发明的液压设备为高效可控的。
根据本发明的另外的有利方面，液压设备为液压马达。根据本发明的另外的有利方面，液压设备为液压泵。
以上本发明的任意有利特性可以以任何合适的方式组合。
通过本发明提供了许多优点，例如：
——获得了允许结构紧凑、低制造成本和高扭矩的组合的液压设备；
——获得了允许低摩擦的液压设备；
——获得了允许泄露控制的液压设备；
——获得了具有高效率的可控的液压设备；
——获得了允许低噪声和低振动的液压设备；
——获得了包括允许更多封装自由和空间的较少部件的完整紧凑型液压设备；
——获得了坚固的和简单的液压设备。
附图说明
现在将参照附图详细描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的液压设备的示意性分解图。
图2示出了根据本发明的液压设备的示意性横截面图。
图3示出了根据本发明的内齿轮泵的示意性横截面图。
图4示出了根据本发明的流体给送管的示意性横截面图。
图5示出了根据本发明的流体给送管以及内部控制套筒和外部控制套筒的示意性分解图。
图6a示出了根据本发明的驱动轴圆筒的示意性视图。
图6b示出了根据本发明的驱动轴圆筒的示意性视图。
图6c示出了根据本发明的驱动轴圆筒的示意性视图。
图7示出了根据本发明的流体给送管以及内部控制套筒和外部控制套筒的示意性视图。
图8示出了根据本发明的内齿轮泵的示意性横截面图。
图9a示出了内部控制套筒和外部控制套筒的第一位置的示意性视图。
图9b示出了内部控制套筒和外部控制套筒的第二位置的示意性视图。
图9c示出了内部控制套筒和外部控制套筒的第三位置的示意性视图。
图9d示出了内部控制套筒和外部控制套筒的第四位置的示意性视图。
应补充的是，对示例的以下描述的仅用于说明的目的，而不应该解释为将本发明完全限定于这些示例／方面。
具体实施方式
本发明的示例大体上涉及旋转流体设备领域，特别地涉及包括内齿轮泵的液压设备。本发明涉及一种液压设备，该液压设备设置成通过提供在液压设备内控制并且导引流体流动的能力来调节液压设备的有效的泵或马达排量。
在下文中将参照附图在所示出的本发明的示例中对本发明的示例进行更充分地描述。然而，本发明可以通过多种不同形式实施并且不应该被理解为限定于在本文所阐述的示例。而是，这些示例设置成使得本公开将是彻底且完全的，并且将向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。相同的附图标记从始至终表示相同的元件。
示意性说明了图1至图9d的所有图。图1示出了根据本发明的用于导引和控制流体流量的液压设备1的示例。本发明涉及一种用于导引和控制进出内齿轮泵内的多个容积压力室的流体流动的经改进的液压设备。
参照图1，液压设备1包括壳体2和内齿轮泵3。液压设备1还包括内部控制套筒13和外部控制套筒组14、驱动轴单元10和流体给送管8。壳体2包括前壳体2a和后壳体2b。前壳体2a通过多个螺栓安装至后壳体2b。然而，前壳体2a可以通过诸如螺钉的任何常规的紧固装置连接安装至后壳体。流体给送管8固定至后壳体2b。
内齿轮泵3包括内转子4和外环5。内转子4偏心地布置在外环5内。外环5具有中心轴线19。中心轴线19与外环5的中心对准。内转子设置成相对于外环5以公转和自转运动的方式旋转。内转子设置成围绕其自身的轴线——该轴线相对于外环5的中心轴线19偏心布置——自转。内转子4设置成围绕中心轴线19以公转运动的方式旋转。内转子4包括向外径向地延伸的外凸部。外环5包括向内径向地延伸的内凸部。通常，内转子4具有比外环5少一个的外凸部。
在内转子4旋转期间，随着内转子4相对于外环5移动，内转子4的外凸部保持与外环5的内凸部接触。该运动引起在内转子4与外环5之间连续的多位置接触，从而产生流体容积压力室，该流体容积压力室随着内转子4相对于外环5和中心轴线19的自转和公转运动而相继地产生膨胀和收缩。
当内转子4及其外凸部旋转时，在内转子4与外环5之间的容积压力室变化，从而引起流体被压缩，使内齿轮泵能够用作泵。可替代地，流体可以被迫使进入在内转子4与外环5之间的容积压力室，从而使得内齿轮泵用作马达，即，将流体流动压力转变成机械旋转。液压设备1设置成通过下述步骤而提供通过内齿轮泵3控制流体流量的能力：提供从内齿轮泵3的中心通过内转子4并且流出到达内转子4与外环5之间的容积压力室的径向流体给送。液压设备1设置成提供使流体流量部分地再循环的能力并且通过使用内部控制套筒13和外部控制套筒14来调节有效的泵或马达排量。
驱动轴单元10包括驱动轴10a和驱动轴圆筒10b。驱动轴10a从前壳体2a延伸并且具有与中心轴线19对准的旋转轴线。驱动轴圆筒10b偏心地连接至驱动轴10a。驱动轴圆筒具有围绕流体给送管的径向移位，其中，驱动轴圆筒围绕中心轴线19并且从中心轴线19具有不同的径向延伸。密封件能够设置在驱动轴10与前壳体2a之间。驱动轴圆筒10b的中心相对于中心轴线19偏移。该偏移量是可调节的。驱动轴圆筒10b设置成安装在流体给送管8与内转子4之间，更特别地驱动轴圆筒10b设置成安装在外部控制套筒14与内转子4之间。驱动轴套筒10b包括至少一个径向流体开口11。驱动轴套筒10b在在驱动轴圆筒10b的侧部处的朝向内转子4的接触面中包括环形密封件44a、44b。
当液压设备1用作马达时，由被迫使加压的液压流体所产生的内转子4的旋转经由从前壳体2a延伸的可旋转的驱动轴10a输出。液压马达能够将加压流体流动转换成转矩和速度，用于将旋转运动传递至机构需要的件。当液压设备1用作泵时，由驱动轴10的旋转产生内转子4的旋转，即机械能转换为液压流体能。液压设备1可以包括从内齿轮泵3的两侧径向地延伸的凸缘，该凸缘为液压设备1提供稳定性。液压设备1在外部控制套筒与驱动轴圆筒10b之间可以包括凸轮环。这些凸轮环用作密封件。
根据本发明的液压设备1可以包括若干控制套筒。内部控制套筒13和外部控制套筒14围绕流体给送管8是可移位的。内部控制套筒13和外部控制套筒14设置成围绕流体给送管8是可旋转的。当液压设备1运行时，内部控制套筒13和外部控制套筒14可以转向。当液压设备1运行时，流入液压设备1的流体的量可以变化。
图2示出了根据本发明的用于导引和控制流体流动的液压设备1的示例的横截面图。图2示出了具有内凸部5a的外环5、具有外凸部4a的内环4、内部控制套筒13和外部控制套筒14。驱动轴圆筒10b以及内部控制套筒13和外部控制套筒14安装在流体给送管8与内转子4之间内，更特别地设置内部控制套筒和外部控制套筒13、14安装在驱动轴圆筒10b与流体给送管8之间。驱动轴圆筒10b以及内部控制套筒13和外部控制套筒14被设置并且可移位，以将流体给送管与径向流体给送通道9径向连接。
内部控制套筒13包括内部控制套筒端部齿轮15。外部控制套筒14包括外部控制套筒端部齿轮16。通过改变内部控制套筒端部齿轮15和外部控制套筒端部齿轮16，内部控制套筒和外部控制套筒13、14围绕流体给送管8旋转，从而调节流体流量。内部控制套筒和外部控制套筒13、14通过电动马达(未示出)进行旋转，例如通过连接至内部和外部控制套筒端部齿轮15、16的外部周缘的涡轮(未示出)进行旋转。
参照图2，四个径向流体给送通道9布置在内转子4的各个外凸部4a之间。内转子4的各个外凸部4a之间的流体给送通道9的尺寸、形状和数量可以变化。优选地，径向流体给送通道9布置在内转子4的所有外凸部4a之间。内转子4在所有外凸部4a之间可以包括一个径向流体给送通道。径向流体给送通道可以是方形通道。
内部控制套筒和外部控制套筒13、14设置成与流体给送管8、驱动轴圆筒10b和所述径向流体给送通道9配合以限定流体再循环区域12。
参照图2，内转子4的公转和自转运动将在内转子4与外环5之间限定多个膨胀及收缩容积压力室7。
图3示出了根据本发明的用于导引和控制流体流量的内齿轮泵3的横截面。外环5具有中心轴线19。
驱动轴圆筒10b包括第一叶片50a、第二叶片50b和第三叶片50c。驱动轴圆筒10b在第一叶片50a、第二叶片50b和第三叶片50c上滑动，这些叶片在流体给送管8与内转子4之间密封。叶片50a、50b、50c密封并且随着驱动轴圆筒10b旋转，叶片50a、50b、50c密封并且沿驱动轴圆筒10b的旋转方向在内转子4与驱动轴圆筒10b之间推动流体。
第一叶片50a是在驱动轴圆筒10b上的距中心轴线19最远的点。多个膨胀及收缩容积压力室的高压部段位于第一叶片50a的前部中。低压部段位于第一叶片50a的后部中。其中，前部沿着中心轴线19的旋转方向，并且后部沿着驱动轴单元10的旋转方向的相反方向。第三叶片50c为在驱动轴圆筒10b上的距中心轴线19最近的点，并且第二叶片50b在第一叶片50a与第三叶片50c之间。
图3示出了根据本发明的示例，在第二叶片50b与第三叶片50c之间的高加压的叶片容积51b处，在流体从入口管路流动处，驱动轴圆筒10b与内转子4之间的区域对应于内转子4与外环5之间的加压区域。因此，在内转子4上的所有径向力相互抵消并且仅剩余在驱动轴圆筒10b的力和在外环5上的反作用力。在驱动轴10a上产生转矩速度的力是驱动轴圆筒10b上的力。
图4示出了根据本发明的具有中心轴线19的流体给送管8的横截面图。流体给送管8包括两个流体入口管路8a、8c和两个出口管路8b、8d。优选地，流体入口管路8a、8c与流体出口管路8b、8d对称。然而，流体入口管路8a、8c与流体出口管路8b、8d也可以彼此不对称。
图5示出了根据本发明流体给送管8以及内部控制套筒和外部控制套筒13、14的分解视图。流体给送管8包括用于流体出口管路8b的径向流体给送管开口20a、20b、20c。用于流体出口管路8b的这些流体给送开口20a、20b、20c彼此具有轴向位移。流体给送管8包括用于流体入口管路8a的径向流体给送管开口21a、21b。用于流体入口管道8a的这些径向流体给送开口21a、21b彼此具有轴向移位。优选地，流体给送管8包括两个流体入口管路8a、8c和两个流体出口管路8b、8d。参照图5中的示例，在流体给送管8中的所有流体入口管路8a、8c包括相同数量和类型的径向流体开口。在流体给送管8中的所有流体出口管路8b、8d包括相同数量和类型的开口。然而，流体给送管8中的径向流体开口的数量可以变化以达到用于液压设备1的所需的数量的齿轮。
流体给送管8包括至少一个流体入口孔口17和至少一个流体出口孔口18a、18b以允许流体的径向入口给送和径向出口给送。
内部控制套筒13设置成围绕流体给送管8布置。内部控制套筒13包括设置成与流体给送管8和外部控制套筒14中的开口相互配合的径向内部流体开口22a、22b、22c。这些径向内部流体开口22a、22b、22c彼此具有轴向移位。内部控制套筒13包括设置成与流体给送管8和外部控制套筒14中的开口相互配合的径向内部流体开口23a、23b。这些径向内部流体开口23a、23b彼此具有轴向移位。
外部控制套筒14设置成围绕流体给送管8布置，更特别地围绕内部控制套筒13布置。外部控制套筒14包括设置成与流体给送管8和内部控制套筒13中的开口相互配合的径向外部流体开口24a、24b、24c。这些径向外部流体开口24a、24b、24c彼此具有轴向移位。外部控制套筒14包括设置成与流体给送管8和内部控制套筒13中的开口相互配合的径向外部流体开口25a、25b。这些径向内部流体开口25a、25b彼此具有轴向移位。外部控制套筒14在内部控制套筒和外部控制套筒13、14的径向流体开口的每侧上包括环形密封件60、61、62、63，设置成使得这种环形密封件60、61、62、63在外部控制套筒14与驱动轴圆筒10b之间密封。
流体可以被泵送通过流体入口管路8a、8c并通过内部控制套筒和外部控制套筒13、14的径向内部流体开口和外部流体开口以及驱动轴圆筒开口并且进入膨胀及收缩容积压力室7的低压部段。当流体在内转子4与外环5之间被排放到膨胀及收缩容积压力室7的高压部段时，流体将会通过轴向流体给送通道9而被压出并且通过驱动轴圆筒开口以及通过内部控制套筒和外部控制套筒13、14的径向内部流体开和外部流体开口进入流体出口管路8c、8d。
参照图5，给送管8、内部控制套筒和外部控制套筒13、14包括多个流体开口。这些流体开口可以改变尺寸和形状。这些流体开口提供用于通过内转子4到达膨胀及收缩容积压力室7的径向给送。
通过旋转内部控制套筒和外部控制套筒13、14，径向流体给送能够被控制并且从流体给送管8被导引至膨胀与收缩的容积压力室7并且然后返回流体给送管8。内部控制套筒和外部控制套筒13、14相对彼此旋转以调节液压设备1内的径向流体流动。
图6a至6c示出了驱动轴单元10，该驱动轴单元10包括驱动轴10a和驱动轴圆筒10b。驱动轴圆筒10b包括若干径向流体开口11a、11b、11c、11d、11e并且随着驱动轴圆筒10b旋转，驱动轴圆筒开口11a、11b、11c、11d、11e将经过控制套筒13、14中的固定的径向流体开口。径向驱动轴圆筒开口11a、11b、11c与径向驱动轴圆筒开口11d和径向驱动轴圆筒开口11e彼此具有轴向移位。驱动轴圆筒开口11a、11b、11c、11d，11e位于开放隔间45中。图6c示出了驱动轴圆筒10b上的第二叶片50b。
图7示出了根据本发明的围绕流体给送管8的内部控制套筒和外部控制套筒13、14。当内部控制套筒和外部控制套筒13、14和驱动轴圆筒10b围绕流体给送管8设置时，可以限定第一环形流体容积27、第二环形流体容积28和第三环形流体容积29。环形流体容积27、28、29在外部控制套筒14的环形密封件60、61、62、63之间形成。内部控制套筒13和外部控制套筒14控制环形流体容积27、28、29，该环形流体容积27、28、29是围绕流体给送管8的圆形流体容积，流体给送管8独立于驱动轴的角度来给送流体。流体给送管8、内部控制套筒和外部控制套筒13、14的径向流体开口限定在这三个环形流体容积27、28、29内。通过旋转内部控制套筒和外部控制套筒13、14来确定流体给送管8内的高压流体入口或出口管路，或者低压流体入口或出口管路是否应该与某个环形流体容积27、28、29接触。
图8示出了根据本发明的内齿轮泵3的横截面，其中，非对称驱动轴圆筒10b围绕外部控制套筒14设置。内转子4在每个外凸部4a之间包括径向流体给送通道9。
低压部段和高压部段遵循驱动轴圆筒10b的旋转。当驱动轴10b沿顺时针方向旋转时，高压部段7a在膨胀及收缩容积压力室7中从与第一叶片50a所处位置相同的径向位置且沿顺时针方向延伸至与第三叶片50c相同的径向位置。低压部段7b在膨胀及收缩容积压力室7内从与第三叶片50c所处位置相同的径向位置且沿顺时针方向延伸至与第一叶片50a相同的径向位置。如果驱动轴圆筒沿逆时针方向旋转，则低压部段7b和高压部段7a将交换位置。驱动轴圆筒10b在叶片50a、50b、50c上滑动，这些叶片50a、50b、50c在流体给送管8与内转子4之间密封。
在驱动轴圆筒10b的三个叶片50a、50b、50c，环形密封件44a、44b以及内转子4之间的三个叶片容积51a、51b、51c用流体填充。这三个叶片容积51a、51b、51c限定了密封容积。这些叶片容积51a、51b、51c通过在驱动轴圆筒10b沿旋转驱动轴圆筒10b的方向旋转期间而被密封和推入的流体填满。这些叶片容积51a、51b、51c大致上与流体给送管8、内部控制套筒和外部控制套筒13、14的限定在三个环形流体容积27、28、29内的径向流体开口的尺寸成比例。
图9a所示为围绕流体给送管8的内部控制套筒和外部控制套筒13、14的第一位置，其中，流体入口管路8a被关闭。因此，没有流体从流体入口管路8a而被给送。所有环形流体容积27、28、29连接至低压流体出口管路8b、8d，从而引起充分再循环。通过第二环形流体容积28和第三环形流体容积29泵送出来的流体被吸入第一环形流体容积27。因此，没有流体离开泵或马达。
图9b示出了围绕流体给送管8的内部控制套筒和外部控制套筒13、14的第二位置，其中，第一流体入口开口30向流体入口管路8a打开。因此，流体从流体入口管路8a给送至容积压力室7。当第一流体入口开口30打开时，获得大约旋转排量的三分之一。
图9c示出了围绕流体给送管8的内部控制套筒和外部控制套筒13、14的第三位置，其中，第二流体入口开口31向流体入口管路8a打开。因此，流体从流体入口管路8a给送至容积压力室7。当第二流体入口开口31打开时，获得大约排量的三分之二。
图9d示出了围绕流体给送管8的内部控制套筒和外部控制套筒13、14的第四位置，其中，第一流体入口开口30和第二流体入口开口31向所述流体入口管路8a打开。因此，流体从流体入口管路8a给送至容积压力室7。当第一流体入口开口30和第二流体入口开口31两者都打开时，获得最大排量。
在所示示例中，液压设备的正常工作范围在0-5000rpm的范围内，优选地在0-3000rmp的范围内。在所示示例中，液压设备的正常工作压力在0-400bar的范围内。然而，本发明并不限于以上示例所描述的示例，而是在不偏离下述权利要求的范围的情况下可以修改。
液压设备1用流体填充和给送，并且流体通常为油。然而，液压设备1也可以调节气体、液体、流态化固体或浆的流量。
液压设备1可以用于各种类型的应用，例如内齿轮泵及其传动装置。该创造性的液压设备的一个示例存在于车辆车轮的液压驱动内。
本文所用的术语仅用于描述特定示例的目的并不意在限制本发明。如本文中所用的，单数形式“一”“一种”和“该”也意在包括复数形式，除非内容以其他方式清楚指示。还应当理解的是，术语“包括”、“包含”在本文中使用时，详细说明了规定特征、整体、步骤、操作、元件和／或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和／或其组合的存在或添加。
除非以其他方式定义，否则本文中所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与通过本发明所属的领域的普通技术人员的通常理解相同的含义。还将理解的是，在本文中所用的术语应该理解为具有与在该说明书的内容和相关领域中的其含义一致的含义，并且将不在理想化或过度正式的意义上来理解，除非本文中明确地如此定义。
本发明应该视为说明性的而不是限制性的，并且不视为限定于上述的特定示例。在权利要求中所提到的附图标记不应该被视作对权利要求所保护的内容的范围进行限制，并且在权利要求中所提到的附图标记的唯一的作用是使权利要求容易理解。如将意识到的，在绝不偏离附属权利要求的范围情况下，能够在各种明显的方面对本发明进行修改。因此，附图及其描述本质上将被视为说明性而不是限制性的。

Claims (22)

1.一种液压设备(1)，包括壳体(2)以及容纳在所述壳体(2)内的内齿轮泵(3)，所述内齿轮泵(3)具有在外环(5)内偏心地布置的内转子(4)，所述外环(5)具有中心轴线(19)，所述外环(5)被固定至所述壳体，具有径向地向外延伸的外凸部(4a)的所述内转子(4)与具有径向地向内延伸的内凸部(5a)的所述外环(5)接合，所述内转子(4)设置成用于相对于所述外环(5)作公转和自转运动，其中，所述公转和自转运动将在所述内转子(4)与所述外环(5)之间限定多个膨胀及收缩容积压力室(7)；其特征在于，所述液压设备(1)包括具有与所述外环(5)的所述中心轴线(19)共同的中心轴线(19)的流体给送管(8)，所述流体给送管(8)设置有至少一个流体入口管路(8a，8c)和至少一个流体出口管路(8b，8d)，所述内转子(4)适于抵靠驱动轴圆筒(10b)滑动，所述驱动轴圆筒(10b)具有相对于所述中心轴线(19)偏心地布置的外周，所述内转子(4)包括至少一个径向流体给送通道(9)，所述至少一个径向流体给送通道(9)布置成从所述内转子(4)中心沿径向经由所述内转子(4)向外到达所述多个膨胀及收缩容积压力室(7)中的至少一个膨胀及收缩容积压力室，其中，所述流体入口管路(8a，8c)和所述流体出口管路(8b，8d)分别能够径向地连接至所述径向流体给送通道(9)，用于流入所述膨胀及收缩容积压力室(7)以及从所述膨胀及收缩容积压力室(7)流出的流体连通。
2.根据权利要求1所述的液压设备(1)，其特征在于，所述液压设备(1)包括流体调节装置，所述流体调节装置包括流体开口(11，11a，11b，11c，11d，11e；20a，20b，20c；21a，21b；22a，22b，22c；23a，23b；24a，24b，24c；25a，25b)，所述流体开口(11，11a，11b，11c，11d，11e；20a，20b，20c；21a，21b；22a，22b，22c；23a，23b；24a，24b，24c；25a，25b)适于将所述流体入口管路(8a，8c)以及所述流体出口管路(8b，8d)与所述径向流体给送通道(9)相连和断开。
3.根据权利要求2所述的液压设备(1)，其特征在于，所述流体调节装置包括所述流体给送管(8)、内部控制套筒(13)和外部控制套筒(14)以及驱动轴圆筒(10b)。
4.根据权利要求3所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)设置在所述流体给送管(8)与所述内转子(4)之间，其中，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)是能够移位的并且设置成将所述流体入口管路(8a，8c)和所述流体出口管路(8b，8d)径向地连接至所述径向流体给送通道(9)，以允许经调节的径向流体给送经由所述内转子(4)到达所述膨胀及收缩容积压力室(7)。
5.根据权利要求3至4中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)包括内部流体开口(22a，22b，22c；23a，23b)，并且所述外部控制套筒包括外部流体开口(24a，24b，24c；25a，25b)，所述内部流体开口(22a，22b，22c；23a，23b)和所述外部流体开口(24a，24b，24c；25a，25b)适于将所述流体入口管路(8a，8c)和所述流体出口管路(8b，8d)与所述径向流体给送通道(9)相连和断开。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)能够绕所述流体给送管(8)移位。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)能够移位至第一位置，在所述第一位置，所述流体入口管路(8a，8c)被关闭。
8.根据权利要求3至6中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)能够移位至第二位置，在所述第二位置，第一流体入口开口(30)向所述流体入口管路(8a，8c)开放。
9.根据权利要求3至6中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)能够移位至第三位置，在所述第三位置，第二流体入口开口(31)向所述流体入口管路(8a，8c)开放。
10.根据权利要求3至6中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)能够移位至第四位置，在所述第四位置，第一流体入口开口(30)和第二流体入口开口(31)向所述流体入口管路(8a，8c)开放。
11.根据权利要求3至10中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，驱动轴单元(10)包括驱动轴(10a)和所述驱动轴圆筒(10b)，所述驱动轴(10a)从所述内齿轮泵(3)延伸并且具有与所述中心轴线(19)对准的旋转轴线，其中，所述驱动轴圆筒(10b)设置在所述流体给送管(8)与所述内转子(4)之间，所述驱动轴圆筒(10b)具有相对于所述中心轴线(19)偏心地布置的外周，其中，所述驱动轴圆筒(10b)设置成将所述流体入口管路(8a，8c)和所述流体出口管路(8b，8d)径向地连接至所述径向流体给送通道(9)，以允许经调节的径向流体给送经由所述内转子(4)到达所述膨胀及收缩容积压力室(7)。
12.根据权利要求3至11中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述驱动轴圆筒(10b)设置有至少一个驱动轴圆筒开口(11，11a，11b，11c，11d，11e)以允许经调节的径向给送经由所述内转子(4)到达所述膨胀及收缩容积压力室(7)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述流体给送管(8)包括至少一个给送管流体开口(20a，20b，20c；21a，21b)以允许介于所述流体入口管路(8a，8c)与所述流体出口管路(8b，8d)之间的径向流体给送经由所述内转子(4)到达所述膨胀及收缩容积压力室(7)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述流体给送管(8)包括至少一个流体入口孔口(17)和至少一个流体出口孔口(18a，18b)以允许流体的径向入口给送和径向出口给送。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述流体给送管(8)固定至所述壳体(2)。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述流体给送管(8)中的所述流体入口管路(8a，8b)与所述流体出口管路(8b，8d)是对称的。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述流体给送管(8)包括两个流体入口管路(8a，8b)和两个所述流体出口管路(8b，8d)。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述径向流体给送通道(9)布置在所述内转子(4)的所述外凸部(4a)之间。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，在所述内转子(4)的各个所述外凸部(4a)之间布置四个径向流体给送通道(9)。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备(1)，其特征在于，所述内部控制套筒(13)和所述外部控制套筒(14)设置成与所述流体给送管(8)、所述驱动轴圆筒(10b)和所述径向流体给送通道(9)相配合以限定流体再循环区域(12)。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备，其特征在于，所述液压设备为液压马达。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的液压设备，其特征在于，所述液压设备为液压泵。
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