CN104981607B - 液压齿轮马达、齿轮泵和具有无级可变参数的传动装置 - Google Patents

液压齿轮马达、齿轮泵和具有无级可变参数的传动装置 Download PDF

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Abstract

具有无级可变参数的变速箱(1)包括至少一个泵(2)和至少一个液压马达(3)，其中，所述至少一个泵(2)或液压马达(3)具有无级可变参数。所述泵或液压马达包括输入轴(4)和具有相等或成比例无级可变调节转速的一个或多个输出轴(5)、(6)。所述泵或液压马达可以构造为集成的一体件，或构造为分散的，其中，泵(2)与液压马达(3)隔开，并且液体介质穿过液压管(19)和(20)。泵(2)和液压马达(3)可以是相同设计或不同设计，并且设有由保持器(13)、移位轮(14)和卡扣锁(15)构成的移位机构。具有无级可变流量的齿轮泵(2)包括至少一个轴(4)，所述至少一个轴保持插入外转子(7)中的内转子(8)。转子(7)、(8)相互轴向可移动。内转子(8)自两个侧面设有具有移位螺杆的滑动密封件(9)和具有补偿柱体的滑动密封件(10)，它们由卡扣锁(15)紧固。这些部件装配到中央本体(18)、侧面密封件(12)和具有由旁通调节部件连接的入口(21)和出口(22)的侧面密封件(11)中。平面补偿系统的补偿柱塞(23)刚性地附连到侧面密封件(11)。具有无级可变流量的泵(2)包括至少一个平面补偿系统。

Description

液压齿轮马达、齿轮泵和具有无级可变参数的传动装置
技术领域
本技术方案涉及液压齿轮马达、齿轮泵和无级可变传动装置，在无需耦合器件或无需液压转换器的情况下从零输出速度开始操作、可在整个操作中具有可变转矩的自动无级变速传动装置，还涉及具有自零开始的无级可变输出能力的泵、具有无级可变速度的液压马达、液压制动器以及液压、气动和旋转储能系统。
背景技术
当今有大量的传动装置在运输、工业和经济的其他领域使用。
它们能够按以下划分：
具有恒定齿轮的传动装置(由例如两个转子、泵和液压马达、杠杆等等形成)。
可变传动装置(例如，载客汽车、运货车辆、自行车、机器工具等等中的典型手动传动装置)
部分无级传动装置(例如，变速传动装置、液压转换器等等)
似乎操作为自零转动起无级的传动装置(这些传动装置主要是自动传动装置，由转子、变速器、一个或多个联接件、液压转换器等等构成)。
具有理论传动比1：0直到1：无限的绝对无级传动装置转矩可变。仅依据公布为第WO/2011/129776号的专利申请PCT/SK2011/000009已知一种功能性传动装置，其由具有无级可变输出流量的泵和具有无级可变转速的液压马达构成。在文献WO/2011/129776中，功能性传动装置由具有环或区段的相对轴向可滑动转子构成，流道在所述环或区段上滑动，区段将转子划分成操作和非操作部分。所述转子可具有外齿轮及内齿轮。它们能够在彼此上滚动，但不能形成轨道运动。转子在一个或多个(滚动)点相接触，但接触点并非是与最小转子的齿数对应的数量。转子包含滑动密封壳。齿间隙在其周边上隔离且液体不在齿间隙之间循环。
具有不同齿形的齿轮泵或液压马达或泵和具有旋转柱塞的液压马达尤其在润滑技术、压力形成、液压驱动系统、液压传动装置及其他各种液压机器和装置中广泛使用。这些装置中的一些被构造用于特定情况且具有恒定参数，一些装置具有可变换参数且一些装置甚至具有无级可变参数，无论是在静态或是动态模式下操作。现在，泵能够无级可变流量地操作、液压马达能够无级可变转速地操作、并且传动装置能够绝对无级调节转速地操作；甚至在未使用联接件或液压转换器的情况下从零输出转速开始操作。传动装置使用范围十分广泛且它们理论上可以在从自行车到坦克的任何地方使用，包括马达循环、载客汽车以及运货车辆等等。
现有技术也包括其他类型的具有相对轴向滑动的转子的泵和液压马达，所述转子不符合这种液压设备的基本操作情况，或所述泵和液压马达具有阻碍它们适用性的缺点。所述泵和液压马达因此不适于工业或商业使用，诸如，“摆线”型泵，所述泵和液压马达不包含旋转或平面补偿系统，当时当调整所述泵时，内部容积改变在所述泵中发生，所述泵和液压马达也不包含转子的同步系统。所述泵和液压马达因此不能自零流量无级变速液体的流量，它们不能在内部容积改变且同样齿间闭合空隙下以无级方式形成所谓零输出流量或释放(在后文中仅称为输出流量)齿表面。具有无级可变流量的所述泵的输出流量等量于出口流动表面、内部容积改变和齿间闭合空隙的容积改变。
文献GB 1539515A：一种由转子形成的泵，所述转子仅具有彼此轴向滑动的外齿。无流动开口的环在所述转子上滑动。由于所述环缺少流动开口，液体完全闭合在大部分齿间空隙中，因为所述环安装且闭合在泵体中。也不可能移动缺少流动开口的环，所述环可滑动地安装在密封板中。轴向运动通过液压由弹簧的反作用力提供。由于液体不可压缩，这些转子的相对轴向运动或借助于密封板移动环还是不可行的。直到这个时刻，所述泵不能考虑为起作用且可应用于无级可变流量的功能。所述文献陈述所述泵不能以零流量操作，这是明显的证据：即使泵能够起作用，所述泵仍然具有有限的流量功能。文献也描述了齿间闭合空隙中的液体容积的可能变化，以在齿侧上形成例如缺口或确保剩余液体与出口流通过转子或环中的适当管道进行连接。那是阻碍泵的实用性的又一问题。
文献DE 10156977A1描述了一种具有无级可变速度的液压马达。依据视图，所述液压齿轮马达由两个转子形成，协作的两个转子绝对不能满足基本情况，由泵的横截面图绝对清楚和明显，并且甚至从转子壳体的视图更是这样。出于那个原因，转子将在它们的接触点有一些不紧密且泄漏将取决于齿的转速、尺寸、以及所述转子轴线的距离，并且实际上所述液压马达将以脉冲模式操作，因为所述齿将在转动期间碰撞在一起。这个事实马上使所述液压马达从具有无级可变转速的液压马达的分类中排除。在那个模式下，所述液压马达应该具有最短使用寿命且因此无可利用性。
如果得知所述转子能够在彼此上滚动，则包含流动开口的一个转子的壳体将滑动到另一转子中。所述开口将由一个部件在数个位置上重叠且由此转子的数个齿间隙将被完全闭合。从视图中不清楚多少个齿间隙将闭合，但肯定最少有一个。液压流体不可压缩且因此将转子壳体滑动到提及转子中将是不可行的。第二转子包括包含释放开口的齿缘。所述齿缘与包封壁一起完全闭合在第二转子上的数个(肯定多于一个)齿间空隙且将阻止液压马达的内部件变速，且因此液压马达将不能无级改变转速。液压马达将不起作用且因此不可使用。
文献US 2008/0166251A1描述了一种由两个摆线型转子构成的泵，所述泵具有仅一个带轴向滑动外转子的驱动轴，且所述泵由出口压力可变。所述文献不寻找无级可变流量的解决方案，仅寻找可变流量的解决方案，所述文献未描述零流量模式、也无任何补偿。所述泵仅能够接近于零流量模式，这在文献中清楚指示。所述泵不能重设在静态模式下。所述泵仅具有可变流量的部分功能。为了具有重设泵系统的适当功能，在泵出口上必须提供最小流量，即，泵的操作在零模式下不可行。所述泵不包含转子的同步系统或提供转子和零流量模式的同步转速的任何其他系统。所述泵也不包含允许所述泵从零流量模式重设的任何其他重设系统。所述泵的重设直接取决于泵出口的流量和压力，且出于这个原因，出口流量也取决于液体剂到重设系统中的吸入。所述泵不能以准确计量泵功能操作，并且也出于这个原因，在出口处，泵在重设的开始操作且跳跃式流量模式调整的结束中断无级流动功能。泵不能作为具有可变转速的液压马达工作，因为入口压力超过出口压力且因此不可能进行重新调整。泵不能无级可变流量，因为当泵从一个流量重新调整到另一流量时，泵的内部容积改变的现象发生。所述现象由内密封件由于它们不相等的直径而面积不同引起。容积改变并非不显著的且所述现象如此严重以至于泵不能在无补偿或其他系统的情况下应对容积改变，并且泵对于无级可变流量是功能失调的。即使在泵的输出部件上的内部容积改变(当增加时)与当前流量相比非常大，也将在泵的输出上无流动，且因此可变流量功能以及重设自身也将损害。考虑到最严重的缺点是，依据所述文献的实施方式，在泵中存在最少一个齿间隙，所述最少一个齿间隙在某个时刻一直完全闭合。这种齿间闭合空隙的数量是一个或多个，此时这不仅取决于泵的结构，而且取决于内转子的齿数的奇偶。此时在无补偿的情况下不可能重新调整，因为液压的液体不可压缩。这每次在此刻在所谓最大容积模式下的每个齿间隙中发生。在某些情况下，这也在每个相反齿间隙中发生。
文献US 4,740,142包含两种类型的泵：
1.具有外齿轮以及内齿轮的齿轮泵。
它们是包含具有外齿的两个转子的齿轮泵、和包含具有外齿的一个转子和具有内齿的一个转子的泵，在转子轴向滑动时，发生液体在齿边缘处从较高压力流到较低压力，这绝对消除这种泵的规律操作。所述泵能够仅在最大流量下且仅两个转子等长的情况下操作。在提及的文献WO/2011/129776中已经功能性地解决这个问题。
2.摆线型齿轮泵
所述文献的摆线型齿轮泵不能规律操作，并且对于陈述文献US2008/0166251A1写下的所有要点对于后面的文献也是有效的。
根据本发明的无级传动装置可代替文献WO/2011/129776公开的功能性无级液压传动装置，虽然所述功能性无级液压传动装置具有不可否认的优点。原理上，根据本发明的无级传动装置具有不同构造，且尤其泵和液压马达能够与依据提及的文献制造的泵和液压马达协作，并且它们能够使得绝对无级传动装置自零排出转速起以可变转矩工作。无级传动装置及其各个部件会影响生产新类型的泵、液压马达、液压传动装置、自动无级传动装置以及各种调节液压驱动器、液压制动器和储能系统。
发明内容
本发明的主题是，形成一种液压传动装置，其包含最少一个具有无级可变流量的齿轮泵或最少一个具有无级可变转速的液压齿轮马达，它们的转子具有沿轴向方向(沿X-轴线或Y-轴线方向)的至少一定程度的间距且包含至少一个表面补偿系统。通过根据本发明将具有泵出口与液压马达的入口相连以及将液压马达的出口与泵入口相连，形成具有理论传动比1：0直到1：无限的绝对无级传动装置。实际上，传动装置将是1：0直到1：A(基于经验A应该多于100)。这种传动装置能够以集成传动装置(在一个外壳中)或分散形式(泵远离液压马达且它们由例如液压管道联接)操作。传动装置也可包含多于两个协作部件。当然，这种传动装置能够工作为无级自动传动装置等等。
本发明的第一主题是具有无级可变转速的液压齿轮马达，所述液压齿轮马达包括具有旋转轴线X的轴，至少一个具有外齿的内转子定位在所述轴上，所述至少一个具有外齿的内转子可滑动到具有内齿且具有旋转轴线Y的至少一个外转子中，而具有内齿的外转子的齿数比具有外齿的内转子的齿数多一个，并且所述液压齿轮马达包含中央本体，或最终具有侧面密封件以及入口和出口是本发明的第一主题。所述液压齿轮马达的特征在于，具有外齿的内转子和具有内齿的外转子具有沿轴向方向的至少一定程度的间距，并且具有外齿的内转子和具有内齿的外转子从两侧设有具有内螺纹的滑动密封件和具有不同直径的补偿柱体的滑动密封件，而具有内螺纹的滑动密封件的直径对应于具有内齿的外转子的齿顶内径，并且具有补偿柱体的滑动密封件的直径对应于具有外齿的内转子的齿顶外径；并且所述液压齿轮马达包含用于补偿内部容积改变的至少一个表面补偿系统，内部容积改变在转子的相对轴向运动下发生。
具有无级可变转速的液压齿轮马达的输出轴可具有与另一输出轴相同或相当的传动作用而且反向的转速。
根据优选实施方式，具有无级可变转速的液压齿轮马达包含例如具有调整螺栓或另一调整元件的旁通调节系统。
本发明的第二主题是具有无级可变出口流量的齿轮泵，齿轮泵包含具有旋转轴线X的轴，至少一个具有外齿的内转子定位在所述轴上，并且所述至少一个具有外齿的内转子可滑动到具有内齿和旋转轴线Y的外转子中，而具有内齿的外转子的齿数比具有外齿的内转子的齿数多一个，并且所述齿轮泵包含中央本体(可能具有侧面密封件)以及入口和出口。所述齿轮泵的特征在于，具有外齿的内转子和具有内齿的外转子具有沿轴向方向的至少一定程度的间距，具有外齿的内转子和具有内齿的外转子从两侧设有具有内螺纹的滑动密封件和具有不同直径的补偿柱体的滑动密封件，而具有内螺纹的滑动密封件的直径对应于具有内齿的外转子的齿顶内径，并且具有补偿柱体的滑动密封件的直径对应于具有外齿的内转子的齿顶外径；并且齿轮泵包含至少一个表面补偿系统和旁通调节系统，诸如，具有调整螺栓或其他调整元件或转子的同步系统。
本发明的第三主题是具有无级可调输出参数的传动装置，所述传动装置由最少一个依据本发明的具有无级可变输出流量的齿轮泵和最少一个液压马达构成；或由最少一个具有无级可变转速的液压齿轮马达和最少一个泵构成；或由最少一个具有无级可变输出流量的齿轮泵和最少一个具有无级可变转速的液压齿轮马达构成。具有无级可变流量的泵或齿轮泵的出口与具有无级可变转速的液压马达或液压齿轮马达的入口连接，并且具有无级可变转速的液压马达或液压齿轮马达的出口与具有无级可变流量的泵或齿轮泵的入口连接。连接没有无级可变参数的泵和没有无级可变参数的液压马达不落在本发明的范围内。具有无级可调输出参数的传动装置必须包含用于补偿内部容积改变的至少一个表面补偿系统，内部容积改变在由于具有内螺纹的滑动密封件和具有补偿柱体的滑动密封件的不同直径引起的转子的相对轴向运动期间出现。
依据本发明的传动装置的表面补偿系统由补偿柱体形成，补偿柱体设置在设有补偿柱塞的滑动密封件中。
在一个实施方式中，具有无级可变输出流量的齿轮泵和/或具有无级可变转速的液压齿轮马达包含中央本体，且在另一实施方式中包含中央本体和侧面密封件。
在优选实施方式中，根据本发明的齿轮泵和/或液压齿轮马达设有至少一个移位机构，移位机构由移位轮、紧固在侧面密封件之一上的保持器和定位环构成，移位轮具有定位在滑动密封件的移位螺纹中的驱动螺杆。
在另一优选实施方式中，移位机构和/或沿轴向方向的滑动部件设有至少一个锁定机构。
根据本发明的齿轮泵和/或液压齿轮马达可包含用于补偿齿间闭合容积或齿间闭合空隙的至少一个旋转补偿系统，并且所述至少一个旋转补偿系统仅在转子围绕它们轴线X和Y旋转的情况下应用。
在另一优选实施方式中，根据本发明的齿轮泵和/或液压齿轮马达可包含至少一个自动评估和控制系统。
根据本发明的具有无级可调输出参数的传动装置适于在液压、气动或旋转储能系统中使用。
旋转补偿系统由从具有无级可变出口流量的泵和/或具有无级可变转速的液压马达的闭合齿间隙到低压或高压部件中的流动管道构成，在这种情况下，装置的高压和低压部件通过这些管道直接互连将不会发生。
根据本发明的齿轮泵的转子和/或根据本发明的液压齿轮马达和/或根据本发明的具有无级可调输出参数的传动装置适于旋转运动或轨道运动。
泵由滑动到彼此中的至少两个转子或旋转柱塞形成，其中，至少一个转子将具有外齿轮且至少一个转子将具有内齿轮。所述一个和另一转子的旋转轴线不相同。本发明中的转子可具有相同或不同长度。转子至少在与具有外齿轮的内转子的齿或齿顶相同数量的点(或这些点具有它们齿的最短距离)处抵接彼此。具有内齿轮的外转子的齿数或齿顶(在后文中仅称为齿)的数量比具有外齿轮的内转子的齿数多一个。
所述转子能够具有相对于它们的轴线的4(四种)类型的相对运动：
1.两个转子仅围绕它们自身轴线旋转。
2.外转子不旋转且内转子执行轨道运动。
3.内转子不旋转且外转子执行轨道运动。
4.外转子和内转子执行受限轨道运动。
每个转子能够操作为主动转子以及从动转子。如果两个转子都是从动的(例如通过液体)，则它们在包含转子的同步系统的情况下以不应用所谓零流量模式的液压马达功能操作，因为液压马达不包括零流量模式。
所述类型的无级泵通过转子的自零开始无级的相对轴向滑动改变齿的抽吸和排放流动表面，而存在泵中的在形成的非出口齿间隙中的过量液体从出口到入口和从入口到出口地绕道而行。液压马达具有在入口上的压缩表面和在出口上的自由表面。根据本发明的泵应该沿转子轴线的方向以及沿泵的入口和出口部件被密封，因为一些密封件也沿轴向方向可移动，无论转子将操作为仅沿旋转运动、沿旋转和轨道运动或将静止。所述转子从两侧被密封件密封(一些具有轴承)，在密封件中包含用于进入和排出液体剂的沟槽或开口、用于内转子的轴的开口或其他附件开口和沟槽(例如，用于轨道运动功能、连接开口等等)。一些密封件与移动转子一起沿轴向方向移动，但同时它们也能够旋转，一些密封件也执行轨道运动，一些密封件与泵的一些部件牢固地固定或它们具有一些共同运动。所有密封件可由数个部件构成。所述部件被连接且紧固，以使得它们在内压力的影响下或在其他内力或外力下不会分开，并且以避免液体物质的泄漏。所有部件安装到也可由数个部件(中央本体、侧面本体密封件等等)构成的泵本体。一些部件与本体牢固地固定，一些部件通过轴承或通过密封系统可移动地附连。泵的入口和出口，通过轴或例如调整或移位机构(在后文中仅称为移位机构)的其他机构，通过本体提供。所述转子和一些密封件借助于移位机构而彼此相对轴向可滑动。它们的相对最大轴向滑动可以通过转子之一的最短长度给出。转子因此可以具有或不具有相同长度。移位机构可以由任何现有技术中的动力机构形成。移位机构可以例如基于液压、气动、电气、电子机械原理等等或其组合物。机构可以附连或连接到具有无级可变参数的泵或液压马达的任何可移动部件，所述可移动部件沿轴向方向可滑动以使得转子相对轴向滑动，这对于本领域技术人员而言是明显的。
根据本发明的转子不包含任何环或区段。依据齿空隙位于哪一侧(入口侧或出口侧)，齿间空隙中的输入和输出压力一直相同。(对于某个时刻存在一个齿间隙的例外情况，所述一个齿间隙此刻在所谓最大容积模式下，既不连接到入口也不连接到出口，有时存在两个齿间隙的例外情况，其中处于最小容积模式下的相反的那个齿间隙结合进来。)所述情况在转子围绕它们自身轴线旋转的情况下应用。根据本发明的转子不分成主动和非主动部件，但在泵齿中形成所谓抽吸表面(在入口上)和释放表面(在出口上)、并且在液压马达中形成压力表面(在入口上)和自由表面(在出口上)。在一个装置处，在输入端上的表面和在输出端上的表面一直相同；所述装置也由于补偿和同步系统自零开始无级改变且等量于流量大小。由此传递的转矩也改变。在转子的轨道运动处，入口或出口分开设计成具有内齿轮的转子的每个齿间隙，且因此所述分开的入口和出口在两种模式下操作且必须在本体中转换到中央入口或出口。
补偿系统能够分成旋转补偿系统和表面补偿系统：
旋转补偿系统涉及所有齿间闭合空隙且取决于它们在泵中的位置、取决于泵转速并且取决于即时流量。在泵的输入部件上有真空区；在输出部件上有压力区。无需保持对称性，这是设计问题。补偿对于轨道泵(液压马达)而言不是必需的。旋转补偿系统可以由例如根据发明WO/2011/129776的具有无级可变输出流量的泵形成，所述泵也包含零流量模式，通过在密封件中或在泵的部件等等中的释放开口或管道连接到相应闭合齿间隙。连接到例如泵的低压输入部件或具有气体缓冲的液压容器等等的管道能够用于补偿齿间闭合空隙中的过量压力。因此，可以使用现有技术中的各种类型的液压补偿器。液压补偿器连接到齿间闭合空隙中，齿间闭合空隙以旋转运动改变它们的容积。
表面补偿系统取决于两个密封件在转子侧面上的表面差异、取决于移位机构并且取决于泵中的补偿间隙(称为区段)的定位和设定。如果一些区段沿周边移动，则表面补偿也可以通过容积改变补充，例如通过附连具有无级可变输出流量的泵等等补充。齿间空隙沿外转子周边的容积改变不具有相同特性或尺寸，所述情况由转子直径的齿顶差异和两个转子的轴线的相对位置引起。所述补偿围绕区段中的周边应用，并且所述区段能够分成例如输入区段、输出区段，并且每个闭合齿间隙是分开的区段。这些区段当然能够多于三个。并非所有区段必须被使用。轨道泵(液压马达)中的区段与外转子中的齿间空隙一样多。在那里表面补偿系统将不取决于它们在周边上的位置。表面补偿系统可以由各种泵、具有柱塞的柱体等等形成，并且它们能够将适当量的液体剂加入连接或放置在例如侧面密封件等等中的齿间空隙的相应区段中或从之取出。这些是从现有技术已知的事实且表面补偿系统连接到相应区段是明显的且对于本领域技术人员而言是没有任何问题的。
两个补偿系统应用在齿间闭合空隙中，除了轨道泵(液压马达)和在一些情况下两个补偿系统能够结合成一个补偿系统之外。
概括而言，可以说必须确保补偿每个闭合齿间隙以提供具有无级可变流量的泵的规律操作，因为泵的容积在一个旋转期间保持改变(除了具有零表面的零模式)，即使当在相应齿间隙的最大容积的位置之前仅1(一)度的情况下齿间隙闭合时，或在其他位置期间齿间隙闭合时，因为液体不可压缩。同样，必须补偿甚至非闭合的每个齿间隙，齿间隙出于任何原因改变其容积，以在每个流量模式下提供具有自零流量起直到最大构造性流量的无级可变流量的泵的正确功能。具有无级可变流量的泵的出口容积相当于由转子形成的出口表面，并且所述出口容积通过转子的相对轴向滑动自零开始无级地改变，而在泵中在形成的非出口齿间空隙中出现的过量液体从出口旋转到入口和从入口旋转到具有无级可变流量的相同泵的出口。
补偿系统能够单独控制或通过运动机构控制。在需求较小的泵中，某些补偿系统并非必要，容积改变被忽略。为了加强密封，能够关闭更多的齿间空隙，但必须在重新调整期间从齿间空隙添加或取出液体剂。在这种情况下补偿系统必须包含充足量的液体剂，这不仅取决于重新调整的闭合间隙的容积改变，而且取决于齿间闭合空隙的整体总容积。同样，一些齿间闭合空隙能够被连接且液体剂能够在齿间闭合空隙之间穿过。因此能够存在多于一个补偿系统且它们能够分开地连接到各个齿间闭合空隙，齿间闭合空隙在最大容积模式下取决于在高压或低压侧上，或一些齿间闭合空隙在联合压力下相互结合。所述运动机构也部分取决于泵中的内压力情况，且也取决于提及的容积改变，因此这个事实应该在设计移位机构时考虑。所述情况能够非常容易地以在移位机构等等上的反馈由例如输出或输入压力补偿，这对于本领域技术人员而言是明显的。因此，移位机构能够设有锁定系统，这将提供稳定的流量或能够手动或自动设定的其他工作模式(例如零流量模式)。锁定系统可以由从现有技术已知的诸如制动器、闩锁、桩或销的各种机构形成，以单独或利用控制系统等等通过机械或电子装置阻止移位机构，并且由此使得在静态和/或动态模式下在锁定系统的操作期间转子不能进行相对轴向运动。锁定系统可以连结或连接到泵(液压马达)的与转子的轴向运动一起移动的任何部件，这对于本领域专家而言是明显的。由此锁定系统能够不仅考虑为用于运动机构的补充，而且考虑为使用泵、液压马达或传动装置的机器或装置的安全性特征。
零模式可以以两种方式实现：
1.零模式在最大流量模式下通过转子的相对轴向滑动实现，以使得移位机构的重设长度等于转子之一的最短长度，且由此释放表面等于零。(出口流量也因此为零。)此刻两个转子的同步转动应该由同步系统提供。同步系统可以由到现在已知的任何原理形成，诸如同步元件、转子、链条传动装置、杠杆、或支撑转子等等。所述同步系统至少当两个转子产生零出口流动表面时操作。同步系统直接连接到转子或具有相同或等量相对旋转的其他部件，且提供转子的同步。
2.零流量可以也通过提供最小流量(借助于转子的最小出口流表面，例如1mm2)且使最小流量通过旁通调节部件从出口返回到入口来实现，旁通调节部件由例如旁通管道中的调整螺栓(阀)调节。在旁通调节部件的操作期间，出口流量将不仅取决于输出液压阻力，而且取决于旁通调节部件的液压阻力。在关闭所述控制部件之后，泵将在无限制的情况下操作。所述调节的释放部件可具有数个功能且也可操作为抵抗泵的过载使用的安全特征，作为防止误用利用所述泵的装置或机器的元件或作为用于液压马达等等的液压制动调节器。
所述具有旁通调节部件的液压马达也能够操作为液压制动器，甚至操作为无级调节的液压制动器，并且过量压力能够累积。所述压力能够无级变化且不同输出压力甚至能够在相同制动动力下实现，因为液压马达的自由表面能够无级变化。
储能器能够基于液压、气动、旋转或类似原理。存在许多类型的液压和气动储能器。
储能器能够是例如具有气体缓冲的压力容器，压力容器填充有来自液压马达的出口的压力液体剂，且由此压力形式的能量被累积。旋转储能器能够按照飞轮的原理。
无级传动装置能够与自动评估和控制系统协作，并且由此实现自动无级传动装置。这使得机器和设备的消耗可以减少、机器和设备的经济性和实用能力可以增加。
附图说明
通过附图更详细地说明本发明，在附图中：
图1显示具有外齿的内转子(旋转柱塞)且图1a显示其纵截面；
图2示出具有内齿的外转子的横截面且图2a显示其纵截面；
图3示出具有补偿柱体的滑动密封件的横截面且图3a是其纵截面；
图4示出中央本体(具有滑动轴承)且图4a示出沿线D-D穿过中央本体的截面；
图5描绘具有内螺纹的滑动密封件且图5a描绘其纵截面；
图6描绘流量调整螺栓；
图7示出具有驱动螺杆的移位轮；
图8从两个视图描绘移位机构保持器；
图9示出泵的输入轴、液压马达的输出轴，图9a至9c示出轴的各种局部放大图，并且图9d是轴沿线D-D的横截面；
图10示出中央本体的侧面密封件且图10a是其纵截面；
图11是中央本体的具有入口和出口以及最小流止动件的侧面密封件，图11a是其纵截面A-A并且图11b是沿线B-B的截面；
图12是具有无级可变出口流量的泵的剖面图；
图13显示具有无级可变出口流量的泵的分解图；
图14、图14a和图14b显示泵处于三个流量位置(0％，50％，100％)；
图15以局部截面示出具有无级可调输出参数的传动装置的实施方式之一；
图16显示表面补偿系统的补偿示意性表面；
图17显示依据示例将表面补偿系统分成的区段；
图18示出补偿柱塞。
具体实施方式
在图15中描绘的具有无级可调出口参数的传动装置1由齿轮泵2和液压齿轮马达3构成，而至少一个泵2或液压马达3具有无级可调参数。在这个示例中，齿轮泵2和液压齿轮马达3这两个设备都具有无级可调参数。具有无级可调出口参数的传动装置1包含具有相同或等量无级调整的转速的输入轴4和一个或多个输出轴5、6。根据本发明的传动装置可以构造为集成的一体件，或构造为分散的，其中，齿轮泵2远离液压齿轮马达3，且液体剂流过液压管道19。泵2和液压马达3可以相同或相异地设计，且它们设有由保持器13、移位轮14和定位环15构成的移位机构。具有无级可变流量的齿轮泵2包含至少一个表面补偿系统。具有无级可变流量的齿轮泵2包含输入轴4，具有外齿的内转子8在输入轴上滑动，内转子插入具有内齿的外转子7中，且内转子和外转子沿轴线X和Y轴向相对可滑动。转子8从两侧设有具有内螺纹的滑动密封件9和具有补偿柱体(compensation cylinder)的滑动密封件10，并且滑动密封件9和滑动密封件10通过定位环15紧固。这些部件装配到中央本体18、侧面密封件12和侧面密封件11上，侧面密封件11具有与旁通调节部件连接的入口21和出口22。表面补偿系统的补偿柱塞23牢固地附连到侧面密封件11。
图1至18示出具有无级可变参数的液压齿轮马达、液压泵和传动装置的不同部件、以及各个装置。
具有无级可变参数的传动装置1由依据本方案构造的具有无级可变出口流量的一个泵2和具有无级可变转速的一个液压马达3构成。具有无级可变出口流量的泵2也包括零流量模式。所述泵包含旁通调节部件，其具有流量调整螺栓16，具有1mm2的最小出口流表面，具有位于四个区段中的四个表面补偿系统(图16)。图13示出具有无级可变转速的液压马达3，所述液压马达与具有无级可变流量的泵2相同，但所述液压马达不包含具有调整螺栓16的旁通调节部件。图15示出具有无级可变出口流量的泵2和具有无级可变转速的液压马达3，它们液压连接到从具有无级可变转速的液压马达3的出口22到泵2的入口21的液压管道19以及液压连接到从泵2的出口22到具有无级可变转速的液压马达3的入口21的中空杆柱(未示出)。
具有无级可变出口流量的泵2如此制造。一个具有外齿的内转子8在输入轴4上滑动且滑动到一个具有内齿的外转子7中。在操作期间，这些转子7和8围绕着彼此不相同的、它们自身的轴线旋转。在这个示例中，外转子7不被允许轴向滑动且外转子将以可相互滑动的方式旋转地安装在中央本体18中。在内转子8插入外转子7的情况下，具有移位螺纹的滑动密封件9和具有补偿柱体的滑动密封件10在轴4上滑动，以使得这些滑动密封件滑动地抵接具有外齿的内转子8的边缘。具有内螺纹的第一滑动密封件9和具有补偿柱体的第二移位密封件10具有不同直径。具有补偿柱体的第二移位密封件10具有与内转子8的齿顶相同的直径，并且具有移位螺纹的滑动密封件9的直径对应于具有内齿的外转子7的齿顶直径。具有移位螺纹的滑动密封件9和具有补偿柱体的滑动密封件10被定位环15紧固。在具有补偿柱体的滑动密封件10中移动的是补偿柱塞23，补偿柱塞被与中央本体的具有入口21和出口22和最小流止动件的侧面密封件11牢固地固定。第一区段中的补偿柱塞具有与第二、第三和第四区段中的补偿柱塞反向操作的特征。(如果第一区段中的柱塞是抽吸，则第二、第三和第四区段中的柱塞是释放且反之亦然。)系统如此嵌套在中央本体18中，以使得中央本体18中的外转子7仅围绕其轴线以相互滑动的方式旋转，但不允许轴向滑动。中央本体18通过螺栓17与中央本体18的侧面密封件11以及与中央本体的侧面密封件12连接。保持器13通过螺栓牢固地安装在中央本体的侧面密封件12上，具有驱动螺杆的移位轮14在所述保持器中枢转地滑动且通过定位环15紧固。入口21和出口22、最小流止动件和旁通调节部件形成在中央本体18的侧面密封件11中，旁通调节部件能够利用流量调整螺栓16调整。具有补偿柱体的滑动密封件10在中央本体18的侧面密封件11中轴向移动，具有移位螺纹的滑动密封件9在侧面密封件12中轴向移动。
在静态以及动态模式下的流量的无级改变借助于具有驱动螺杆的移位轮14手动提供。
以上提及的实施方式的示例大体上显示无级传动装置1以及具有无级可变出口流量的泵2的最简单形成方式且用于理解方案的特性。由以上说明，明显的是无级传动装置1以及具有无级可变出口流量的泵2也可以以全部落入权利要求的范围内的其他实施方式形成。具有无级可变出口流量的泵2和具有无级可变转速的液压马达3在原理上相同。提及的示例仅是示意性的，因此，它们绝不就权利要求而言是限制性的。具有无级可变出口流量的泵2和具有无级可变转速的液压马达3因此也利用其他泵和液压马达形成无级传动装置1。
工业适用性
依据本技术方案的无级传动装置广泛使用。所述无级传动装置能够在运输、农业、森林、机械工程等等中利用。无级传动装置的各个部件能够分开使用，例如作为医疗、食品工业、化学工业中的计量泵；广泛使用与其他液压部件协作地体现。它们能够代替当前制造的泵和液压马达且由此增加机器和装置操作的经济性。本发明的最大用途在运输中显示，作为能够在无联接件或无液压转换器的情况下自零进行操作的，即，具有无级可变转矩的无级传动装置或自动无级传动装置。可利用性的范围包括自行车、直达摩托车、载客汽车和运货车辆、拖拉机、联合收割机、船、飞机以及推土机、装载机器、挖掘机、吊车、电梯或军事技术等等。

Claims (18)

1.一种具有无级可变转速的液压齿轮马达，所述液压齿轮马达包括具有旋转轴线X的轴(5)，至少一个具有外齿的内转子(8)安装在所述轴上，所述至少一个具有外齿的内转子能够插入具有内齿和旋转轴线Y的至少一个外转子(7)中，而具有内齿的外转子(7)的齿数比具有外齿的内转子(8)的齿数多一个，并且所述液压齿轮马达包括入口(21)和出口(22)，其特征在于，具有外齿的内转子(8)和具有内齿的外转子(7)具有沿轴向方向的至少一定程度的间距，并且具有外齿的内转子和具有内齿的外转子从两侧设有具有内螺纹的滑动密封件(9)和具有不均匀直径的补偿柱体的滑动密封件(10)，而具有内螺纹的滑动密封件(9)的直径对应于具有内齿的外转子(7)的齿顶内径，并且具有补偿柱体的滑动密封件(10)的直径对应于具有外齿的内转子(8)的齿顶外径；同时所述液压齿轮马达包含用于补偿内部容积改变的至少一个表面补偿系统，所述内部容积改变在由于滑动密封件(9)和(10)的不均匀直径引起的转子(7)和(8)的相对轴向运动的情况下产生。
2.根据权利要求1所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其特征在于，所述液压齿轮马达包含输出轴(6)，输出轴具有与轴(5)相同或相当的转速。
3.根据权利要求1所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其特征在于，所述液压齿轮马达包含旁通调节系统。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其特征在于，中央本体(18)在外转子(7)上滑动；或中央本体(18)和从中央本体的侧面设置的侧面密封件(11)和侧面密封件(12)在外转子上滑动。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其特征在于，所述液压齿轮马达设有至少一个移位机构。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其特征在于，移位机构和/或沿轴向方向的可移动部件设有至少一个锁定机构。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其特征在于，所述液压齿轮马达包含用于补偿齿间闭合容积或齿间闭合空隙的至少一个旋转补偿系统，并且所述至少一个旋转补偿系统仅在转子(7)和(8)围绕它们的轴线X和Y旋转的情况下应用。
8.根据权利要求3所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，所述液压齿轮马达在储能系统中使用。
9.一种具有无级可变出口流量的齿轮泵，所述齿轮泵包含具有旋转轴线X的轴(4)，至少一个具有外齿的内转子(8)安装在所述轴上，所述至少一个具有外齿的内转子能够插入具有内齿和旋转轴线Y的外转子(7)中，而具有内齿的外转子(7)的齿数比具有外齿的内转子(8)的齿数多一个，并且所述齿轮泵包含入口(21)和出口(22)，其特征在于，具有外齿的内转子(8)和具有内齿的外转子(7)具有沿轴向方向的至少一定程度的间距，具有外齿的内转子和具有内齿的外转子从两侧设有具有内螺纹的滑动密封件(9)和具有不均匀直径的补偿柱体的滑动密封件(10)，而具有内螺纹的滑动密封件(9)的直径对应于具有内齿的外转子(7)的齿顶内径，并且具有补偿柱体的滑动密封件(10)的直径对应于具有外齿的内转子(8)的齿顶外径；并且所述齿轮泵包含用于补偿内部容积改变的至少一个表面补偿系统和旁通调节系统或转子(7)和(8)的同步系统，所述内部容积改变在由于滑动密封件(9)和(10)的不均匀直径引起的转子(7)和(8)的相对轴向运动的情况下出现。
10.根据权利要求9所述的具有无级可变流量的齿轮泵，其特征在于，中央本体(18)在外转子(7)上滑动；或中央本体(18)和从中央本体的侧面设置的侧面密封件(11)和侧面密封件(12)在外转子上滑动。
11.根据权利要求9所述的具有无级可变流量的齿轮泵，其特征在于，所述齿轮泵设有至少一个移位机构。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的具有无级可变流量的齿轮泵，其特征在于，移位机构和/或沿轴向方向的可移动部件设有至少一个锁定机构。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的具有无级可变流量的齿轮泵，其特征在于，所述齿轮泵包含用于补偿齿间闭合容积或齿间闭合空隙的至少一个旋转补偿系统，且所述至少一个旋转补偿系统仅在转子(7)和(8)围绕它们的轴线X和Y旋转的情况下应用。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的具有无级可变流量的齿轮泵，所述齿轮泵在储能系统中使用。
15.根据权利要求9至11中任一项所述的具有无级可变流量的齿轮泵，其特征在于，具有无级可变输出流量的齿轮泵(2)的转子(7)和(8)能够是主动的以及从动的。
16.一种具有无级调节输出参数的传动装置，其特征在于，所述传动装置包括最少一个根据权利要求9至15所述的具有无级可变输出流量的齿轮泵(2)和最少一个无级可变转速的液压马达；或最少一个根据权利要求1至8所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达(3)和最少一个无级可变流量的泵；或最少一个根据权利要求9至15所述的具有无级可变输出流量的齿轮泵(2)和最少一个根据权利要求1至8所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达(3)，并且其中，具有无级可变流量的泵或齿轮泵(2)的出口与具有无级可变转速的液压马达或液压齿轮马达(3)的入口连接，并且具有无级可变转速的液压马达或液压齿轮马达(3)的出口与具有无级可变流量的泵或齿轮泵(2)的入口连接。
17.根据权利要求16所述的具有无级调节输出参数的传动装置，其特征在于，所述传动装置包含至少一个自动评估和控制系统。
18.根据权利要求3或8所述的具有无级可变转速的液压齿轮马达，其用作液压制动器或无级调节的液压制动器。
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