CN110273834B - 齿轮流体机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从吸入侧(13)输送流体到压力侧(14)的齿轮流体机(1)，包括壳体(2)、第一齿轮(3)和与第一齿轮局部啮合以输送流体的第二齿轮(4)，第一齿轮和第二齿轮具有齿腔(9，12)，相应另一齿轮(3，4)的齿(8，11)在齿轮流体机(1)工作期间至少暂时性地接合在齿腔中，其中，在特定于壳体的第一转动角度范围(α1)内，关于第一齿轮的转动轴(5)和/或第二齿轮的转动轴(6)，设置齿腔(9，12)的至少一个增压室，并在特定于壳体的第二转动角度范围(α2)内设置齿腔的至少一个减压室。在此，至少一个增压室(22)和/或至少一个减压室(23)为了换向而借助于蓄压器(24)与压力侧和/或吸入侧流动技术地连接。

Description

齿轮流体机
技术领域
本发明涉及一种用于将流体从吸入侧输送到压力侧的齿轮流体机，包括壳体、第一齿轮和与第一齿轮局部啮合以输送流体的第二齿轮，其中，第一齿轮和第二齿轮具有齿腔，在齿轮流体机工作期间，一齿轮的齿至少暂时性地接合在相应另一齿轮的齿腔中，在此，在关于第一齿轮的转动轴和/或第二齿轮的转动轴的、特定于壳体的第一转动角度范围内设置齿腔的至少一个增压室，并在特定于壳体的第二转动角度范围内设置至少一个齿腔的减压室。
背景技术
在现有技术中已知例如专利文献DE19613835A1。该文献涉及一种内齿轮机，其具有壳体、外齿小齿轮和与该小齿轮啮合的内齿环形齿轮(Hohlrad)。该环形齿轮配置有在具有齿环的内侧面和圆柱形外侧面之间延伸的流体通道，并且在其外侧可以由壳体在两侧和在高压袋(Hochdrucktasche)的区域中以及通过位于沿环形齿轮的整个高度延伸的低压袋区域中的壳体接片来支撑。为了使泵具有良好的抽吸表现，壳体接片在环形齿轮的流体通道的盖度上具有沿环形齿轮的周向方向延伸并朝向环形齿轮和低压袋打开的凹部，因此即使在壳体接片的区域内，压力介质也能够穿过流体通道流入两个齿轮之间的区域中。
发明内容
本发明的目的在于提出一种齿轮流体机，其优于已知的齿轮流体机，特别是减小了在吸入侧和/或压力侧的流体的压力波动。
本发明的目的通过根据本发明的齿轮流体机来实现。在此，将至少一个增压室和/或至少一个减压室流动技术地连接至压力侧和/或吸入侧，以便借助于蓄压器实现换向。
齿轮流体机用于将流体从吸入侧输送到压力侧。就此而言，齿轮流体机将提供到吸入侧的流体朝压力侧的方向输送并在那里做好准备。对流体的输送会有利地造成流体的压力升高，使得流体在齿轮流体机的压力侧的压力要高于吸入侧。齿轮流体机具有壳体，第一齿轮和第二齿轮优选完全布置在该壳体中。这两个齿轮，即第一齿轮和第二齿轮，为了输送流体而彼此部分地且仅部分地啮合。第一齿轮绕第一转动轴可转动地安装，第二齿轮围绕第二转动轴可转动地安装。
第一齿轮和第二齿轮分别具有多个齿，这些齿沿周向方向容纳于齿腔之间。齿轮的齿沿周向方向限定了齿腔。齿腔也可以称为齿隙。应该注意的是，齿腔优选地在周向方向上受到齿的限定并且在径向方向上向内受限，但是在径向方向上向外以及在轴向方向上是开放的。亦即，齿腔在仅考虑其中一个齿轮时可以被理解为没有被封闭的腔室。只有通过与相应的另一齿轮和/或壳体的共同作用，才能暂时性地封闭齿腔以输送流体。
在齿轮流体机工作并且两个齿轮随之转动运动期间，一个齿轮的一部分齿暂时性地接合在对应的另一齿轮的一部分齿腔中。换句话说，第一齿轮的一部分齿接合在第二齿轮一部分齿腔中，而第二齿轮的一部分齿接合在第一齿轮的一部分齿腔中。通过齿在齿腔中的结合，减小了齿腔的体积，从而挤压或者压缩流体并最终在流体上引起输送效应。
齿轮流体机例如是外齿轮流体机或内齿轮流体机。在外齿轮流体机的情况下，两个齿轮分别具有外齿部，并将这两个齿轮在径向方向上关于第一齿轮的转动轴和/或第二齿轮的转动轴彼此并排地设置，使得外齿部交错接合，亦即齿轮相互啮合。相反，当齿轮流体机是内齿轮流体机时，其中一个齿轮被构造为环形齿轮，另一个齿轮被构造为小齿轮。例如，第一齿轮是环形齿轮，而第二齿轮是小齿轮，反之亦然。环形齿轮具有内齿部，而小齿轮具有外齿部。小齿轮被设置在环形齿轮中或者说被设置在环形齿轮的中心凹部中，使其外齿部与环形齿轮的内齿部接合，也就是因此使两个齿轮彼此啮合。第一齿轮的转动轴与第二齿轮的转动轴间隔开地平行设置。
如果将齿轮流体机设计为内齿轮流体机，优选在环形齿轮之中除了小齿轮之外还有填充块。该填充块优选在轴向方向上具有与第一齿轮和/或第二齿轮相同的宽度。换句话说，填充块在第一齿轮或第二齿轮的整个范围内沿轴向方向延伸。该填充块用于使吸入侧和压力侧彼此密封。为此，该填充块以沿径向方向向内指向的密封面贴靠在小齿轮上或其外齿部上，并以沿径向方向向外指向的密封面贴靠在环形齿轮或其内齿部上。
在本文中所阐释的齿轮流体机用于将流体从吸入侧输送到压力侧，并就此被构造为齿轮泵。但是原则上，该齿轮流体机也可以作为齿轮马达工作，其将流体的压力能转换为机械能。在这种情况下，压力侧的压力高于吸入侧，流体将强制齿轮转动运动，以便从压力侧到达吸入侧。齿轮泵通常也可以作为齿轮马达来工作，反之亦然。相应地，齿轮马达也可以是用于将流体从吸入侧输送到压力侧的齿轮流体机的形式。就此而言，本文中的说明涵盖了齿轮泵和齿轮马达两者，在此为了简单起见仅讨论齿轮泵。
一个齿腔或一部分齿腔以至少一个增压室的形式存在，而另一个齿腔或另一部分齿腔以至少一个减压室的形式存在。亦即，可以存在恰好一个增压室或多个增压室和/或恰好一个减压室或多个减压室。在本文中，部分地讨论了多个增压室和多个减压室。但是，该配置也可以直接变换为仅存在单个增压室和/或单个减压室。相反，单个增压室或单个减压室的配置可以转换为多个增压室或多个减压室。
在特定于壳体的参考坐标系中，增压室布置在第一转动角度范围内，减压室布置在第二转动角度范围内。转动角度范围关于第一齿轮的转动轴或第二齿轮的转动轴来限定。在内齿轮流体机的情况下，转动角度范围优选关于环形齿轮的转动轴限定。在增压室中应该在齿轮流体机运行期间形成压力，特别是从吸入侧的压力开始并向压力侧压力的方向增加。换句话说，增压室的压力从吸入侧的压力开始增加，特别是增加至处于吸入侧压力和压力侧压力之间的压力，甚或增加至压力侧的压力。为此，增压室可以流动技术地连接到齿轮流体机的压力侧。
优选地，压力室本身在齿轮流体机运行期间不会有其体积的变化，因此就不会有齿轮接合于其中，即使是齿轮的转动运动经过了至少一个完整的转动。由于在压力室中有压力形成，因此存在对齿轮流体机的先导控制，在此基础上已经部分降低了在压力侧和/或吸入侧的压力波动，这是由于阻止了流体在低压下突然到达压力侧或者在高压下突然到达吸入侧，以实现压力平衡，其伴随着在一齿腔和压力侧或吸入侧之间的流动，特别是从压力侧回流到一齿腔中。
从压力侧和吸入侧之间看，减压室位于关于至少一个齿轮、优选为环形齿轮的转动轴的周向方向上。例如连续地有一齿轮的一个齿接合在减压室中，以减小减压室的体积。减压室用于将压力从压力侧的压力向吸入侧压力的方向降低。但是，至少需要防止减压室中的压力大于压力侧的压力。后者可以是压力侧与吸入侧可靠地流体分离的情况，反之亦然。
例如，在周向方向上沿齿轮的转动方向位于齿腔之前的减压室被作为这样的压力室：其既不与吸入侧也不与压力侧处于流动技术连接中。在这种情况下，一齿轮的一个齿如同沿转动方向居前的齿接合在同样沿转动方向居前的齿腔中那样更远地接合在该减压室中。相应地，在该压力室中存在一压力，该压力至少与压力侧的压力相符甚或更高。该压力应该在减压室的范围内降低。为此，减压室可以流动技术地、例如通过一流动技术节流阀连接到吸入侧。但是据此会在吸入侧引起压力波动，这是不希望的。
出于这个原因，为了利用蓄压器实现换向，所述至少一个增压室和/或所述至少一个减压室流动技术地与压力侧和/或吸入侧连接。亦即，例如是增压室而不是减压室通过蓄压器连接到压力侧和/或吸入侧。但是也可以是减压室而不是增压室流动技术地与压力侧和/或吸入侧连接。但是特别优选的是这样的实施方式：即，增压室和减压室分别通过蓄压器连接到压力侧和/或吸入侧。基于这种流动技术的连接，能够在增压室或减压室和压力侧和/或吸入侧之间实现压力平衡，或者实现至少部分压力平衡。
换句话说，增压室中的压力或者减压室中的压力朝向压力侧压力或吸入侧压力的方向变化，特别是与压力侧压力或吸入侧压力相平衡。这个过程也称为换向。通过这种方式，已经可以防止一部分压力波动。另外，现在通过蓄压器在增压室或减压室与压力侧和/或吸入侧之间实现了流动技术连接。蓄压器的尺寸被设计为，使其能够进一步减小压力波动，特别是完全防止压力波动。为此，其需要有相应的容积。
优选地，所述至少一个增压室借助于或者说通过蓄压器连接到压力侧。附加地或替代地，减压室也可以借助于该蓄压器或一单独的蓄压器连接到压力侧或吸入侧。就此而言，可以存在相互不同的蓄压器，其中一个蓄压器配属于增压室和压力侧之间的流动连接中，而另一个则配属于减压室和压力侧或吸入侧之间的流动连接。特别优选地，增压室连接到压力侧，而减压室连接到吸入侧，在此优选分别存在单独的蓄压器。
换句话说，增压侧可以连接到压力侧。附加地或替代地，减压侧也连接到压力侧或者替代地连接到吸入侧。在这种情况下，每个流体连接可以配属一个单独的蓄压器。只要是如本文中所提到的那样在至少一个增压室和/或至少一个减压室与压力侧之间存在流动技术的连接，除非另有规定，否则附加地或替代地，始终能够在所述至少一个增压室和/或至少一个减压室与吸入侧之间存在流动技术的连接。
例如，蓄压器的容积为齿轮流体机的输送容积的至少25％，至少30％，至少40％或至少50％。但是，蓄压器的容积为该输送容积的10％，至少15％或至少20％也已经足够了。输送容积也可以称为排量容积。输送容积等于在齿轮流体机的一个工作周期内(相当于第一齿轮和/或第二齿轮恰好一转)所压出的流体体积。在此所述的输送容积对应于几何输送容积，也就是几何性计算的输送容积，所以无需考虑其他影响因素，例如公差、间隙或变形。
增压室或减压室通过蓄压器流动技术地连接到压力侧和/或吸入侧一般首先应被理解为，无论是增压室和/或减压室，还是压力侧和/或吸入侧，均被流动技术地连接到蓄压器。优选地，蓄压器在这里流动技术地存在于一方为增压室或减压室和另一方为压力侧或吸入侧之间。如果增压室和减压室都流动技术地连接到压力侧和/或吸入侧，则特别优选地，蓄压器流动技术地存在于增压室和减压室之间，也就是说，它们仅通过蓄压器彼此流动技术地连接。
基本上能够由此实现齿轮流体机的不同设计方案。例如，只有增压室，只有减压室，或者无论是增压室还是减压室，通过管道与压力侧和/或吸入侧连接。蓄压器也流动技术地连接到该管道。但是特别优选的是，压力侧和/或吸入侧通过蓄压器、特别是只通过蓄压器与增压室和/或减压室流动技术地连接。此外，特别优选的是，增压室和减压室也只通过蓄压器彼此流动技术地连接。
就此而言可以设置为，增压室、减压室和压力侧和/或吸入侧分别流动技术地、独立地并单独地连接到蓄压器，亦即例如通过管道，该管道一方面连接到增压室、减压室或压力侧和/或吸入侧，另一方面连接到蓄压器。在这里，这些管道优选彼此间隔开地通入蓄压器中。通过这种设计方案，能够实现特别有效地抑制压力波动。
所描述的齿轮流体机的优点在于：在增压室和/或减压室中，通过蓄压器，根据压力侧和/或吸入侧上的压力衰减地调节相应的压力。例如，根据压力侧的压力或者替代地根据吸入侧的压力，调节增压室中的压力和/或调节减压室中的压力。其结果是，高质量地且有效地减少了、特别是完全避免了齿轮流体机中的流体的压力波动。
根据本发明的另一种实施方式，蓄压器分别流动技术地连接到压力侧和/或吸入侧、增压室和减压室。这在前面已经提到。即，借助于蓄压器，特别优选通过蓄压器，使增压室中的压力和加压室中的压力与压力侧和/或吸入侧的压力相匹配，能够特别有效地抑制压力波动。在此特别有利的是使压力侧和/或吸入侧、增压室和减压室分别独立地、流动技术地连接到蓄压器。
根据本发明的另一种实施方式，蓄压器通过流动技术的阻滞件电阻与压力侧和/或吸入侧流动技术地连接。就此而言，蓄压器不是直接地，而是只通过流动技术的阻滞件与压力侧和/或吸入侧流动技术地连接。流动技术的阻滞件是一种使穿流横截面收窄的流动阻滞件。例如，流动技术的阻滞件以孔口的形式存在，其使得穿流横截面突然减小。流动方向的长度与隔膜的液压直径的比优选小于5，小于2.5，小于2，小于1.5或小于1.0。
孔口(Blende)代表了在任何情况下，在蓄压器和压力侧和/或吸力侧之间的流动技术连接的最小穿流横截面。就此而言，借助于这种孔口，能够在一方为压力侧和/或吸入侧与另一方为蓄压器之间实现对流体流的节流，反之亦然。替代地，流动技术的阻滞件还可以是节流阀的形式。节流阀与孔口的不同在于其在流动方向上有更大的长度。在蓄压器和压力侧和/或吸力侧之间使用流动技术的阻滞件将确保在增压室或减压室中的压力更快地与压力侧和/或吸入侧上的或者蓄压器中的压力相匹配。但是同时，通过流动技术的阻滞件也能够防止压力波动传递到压力侧和/或吸入侧。
根据本发明的另一种优选的实施方式,流动技术阻滞件的穿流横截面和/或液压直径根据齿轮流体机的输送容积、齿腔的齿腔容积、和/或第一齿轮的节圆直径、和/或第二齿轮地节圆直径来选择。优选的，穿流横截面是指通过流动技术阻滞件的最大穿流横截面或者通过流动技术阻滞件的最大液压直径。
穿流横截面或者液压直径例如借助于预定标器基于一已知的参数来计算。就此而言有利的是，穿流横截面或者液压直径是与输送容积、齿腔容积或一节圆直径成比例的。从横截面上看，流动技术阻滞件优选是圆的，因此将其设计为例如孔。如果阻滞件的液压直径取决于一节圆直径，则该液压直径优选是相应节圆直径的最高20％，最高15％，最高10％或最高5％。优选地，在内齿轮流体机的情况下使用小齿轮的节圆直径。
根据本发明的一种扩展方案，蓄压器和增压室和/或减压室之间的流动技术连接是通过第一齿轮的至少一个径向凹部或第二齿轮的至少一个径向凹部而存在的。该径向凹部是指这样的凹部：其沿径向方向接合相应的齿轮。优选地存在多个径向凹部，它们沿周向方向彼此间隔开地构造于相应的齿轮上，特别是在周向方向上均匀地分布。
特别优选地，在内齿轮流体机的环形齿轮上存在至少一个径向凹部。为此，优选将壳体相应地设计为具有流体通道，该流体通道与相应齿轮的径向凹部并通过该径向凹部与增压室或减压室处于流动技术连接中。
此外优选地，在蓄压器与增压室以及与减压室之间分别设置这样的流动技术连接，使得在壳体中形成至少两个流体通道，其中一个通过第一径向凹部与增压室处于流动技术连接中，而另一个通过另一个径向凹部与减压室处于流动技术连接中。流体通道在其背向径向凹部的一侧分别流动技术地连接到蓄压器或压力侧和/或吸入侧。
根据本发明的另一种优选的实施方式，齿轮流体机具有轴向垫片，该轴向垫片沿轴向方向设置在第一齿轮和第二齿轮的端侧面和在壳体中形成的压力场之间，其中，该轴向垫片具有一方面通入增压室中而另一方面通入压力场中的增压平衡凹部(Druckaufbauausgleichsausnehmung)和/或一方面通入减压室中而另一方面通入压力场中的减压平衡凹部(Druckabbauausgleichsausnehmung)。该轴向垫片用于齿轮流体机的间隙补偿。其沿轴向方向位于齿轮和壳体或者在壳体中形成的压力场之间。优选地，轴向垫片在齿轮流体机运行期间至少暂时性地甚或持续地密封贴靠在第一齿轮的端侧面上和/或第二齿轮的端侧面上。
在压力场中可以产生沿齿轮或其端侧面的方向推压轴向垫片的压力。优选地，压力场连接到压力侧和/或吸入侧上，使得在压力场中，例如在压力侧或吸入侧上，存在相同的或者至少大致相同的压力。但是显而易见的是，压力场中的压力由于压力损失可能略低于压力侧或吸入侧上的压力。由于使用了轴向垫片，齿轮流体机是作为间隙补偿的齿轮流体机存在的。在轴向垫片中构造有增压平衡凹部或减压平衡凹部。但是特别优选地，增压平衡凹部和减压平衡凹部均在轴向垫片中形成。
增压平衡凹部一方面通入增压室中，另一方面通入压力场中。减压平衡凹部一方面通入减压室中，另一方面也通入压力场中。正如前面所述，在压力场中有利地形成沿齿轮的方向推压轴向垫片的压力。为此，压力场例如连接到压力侧和/或吸入侧。另一方面，压力场与压力侧和/或吸入侧之间的流动技术连接原则上可以任意地配置。例如，在壳体中设置连接管道，该连接管道一方面流动技术地连接压力场，另一方面流动技术地连接压力侧或吸入侧。使用轴向垫片确保了齿轮流体机的高效率。
根据本发明的另一种实施方式，可以设置为，压力场至少部分地被压力场密封部封闭，该压力场密封部设置在轴向垫片与壳体之间，其中，压力场密封部将压力场的由增压平衡凹部通入的增压区域和压力场的由减压平衡凹部通入的减压区域流动技术地彼此分开。压力场密封部用于密封压力场。为此，压力场密封部沿周向方向优选完全地围接压力场。在轴向方向上，压力场密封部一方面贴靠在壳体上，另一方面贴靠在轴向垫片上。
压力场被分为多个区域，即，至少分为增压区域和减压区域。压力场的这些区域通过压力场密封部彼此流动技术的分开，从而使增压平衡凹部和减压平衡凹部不处于直接流动技术连接中。例如，从增压区域和减压区域分别引出一流体管道，该流体管道在其背向压力场的端部上连接在蓄压器和/或压力侧和/或吸入侧上。这些管道优选构造于壳体中。借助于压力场密封部来分开压力场将允许齿轮流体机实现设计简单的结构。
根据本发明的一种优选的实施方式，压力场在轴向方向上具有深度，该深度至少对应于轴向垫片在相同方向上的厚度。就此而言，压力场在轴向方向上的尺寸至少与轴向垫片的尺寸一样大，但是优选地更大。例如，压力场深度与轴向垫片强度的商为至少1.5，至少2.0，至少2.5，至少3.0，至少4.0或至少5.0。通过这种方式将确保压力场有足够大的容积，从而能够将压力场用作蓄压器。
根据本发明的另一种优选的实施方式，压力场密封部一体化地或多件式地构成。在第一种情况下，压力场密封部以如下的元件形式存在：其不仅围绕压力场，并且还使压力场的增压区域与减压区域流动技术地分开。相反，如果压力箱密封部被构造为多件式的，则可以是例如压力场密封部的第一元件围绕压力场，而至少一个另外的元件将增压区域与减压区域流动技术地彼此分开。在此将这些元件设置为彼此可松脱的，特别是可非破坏性地松脱。
根据本发明的一种扩展方案，压力场通过在壳体中形成的流体管道和/或在轴向垫片中形成的压力侧连接凹部连接到压力侧。在最先提到的实施方式中已经对此作了说明。流体管道穿过壳体，并且一方面连接到压力场，另一方面例如通过蓄压器流动技术地连接到压力侧。附加地或替代地，压力侧连接凹部可以形成于轴向垫片中。压力侧连接凹部穿过轴向垫片，使其一方面通入压力场中，而另一方面与压力侧处于流动技术连接中。如果存在压力场密封部，则在这种情况下，特别优选借助于该压力场密封部将压力场的压力侧区域围住，从而使该压力侧区域与压力场的增压区域和/或减压区域流动技术地分开。无论是使用流体管道还是设置压力侧连接凹部，都使得压力场能够结构简单地联接压力场。当然，也可以设置吸入侧连接凹部来替代压力侧连接凹部地。对此，将类似地使用压力侧连接凹部和压力侧的实施方式。
根据本发明的另一种优选的实施方式，将压力侧连接凹部设计为流动技术阻滞件，或者将流动技术阻滞件设置在压力侧连接凹部中。就此而言，压力侧连接凹部可以至少部分地或完全地用作流动技术阻滞件。替代地，该流动技术阻滞件作为单独的部件安装在压力侧连接凹部中。亦即在这种情况下，首先将压力侧连接凹部设置在轴向垫片中，例如设计为具有恒定直径的孔口。随后，将流动技术阻滞件插入其中。这种设计方案的优点在于：能够以非常低的结构费用实现流动技术阻滞件。
根据本发明的另一种特别优选的实施方式，增压平衡凹部、减压平衡凹部和压力侧连接凹部各自具有下述的形状：圆孔，阶梯孔，双阶孔和狭缝。对于每个凹部来说，可以单独选择形状。亦即，这些凹部可以具有不同的形状，或者替代地具有相同的形状。圆孔应被理解为具有恒定直径的孔，而阶梯孔描述的是具有两个不同直径的孔。
双阶孔是这样的孔：在轴向方向上关于其纵向中心轴线在边缘侧的直径大于中心的直径，因此该孔在其面向相应的凹部和压力场的一侧的直径大于它们之间的直径。所述边缘侧直径优选是相同的。例如，使用阶梯孔或双阶孔形成流动技术阻滞件。替代地，也可以将凹部设计为狭缝，其例如被构造为长孔等的形式。所述形式的优点在于非常容易实现。
根据本发明的另一种实施方式，在齿轮的沿轴向方向与轴线垫片和压力场相对置的一侧形成壳体中的另一压力场，并且沿轴向方向在齿轮的另一端侧面和所述另一压力场之间设置有另一轴向垫片。该另一轴向垫片和所述另一压力场原则上被类似于轴向垫片和压力场地设计，因此关于该另一种实施方式请参阅本说明书的上下文。该另一压力场可以配属有另一压力场密封部，类似于用于压力场的压力场密封部，该另一压力场密封部至少部分地围绕该另一压力场。在齿轮的相对一侧上使用轴向垫片能够使齿轮流体机具有特别高的效率。
根据本发明的一种优选的扩展方案，增压室通过压力场与压力侧流动技术连接，而减压室通过另一压力场与压力侧流动技术连接。在这种情况下，增压室和压力侧之间通过另一压力场的流动技术连接被中断，而减压室和压力侧之间通过压力场的流动技术连接同样如此。换句话说，通过每个压力场只能有一个腔室与压力侧流动技术连接。通过这种方式，能够实现特别良好的对相应腔室中的压力的调节或者特别有效的对压力波动的抑制。例如，无论是压力场还是另一压力场都与蓄压器流动技术地连接，或者分别与一蓄压器流动技术地连接。
根据本发明的另一种实施方式，增压室和/或相应的减压室在蓄压器被旁路的情况下为了实现换向而通过另一压力场流动技术地连接至压力侧和/或吸入侧。换句话说，增压室和/或减压室与压力侧和/或吸入侧之间的流动技术连接不仅通过蓄压器而存在，而且在蓄压器被旁路的情况下通过所述另一压力场而存在。也就是由此实现了两个单独的流动连接。这种流动连接例如被设计为，使通过蓄压器的流动连接的最小穿流横截面大于通过所述另一压力场的流动连接的最小穿流横截面。利用这种方式，可以通过另一压力场非常快速地补偿压力差，并通过蓄压器充分地抑制压力波动。优选地，通过压力场建立增压室和压力侧之间的流动连接，并通过另一压力场建立减压室与压力侧或吸入侧之间的流动连接。还可以实现相反的实施方式。
根据本发明的一种优选的实施方式,蓄压器被构造为壳体中的凹部，和/或压力场和/或另一压力场形成蓄压器。亦即，蓄压器可以与压力场和/或另一压力场分开地存在。为此，将蓄压器构造于壳体中，即构造为壳体中的凹部。替代地，蓄压器可以位于压力场或另一压力场中或者由其形成。前者的优点在于能够特别有效地抑制压力波动，后者的优点在于结构极其简单并且便宜。例如，压力场和另一压力场一起形成蓄压器。但是优选地，可以由压力场和另一压力场形成单独的蓄压器或者子蓄压器。例如，压力场代表增压子存储器，而另一压力场代表减压子存储器，反之亦然。
根据本发明的一种优选的实施方式，蓄压器具有增压子存储器和减压子存储器，其中，增压子存储器一方面流动技术地连接到压力侧，另一方面流动技术地连接到增压室,而减压子存储器一方面流动技术地连接到压力侧和/或吸入侧，另一方面流动技术地连接到减压室。就此而言，蓄压器是多件式的或者说具有多个流体容积。其中一个流体容积形成增压子存储器，而另一个流体容积形成子减压室。蓄压器的这些子存储器彼此流动技术地分离，亦即至少不直接彼此连接。
优选地，子存储器仅间接地通过压力侧和/或吸入侧彼此流动技术地连接。增压子存储器连接到压力侧，减压子存储器连接到压力侧或吸入侧。增压子存储器现在是流动技术地连接到增压室，但是不与减压室流动技术地连接。减压子存储器仅流动技术地连接到减压室，但是不与增压室流动技术地连接。使用独立的子存储器来平衡增压室和减压室中的压力波动能够实现非常精确的调整并因此有效地抑制压力波动。
最后，根据本发明的另一种优选的实施方式，将第一增压子存储器流动技术地连接到至少一个形成于第一齿轮中的增压室，并将第二增压子存储器流动技术地连接到至少一个形成于第二齿轮中的增压室中，其中，第一增压子存储器和第二增压子存储器分别流动技术地连接到压力侧；和/或将第一减压子存储器流动技术地连接到至少一个形成于第一齿轮中的减压室，并将第二减压子存储器器流动技术地连接到至少一个形成于第二齿轮中的减压室，其中，第一减压子存储器和第二减压子存储器分别流动技术地连接到压力侧和/或吸入侧。就此而言，与前述的相比，蓄压器可以被进一步地划分。
例如，针对存在于第一齿轮和第二齿轮中的增压室或减压室进行单独的压力补偿。因此需要至少两个增压室或两个减压室，其中，一个增压室作为第一齿轮中的齿腔，第二个增压室作为第二齿轮中的齿腔。类似地，第一个减压室作为第一齿轮中的齿腔，而第二个减压室作为第二齿轮中的齿腔。增压室对应于前面所述的增压室，和/或减压室对应于前面所述的减压室。
现在设置为，分别对齿轮、至少对增压室或减压室进行压力补偿。特别优选的是，不仅为增压室，而且为减压室均设置单独的压力补偿，以使蓄压器流体最终具有四个子蓄压器，特别是只通过压力侧和/或吸入侧彼此间接地流动技术地连接。
附图说明
下面将借助附图中所示的实施例更详细地说明本发明，但其不构成对本发明的任何限制。其中：
图1以示意性横向剖视图示出了齿轮流体机的第一种实施方式，
图2以示意性纵向剖视图示出了齿轮流体机的第一种实施方式，
图3以示意性横向剖视图示出了齿轮流体机的第二种实施方式，其中示出了齿轮流体机的壳体的内部，以及
图4以示意图示出了齿轮流体机的第三种实施方式。
具体实施方式
图1示出了齿轮流体机1的示意图，其被设计为内齿轮流体机。齿轮流体机1包括壳体2，在该壳体中设置有第一齿轮3和第二齿轮4并且它们分别被可转动地安装，即，第一齿轮3可围绕第一转动轴5转动，而第二齿轮4可围绕第二转动轴6转动。这两个转动轴5和6彼此平行且间隔开地设置。第一齿轮3呈环形齿轮的形式，第二齿轮4呈小齿轮的形式。相应地，第一齿轮3包括内齿部7，该内齿部具有多个齿8和多个齿腔9，其中一些仅被示例性地示出。第二齿轮4包括外齿部10，该外齿部同样具有多个齿11和多个齿腔12，它们也是仅被部分地示出。
第二齿轮6布置在第一齿轮3中，使得第二齿轮4的外齿部10与第一齿轮3的内齿部7部分地接合。通过这两个齿轮3和4的啮合，在齿轮流体机1运行期间，流体从齿轮流体机1的吸入侧13被输送到压力侧14。为了使吸入侧13和压力侧14彼此流动技术地分开，在第一齿轮3中设有填充块15，该填充块15通过沿径向方向关于转动轴5外置的密封面16贴靠在内齿部7上，并通过沿径向方向内置的密封面176贴靠在内齿部7上，特别是密封地贴靠。
在这里所示出的实施例中，填充块15被设计为多件式的，并因此具有沿径向方向内置的元件和沿径向方向外置的元件。在外置元件上形成密封面16，并在内置元件上形成密封面17。填充块15为了实现公差补偿而优选借助于轴18可移动地、特别是可摆动地(schwenkbar)安装。
在第一齿轮3中设有多个在此不可见的径向凹部19，它们沿径向方向向内通入第一齿轮3的齿腔9中，并且另一方面接合第一齿轮3的外周20。优选地，在第一齿轮3的每个齿腔9中均通入一个径向凹部19。换句话说，每个径向凹部19恰好对应一个第一齿轮3的齿腔9。流体可以通过径向凹部19流入齿腔9中以及流出。
在齿轮流体机1运行期间，齿轮3和4沿箭头21指示的转动方向被驱动。通过内齿部7和外齿部9的共同作用，吸入侧13上的流体被收纳到齿腔9和12中并被带向压力侧14的方向。齿8和11在压力侧14的区域中接合在齿腔9和12中，使得流体从齿腔9和12中被压出并被提供到压力侧14。可以看到，在特定于壳体的第一转动角度范围α1中，齿腔9和12通过填充块15被封闭。同时，第一齿轮3以其外周20至少在第一转动角度范围α1的一部分中紧贴在壳体2上，使得径向凹部19被壳体2封闭。在第一转动角度范围α1中，内齿部7和外齿部10彼此间隔开，使得它们的齿8和11因此不接合在齿腔9和12中。在第一转动角度范围α1中，齿腔9和12至少部分地呈增压室22的形式，其中，针对每个齿轮3和4分别示出一个实施例。
此外还存在特定于壳体的第二转动角度范围α2，在该第二转动角度范围中，齿8和11接合在齿腔9和12中。同时，在该第二转动角度范围α2中，第一齿轮3的外周20贴靠在壳体2上，使得径向凹部19被封闭。在该第二转动角度范围α2中，齿腔9和12至少部分地呈减压室23的形式，其中针对各个齿轮3和4也仅示出了其中的一个。原则上，可以存在恰好一个增压室22或多个增压室22。同样，可以实现恰好一个减压室23或多个减压室23。在下文中将仅谈及增压室22和减压室23。但是，这样的实施方式总是能够近似地转换为多个增压室22和多个减压室23。
转动角度范围α1和α2可以被不同地定义。在这里示出的实施方式中，它们是关于第二齿轮4的转动轴线6被定义的。替代地，它们也可以关于第一齿轮3的转动轴线5被定义。例如，将压力侧的结束端设为0°。吸入侧开始于3°至9°之间，例如6°。第二转动角度范围α2优选在压力侧的结束端和吸入侧的起始端之间，即，在0°和至少3°到最高9°之间。吸入侧优选结束于200°至220°之间，例如在210°。在吸入侧的结束端和位于220°和240°之间的一转动角度、特别是230°之间是第一转动角度范围α1。第一转动角度范围α1的结束端优选对应于压力侧的起始端。
在齿轮流体机1的框架下，至少一个增压室22和/或至少一个减压室23为了换向而借助于蓄压器24(在此未示出)流动技术地连接到压力侧14。由此实现了对压力波动的有效抑制。特别优选地，至少一个增压室22和至少一个减压室23都通过蓄压器24流动技术地连接到压力侧14。附加地或替代地，减压室23可以流动技术地连接到吸入侧13。亦即，例如可以设置为，增压室22流动技术地连接到压力侧14，减压室23流动技术地连接到吸入侧13，优选分别通过蓄压器连接。
图2示出了齿轮流体机1的一个区域的纵向截面剖视图，即按照图1中的切割标记A-A的剖视图。其中可以看到第一齿轮3，其被可转动地安装在壳体2上。同样还可以看到径向凹部19，在此仅示例性地示出了其中的几个。在此由于实施了切割，因此第二齿轮4是不可见的。但是示出了第二齿轮4的转动轴线6。为了进行间隙补偿，齿轮流体机1包括轴向垫片25和另一轴向垫片26。
关于转动轴线26沿轴向方向看，轴向垫片25位于第一齿轮3的端侧面27和压力场28之间。类似地，轴向垫片26沿轴向方向位于第一齿轮3的端侧面29和另一压力场30之间。轴向垫片25和26以及压力场29和30沿轴向布置在齿轮3的相对置的侧上。可以看出，无论是轴向垫片25和26，还是压力场28和30，都是成镜像地构造为相同的。因此，下面仅讨论轴向垫片25以及压力场21。但是，该实施方式总是能够类似地转换到轴向垫片26和压力场30上。
压力场28通过压力场密封部31被密封，该压力场密封部31一方面贴靠在壳体2上，另一方面贴靠在轴向垫片25上。在这里示出的实施例中，增压室22经由压力场28连接到压力侧14。在此，压力场28形成蓄压器24并为此具有相应的尺寸。例如，蓄压器24的容积并因此还有压力场28的容积为齿轮流体机1的输送容积的至少25％或更多。同样，压力场28沿轴向方向的深度明显大于轴向垫片25在相同方向上的厚度。例如，压力场28的深度比轴向垫片25的厚度大至少2倍，至少3倍，至少4倍或至少5倍。
增压室22到压力场28的流动技术连接通过增压平衡凹部32建立，该增压平衡凹部32优选被构造为具有连续的恒定直径的圆孔。压力场28和压力侧14之间的流动技术连接通过压力侧连接凹部33建立，该压力侧连接凹部33在此处示出的实施例中被构造为双阶孔。通过压力侧连接凹部33的该实施方式，实现了流动技术阻滞件34，其在这里示出的实施例中被设计为流动技术孔口(
Figure BDA0001998789710000151
Blende)。由此在压力场28和压力侧14之间实现了对流动技术连接的节流(Drosselung)。
在此没有示出减压平衡凹部，其一方面通入压力场28中，另一方面通入减压室23中。增压平衡凹部32、减压平衡凹部以及压力侧连接凹部33经由压力场28并因此经由蓄压器24流动技术地彼此连接。由此能够良好地抑制齿轮流体机1中的压力波动。
图3示出了齿轮流体机1的第二种实施方式的示意性剖视图，其中仅能够看到壳体2的内端面。在壳体2中如前所述地形成压力场30，该压力场30也配属有压力场密封部31。该压力场密封部31在至少一个方向上完全围接压力场30。另外，在这里示出的实施例中，压力场密封部31具有两个分隔片35和36，它们将压力场30划分成增压部37、压力侧部38和减压部39。
在压力场30的内部，增压部37、压力侧部38和减压部39借助于压力场密封部31流动技术地彼此完全分开。增压部37通过前面所述的增压平衡凹部32与增压室22处于流动连接中，压力侧部38通过压力侧连接凹部33与压力侧14处于流动连接中，减压部39通过减压平衡凹部与减压室23处于流动连接中。增压部37、压力侧部38和减压部39配属有流体管道40、41和42，这些流体管道分别通入对应的区域37、38和39中。
另一方面，流体管道40、41和42连接到蓄压器24，该蓄压器24在这里所示出的实施方式中为壳体2中的凹部，其不同于压力场28或30。流体管道40、41和42可以共同地连接到蓄压器24，亦即在到达蓄压器24之前被汇聚到单一的流体管道中。但是特别优选地，使流体管道40、41和42相互独立地连接到蓄压器24，使它们彼此间隔开地通入蓄压器中。由此能够特别有效地抑制压力波动。
图4示出了齿轮流体机1的第三种实施方式的示意图。可以看到：增压室22通过蓄压器24的增压子存储器43和流动技术阻滞件34连接到压力侧14。与此相反，减压室23通过蓄压器24的减压子存储器44和另一流动技术阻滞件45连接到压力侧14。由此可以在增压室22和减压室23中实现单独的压力平衡，从而进一步地抑制压力波动。
此外还示出了角度范围α3，齿8和11在该角度范围内开始接合在齿腔9和12中。由此使得位于齿腔9和12中的流体沿压力侧14的方向被推压。相反，齿9和11在转动角度范围α4中则脱离与齿腔9和12的接合，从而使流体能够从吸入侧流过。为了进一步降低压力波动，可以使齿腔12在转动角度范围α4中通过蓄压器46和流动技术阻滞件47连接到吸入侧13。
在前述的齿轮流体机1工作期间，压力脉动只是以一个被大大降低的程度在发生，从而实现了非常安静的运行。应当注意的是，虽然已经对齿轮流体机的各种不同的实施方式进行了说明，但是各种特征能够在不同的实施方式之间转换。因此，所描述的实施方式不仅可以被单独地考虑，而且也可以从中获得齿轮流体机1的有意义的特征组合。

Claims (15)

1.一种齿轮流体机(1)，用于从吸入侧(13)输送流体到压力侧(14)，包括壳体(2)、第一齿轮(3)和与所述第一齿轮(3)局部啮合以输送所述流体的第二齿轮(4)，其中，所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)具有齿腔(9，12)，相应另一齿轮(3，4)的齿(8，11)在所述齿轮流体机(1)工作期间至少暂时性地接合在所述齿腔(9，12)中，其中，在特定于壳体的第一转动角度范围(α1)内，关于所述第一齿轮(3)的转动轴(5)和/或所述第二齿轮(4)的转动轴(6)，设置所述齿腔(9，12)的至少一个增压室，以及在特定于壳体的第二转动角度范围(α2)内设置所述齿腔(9，12)的至少一个减压室(23)，其特征在于，所述至少一个增压室(22)为了换向而借助于蓄压器(24)与所述压力侧(14)流动技术地连接，或所述至少一个减压室(23)为了换向而借助于蓄压器(24)与所述压力侧(14)或所述吸入侧(13)流动技术地连接。
2.根据权利要求1所述的齿轮流体机，其特征在于，所述蓄压器(24)分别流动技术地连接到所述压力侧(14)和/或所述吸入侧(13)、所述增压室(22)和所述减压室(23)。
3.根据权利要求1所述的齿轮流体机，其特征在于，所述蓄压器(24)经由流动技术阻滞件(34，45)与所述压力侧(14)和/或所述吸入侧(13)流动技术地连接。
4.根据权利要求3所述的齿轮流体机，其特征在于，所述流动技术阻滞件(34，45)的最大穿流横截面和/或液压直径根据所述齿轮流体机(1)的输送容积、所述齿腔(9，12)的齿腔容积和/或所述第一齿轮(3)的节圆直径和/或所述第二齿轮(4)的节圆直径来选择。
5.根据权利要求1所述的齿轮流体机，其特征在于，所述蓄压器(24)和所述增压室(22)和/或所述减压室(23)之间的流动技术连接通过所述第一齿轮(3)的至少一个径向凹部(19)或所述第二齿轮(4)的至少一个径向凹部而存在。
6.根据权利要求3所述的齿轮流体机，其特征在于，所述齿轮流体机(1)具有轴向垫片(25)，该轴向垫片(25)沿轴向方向设置在所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)的端侧面(27)和在所述壳体(2)中形成的压力场(28)之间，其中，所述轴向垫片(25)具有一方面通入所述增压室(22)中并且另一方面通入所述压力场(28)中的增压平衡凹部(32)和/或一方面通入所述减压室(23)中并且另一方面通入所述压力场(28)中的减压平衡凹部。
7.根据权利要求6所述的齿轮流体机，其特征在于，所述压力场(28)至少部分地被压力场密封部(31)包围，该压力场密封部设置在所述轴向垫片(25)和所述壳体(2)之间，其中，所述压力场密封部(31)将所述压力场的被所述增压平衡凹部(32)通入的增压部(37)和所述压力场的被所述减压平衡凹部通入的减压部(39)流动技术地彼此分开。
8.根据权利要求6所述的齿轮流体机，其特征在于，所述压力场(28)通过在所述壳体(2)中形成的流体管道(40，41，42)和/或在所述轴向垫片(25)中形成的压力侧连接凹部(33)连接到所述压力侧(14)。
9.根据权利要求8所述的齿轮流体机，其特征在于，所述压力侧连接凹部(33)被构造为所述流动技术阻滞件(34)，或者所述流动技术阻滞件(34)设置在所述压力侧连接凹部(33)中。
10.根据权利要求6所述的齿轮流体机，其特征在于，在所述齿轮(3，4)的沿轴向方向与所述轴向垫片(25)和所述压力场(28)相对置的一侧，形成所述壳体(2)中的另一压力场(30)，并沿轴向方向在所述齿轮(3，4)的另一端侧面(29)和所述另一压力场(30)之间设置另一轴向垫片(26)。
11.根据权利要求10所述的齿轮流体机，其特征在于，所述增压室(22)通过所述压力场(28)，并且所述减压室(23)通过所述另一压力场(30)与所述压力侧(14)流动技术地连接。
12.根据权利要求10所述的齿轮流体机，其特征在于，所述增压室(22)和/或所述减压室(23)在所述蓄压器(24)被旁路的情况下为了实现换向而通过所述另一压力场(30)与所述压力侧(14)和/或所述吸入侧(13)流动技术地连接。
13.根据权利要求10所述的齿轮流体机，其特征在于，所述蓄压器(24)被构造为所述壳体(2)中的凹部，和/或所述压力场(28)和/或所述另一压力场(30)形成所述蓄压器(24)。
14.根据权利要求1所述的齿轮流体机，其特征在于，所述蓄压器(24)具有增压子存储器(43)和减压子存储器(44)，其中，所述增压子存储器(43)流动技术地连接到所述压力侧(14)和所述增压室(22)，并且所述减压子存储器(44)一方面流动技术地连接到所述压力侧(14)或所述吸入侧(13)另一方面流动技术地连接到所述减压室(23)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮流体机，其特征在于，将一第一增压子存储器流动技术地连接到至少一个形成于所述第一齿轮(3)中的增压室(22)，以及第二增压子存储器流动技术地连接到至少一个形成于所述第二齿轮(4)中的增压室，其中，该第一增压子存储器和该第二增压子存储器分别流动技术地连接到所述压力侧(14)；和/或将一第一减压子存储器流动技术地连接到至少一个形成于所述第一齿轮(3)中的减压室，并将一第二减压子存储器器流动技术地连接到至少一个形成于所述第二齿轮(4)中的减压室，其中，该第一减压子存储器和该第二减压子存储器分别流动技术地连接到所述压力侧(14)和/或所述吸入侧(13)。
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