DE102020209406A1

DE102020209406A1 - Innenzahnradfluidmaschine

Info

Publication number: DE102020209406A1
Application number: DE102020209406.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Goss; Reinhard Pippes
Original assignee: Eckerle Technologies GmbH
Current assignee: Eckerle Technologies GmbH
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27
Also published as: US20230287883A1; WO2022018023A1; CN116209830A; EP4185774A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradfluidmaschine (1), mit einem eine Außenverzahnung (7) aufweisenden und um eine erste Drehachse (5) drehbar gelagerten ersten Zahnrad (3) und einem eine mit der Außenverzahnung (7) in einem Eingriffsbereich (9) bereichsweise kämmende Innenverzahnung (8) aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse (5) verschiedene zweite Drehachse (6) drehbar gelagerten zweiten Zahnrad (4), wobei zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) abseits des Eingriffsbereichs (9) ein Füllstück (11) angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung (7) und andererseits an der Innenverzahnung (8) anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) vorliegenden Fluidraum (10) in eine erste Fluidkammer (12) und eine zweite Fluidkammer (13) zu unterteilen, und wobei in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse (5) beidseitig des ersten Zahnrads (3) und des zweiten Zahnrads (4) Dichtscheiben (26) angeordnet sind, die während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine (1) dichtend an dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) anliegen, und in den Dichtscheiben (26) jeweils ein Axialdurchbruch (27) ausgebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass über beide Axialdurchbrüche (27) dieselbe der Fluidkammern (12,13) mit demselben Fluidanschluss (21,22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) in Strömungsverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradfluidmaschine mit einem eine Außenverzahnung aufweisenden und um eine erste Drehachse drehbar gelagerten ersten Zahnrad und einem eine mit der Außenverzahnung in einem Eingriffsbereich bereichsweise kämmende Innenverzahnung aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse verschiedene zweite Drehachse drehbar gelagerten zweiten Zahnrad, wobei zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad abseits des Eingriffsbereichs ein Füllstück angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung und andererseits an der Innenverzahnung anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad vorliegenden Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen, und wobei in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse beidseitig des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads Gehäusewände eines Maschinengehäuses der Innenzahnradfluidmaschine angeordnet sind.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 199 30 911 C1 bekannt. Diese beschreibt eine Innenzahnradfluidmaschine für Reversierbetrieb im geschlossenen Kreislauf; mit einem außenverzahnten Ritzel; mit einem innenverzahnten Hohlrad, das mit dem Ritzel kämmt; mit einem Gehäuse; mit einer Füllung, die den sichelförmigen Raum zwischen Ritzel und Hohlrad ausfüllt; die Füllung umfasst zwei baugleiche Füllstücke; es ist ein Anschlagstift vorgesehen, der im Gehäuse gelagert ist und gegen den sich die Füllstücke mit ihren Stirnflächen abstützen. Dabei sind beidseits des Ritzels Axialscheiben vorgesehen. Zwischen der Außenseite einer jeden Axialscheibe und der betreffenden Gehäusewand ist jeweils ein Axialdruckfeld vorgesehen, und zwischen der Innenseite einer jeden Axialscheibe und dem Ritzel ist jeweils ein Steuerfeld vorgesehen. An das Steuerfeld ist jeweils mindestens ein Steuerschlitz angeschlossen, der sich gegen sein freies Ende hin verjüngt.
Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2008 053 318 A1 eine reversibel betreibbare Zahnradmaschine, umfassend ein Gehäuse, in dem zwei Zahnräder angeordnet sind. Eine erste Lagerkammer und eine zweite Lagerkammer sind vorgesehen, wobei in einer ersten Betriebsrichtung der Zahnradmaschine die erste Lagerkammer und in einer entgegengesetzten zweiten Betriebsrichtung die zweite Lagerkammer mit einem Hydraulikfluiddruck beaufschlagt ist und ein hydrostatisches Lager für ein Zahnrad ausbildet. Weiterhin wird ein Fahrzeuglenksystem beschrieben, umfassend einen Hydraulikkreis, einen Hydraulikzylinder und eine Zahnradmaschine, die als Pumpe arbeitet und in ihrer ersten Betriebsrichtung eine erste Arbeitskammer und in ihrer zweiten Betriebsrichtung eine zweite Arbeitskammer des Hydraulikzylinders mit Hydraulikdruck beaufschlagt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradfluidmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Innenzahnradfluidmaschinen Vorteile aufweist, insbesondere eine höhere Effizienz aufgrund einer gleichmäßigeren Füllung des Fluidraums mit Fluid ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Innenzahnradfluidmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in beiden Gehäusewänden jeweils ein Anbindungskanal ausgebildet ist und über beide Anbindungskanäle dieselbe der Fluidkammern mit demselben Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungsverbindung steht.
Die Innenzahnradfluidmaschine stellt eine Fluidfördereinrichtung dar und dient insoweit dem Fördern eines Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit oder eines Gases. Hierzu verfügt die Innenzahnradfluidmaschine über zwei Zahnräder, nämlich über das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad. Das erste Zahnrad kann auch als Ritzel und das zweite Zahnrad als Hohlrad bezeichnet werden. Das Ritzel weist die Außenverzahnung und das Hohlrad die Innenverzahnung auf. Die Außenverzahnung und die Innenverzahnung greifen in Umfangsrichtung gesehen bereichsweise ineinander ein, kämmen also bereichsweise miteinander, nämlich in dem Eingriffsbereich. Die beiden Zahnräder sind zur Fluidförderung vorgesehen und aus diesem Grund derart ausgestaltet, dass sie bei einer Drehbewegung zum Fördern des Fluids zusammenwirken und hierbei ineinander eingreifen beziehungsweise miteinander kämmen.
Das erste Zahnrad ist vorzugsweise mit einer Eingangswelle beziehungsweise Antriebswelle der Innenzahnradfluidmaschine gekoppelt, vorzugsweise zum einen starr und/oder zum anderen lösbar oder permanent. Im Falle des lösbaren Koppelns liegt zum Beispiel ein Steckritzel vor, das auf die Antriebswelle aufgesteckt und beschädigungsfrei von dieser lösbar ist. Bevorzugt verfügt das Steckritzel über eine Innenverzahnung, die mit einer Außenverzahnung der Eingangswelle zum antriebstechnischen Koppeln des Steckritzels mit der Eingangswelle zusammenwirkt. Beispielsweise ist das erste Zahnrad mittels der Eingangswelle in einem Maschinengehäuse der Innenzahnradfluidmaschine drehbar gelagert. Bevorzugt ist das erste Zahnrad auf der Eingangswelle angeordnet, sodass es während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine stets dieselbe Drehzahl aufweist wie die Eingangswelle.
Sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad sind in dem Maschinengehäuse angeordnet und in diesem drehbar gelagert. Das erste Zahnrad ist hierbei um die erste Drehachse drehbar gelagert, wohingegen das zweite Zahnrad um die zweite Drehachse drehbar gelagert ist. Die erste Drehachse kann auch als Ritzeldrehachse und die zweite Drehachse als Hohlraddrehachse bezeichnet werden. Im Querschnitt gesehen, also in einer senkrecht auf den Drehachsen stehenden Schnittebene, ist das erste Zahnrad in dem zweiten Zahnrad angeordnet, nämlich derart, dass die Außenverzahnung des ersten Zahnrads in dem Eingriffsbereich mit der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads kämmt beziehungsweise mit dieser in Eingriff steht. Das bedeutet, dass eine Drehbewegung des ersten Zahnrads unmittelbar auf das zweite Zahnrad und umgekehrt eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads unmittelbar auf das erste Zahnrad übertragen wird.
Der Eingriffsbereich ist beispielsweise gehäusefest angeordnet, dreht sich also nicht mit dem ersten Zahnrad beziehungsweise dem zweiten Zahnrad mit. In dem Eingriffsbereich greift ein Zahn einer der Verzahnungen in einen Zahnzwischenraum der jeweils anderen der Verzahnungen ein. Der Zahnzwischenraum ist in Umfangsrichtung von Zähnen der jeweiligen Verzahnung begrenzt. Beispielsweise greift ein Zahn der Innenverzahnung in einen Zahnzwischenraum der Außenverzahnung oder umgekehrt ein Zahn der Außenverzahnung in einen Zahnzwischenraum der Innenverzahnung ein. In dem Eingriffsbereich wirken die Innenverzahnung und die Außenverzahnung insoweit dichtend zusammen.
Andererseits des Eingriffsbereichs, also vorzugsweise auf der dem Eingriffsbereich bezüglich der ersten Drehachse und/oder der zweiten Drehachse diametral gegenüberliegenden Seite, ist das Füllstück angeordnet. Das Füllstück liegt zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad oder anders ausgedrückt zwischen der Außenverzahnung des ersten Zahnrads und der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads vor. Das Füllstück ist also in einem Fluidraum angeordnet, welcher in radialer Richtung nach innen von dem ersten Zahnrad und in radialer Richtung nach außen von dem zweiten Zahnrad begrenzt ist, jeweils bezüglich der ersten Drehachse beziehungsweise der zweiten Drehachse.
Das Füllstück liegt einerseits an der Außenverzahnung und andererseits an der Innenverzahnung an. Genauer gesagt liegt das Füllstück dichtend an Zahnköpfen der Außenverzahnung und dichtend an Zahnköpfen der Innenverzahnung an, um den Fluidraum in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer zu unterteilen. Jede der beiden Fluidkammern ist in Umfangsrichtung gesehen also einerseits von dem Füllstück und andererseits durch das dichte Ineinandergreifen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung in dem Eingriffsbereich begrenzt.
In Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Innenzahnradfluidmaschine dient eine der Fluidkammern als Saugkammer und die jeweils andere der Fluidkammern als Druckkammer. Ist die Innenzahnradfluidmaschine als Pumpe ausgestaltet oder wird als Pumpe betrieben, so wird der jeweiligen Saugkammer Fluid zugeführt, welches die Innenzahnradfluidmaschine in Richtung der Druckkammer beziehungsweise in die Druckkammer fördert. Liegt hingegen die Innenzahnradfluidmaschine als Motor vor beziehungsweise wird als Motor betrieben, so wird der Druckkammer Fluid zugeführt, welches unter Bewirkung einer Drehbewegung der Zahnräder in die Saugkammer eintritt. Im Rahmen dieser Beschreibung wird nicht ausdrücklich auf den Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine als Motor eingegangen, sondern die Innenzahnradfluidmaschine und ihre Funktion werden für den Betrieb als Pumpe erläutert. Selbstverständlich ist jedoch stets auch die Verwendung als Motor möglich und die Ausführungen sind analog auf eine solche Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine beziehungsweise eine solche Verwendung anwendbar.
Bevorzugt ist das Füllstück mehrteilig ausgestaltet und weist insoweit mehrere Segmente auf. Die Segmente des Füllstücks sind in radialer Richtung nebeneinander angeordnet, sodass also ein erstes Segment auf der dem ersten Zahnrad zugewandten Seite eines zweiten Segments und umgekehrt das zweite Segment auf der dem zweiten Zahnrad zugewandten Seite des ersten Segments angeordnet ist. Das erste Segment liegt hierbei an dem ersten Zahnrad beziehungsweise dessen Außenverzahnung und das zweite Segment an dem zweiten Zahnrad beziehungsweise an der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads dichtend an.
Die beiden Segmente sind vorzugsweise in radialer Richtung gegeneinander verlagerbar. Besonders bevorzugt wird ein zwischen ihnen vorliegender Spalt während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine derart mit Fluiddruck beaufschlagt, dass das erste Segment in Richtung des ersten Zahnrads und das zweite Segment in Richtung des zweiten Zahnrads gedrängt wird, sodass die Segmente an dem jeweiligen Zahnrad beziehungsweise den Zahnköpfen der entsprechenden Verzahnung dichtend anliegen. Die Innenzahnradfluidmaschine ist somit radialkompensiert beziehungsweise in radialer Richtung spaltkompensiert. Jedes der Segmente kann nochmals weiter in Segmente unterteilt werden. Beispielsweise ist also das erste Segment einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Segmenten und/oder das zweite Segment ist einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Segmenten. Auch diese Segmente des Füllstücks sind bevorzugt gegeneinander verlagerbar gelagert, können also unabhängig voneinander verlagert werden. Hierdurch wird eine besonders effektive Spaltkompensation erzielt.
Die Innenzahnradfluidmaschine verfügt über das Maschinengehäuse. Die beiden Zahnräder der Innenzahnradfluidmaschine sind zwischen Gehäusewänden des Maschinengehäuses angeordnet. Eine der Gehäusewände liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Gehäusewände auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite der Zahnräder vor, sodass die Gehäusewände die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Insbesondere ist ein zwischen den Gehäusewänden und den Zahnrädern verbleibender Spalt derart klein bemessen, dass die Gehäusewände eine hinreichende Abdichtung des Fluidraums beziehungsweise der Fluidkammern bewirken. Beispielsweise sind die Zahnräder an und/oder in dem Maschinengehäuse gelagert.
In den Gehäusewänden ist jeweils ein Anbindungskanal ausgebildet. Das bedeutet, dass jede der Gehäusewände über jeweils einen solchen Anbindungskanal verfügt. Über die Anbindungskanäle ist eine der Fluidkammern mit einem Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch verbunden, vorzugsweise permanent. Jeder der Anbindungskanäle liegt also strömungstechnisch gesehen zwischen dieser Fluidkammer und diesem Fluidanschluss vor, sodass die Strömungsverbindung zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss über beide Anbindungskanäle verläuft. Die Anbindungskanäle liegen insoweit strömungstechnisch parallel zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss vor, sodass Fluid über beide Anbindungskanäle gleichzeitig von dem Fluidanschluss hin zu der Fluidkammer oder umgekehrt strömen kann.
Es ist also nicht vorgesehen, über die Anbindungskanäle unterschiedliche Fluidkammern mit demselben Fluidanschluss oder eine der Fluidkammern mit unterschiedlichen Fluidanschlüssen zu verbinden. Vielmehr dienen die Anbindungskanäle dem Herstellen der Strömungsverbindung zwischen genau einer der Fluidkammern und genau einem der Fluidanschlüsse. Entsprechend strömt während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine das Fluid gleichzeitig durch die Anbindungskanäle entweder aus oder ein. Hierdurch kann ein besonders hoher Fluiddurchsatz der Innenzahnradfluidmaschine erzielt werden. Unter der Strömungsverbindung ist im Übrigen eine Strömungsverbindung zu verstehen, die ausschließlich über die Innenzahnradfluidmaschine verläuft, also nicht über eine externe Verbindung. Insbesondere verläuft die Strömungsverbindung nur über die Anbindungskanäle und - optional - über einen oder mehrere Axialdurchbrüche in einer oder mehreren optional vorgesehenen Dichtscheiben.
Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Fluidkammer, welche über die Anbindungskanäle an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, die erste Fluidkammer oder die zweite Fluidkammer ist. Entsprechend kann die Fluidkammer entweder die Saugkammer oder die Druckkammer sein, sodass die Anbindungskanäle während des Betreibens der Innenzahnradfluidmaschine entweder dem Zuführen von Fluid in die Saugkammer oder dem Abführen des Fluids aus der Druckkammer dienen. In jedem Fall wird ein besonders geringer Strömungswiderstand bei dem Einströmen beziehungsweise Ausströmen des Fluids erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse neben dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad zumindest eine Dichtscheibe angeordnet ist, die während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine dichtend an dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad anliegt, wobei in der Dichtscheibe ein Axialdurchbruch ausgebildet ist, über den eine der Fluidkammern mit einem der Fluidanschlüsse der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungsverbindung steht. Beispielsweise liegt in axialer Richtung gesehen lediglich einerseits des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads die Dichtscheibe vor. Bevorzugt ist es jedoch vorgesehen, dass - wiederum in axialer Richtung gesehen - beidseitig der beiden Zahnräder jeweils eine derartige Dichtscheibe angeordnet ist. Im Rahmen dieser Beschreibung wird häufig der besonders vorteilhafte Fall erläutert, dass mehrere Dichtscheiben vorliegen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die entsprechenden Ausführungen auch für eine Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine herangezogen werden können, bei welcher lediglich eine Dichtscheibe Bestandteil der Innenzahnradfluidmaschine ist.
Die Dichtscheibe liegt in axialer Richtung gesehen einerseits der Zahnräder vor. Während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine liegt die Dichtscheibe dichtend an den Zahnrädern an. Bevorzugt wird sie hierzu in axialer Richtung in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid. Liegen mehrere Dichtscheiben vor, so sind diese in axialer Richtung beidseitig der Zahnräder angeordnet. Eine der Dichtscheiben liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Dichtscheiben auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite der Zahnräder vor, sodass die Dichtscheiben die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine liegen die Dichtscheiben dichtend an den Zahnrädern an. Bevorzugt werden sie hierzu in axialer Richtung in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid. Die Innenzahnradfluidmaschine ist insoweit axial kompensiert beziehungsweise in axialer Richtung spaltkompensiert. Hierdurch wird eine besonders hohe Effizienz der Innenzahnradfluidmaschine erzielt.
In der Dichtscheibe ist der Axialdurchbruch ausgebildet. Liegen mehrere Dichtscheiben vor, so ist in jeder der Dichtscheiben jeweils ein Axialdurchbruch ausgebildet. In anderen Worten verfügt jede der Dichtscheiben über jeweils einen solchen Axialdurchbruch, sodass insgesamt in den mehreren Dichtscheiben mehrere Axialdurchbrüche ausgestaltet sind. Über den oder die Axialdurchbrüche ist eine der Fluidkammern mit einem Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch verbunden, vorzugsweise permanent. Der Axialdurchbruch beziehungsweise jeder der Axialdurchbrüche liegt also strömungstechnisch gesehen zwischen dieser Fluidkammer und diesem Fluidanschluss vor, sodass die Strömungsverbindung zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss über den Axialdurchbruch beziehungsweise beide Axialdurchbrüche verläuft.
Es ist also nicht vorgesehen, unterschiedliche Fluidkammern über den Axialdurchbruch beziehungsweise die Axialdurchbrüche mit demselben Fluidanschluss oder eine der Fluidkammern mit unterschiedlichen Fluidanschlüssen zu verbinden. Vielmehr dient der Axialdurchbruch beziehungsweise dienen die Axialdurchbrüche dem Herstellen der Strömungsverbindung zwischen genau einer der Fluidkammern und genau einem der Fluidanschlüsse. Entsprechend strömt während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine das Fluid durch den Axialdurchbruch beziehungsweise gleichzeitig durch die Axialdurchbrüche entweder aus oder ein. Hierdurch kann ein besonders hoher Fluiddurchsatz der Innenzahnradfluidmaschine erzielt werden.
Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Fluidkammer, welche über den Axialdurchbruch oder die Axialdurchbrüche an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist, die erste Fluidkammer oder die zweite Fluidkammer ist. Entsprechend kann die Fluidkammer entweder die Saugkammer oder die Druckkammer sein, sodass der Axialdurchbruch oder die Axialdurchbrüche während des Betreibens der Innenzahnradfluidmaschine entweder dem Zuführen von Fluid in die Saugkammer oder dem Abführen des Fluids aus der Druckkammer dienen. In jedem Fall wird ein besonders geringer Strömungswiderstand bei dem Einströmen beziehungsweise Ausströmen des Fluids erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest einer der Anbindungskanäle über den Axialdurchbruch an die Fluidkammer strömungstechnisch angeschlossen ist. In anderen Worten liegt der Axialdurchbruch strömungstechnisch zwischen dem Anbindungskanal und der Fluidkammer vor. Entsprechend ist die Fluidkammer über den Axialdurchbruch und den entsprechenden Anbindungskanal mit dem Fluidanschluss strömungstechnisch verbunden. Besonders bevorzugt sind selbstverständlich beide Anbindungskanäle über die Axialdurchbrüche an die Fluidkammer strömungstechnisch angeschlossen. Das bedeutet, dass ein erster der Anbindungskanäle über einen ersten der Axialdurchbrüche mit der Fluidkammer in strömungstechnischer Verbindung steht. Zusätzlich steht ein zweiter der Anbindungskanäle über einen zweiten der Axialdurchbrüche mit derselben Fluidkammer in strömungstechnischer Verbindung. Insgesamt liegen zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss also mehrere Strömungspfade vor, wobei ein erster der Strömungspfade über den ersten Axialdurchbruch und den ersten Anbindungskanal und ein zweiter der Strömungspfade über den zweiten Axialdurchbruch und den zweiten Anbindungskanal verläuft.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich der Axialdurchbruch in Richtung des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads aufweitet. Eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Axialdurchbruchs bleibt insoweit über seine jeweilige Erstreckung nicht konstant, sondern verändert sich vielmehr. Hierbei nimmt die Durchströmungsquerschnittsfläche des Axialdurchbruchs jeweils in Richtung der Zahnräder zu, wird also größer. Beispielsweise erfolgt das Aufweiten zumindest abschnittsweise oder durchgehend kontinuierlich, sodass Unstetigkeiten der Durchströmungsquerschnittsfläche vermieden werden. Das Aufweiten kann jedoch auch abrupt erfolgen, sodass also in dem Axialdurchbruch jeweils ein Abmessungssprung ausgebildet ist. Bevorzugt ist der Axialdurchbruch im Querschnitt bezüglich seiner jeweiligen Längserstreckung gesehen rund, also kreisförmig. Das Aufweiten des Axialdurchbruchs ermöglicht ein besonders effizientes Einströmen beziehungsweise Ausströmen des Fluids. Besonders bevorzugt erfolgt das Aufweiten für beide Axialdurchbrüche. Insoweit ist vorgesehen, dass sich die Axialdurchbrüche in Richtung des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads jeweils aufweiten. Die Ausführungen für das Aufweiten des Axialdurchbruchs sind hierbei jeweils ergänzend heranziehbar.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass einer der Anbindungskanäle unmittelbar und ein anderer der Anbindungskanäle über einen das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad in axialer Richtung übergreifenden Verbindungskanal an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist. Beispielsweise weisen die Anbindungskanäle dieselbe Durchströmungsquerschnittsfläche auf. Bevorzugt mündet wenigstens einer der Anbindungskanäle in den Axialdurchbruch ein, sofern vorhanden. Besonders bevorzugt münden beide Anbindungskanäle in die optional vorhandenen, mehreren Axialdurchbrüche ein.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Durchströmungsquerschnittsfläche des Anbindungskanals auf seiner den Zahnrädern und/oder dem jeweiligen Axialdurchbruch zugewandten Seite kleiner ist als die Durchströmungsquerschnittsfläche des Axialdurchbruchs auf seiner den Zahnrädern und/oder dem jeweiligen Anbindungskanal zugewandten Seite. Aus Richtung des Anbindungskanals in Richtung der Zahnräder und/oder des Axialdurchbruchs liegt insoweit eine Aufweitung des Durchströmungsquerschnitts und entsprechend eine Vergrößerung der Durchströmungsquerschnittsfläche vor.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anbindungskanäle in axialer Richtung bezüglich ihrer jeweiligen Längsmittelachse dieselbe Längserstreckung aufweisen. Einer der Anbindungskanäle ist unmittelbar an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen, beispielsweise mündet er unmittelbar in den Fluidanschluss ein. Der jeweils andere der Anbindungskanäle ist lediglich mittelbar über den Verbindungskanal an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen. Der Verbindungskanal übergreift hierbei die beiden Zahnräder in axialer Richtung vollständig.
Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Verbindungskanal zumindest eine Dichtscheibe oder beide Dichtscheiben übergreift, sofern diese vorhanden sind. Es ist also zum Beispiel vorgesehen, dass der Verbindungskanal auf einer den Zahnrädern abgewandten Seite einer ersten der Dichtscheiben in den Anbindungskanal und auf einer den Zahnrädern abgewandten Seite einer anderen der Dichtscheiben in den Fluidanschluss einmündet. Beispielsweise mündet der eine Anbindungskanal in axialer Richtung und der andere Anbindungskanal in radialer Richtung in den Fluidanschluss ein.
Der Fluidanschluss weist hierbei eine Durchströmungsquerschnittsfläche auf, welche größer ist als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Anbindungskanäle. Beispielsweise ist die Durchströmungsquerschnittsfläche des Fluidanschlusses um einen Faktor von mindestens 2,5, mindestens 3, mindestens 4 oder mindestens 5 größer als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Anbindungskanäle. Zusätzlich oder alternativ ist die Durchströmungsquerschnittsfläche des Verbindungskanals größer als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Anbindungskanäle, beispielsweise um einen Faktor von mindestens 1,25, mindestens 1,5, mindestens 1,75 oder mindestens 2,0. Hierdurch wird ein besonders effektives Betreiben der Innenzahnradfluidmaschine sichergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Axialdurchbruch von einer Dichtung umgriffen ist, die einerseits an der Dichtscheibe und andererseits an dem Maschinengehäuse dichtend anliegt, wobei außerhalb eines von der Dichtung umgriffenen Bereichs ein an eine Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch angeschlossenes Druckfeld ausgebildet ist, sodass die Dichtscheibe zumindest zeitweise in Richtung der Zahnräder gedrängt wird. Die Dichtung stellt eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Axialdurchbruch beziehungsweise dem jeweiligen Axialdurchbruch und dem jeweiligen Anbindungskanal sicher.
Abseits der Dichtung, also außerhalb des von der Dichtung eingefassten Bereichs, in welchen der Axialdurchbruch und der Anbindungskanal einmünden, liegt das Druckfeld vor, welches zumindest zeitweise mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt wird. Hierzu ist das Druckfeld an die Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch angeschlossen. Das unter Druck stehende Fluid drängt die Dichtscheibe in Richtung der Zahnräder, sodass die Fluidkammern zuverlässig von den Axialscheiben in axialer Richtung abgedichtet sind. Besonders bevorzugt gilt dies für die mehreren Dichtscheiben, sofern vorhanden. Es kann also vorgesehen sein, dass die Axialdurchbrüche jeweils von einer Dichtung umgriffen sind, die einerseits an der jeweiligen Dichtscheibe und andererseits an dem Maschinengehäuse dichtend anliegen, wobei außerhalb eines von der Dichtung umgriffenen Bereichs ein an eine Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch angeschlossenes Druckfeld ausgebildet ist, sodass die Dichtscheibe zumindest zeitweise in Richtung der Zahnräder gedrängt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Füllstück in Umfangsrichtung bis hin zu dem Axialdurchbruch ragt und/oder in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch endet. Das Füllstück ragt also in Umfangsrichtung bis hin zu einer gedachten Verlängerung des Axialdurchbruchs. Zumindest greift es in diese gedachte Verlängerung ein, es kann sie jedoch auch in Umfangsrichtung vollständig durchgreifen. Besonders bevorzugt endet das Füllstück in Umfangsrichtung gesehen jedoch in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch, also in der gedachten Verlängerung des Axialdurchbruchs. Hierdurch wird ein zuverlässiges und effektives Abdichten der Fluidkammern gegeneinander mittels des Füllstücks erzielt. Auch an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass eine derartige Ausgestaltung bevorzugt für mehrere Axialdurchbrüche gilt. Es ist also beispielsweise vorgesehen, dass das Füllstück in Umfangsrichtung bis hin zu den Axialdurchbrüchen ragt und/oder in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit den Axialdurchbrüchen endet.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Füllstück in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch in axialer Richtung verjüngt ist, insbesondere lediglich einerseits oder beiderseits. Es ist besonders bevorzugt, dass die Verjüngung des Füllstücks in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit den Axialdurchbrüchen endet. Die Verjüngung des Füllstücks bewirkt, dass sich das Füllstück in axialer Richtung von dem Axialdurchbruch oder zumindest einem der Axialdurchbrüche entfernt, von diesem also fortlaufend ausgebildet ist. Anders ausgedrückt wächst der Abstand zwischen dem Füllstück und dem Axialdurchbruch oder zumindest einem der Axialdurchbrüche in Umfangsrichtung an. Hierdurch wird das Einströmen beziehungsweise Ausströmen des Fluids erleichtert.
Zudem kann die Verjüngung des Füllstücks derart ausgestaltet sein, dass das Fluid auf effiziente Art und Weise in Umfangsrichtung umgelenkt wird, sodass es besonders effizient in die jeweilige Fluidkammer einströmen oder aus ihr ausströmen kann. Es kann vorgesehen sein, dass sich das Füllstück lediglich einseitig verjüngt, also auf seiner dem Axialdurchbruch oder einem der Axialdurchbrüche zugewandten Seite. Besonders bevorzugt verjüngt es sich jedoch beidseitig, sodass das Einströmen beziehungsweise Ausströmen durch den Axialdurchbruch oder beide Axialdurchbrüche effizient erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist das Füllstück im Längsschnitt gesehen, also in axialer Richtung, symmetrisch ausgebildet, sodass also die Verjüngung auf beiden Seiten identisch, wenngleich spiegelbildlich, ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verjüngung des Füllstücks in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch oder den Axialdurchbrüchen endet. Das Füllstück erstreckt sich zumindest bereichsweise bis hin zu dem Axialdurchbruch oder den Axialdurchbrüchen und weist bevorzugt in Umfangsrichtung gesehen bis hin zu der Verjüngung gleichbleibende Abmessungen in axialer Richtung auf. Beispielsweise verfügt das Füllstück bis hin zu der gedachten Verlängerung des Axialdurchbruchs oder der Axialdurchbrüche über eine Erstreckung in axialer Richtung, welche dem Abstand der Dichtscheiben voneinander entspricht, sodass es abseits des Axialdurchbruchs oder der Axialdurchbrüche an den Dichtscheiben anliegt, insbesondere in Umfangsrichtung durchgehend. Erst anschließend, also in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch oder den Axialdurchbrüchen, verjüngt sich das Füllstück, sodass seine Erstreckung in axialer Richtung in Umfangsrichtung abnimmt, nämlich bis hin zu einem freien Ende des Füllstücks. Anders ausgedrückt beginnt die Verjüngung erst in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch oder den Axialdurchbrüchen und erstreckt sich bevorzugt bis zu dem freien Ende des Füllstücks. Hierdurch wird eine zuverlässige Dichtwirkung des Füllstücks sichergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise von zumindest einer in dem Maschinengehäuse ausgebildeten Lagervertiefung umgriffen ist, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad lediglich teilweise übergreift und an einen der Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen ist, insbesondere über einen Strömungswiderstand oder eine einen Strömungswiderstand aufweisende Fluidleitung. Die Lagervertiefung dient der Ausbildung einer hydrostatischen Lagerung für das zweite Zahnrad. Während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine wird die Lagervertiefung also zumindest zeitweise mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt, sodass das zweite Zahnrad in radialer Richtung von dem Maschinengehäuse fortgedrängt wird. Hierdurch stellt sich ein Fluidfilm zwischen dem zweiten Zahnrad und dem Maschinengehäuse ein, welcher eine besonders verlustfreie Lagerung des zweiten Zahnrads bewirkt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lagervertiefung das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung vollständig umgreift. Bevorzugt umgreift sie das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung jedoch lediglich teilweise. Besonders bevorzugt liegen zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Lagervertiefungen vor, die beiden Lagervertiefungen sind also in Umfangsrichtung beidseitig voneinander beabstandet. Insbesondere sind die Lagervertiefungen im Querschnitt gesehen symmetrisch bezüglich einer gedachten Ebene angeordnet, die die Drehachse des ersten Zahnrads und/oder die Drehachse des zweiten Zahnrads in sich aufnimmt. Beispielsweise sind die Lagervertiefungen an unterschiedliche Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen, bevorzugt jeweils über einen Strömungswiderstand. Anders ausgedrückt ist also eine erste der Lagervertiefungen über einen ersten Strömungswiderstand an einen ersten Fluidanschluss und eine zweite der Lagervertiefungen über einen zweiten Strömungswiderstand an einen zweiten Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch angeschlossen.
Hierunter ist zu verstehen, dass jede der Lagervertiefungen unmittelbar über den jeweiligen Strömungswiderstand an den entsprechenden Fluidanschluss angeschlossen ist und mit dem jeweils anderen Fluidanschluss lediglich mittelbar in Strömungsverbindung steht, insbesondere über den Fluidraum beziehungsweise eine oder mehrere der Fluidkammern. In Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Innenzahnradfluidmaschine ist insoweit stets eine der Lagervertiefungen mit der Druckseite und eine andere der Lagervertiefungen mit der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch verbunden. Hierdurch wird ein Kräfteausgleich innerhalb der Innenzahnradfluidmaschine erzielt, sodass sich eine besonders hohe Effizienz ergibt. Der Strömungswiderstand ist insbesondere in derjenigen Fluidleitung angeordnet, über welche die jeweilige Lagervertiefung mit dem entsprechenden Fluidanschluss in Strömungsverbindung steht. Beispielsweise ist es also vorgesehen, dass die Lagervertiefungen jeweils über eine Fluidleitung an den entsprechenden Fluidanschluss angeschlossen sind, wobei in jeder der Fluidleitungen jeweils ein Strömungswiderstand angeordnet ist. Alle Ausführungen zu der Lagervertiefung im Rahmen dieser Beschreibung sind bevorzugt optional auf jede der mehreren Lagervertiefungen anwendbar, sofern diese vorliegen.
In axialer Richtung übergreift die Lagervertiefung das zweite Zahnrad lediglich teilweise, sodass das zweite Zahnrad die Lagervertiefung in axialer Richtung vollständig übergreift. Beispielsweise ist die Lagervertiefung in axialer Richtung beidseitig von Lagerstegen begrenzt, die in Umfangsrichtung in Überdeckung mit der Lagervertiefung ausgebildet sind und mindestens dieselbe Erstreckung aufweisen wie die Lagervertiefung. Im Falle mehrerer Lagervertiefungen weist jede der Lagervertiefungen derartige Lagerstege auf. An den Lagerstegen liegt das zweite Zahnrad dichtend an, insbesondere in Umfangsrichtung in Überdeckung mit der Lagervertiefung durchgehend, beziehungsweise weist das zweite Zahnrad von den Lagerstegen einen kleineren Abstand auf als von einem Grund der Lagervertiefung, der die Lagervertiefung in die von dem zweiten Zahnrad abgewandte Richtung begrenzt, insbesondere also in radialer Richtung nach außen. Hierdurch wird ein unerwünschtes Ausströmen des Fluids aus der Lagervertiefung zuverlässig vermieden. Beispielsweise weist das zweite Zahnrad ein Lagerspiel, also einen Abstand in radialer Richtung von den Lagerstegen, von höchstens 0,25 mm, höchstens 0,2 mm, höchstens 0,15 mm, höchstens 0,1 mm, höchstens 0,075 mm oder höchstens 0,05 mm auf. Bevorzugt sind hierbei die Abstände von höchstens 0,1 mm und weniger.
Die Lagervertiefung ist strömungstechnisch an einen Rücklauf der Innenzahnradfluidmaschine angeschlossen, über welchen Fluid abgeführt wird, insbesondere in Richtung einer Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine. Liegen mehrere Lagervertiefungen vor, so ist der Rücklauf oder zumindest eine Rücklaufausnehmung des Rücklaufs bevorzugt in Umfangsrichtung zwischen den Lagervertiefungen angeordnet. Insbesondere sind die Lagervertiefungen in Umfangsrichtung gleich weit von der Rücklaufausnehmung beabstandet angeordnet. Die Rücklaufausnehmung ist eine in dem Maschinengehäuse ausgebildete und in Richtung der Zahnräder offene Ausnehmung. Die Rücklaufausnehmung kann in axialer Richtung dieselben Abmessungen aufweisen wie die wenigstens eine Lagervertiefung beziehungsweise die Lagervertiefungen oder diese in axialer Richtung überragen, insbesondere lediglich einseitig oder beidseitig. Die Lagervertiefung beziehungsweise die Lagervertiefungen sind jeweils in Umfangsrichtung von der Rücklaufausnehmung beabstandet ausgebildet.
Der Rücklauf ist also bevorzugt derart ausgestaltet, dass das in ihm vorliegende Fluid erneut der Innenzahnradfluidmaschine zugeführt und von ihr in Richtung ihrer Druckseite gefördert wird.
Wie bereits erläutert ist die Lagervertiefung in Umfangsrichtung von der Rücklaufausnehmung beabstandet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Lagervertiefung in Umfangsrichtung gesehen an genau einer Stelle an den Rücklauf beziehungsweise die Rücklaufausnehmung angeschlossen ist, insbesondere mündet sie in die Rücklaufausnehmung ein. Der Rücklauf beziehungsweise die Rücklaufausnehmung liegt beispielsweise in Umfangsrichtung gesehen zentriert bezüglich des Füllstücks vor. Hierdurch ist er mittig zwischen der Druckseite und der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine ausgebildet, sodass diese schlussendlich symmetrisch ausgeführt ist.
Zur Beaufschlagung der Lagervertiefung mit dem unter Druck stehenden Fluid ist sie an einen der Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen. Bevorzugt liegt strömungstechnisch zwischen dem Fluidanschluss und der Lagervertiefung der Strömungswiderstand vor, welcher eine Reduzierung des Drucks bewirkt. Der Strömungswiderstand liegt vorzugsweise in Form einer Querschnittsverengung vor. Bevorzugt ist eine Durchströmungsquerschnittsfläche strömungstechnisch vor und nach dem Strömungswiderstand beziehungsweise der Querschnittsverengung identisch. Das bedeutet, dass die Querschnittsverengung lediglich abschnittsweise vorliegt, insbesondere sich nicht bis unmittelbar zu der Lagervertiefung erstreckt. Vielmehr verkleinert sich die Durchströmungsquerschnittsfläche im Bereich der Querschnittsverengung und vergrößert sich anschließend wieder, insbesondere ebenfalls im Bereich der Querschnittsverengung. Beispielsweise beträgt ein Verhältnis zwischen einer Länge und einer Breite beziehungsweise einem Durchmesser der Querschnittsverengung höchstens 25, höchstens 20 oder höchstens 15. Bevorzugt beträgt das Verhältnis jedoch höchstens 10 oder höchstens 5. Unter der Breite beziehungsweise dem Durchmesser ist die kleinste Abmessung der Querschnittsverengung über ihre Erstreckung zu verstehen.
Mittels des Strömungswiderstands wird ein Fluidverlust aus der Lagervertiefung in Richtung des Rücklaufs verringert. Der Strömungswiderstand kann vorgesehen sein, da üblicherweise der auf der Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine zur Verfügung stehende Druck des Fluids mehr als ausreichend ist, um eine hinreichende Lagerung zu erzielen. Es ist daher möglich, den Druck zu reduzieren, ohne die Qualität der Lagerung zu verschlechtern. Die Reduzierung des Drucks bewirkt wiederum eine Reduzierung des Durchflusses, sodass eine geringere Menge an Fluid über die Lagervertiefung in Richtung des Rücklaufs beziehungsweise in den Rücklauf abgeführt wird.
Der Strömungswiderstand ist zum Beispiel als strömungstechnische Blende, strömungstechnische Drossel oder strömungstechnische Düse ausgestaltet. Unter einer Blende ist eine sprungartige Querschnittsverengung zu verstehen, zu Beginn der Blende verkleinert sich die Durchströmungsquerschnittsfläche also schlagartig und weitet sich am Ende der Blende ebenso schlagartig wieder auf, insbesondere bis auf dieselbe Durchströmungsquerschnittsfläche wie vor der Blende. Beispielsweise weist die Blende ein Verhältnis von Länge der Querschnittsverengung in Strömungsrichtung zu Breite beziehungsweise Durchmesser von höchstens 2, höchstens 1,5 oder höchstens 1 auf. Für die Drossel gilt das für die Blende Gesagte mit dem Unterschied, dass für sie das Verhältnis von Länge zu Breite beziehungsweise Durchmesser größer ist. Insbesondere beträgt das Verhältnis mindestens 2 oder ist größer als 2. Beispielsweise wird ein Verhältnis von mindestens 3, mindestens 4 oder mindestens 5 verwendet.
Die Düse ist eine Querschnittsverengung, bei welcher die Durchströmungsquerschnittsfläche kontinuierlich kleiner wird, bis sie ein Minimum erreicht hat. Stromabwärts der minimalen Durchströmungsquerschnittsfläche weitet sich die Durchströmungsquerschnittsfläche wieder auf. Dies kann schlagartig oder kontinuierlich erfolgen. In letzterem Fall weist der Strömungswiderstand zusätzlich zu der Düse einen Diffusor auf. Beispielsweise sind die Düse und der Diffusor symmetrisch beziehungsweise spiegelbildlich ausgestaltet, weisen also dieselbe Längserstreckung und denselben Gradient der Durchströmungsquerschnittsfläche über der Längserstreckung auf. Die Verwendung der Düse und des Diffusors ermöglicht eine effektive Reduzierung des Drucks beziehungsweise Durchsatzes ohne übermäßige Verluste.
Bevorzugt ist der Strömungswiderstand derart ausgestaltet, dass die aus der Lagervertiefung in den Rücklauf abgeführte Menge an Fluid pro Zeiteinheit höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 % oder höchstens 25 % der gesamten in dem Rücklauf anfallenden Menge an Fluid pro Zeiteinheit entspricht. Eine solche Dimensionierung des Strömungswiderstands ist in jedem Fall geeignet, um eine hinreichende Lagerung des zweiten Zahnrads in dem Maschinengehäuse zu realisieren. Selbstverständlich kann die Menge an Fluid pro Zeiteinheit auch höher sein und beispielsweise höchstens 75 %, höchstens 70 %, höchstens 65 %, höchstens 60 % oder höchstens 55 % der genannten Größe entsprechen. Bevorzugt sind jedoch die kleineren Werte, weil mit diesen der Fluidverlust bei hinreichender Qualität der Lagerung deutlich begrenzt werden kann.
Beispielsweise sind Abmessungen des Strömungswiderstands, insbesondere eine kleinste Durchströmungsquerschnittsfläche des Strömungswiderstands, abhängig von einem Durchmesser des zweiten Zahnrads oder einem Fußkreisdurchmesser der Innenverzahnung. Es kann vorgesehen sein, dass die Abmessungen in Abhängigkeit von einer Erstreckung der Lagervertiefung in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung gewählt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Abhängigkeit von dem Lagerspiel und/oder von einer Erstreckung der Lagerstege in axialer Richtung vorgesehen sein. Beispielsweise ist auch ein Zusammenhang mit einem Verdrängungsvolumen der Innenzahnradfluidmaschine vorgesehen. Insbesondere ist ein Verhältnis der Abmessungen des Strömungswiderstands, insbesondere eines kleinsten Durchmessers des Strömungswiderstands über seine Erstreckung, zu dem Verdrängungsvolumen von mindestens 15 1/m² und höchstens 75 1/m², mindestens 30 1/m² und höchstens 60 1/m² oder mindestens 30 1/m² und höchstens 45 1/m² vorgesehen. Hieraus ergeben sich für eine Innenzahnradfluidmaschine mit einem Verdrängungsvolumen von 8 cm³ Abmessungen von 0,12 mm bis 0,6 mm. Diese Werte gelten insbesondere für eine Ausgestaltung des Strömungswiderstands als Blende.
Besonders bevorzugt ist die Lagervertiefung an beide Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen, insbesondere jeweils über einen Strömungswiderstand. Hierdurch wird die Bereitstellung des hydrostatischen Lagers unabhängig von einer Drehrichtung der Innenzahnradfluidmaschine und unabhängig von einem Betrieb als Pumpe oder als Motor erzielt. Der Strömungswiderstand ist hierbei für beide Fluidanschlüsse identisch ausgestaltet. Alternativ kann jedoch auch eine asymmetrische Ausgestaltung realisiert sein, bei welcher zwischen den Fluidanschlüssen und der Lagervertiefung unterschiedliche Strömungswiderstände vorliegen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Fluidanschluss ein erster Fluidanschluss von mehreren Fluidanschlüssen ist und über die als erste Anbindungskanäle vorliegenden Anbindungskanäle die erste Fluidkammer mit dem als ersten Fluidanschluss vorliegenden Fluidanschluss in Strömungsverbindung steht, und dass in den Gehäusewänden jeweils ein zweiter Anbindungskanal ausgebildet ist und über die zweiten Anbindungskanäle die zweite Fluidkammer mit einem zweiten Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungsverbindung steht. Insgesamt weist die Innenzahnradfluidmaschine also mehrere Fluidanschlüsse, mehrere erste Anbindungskanäle sowie mehrere zweite Anbindungskanäle auf. Der vorstehend bereits erwähnte Fluidanschluss bildet hierbei den ersten Fluidanschluss und die erwähnten Anbindungskanäle die ersten Anbindungskanäle.
Zusätzlich zu dem ersten Fluidanschluss liegt nun der zweite Fluidanschluss und zusätzlich zu den ersten Anbindungskanälen liegen die zweiten Anbindungskanäle in dem Maschinengehäuse vor. Über die zweiten Anbindungskanäle ist die zweite Fluidkammer mit dem zweiten Fluidanschluss strömungstechnisch verbunden, vorzugsweise permanent. Die weiteren Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung hinsichtlich der ersten Anbindungskanäle sind für die zweiten Anbindungskanäle analog heranziehbar.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass sich das Füllstück in Umfangsrichtung von den ersten Anbindungskanälen bis hin zu den zweiten Anbindungskanälen erstreckt, also sowohl in die gedachte Verlängerung der ersten Anbindungskanäle als auch in die gedachte Verlängerung der zweiten Anbindungskanäle eingreift. Weiter ist besonders bevorzugt die beschriebene Verjüngung sowohl auf der den ersten Anbindungskanälen als auch auf der den zweiten Anbindungskanälen zugewandten Seite des Füllstücks vorgesehen und ausgebildet. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht insbesondere einen richtungsunabhängigen Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine.
Zusätzlich oder alternativ gelten die vorstehenden Ausführungen für die Anbindungskanäle für den oder die Axialdurchbrüche. Es kann also vorgesehen sein, dass der Fluidanschluss ein erster Fluidanschluss von mehreren Fluidanschlüssen ist und über den als erster Axialdurchbruch ausgebildeten Axialdurchbruch die erste Fluidkammer mit dem als ersten Fluidanschluss vorliegenden Fluidanschluss in Strömungsverbindung steht, und dass in der Dichtscheibe ein zweiter Axialdurchbruch ausgebildet ist und über den zweiten Axialdurchbruch die zweite Fluidkammer mit einem zweiten Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungsverbindung steht. Besonders bevorzugt liegen selbstverständlich wiederum mehrere Dichtscheiben mit entsprechend mehreren Axialdurchbrüchen vor, wobei die Axialdurchbrüche als erste Axialdurchbrüche ausgebildet sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist in den Dichtscheiben jeweils ein zweiter Axialdurchbruch ausgebildet, wobei über die zweiten Axialdurchbrüche die zweite Fluidkammer mit dem zweiten Fluidanschluss in Strömungsverbindung steht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Füllstück in Umfangsrichtung symmetrisch ausgebildet ist, sodass die Innenzahnradfluidmaschine reversierbar ist. Das bedeutet, dass das Füllstück in Umfangsrichtung in mehrere Segmente aufgeteilt ist. Besonders bevorzugt weist das Füllstück insgesamt also vier Segmente auf, da es sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung in einzelne Segmente aufgeteilt ist. Hierdurch ist die radiale Kompensation der Innenzahnradfluidmaschine unabhängig von ihrer Drehrichtung realisiert. Eine solche Innenzahnradfluidmaschine kann auch als Vierquadranten-Innenzahnradfluidmaschine oder als reversible Innenzahnradfluidmaschine bezeichnet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Querschnittdarstellung einer Innenzahnradfluidmaschine,
2 eine schematische Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine,
3 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine,
4 eine erste Detailansicht eines Füllstücks der Innenzahnradfluidmaschine, sowie
5 eine weitere schematische Detaildarstellung des Füllstücks.

Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Innenzahnradfluidmaschine 1, die ein Maschinengehäuse 2 aufweist, in welchem ein erstes Zahnrad 3 und ein zweites Zahnrad 4 drehbar gelagert sind. Das erste Zahnrad 3 kann auch als Ritzel und das zweite Zahnrad 4 als Hohlrad bezeichnet werden. Das erste Zahnrad 3 ist um eine erste Drehachse 5 und das zweite Zahnrad 4 um eine zweite Drehachse 6 drehbar in dem Maschinengehäuse 2 gelagert. Es ist erkennbar, dass die erste Drehachse 5 und die zweite Drehachse 6 parallel beabstandet voneinander angeordnet sind, sodass also das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 unterschiedliche Drehachsen aufweisen. Das erste Zahnrad 3 weist eine Außenverzahnung 7 und das zweite Zahnrad 4 eine Innenverzahnung 8 auf, die in einem Eingriffsbereich 9 miteinander kämmen, also miteinander in Eingriff stehen.
Das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 begrenzen gemeinsam einen Fluidraum 10. Das erste Zahnrad 3 begrenzt den Fluidraum 10 hierbei in radialer Richtung nach innen und das zweite Zahnrad 4 in radialer Richtung nach außen. Der Fluidraum 10 wird durch das Kämmen der Zahnräder 3 und 4 einerseits sowie einem Füllstück 11 andererseits in Umfangsrichtung in eine erste Fluidkammer 12 sowie eine zweite Fluidkammer 13 unterteilt. Je nach Drehrichtung der Innenzahnradfluidmaschine 1 liegt eine der Fluidkammern 12 und 13 als Saugkammer und eine andere der Fluidkammern 12 und 13 als Druckkammer vor.
Das Füllstück 11 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch ausgebildet, um einen Reversierbetrieb der Innenzahnradfluidmaschine 1 zu ermöglichen. Die Innenzahnradfluidmaschine 1 ist insoweit in beide Drehrichtungen betreibbar. Zusätzlich oder alternativ ist das Füllstück 11 mehrteilig ausgestaltet und weist hierbei mehrere Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 auf. Die Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 sind in radialer Richtung unterteilt. Entsprechend liegt das erste Segment 14 beziehungsweise 16 an dem ersten Zahnrad 3 und das zweite Segment 15 beziehungsweise 17 an dem zweiten Zahnrad 4 an.
Zwischen den Segmenten 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 liegt ein Spalt 18 beziehungsweise 19 vor, welcher mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist. Durch diese Fluidbeaufschlagung werden die Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 in Richtung des jeweiligen Zahnrads 3 beziehungsweise 4 gedrängt. Somit liegt eine Radialkompensation der Innenzahnradfluidmaschine 1 vor.
Weiterhin ist zu erkennen, dass das zweite Zahnrad 4 in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise, insbesondere lediglich bereichsweise, von einer oder mehreren Lagervertiefungen 20 umgriffen ist. Die Lagervertiefungen 20 sind strömungstechnisch an Fluidanschlüsse 21 und 22 der Innenzahnradfluidmaschine 1 (hier nicht dargestellt) angeschlossen, vorzugsweise jeweils über einen Strömungswiderstand 23. Die Strömungsverbindungen zwischen der jeweiligen Lagervertiefung 20 und den Fluidanschlüssen 21 und 22 kann über einen jeweiligen Verbindungskanal 24 beziehungsweise 25 hergestellt sein. Die Lagervertiefungen 20 sind derart ausgestaltet, dass sie zumindest zeitweise mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt werden, beispielsweise von den Fluidanschlüssen 21 und 22, sodass sie ein hydrostatisches Lager für das zweite Zahnrad 4 ausbilden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine der Lagervertiefungen 20 lediglich mit demjenigen der Fluidanschlüsse 21 und 22 strömungstechnisch verbunden ist, der einer Druckseite der Innenzahnradmaschine 1 zugeordnet ist. Dies ist insbesondere der Fall, falls die Innenzahnradmaschine 1 nicht reversierbar ausgestaltet ist oder nur in einer Vorzugsdrehrichtung betrieben wird. Sofern jedoch die Innenzahnradmaschine 1 für den Reversierbetrieb vorgesehen ist und mit zeitweise wechselnden Drehrichtungen betrieben wird, so sind die Lagervertiefungen 20 bevorzugt an beide Fluidanschlüssen 21 und 22 strömungstechnisch angeschlossen, nämlich eine der Lagervertiefungen 20 an den Fluidanschluss 21 und eine andere der Lagervertiefungen 20 an den Fluidanschluss 22. Somit wird stets eine der Lagervertiefungen 20 mit dem auf der Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine 1 anliegenden Druck beaufschlagt, wohingegen die andere der Lagervertiefungen 20 lediglich mit dem auf der Saugseite vorliegenden Druck beaufschlagt wird, welcher niedriger ist.
Die 2 zeigt eine Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine 1. Es ist erkennbar, dass die Zahnräder 3 und 4 in axialer Richtung mittels - rein optionaler - Dichtscheiben 26 in dem Maschinengehäuse 3 gelagert sind. Die Dichtscheiben 26 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder 3 und 4 angeordnet und liegen während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine 1 dichtend an ihnen an. In den Dichtscheiben 26 sind erste Axialdurchbrüche 27 und zweite Axialdurchbrüche 28 ausgebildet. Die Axialdurchbrüche 27 und 28 durchgreifen die jeweilige Dichtscheibe 26 in axialer Richtung vollständig.
Es ist zu erkennen, dass die Axialdurchbrüche 27 und 28 sich jeweils in Richtung der Zahnräder 2 und 4 aufweiten. Beispielsweise fluchten hierbei die Axialdurchbrüche 27 und 28 im Schnitt gesehen auf ihrer den Zahnräder 3 und 4 zugewandten Seite in radialer Richtung innen mit einem Fußkreis der Außenverzahnung 7 und/oder in radialer Richtung außen mit einem Fußkreis der Innenverzahnung 8, wobei hier lediglich ersteres dargestellt ist. Zumindest liegen die Axialdurchbrüche 27 und 28 im Schnitt gesehen zwischen dem Fußkreis der Außenverzahnung 7 und dem Fußkreis der Innenverzahnung 8, ragen also in radialer Richtung nicht über diese hinaus. Hierdurch wird eine hohe Effizienz der Innenzahnradfluidmaschine 1 sichergestellt.
Die Axialdurchbrüche 27 sind beidseitig der ersten Fluidkammer 12 und die zweiten Axialdurchbrüche 28 beidseitig der zweiten Fluidkammer 13 angeordnet. Über die ersten Axialdurchbrüche 27 ist insoweit die erste Fluidkammer 12 strömungstechnisch an den ersten Fluidanschluss 21 angebunden. Analog hierzu ist über die zweiten Axialdurchbrüche 28 die zweite Fluidkammer 13 strömungstechnisch an den zweiten Fluidanschluss 22 angebunden. Hierzu sind in dem Maschinengehäuse 2 Anbindungskanäle 29 und 30 ausgebildet. Über die Anbindungskanäle 29 sind die ersten Axialdurchbrüche 27 und über die zweiten Anbindungskanäle 30 die zweiten Axialdurchbrüche 28 an den jeweiligen Fluidanschluss 21 beziehungsweise 22 angeschlossen. Die Dichtscheiben 26 und die in diesen ausgebildeten Axialdurchbrüche 27 können entfallen. In diesem Fall liegt eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen den Anbindungskanälen 29 und 30 sowie den Fluidkammern 12 und 13 vor. Selbstverständlich kann auch lediglich eine der Dichtscheiben 26 realisiert sein.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mündet jeweils einer der Anbindungskanäle 29 unmittelbar in den entsprechenden Fluidanschluss 21 beziehungsweise 22 ein, wohingegen der jeweils andere der Anbindungskanäle 29 und 30 über den jeweiligen Verbindungskanal 24 beziehungsweise 25 an den entsprechenden Fluidanschluss 22 angeschlossen ist. Die Verbindungskanäle 24 und 25 übergreifen hierbei die Zahnräder 3 und 4 und die Dichtscheiben 26 in axialer Richtung vollständig.
Es kann, wie hier gezeigt, vorgesehen sein, dass die ersten Anbindungskanäle 29 in axialer Richtung und die Verbindungskanäle 24 und 25 in radialer Richtung in den jeweiligen Fluidanschluss 21 beziehungsweise 22 einmünden. Die Axialdurchbrüche 27 und 28 sind jeweils von einer Dichtung 31 beziehungsweise 32 umgriffen, welche eine fluiddichte Anbindung des jeweiligen Axialdurchbruchs 27 beziehungsweise 28 an den jeweiligen Anbindungskanal 29 beziehungsweise 30 sicherstellt.
Es ist erkennbar, dass die Axialscheiben 26 in axialer Richtung gemeinsam Abmessungen aufweisen, welche mindestens den Abmessungen der Zahnräder 3 und 4 in derselben Richtung entsprechen. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Lagerung der Zahnräder 3 und 4 in dem Maschinengehäuse 2 erzielt. Insbesondere wird ein Verkippen der Axialscheiben 26 und eine damit einhergehende ungleichmäßige Abdichtung der Fluidkammern 12 und 13 zuverlässig verhindert.
Die 3 zeigt eine weitere Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine 1. Es wird deutlich, dass sich das Füllstück 11 in Umfangsrichtung bis hin zu den Axialdurchbrüchen 28 erstreckt und im Bereich der Axialdurchbrüche 28 endet. Entsprechendes gilt selbstverständlich analog für die ersten Axialdurchbrüche 27. Das Füllstück 11 weist eine Verjüngung 34 auf, durch welche es sich in axialer Richtung verjüngt, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beidseitig. Die Verjüngung 34 ist in Umfangsrichtung endseitig an dem Füllstück 11 ausgebildet.
Die Verjüngung 34 endet - ebenfalls in Umfangsrichtung gesehen - in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch 28, sodass das Füllstück 11 in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch 28 in axialer Richtung Abmessungen aufweist, welche dem Abstand der beiden Dichtscheiben 26 voneinander entsprechen. Erst in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch 28 beginnt sich das Füllstück 11 in Richtung seines freien Endes zu verjüngen. Die Verjüngung 34 bewirkt eine optimierte Strömungsführung, sodass das Fluid ungehindert in die jeweilige Fluidkammer 12 beziehungsweise 13 ein oder aus ihr ausströmen kann.
Abseits der Dichtung 32 ist bevorzugt ein Druckfeld ausgebildet, welches zum Beaufschlagen der Dichtscheiben 26 mit einer in Richtung der Zahnräder 3 und 4 gerichteten Kraft mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist. Beispielsweise wird dem Druckfeld Fluid von einem der Fluidanschlüsse 21 und 22 oder beiden Fluidanschlüssen 21 und 22 zugeführt. Hierzu kann eine entsprechende Fluidverbindung realisiert sein. Durch die beschriebene Ausgestaltung wird sichergestellt, dass die Fluidkammern 12 und 13 von den Dichtscheiben 26 in axialer Richtung zuverlässig abgedichtet sind.
Die 4 zeigt eine erste Detaildarstellung des Füllstücks 11. Dieses ist in Umfangsrichtung symmetrisch ausgebildet, weist also wenigstens eine Symmetrieachse 35 auf, bezüglich welcher es spiegelsymmetrisch ausgestaltet ist. In Umfangsrichtung jeweils endseitig ist an dem Füllstück jeweils eine Verjüngung 34 ausgebildet. Das Füllstück 11 weist in Umfangsrichtung eine Erstreckung von mindestens 180°, vorzugsweise mehr als 180°, insbesondere mindestens 190°, mindestens 200°, mindestens 210° oder mindestens 220°, auf. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Erstreckung in Umfangsrichtung mindestens 225°. Die beschriebene Ausgestaltung des Füllstücks 11 ermöglicht einen reversierbaren Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine 1, also ein Betreiben mit einer beliebigen Drehrichtung. Zudem stellt sie ein zuverlässiges Abdichten der Fluidkammern 12 und 13 voneinander in Umfangsrichtung sicher.
Die 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Füllstücks 11, wobei nochmals die endseitige beidseitige Verjüngung 34 zu erkennen ist. Diese ermöglicht ein besonders effektives Einströmen des Fluids in die Fluidkammern 12 und 13 beziehungsweise ein Ausströmen aus ihnen. Bevorzugt weist das Füllstück abseits der Verjüngung 34 beziehungsweise der Verjüngungen 34 konstante Abmessungen in axialer Richtung auf.
In den 1 und 4 ist zudem ein Rücklauf 36 zu erkennen, über welchen Fluid, insbesondere Leckagefluid, aus der Innenzahnradfluidmaschine 1 abgeführt und/oder erneut der Innenzahnradfluidmaschine 1 beziehungsweise der jeweiligen Saugkammer zugeführt werden kann. In Umfangsrichtung gesehen ist der Rücklauf 36 in etwa mittig bezüglich des Füllstücks 11 angeordnet, vorzugsweise genau mittig. Besonders bevorzugt liegt der Rücklauf 36 symmetrisch bezüglich einer gedachten Ebene vor, welche sowohl die erste Drehachse 5 als auch die zweite Drehachse 6 in sich aufnimmt.
Der Rücklauf 36 weist eine Rücklaufausnehmung 37 auf, welche eine dem zweiten Zahnrad 3 zugewandte Innenumfangsfläche des Maschinengehäuses 2 durchgreift, sodass die Rücklaufausnehmung 37 in Richtung der Zahnräder 3 und 4 offen ist. Zusätzlich verfügt der Rücklauf 36 über Rücklauftaschen 38, welche mit der Rücklaufausnehmung 37 bevorzugt in Strömungsverbindung stehen. Während die Rücklaufausnehmung 37 in axialer Richtung gesehen in Überdeckung mit den Zahnrädern 3 und 4 vorliegt, liegen die Rücklauftaschen 38 in axialer Richtung gesehen beidseitig der Zahnräder 3 und 4 vor, insbesondere sind sie auf der den Zahnrädern 3 und 4 abgewandten Seiten der Dichtscheiben 26 in dem Maschinengehäuse 2 ausgebildet.
Über den Rücklauf 36, also über die Rücklaufausnehmung 37 und die Rücklauftaschen 38, kann das Fluid abgeführt und bevorzugt erneut der jeweiligen Saugkammer zugeführt werden. Beispielsweise mündet die Lagervertiefung 20 in die Rücklaufausnehmung 37 ein. Es kann vorgesehen sein, dass die die Lagervertiefung 20 in axialer Richtung begrenzenden Lagerstege auch die Rücklaufausnehmung 37 in axialer Richtung begrenzen. Bevorzugt sind jedoch die Lagervertiefungen 20 in Umfangsrichtung von der Rücklaufausnehmung 37 beabstandet angeordnet. Bevorzugt sind die Lagervertiefungen symmetrisch bezüglich der Rücklaufausnehmung 37 ausgebildet, insbesondere weisen sie den gleichen Abstand zu ihr auf.
Um die Menge des Leckagefluids zu begrenzen, sind die Strömungswiderstände 23 vorgesehen. Diese sind bevorzugt identisch ausgestaltet und weisen beispielsweise einen kleinsten Durchmesser über ihre jeweilige Erstreckung auf, welcher bezogen auf ein Verdrängungsvolumen der Innenzahnradfluidmaschine 1 mindestens 15 1/m² und höchstens 75 1/m² beträgt. Hierdurch kann eine effektive Lagerung des zweiten Zahnrads 4 in dem Maschinengehäuse 2 erzielt und gleichzeitig eine deutliche Reduzierung der Menge des Leckagefluids vorgenommen werden. Einer der Strömungswiderstände 23 ist strömungstechnisch zwischen einer der Lagervertiefungen 20 und der Druckseite und ein anderer der Strömungswiderstände ist strömungstechnisch zwischen einer anderen der Lagervertiefungen 20 und der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine angeordnet. Eine strömungstechnische Verbindung zwischen den Lagervertiefungen 20 liegt bevorzugt lediglich über unvermeidbare Leckagen und/oder über die Innenzahnradfluidmaschine 1 selbst, also über den Fluidraum 10 beziehungsweise zumindest eine oder beide der Fluidkammern 12 und 13 vor.
Die beschriebene Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine 1 ermöglicht eine besonders effiziente Fluidführung und einen hohen Fluiddurchsatz. Zudem ist sie aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung des Füllstücks 11 reversierbar betreibbar. Da das Füllstück 11 mehrteilig ausgestaltet ist, ist eine Viersegment-Innenzahnradfluidmaschine realisiert, welche in beliebiger Drehrichtung eine effektive Abdichtung der Fluidkammern 12 und 13 voneinander in Umfangsrichtung mittels des Füllstücks 11 sicherstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19930911 C1 [0002]
DE 102008053318 A1 [0003]

Claims

Innenzahnradfluidmaschine (1), mit - einem eine Außenverzahnung (7) aufweisenden und um eine erste Drehachse (5) drehbar gelagerten ersten Zahnrad (3) und einem eine mit der Außenverzahnung (7) in einem Eingriffsbereich (9) bereichsweise kämmende Innenverzahnung (8) aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse (5) verschiedene zweite Drehachse (6) drehbar gelagerten zweiten Zahnrad (4), wobei - zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) abseits des Eingriffsbereichs (9) ein Füllstück (11) angeordnet ist, das einerseits an der Außenverzahnung (7) und andererseits an der Innenverzahnung (8) anliegt, um einen zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) vorliegenden Fluidraum (10) in eine erste Fluidkammer (12) und eine zweite Fluidkammer (13) zu unterteilen, und wobei - in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse (5) beidseitig des ersten Zahnrads (3) und des zweiten Zahnrads (4) Gehäusewände eines Maschinengehäuses (2) der Innenzahnradfluidmaschine (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass - in beiden Gehäusewänden jeweils ein Anbindungskanal (29) ausgebildet ist und über beide Anbindungskanäle (29) dieselbe der Fluidkammern (12,13) mit demselben Fluidanschluss (21,22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) in Strömungsverbindung steht.
Innenzahnradfluidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse (5) neben dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) zumindest eine Dichtscheibe (26) angeordnet ist, die während eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine (1) dichtend an dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) anliegt, wobei in der Dichtscheibe (26) ein Axialdurchbruch (27) ausgebildet ist, über den eine der Fluidkammern (12,13) mit einem der Fluidanschlüsse (21,22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) in Strömungsverbindung steht.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Anbindungskanäle (29) über den Axialdurchbruch (27) an die Fluidkammer (26,27) strömungstechnisch angeschlossen ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Axialdurchbruch (27) in Richtung des ersten Zahnrads (3) und des zweiten Zahnrads (4) aufweitet.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anbindungskanäle (29) unmittelbar und ein anderer der Anbindungskanäle (29) über einen das erste Zahnrad (3) und das zweite Zahnrad (4) in axialer Richtung übergreifenden Verbindungskanal (24) an den Fluidanschluss (21,22) strömungstechnisch angeschlossen ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialdurchbruch (27) von einer Dichtung (31) umgriffen ist, die einerseits an der Dichtscheibe (26) und andererseits an dem Maschinengehäuse (2) dichtend anliegen, wobei außerhalb eines von der Dichtung (31) umgriffenen Bereichs ein an eine Druckseite der Innenzahnradfluidmaschine (1) strömungstechnisch angeschlossenes Druckfeld ausgebildet ist, sodass die Dichtscheibe (26) zumindest zeitweise in Richtung der Zahnräder (3,4) gedrängt wird.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (11) in Umfangsrichtung bis hin zu dem Axialdurchbruch (27) ragt und/oder in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch (27) endet.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (11) in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch (27) in axialer Richtung verjüngt ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (34) des Füllstücks (11) in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch (27) endet.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (4) in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise von zumindest einer in dem Maschinengehäuse (2) ausgebildeten Lagervertiefung (20) umgriffen ist, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad (4) lediglich teilweise übergreift und an einen der Fluidanschlüsse (21,22) strömungstechnisch angeschlossen ist.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidanschluss (21,22) ein erster Fluidanschluss (21) von mehreren Fluidanschlüssen (21,22) ist und über die als erste Anbindungskanäle (29) vorliegenden Anbindungskanäle (29) die erste Fluidkammer (12) mit dem als ersten Fluidanschluss (21) vorliegenden Fluidanschluss (21) in Strömungsverbindung steht, und dass in den Gehäusewänden jeweils ein zweiter Anbindungskanal (29) ausgebildet ist und über die zweiten Anbindungskanäle (29) die zweite Fluidkammer (13) mit einem zweiten Fluidanschluss (22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) in Strömungsverbindung steht.
Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (11) in Umfangsrichtung symmetrisch ausgebildet ist, sodass die Innenzahnradfluidmaschine (1) reversierbar ist.