WO2022018022A1 - Innenzahnradfluidmaschine - Google Patents

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WO2022018022A1
WO2022018022A1 PCT/EP2021/070136 EP2021070136W WO2022018022A1 WO 2022018022 A1 WO2022018022 A1 WO 2022018022A1 EP 2021070136 W EP2021070136 W EP 2021070136W WO 2022018022 A1 WO2022018022 A1 WO 2022018022A1
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WO
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fluid
gear
internal gear
connection
flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/070136
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Goss
Original Assignee
Eckerle Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN202180080601.6A priority patent/CN116917623A/zh
Priority to EP21746687.9A priority patent/EP4185773A1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/101Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with a crescent-shaped filler element, located between the inner and outer intermeshing members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/04Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for reversible machines or pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/50Bearings
    • F04C2240/54Hydrostatic or hydrodynamic bearing assemblies specially adapted for rotary positive displacement pumps or compressors

Definitions

  • the invention relates to an internal gear fluid machine with a first gear wheel that has external teeth and is mounted rotatably about a first axis of rotation, and a second gear wheel that has internal teeth that mesh with the external teeth in a region of engagement region and is mounted rotatably about a second axis of rotation that differs from the first axis of rotation, with between A filler piece is arranged between the first gear wheel and the second gear wheel on the side of the engagement area, which rests on the one hand on the external toothing and on the other hand on the internal toothing in order to convert a fluid space present between the first gear wheel and the second gear wheel into a first fluid chamber and a second fluid chamber subdivide, and housing walls of a machine housing of the internal gear fluid machine are arranged on both sides of the first gear wheel and the second gear wheel in the axial direction with respect to the first axis of rotation.
  • the publication DE 199 30 911 CI for example, is known from the prior art.
  • the se describes an internal gear fluid machine for reverse operation in a closed circuit; with an externally toothed pinion; with an internally toothed ring gear that meshes with the pinion; with a housing; with a filling that fills the crescent-shaped space between the pinion and ring gear; the filling comprises two identical filling pieces; a stop pin is provided which is mounted in the housing and against which the filler pieces are supported with their end faces.
  • axial washers are provided on both sides of the pinion.
  • An axial pressure field is provided between the outside of each thrust washer and the relevant housing wall, and a control field is provided between the inside of each thrust washer and the pinion.
  • At least one control slot is connected to the control panel, which tapers towards its free end.
  • the publication DE 10 2008 053 318 A1 discloses a reversibly operable toothed wheel machine, comprising a housing in which two toothed wheels are arranged.
  • a first bearing chamber and a second bearing chamber are provided, with the first bearing chamber in a first operating direction of the gear machine and the first bearing chamber in an opposite second operating direction direction is applied to the second bearing chamber with a hydraulic fluid pressure and forms a hydrostatic bearing for a gear.
  • a vehicle steering system comprising a hydraulic circuit, a hydraulic cylinder and a gear machine that works as a pump and in its first operating direction acts on a first working chamber and in its second operating direction a second working chamber of the hydraulic cylinder with hydraulic pressure.
  • the second gear wheel is surrounded at least in regions in the circumferential direction to form a hydrostatic bearing by at least one bearing recess formed in the machine housing, which recess at least partially overlaps the second gear wheel in the axial direction and is connected via a fluid line that has a flow resistance a fluid connection of the internal gear fluid machine is fluidically connected.
  • the internal gear fluid machine represents a fluid delivery device and serves to deliver a fluid, for example a liquid or a gas.
  • the internal gear fluid machine has two gears, namely the first gear and the second gear.
  • the first gear can also be referred to as a pinion and the second gear as a ring gear.
  • the pinion has the external teeth and the ring gear has the internal teeth. Viewed in the circumferential direction, the external toothing and the internal toothing engage in one another in regions, ie mesh with one another in regions, namely in the engagement region.
  • the two gears are provided for conveying fluid and for this reason are designed in such a way that they interact during a rotary movement for conveying the fluid and thereby engage in one another or mesh with one another.
  • the first gear is preferably coupled to an input shaft or drive shaft of the internal gear fluid machine, preferably on the one hand rigidly and/or on the other hand detachably or permanently.
  • detachable coupling there is, for example, a plug-in pinion that is pushed onto the drive shaft and can be detached from it without being damaged.
  • the first gear wheel is rotatably mounted in a machine housing of the internal gear wheel fluid machine by means of the input shaft.
  • the first gear is preferably arranged on the input shaft so that it always has the same speed as the input shaft during operation of the internal gear fluid machine.
  • Both the first gear and the second gear are net angeord in the machine housing and rotatably mounted in this.
  • the first gear wheel is mounted such that it can rotate about the first axis of rotation
  • the second gear wheel is mounted so that it can rotate about the second axis of rotation.
  • the first axis of rotation can also be referred to as the axis of rotation of the pinion and the second axis of rotation as the axis of rotation of the ring gear. Seen in cross section, i.e.
  • the first gear wheel is arranged in the second gear wheel in such a way that the external toothing of the first gear wheel meshes with the internal toothing of the second gear wheel in the meshing area or is in engagement with it .
  • the engagement area is fixed to the housing, for example, so it does not rotate with the first gear wheel or the second gear wheel.
  • a tooth of one of the toothings engages in an interdental space of the respective other of the toothings.
  • the space between the teeth is delimited in the circumferential direction by the teeth of the respective toothing.
  • a tooth of the internal toothing engages in a tooth space of the external toothing or, conversely, a tooth of the external toothing engages in a tooth space of the internal toothing.
  • the internal toothing and the external toothing act together in a sealing manner.
  • the filler piece is arranged on the other side of the engagement area, ie preferably on the side diametrically opposite the engagement area with respect to the first axis of rotation and/or the second axis of rotation.
  • the filler piece is present between the first gear wheel and the second gear wheel or, to put it another way, between the external toothing of the first gear wheel and the internal toothing of the second gear wheel.
  • the filler piece is therefore net angeord in a fluid space, which is delimited in the radial direction inwards by the first gear wheel and in the radial direction outwards by the second gear wheel, in each case with respect to the first axis of rotation or the second axis of rotation.
  • the filler piece rests on the one hand on the external toothing and on the other hand on the internal toothing. More specifically, the filler piece is sealingly against the tips of the teeth of the external teeth and you tend to the tips of the teeth of the internal teeth to divide the fluid space into the first fluid chamber and the second fluid chamber. Viewed in the circumferential direction, each of the two fluid chambers is therefore delimited on the one hand by the filling piece and on the other hand by the tight meshing of the external toothing and the internal toothing in the engagement region.
  • one of the fluid chambers serves as a suction chamber and the other of the fluid chambers serves as a pressure chamber.
  • the suction chamber can also be referred to as the inlet chamber and the pressure chamber as the outlet chamber; it is crucial that the fluid is always conveyed from the inlet chamber in the direction of the outlet chamber during the operation of the internal gear fluid machine.
  • the pressure present in the inlet chamber is always lower than the pressure in the outlet chamber.
  • the pressure in the inlet chamber can already be (significantly) greater than ambient pressure. For example, pressurized fluid is pumped from the inlet chamber toward the outlet chamber with the help of the internal gear fluid machine.
  • the internal gear fluid machine is in the form of a motor or is being operated as a motor, fluid is supplied to the pressure chamber and enters the suction chamber, causing the gears to rotate.
  • the pressure chamber is the inlet chamber and the suction chamber is the outlet chamber; the pressure in the inlet chamber is higher than the pressure in the outlet chamber.
  • the suction chamber can also be referred to as a low-pressure chamber and the pressure chamber can also be referred to as a high-pressure chamber.
  • the suction side of the internal gear unit corresponds to a low-pressure side te and the pressure side of a high pressure side.
  • the terms “low pressure” and “high pressure” are not to be understood as meaning a restriction to a specific pressure level; rather, the pressure in the high-pressure chamber or on the high-pressure side is only relatively higher than the pressure in the low-pressure chamber or on the low-pressure side.
  • the filling piece is preferably designed in several parts and in this respect has several segments.
  • the segments of the filler piece are arranged side by side in the radial direction, so that a first segment is arranged on the side of a second segment facing the first gear and, conversely, the second segment is arranged on the side of the first segment facing the second gear.
  • the first segment is in sealing contact with the first gear wheel or its external toothing and the second segment is in contact with the second gear wheel or the internal toothing of the second gear wheel.
  • the two segments can preferably be displaced relative to one another in the radial direction.
  • a gap present between them is acted upon by fluid pressure during operation of the internal gear fluid machine in such a way that the first segment is urged in the direction of the first gear and the second segment is urged in the direction of the second gear, so that the segments on the respective gear or the Tooth tips of the corresponding gearing make a tight fit.
  • the internal gear fluid machine is thus radially compensated or gap-compensated in the radial direction.
  • Each of the segments can be further subdivided into segments.
  • the first segment is in one piece or consists of at least two segments and/or the second segment is in one piece or consists of at least two segments.
  • These segments of the filling piece are also preferably mounted such that they can be displaced relative to one another, and can therefore be displaced independently of one another. This achieves a particularly effective gap compensation.
  • the internal gear fluid machine has the machine case.
  • the two gears of the internal gear fluid machine are arranged between housing walls of the machine housing.
  • One of the housing walls is therefore on a first side of the gears and a second of the Ge housing walls on a side of the gears opposite the first side in the axial direction, so that the housing walls take the gears between them as seen in the axial direction.
  • a gap remaining between the housing walls and the gear wheels is dimensioned so small that the housing walls ensure adequate sealing of the flow cause idraums or the fluid chambers.
  • the gears are mounted on and/or in the machine housing.
  • the second gear wheel is partially encompassed by the at least one bearing recess formed in the machine housing.
  • the bearing recess is designed in such a way that it at least partially, in particular only partially, overlaps the second gear in the axial direction and is in particular arranged completely in overlap with the second gear.
  • the bearing recess thus not only has a smaller extent than the second gear in the axial direction, but is also arranged such that the ends delimiting the bearing recess in the axial direction are arranged in overlap with the second gear, viewed in the axial direction. The bearing recess therefore does not protrude beyond the second gear wheel in the axial direction.
  • the bearing recess is in the form of a groove or channel formed in the machine housing and running in the circumferential direction.
  • the bearing recess surrounds the second gear wheel in the circumferential direction by at least 30°, at least 60°, at least 90°, at least 120° or at least 150°.
  • the bearing recess can also be significantly smaller in the circumferential direction and encompass the second gear wheel in this direction by less than 30°, in particular by at most 15°, at most 10° or at most 5°.
  • the bearing recess is designed as a round bore, for example.
  • the bearing recess is used to form the hydrostatic bearing or a hydrostatic bearing for the second gear.
  • the bearing recesses are at least intermittently subjected to pressurized fluid such that the second gear is urged radially away from the machine housing. This creates a fluid film between the second gear wheel and the machine housing, which causes a particularly loss-free mounting of the second gear wheel.
  • the pressure present in the bearing recess counteracts the pressure present in the pressure chamber.
  • the bearing recess is arranged and/or designed accordingly.
  • a force exerted on the second gear by the fluid present in the bearing recess is at least as much as large as a force exerted on the second gear from the fluid present in the pressure chamber.
  • the former force is at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80% or at least 90% of the latter force.
  • the flow resistance is present between the fluid connection and the bearing recesses, which causes a reduction in the pressure.
  • the flow resistance is preferably in the form of a cross-sectional constriction.
  • a flow cross-sectional area is preferably identical in terms of flow technology before and after the flow resistance or the cross-sectional constriction. This means that the narrowing of the cross section is only present in sections, in particular it does not extend directly to the bearing recesses. Rather, the flow cross-sectional area decreases in the area of the cross-sectional constriction and then increases again, in particular likewise in the area of the cross-sectional constriction.
  • a ratio between a length and a width or a diameter of the cross-sectional constriction is at most 25, at most 20 or at most 15. However, the ratio is preferably at most 10 or at most 5.
  • the width or the diameter is the smallest dimension of the cross-sectional constriction to understand about their extent.
  • a fluid loss from the bearing recess in the direction of a return flow is reduced by means of the flow resistance.
  • the flow resistance can easily be provided since the pressure of the fluid available on the pressure side of the internal gear fluid machine is usually more than sufficient to achieve adequate support. It is therefore possible to reduce the pressure without deteriorating the quality of storage.
  • the reduction in pressure in turn causes a reduction in flow, so that a smaller quantity of fluid is discharged via the bearing depressions in the direction of the return or into the return.
  • the flow resistance is preferably designed in such a way that the amount of fluid per unit of time discharged from the bearing recess into the return corresponds to at most 50%, at most 40%, at most 30% or at most 25% of the total amount of fluid occurring in the return per unit of time.
  • Such a dimensioning of the flow resistance is suitable in any case in order to realize a sufficient mounting of the second gear wheel in the machine housing.
  • the amount of fluid per unit of time can also be higher and for example, no more than 75%, no more than 70%, no more than 75%, no more than 60% or no more than 55% of the stated size.
  • the smaller values are preferred because with them the loss of fluid can be clearly limited with sufficient quality of the bearing.
  • dimensions of the flow resistance are dependent on a diameter of the second gear wheel or a root circle diameter of the internal toothing. Provision can be made for the dimensions to be selected depending on an extension of the bearing recess in the circumferential direction and/or in the axial direction.
  • a dependency on the bearing clearance and/or on an extension of the bearing webs in the axial direction can be provided.
  • a connection with a displacement volume of the internal gear fluid machine is also provided.
  • the bearing recess is fluidically connected to both fluid connections, in particular via a flow resistance in each case.
  • a flow resistance in each case.
  • the bearing recess completely surrounds the second gear wheel in the circumferential direction. Preferably, however, it partially surrounds the second gear in the circumferential direction.
  • there are two bearing depressions spaced apart from one another in the circumferential direction the two bearing depressions are therefore spaced apart from one another on both sides in the circumferential direction.
  • the bearing recesses are arranged symmetrically in cross-section with respect to an imaginary plane which accommodates the axis of rotation of the second toothed wheel and/or the axis of rotation of the second toothed wheel.
  • the bearing cavities are fluidically connected to different fluid connections, preferably each had a flow resisted.
  • a first of the bearings is fluidly connected to a first fluid port via a first flow resistance and a second of the bearing wells to a second fluid port of the internal gear fluid machine via a first flow resistance.
  • each of the bearing recesses is connected to the corresponding fluid connection directly via the respective flow resistance and is only indirectly connected to the other fluid connection, in particular via the fluid space or one or more of the fluid chambers.
  • a flow connection can also be present outside of the internal gear fluid machine.
  • one of the bearing recesses is always technically connected to the pressure side and another of the bearing recesses to the suction side of the internal gear fluid machine flow. As a result, a balance of forces is achieved within the internal gear fluid machine, resulting in a particularly high level of efficiency.
  • the flow resistance is arranged in the fluid line, via which the respective bearing wells is in flow connection with the corresponding fluid connection.
  • the bearing recesses are each connected to the corresponding fluid connection via a fluid line, with a flow resistor being arranged in each of the fluid lines. All statements relating to the bearing recess within the scope of this description are preferably optionally applicable to each of the multiple bearing recesses, if they are present.
  • a single bearing recess is formed in the housing Maschinenge, which constantly surrounds the second gear in the circumferential direction only partially or fully.
  • This bearing recess is fluidically connected to the fluid port of the internal gear fluid machine.
  • the single bearing recess is fluidically connected to a plurality of fluid connections, in particular to a fluid connection on the pressure side and a fluid connection on the suction side of the internal gear fluid machine.
  • the bearing recess overlaps the second gear wheel only partially, so that conversely the second gear wheel completely overlaps the bearing recess in the axial direction.
  • the bearing recess is delimited on both sides in the axial direction by bearing webs, which are formed to overlap with the bearing recess in the circumferential direction and have at least the same extent as the bearing recess.
  • each of the bearing recesses has such bearing webs.
  • the second gear is in sealing contact with the bearing webs, in particular in the circumferential direction overlapping the bearing recesses continuously, or the second gear is at a smaller distance from the bearing webs than from a base of the bearing recess, which extends the bearing recess into that facing away from the second gear Limited direction, so in particular in the radial direction to the outside.
  • the second gear has a bearing clearance, i.e.
  • a distance in the radial direction from the bearing webs of no more than 0.25 mm, no more than 0.2 mm, no more than 0.15 mm, no more than 0.1 mm, no more than 0.075 mm or no more than 0 05mm up. Distances of at most 0.1 mm and less are preferred here.
  • the internal gear fluid machine described enables the second gear to be mounted in the machine housing in a particularly effective and loss-free manner. At the same time, excessive fluid losses, which can occur due to the use of the fluid to implement the hydrostatic bearing, are effectively avoided by the flow resistance.
  • the flow resistance causes a pressure loss between the fluid connection and the bearing recesses, so that the pressure of the fluid in the bearing recesses is lower than the pressure of the fluid at the fluid connection. However, the fluid pressure remaining in the bearing recesses is sufficient to support the second gear.
  • the flow resistance is preferably configured or dimensioned accordingly.
  • the internal gear fluid machine is in flow communication with a first chamber of a working cylinder on the one hand and with a second chamber of the working cylinder on the other hand.
  • the first chamber of the working cylinder is connected to a first of the fluid chambers. numbers and the second chamber of the working cylinder to a second of the fluid chambers fluidically connected.
  • mechanical energy can be converted into a force acting on a working piston arranged in the working cylinder, or a force acting on the working piston can be converted into mechanical energy.
  • the arrangement of the internal gear fluid machine in the working cylinder is operated at times to convert the mechanical energy into power and at times to convert the force into mechanical energy.
  • the working cylinder is preferably designed as a hydraulic cylinder; in this case a liquid, in particular oil, is used as the fluid.
  • the arrangement of internal gear fluid machine and working cylinder is, for example, part of an industrial truck, in particular a forklift, or a construction machine or construction equipment, in particular an excavator.
  • the invention also relates to such an arrangement of internal gear fluid machine and working cylinder as well as a method for operating such an arrangement. Reference is also made to the further explanations within the scope of this description.
  • the flow resistance is present in the form of a flow orifice, a flow throttle or a flow nozzle.
  • An orifice means an abrupt narrowing of the cross-section, i.e. the flow cross-sectional area suddenly decreases at the beginning of the orifice and widens again just as suddenly at the end of the orifice, in particular down to the same flow cross-sectional area as in front of the orifice.
  • the orifice has a ratio of the length of the cross-sectional constriction in the direction of flow to the width or diameter of at most 2, at most 1.5 or at most 1.
  • the statements made for the orifice plate apply to the choke, with the difference that the ratio of length to width or diameter is greater for them.
  • the ratio is at least 2 or is greater than 2.
  • a ratio of at least 3, at least 4 or at least 5 is used.
  • the nozzle is a constriction in which the flow cross-sectional area decreases continuously until it reaches a minimum. Downstream of the minimum through-flow cross-sectional area, the through-flow cross-sectional area widens again. This can be done suddenly or continuously.
  • the flow resistance has a diffuser in addition to the nozzle.
  • the nozzle and the diffuser are designed symmetrically or in mirror image, i.e. have the same longitudinal ckung and the same gradient of the flow cross-sectional area over the longitudinal extent. The use of the nozzle and the diffuser allows an effective reduction of the pressure or throughput without excessive losses.
  • a development of the invention provides that the fluid line, starting from the bearing recess, runs outwards in the radial direction and/or is continuously straight.
  • the Fluidlei device opens directly into the bearing recess.
  • the fluid line can also open directly into the fluid connection or, alternatively, can only be connected indirectly to the fluid connection via a further line.
  • the fluid line runs outwards in the radial direction, starting from the bearing recess, preferably exactly in the radial direction. This means that a longitudinal center axis of the fluid line is perpendicular to an imaginary plane containing the axis of rotation of the first gear wheel and the axis of rotation of the second gear wheel.
  • the fluid line is straight throughout. This means in particular that the longitudinal center axis of the fluid line is continuously straight. The straight course ensures a low pressure loss across the fluid line, so that this configuration also serves to introduce the fluid into the bearing recess with high efficiency.
  • a further development of the invention provides that the fluid line opens out in the radial direction inwards into the bearing recess by reaching through a base of the bearing recesses, forming an orifice opening.
  • the floor delimits the bearing recess in the direction away from the second gear.
  • the floor is formed from the machine housing.
  • the bearing recess is thus limited in the radially outward direction from the bottom and is in the radial direction inward and correspondingly in the direction of the second gear of FEN.
  • the bearing recess is preferably bounded on opposite sides by walls which are angled relative to the floor. The walls delimiting the bearing recess preferably run parallel to one another.
  • the bearing recess has an axial extent which increases or decreases in the direction of the second gear wheel or in the direction facing away from the floor.
  • the bearing depression is, for example, trapezoidal when viewed in section.
  • the fluid line passes through the bottom of the bearing well. In doing so, it forms the mouth opening.
  • the Fluidlei device opens via the orifice in the bearing recess, wherein the orifice in the floor is formed.
  • Such a configuration also serves to efficiently introduce the fluid into the bearing recess and to avoid excessive pressure losses.
  • a development of the invention provides that the fluid line, on its side facing away from the bearing recess, opens into a connecting channel of larger dimensions, via which it is fluidically connected to the fluid connection. It has already been pointed out that the fluid line can be flow-connected to the fluid connection either directly or only indirectly. In the case of the only indirect connection of the fluid line to the fluid connection, the fluid line is flow-connected to the fluid connection via the connecting channel.
  • the fluid line opens directly into the connecting channel, namely in particular in the radial direction.
  • a central longitudinal axis of the fluid line is preferably angled with respect to a central longitudinal axis of the connecting channel, so the two central longitudinal axes form an angle with one another that is greater than 0° and smaller than 180°. The angle is preferably at least 45° and at most 135°, at least 60° and at most 120°, at least 75° and at most 105° or approximately or exactly 90°.
  • the connecting channel can be continuously straight, that is to say run continuously straight between the point at which the fluid line opens into it and the fluid connection.
  • the connecting channel can also have at least one bend or curvature.
  • the fluid line preferably opens into a straight area of the connecting channel.
  • the connecting channel opens into the fluid connection on its side facing away from the fluid line, ie it is directly connected to it in terms of flow.
  • the connecting channel opens into the fluid port in the radial direction, so that the longitudinal center axis of the connecting channel is angled relative to a longitudinal center axis of the fluid port.
  • the connecting channel has larger dimensions than the fluid line, in particular its flow cross section is larger than a flow cross section of the fluid line.
  • a particularly low pressure loss is achieved here, so that the fluid line is fluidically connected particularly effectively to the fluid connection.
  • the largest flow cross-sectional area of the connecting channel over its extent is greater than the largest flow cross-sectional area of the fluid channel over its extent by a factor of at least 2, at least 3, at least 4 or at least 5.
  • a development of the invention provides that the cross-sectional constriction is formed only locally in the fluid line, so that a flow cross-section of the fluid line on both sides of the cross-sectional constriction is larger than a flow cross-section in the region of the cross-sectional constriction.
  • the cross-sectional constriction is present in the fluid line and temporarily reduces its cross-sectional flow area. This means that the fluid line as a whole cannot be regarded as a cross-sectional constriction, even if its through-flow cross-sectional area is possibly smaller than the through-flow cross-sectional area of elements which are fluidically connected to the fluid line. For example, the flow cross-sectional area of the connecting channel may be larger than that of the fluid line. Nevertheless, the fluid line itself is not the flow resistance, but the cross-sectional constriction is present in the fluid line.
  • the fluid line On both sides of the cross-sectional constriction, the fluid line has a flow cross-sectional area that is larger than the flow cross-sectional area of the cross-sectional constriction or the flow resistance.
  • the flow cross-sectional area of the fluid line on both sides of the cross-sectional constriction is greater by a factor of at least 5, at least 7.5, at least 10, at least 12.5, at least 15 or at least 20 than the flow cross-sectional area of the cross-sectional constriction.
  • the flow cross-sectional area of the cross-sectional constriction here means the smallest flow cross-sectional area of the cross-sectional constriction over its extent.
  • a further development of the invention provides that the Fager depression is technically connected on its side facing away from the fluid line in terms of flow via a Feckage gap to a return recess of the internal gear fluid machine flow, which is in flow connection directly with a suction side of the internal gear fluid machine and/or a fluid tank.
  • the Fager depression is fluidically connected to a return of the internal gear fluid machine, via which fluid is discharged, namely in the direction of the suction side of the internal gear fluid machine and/or in the direction of the fluid tank.
  • Feckage fluid is collected in the return, that is to say fluid which occurs in the internal gear fluid machine due to faults in the latter.
  • the fluid is discharged in the direction of the suction side and/or the fluid tank, preferably in such a way that it is conveyed again by the internal gear fluid machine in the direction of the pressure side.
  • the fluid tank is fluidically connected to the suction side of the internal gear fluid machine for this purpose.
  • the fluid tank can be part of the internal gear be fluid machine or be separate from it.
  • the internal gear fluid machine and the fluid tank are part of a corresponding arrangement.
  • the return has the return recess, which is formed in the machine housing.
  • the return recess is, for example, a recess which is formed in the machine housing and is open in the direction of the gear wheels.
  • the return recess can have at least the same dimensions in the axial direction as the at least one bearing recess or the bearing recesses or protrude beyond this in the axial direction, in particular only on one side or on both sides.
  • the bearing recess or the bearing recesses are each formed at a distance from the return recess in the circumferential direction. If there are several bearing recesses, the return or the return recess is preferably arranged in the circumferential direction between the bearing recesses. In particular, the bearing recesses are circumferentially spaced equidistantly from the return recess.
  • the return is preferably designed in such a way that the fluid present in it is either fed back to the fluid tank and/or directly to the internal gear fluid machine and conveyed by it in the direction of its pressure side.
  • the fluid that is fed back into the fluid tank from the return line can also be fed back to the internal gear machine.
  • the fluid is first discharged from the return line into the fluid tank and then removed from the fluid tank by the internal gear fluid machine and promotes ge in the direction of its pressure side.
  • the bearing recess is preferably spaced apart from the return recess in the circumferential direction.
  • the bearing recess is connected to the return or the return recess at exactly one point, viewed in the circumferential direction, in particular it opens into the return recess.
  • the leakage gap in the area of which the second gear wheel is at least partially only a small distance from the machine housing in the radial direction, for example a distance of at most 10 ⁇ m, at most 5 ⁇ m, at most 2.5 ⁇ m or at most 1 pm.
  • this distance is only as seen in the circumferential direction at a point or over a specific part of the second gear. Away from this point or this part, the distance is greater.
  • the small distance is seen in cross-section on a side of the internal gear machine on which there is a higher pressure.
  • the distance is larger.
  • the distance away from the location or part of the second gear, particularly on the lower pressure side is more than 10 pm, particularly at least 25 pm, at least 50 pm, at least 75 pm or at least 100 pm.
  • the return or the return recess is, for example, seen in the circumferential direction, centered with respect to the filling piece. As a result, it is formed centrally between the pressure side and the suction side of the internal gear fluid machine, so that it is ultimately designed symmetrically.
  • the realization of the return recess enables an effective return of the leakage fluid occurring in the internal gear fluid machine.
  • a further development of the invention provides that the return has return pockets on both sides of the gear wheels in the axial direction, which are in flow communication with the return recess.
  • the return pockets are also present as recesses formed in the machine housing. Seen in the axial direction, such a return pocket is present or is formed on each side of the gear wheels.
  • the return pockets also serve to return leakage fluid occurring in the internal gear fluid machine in the direction of the suction side of the internal gear fluid machine and/or in the direction of the fluid tank. Efficient operation of the internal gear fluid machine is thereby realized.
  • connection channel is formed in each of the two housing walls and the same one of the fluid chambers is in flow communication with the fluid connection of the internal gear fluid machine via both connection channels.
  • One of the fluid chambers is fluidically connected to a fluid connection of the internal gear fluid machine via the connection channels, preferably permanently.
  • each of the connection channels is therefore between this fluid chamber and this fluid connection, so that the flow connection between the fluid chamber and the fluid connection runs via both connection channels.
  • the connection channels are parallel between the fluid Chamber and the fluid port, so that fluid can flow through both connection channels simultaneously from the fluid port to the fluid chamber or vice versa.
  • connection channels serve to establish the flow connection between precisely one of the fluid chambers and precisely one of the fluid connections. Accordingly, during operation of the internal gear fluid machine, the fluid simultaneously flows either out or in through the connection channels. As a result, a particularly high fluid throughput of the internal gear fluid machine can be achieved.
  • the flow connection is to be understood, moreover, as a flow connection that runs exclusively via the internal gear fluid machine, ie not via an external connection. In particular, the flow connection only runs via the connection channels and--optionally--via one or more axial through-holes in one or more sealing disks that are optionally provided.
  • the fluid chamber which is fluidically connected to the fluid connection via the connecting channels, is the first fluid chamber or the second fluid chamber.
  • the fluid chamber can be either the suction chamber or the pressure chamber, so that the connection channels serve either to supply fluid to the suction chamber or to discharge the fluid from the pressure chamber during operation of the internal gear fluid machine.
  • a particularly low flow resistance is achieved when the fluid flows in or out.
  • a development of the invention provides that a sealing disk is arranged in the axial direction with respect to the first axis of rotation next to the first gear wheel and the second gear wheel, which sealingly rests against the first gear wheel and the second gear wheel during operation of the internal gear fluid machine, with the sealing disk an axial opening is formed, via which one of the fluid chambers is in flow connection with one of the fluid connections of the internal gear fluid machine.
  • the sealing disk is present only on one side of the first gear wheel and the second gear wheel.
  • a sealing disk of this type is arranged on both sides of the two gearwheels.
  • the sealing disk lies on one side of the gear wheels.
  • the sealing disk is in sealing contact with the gears.
  • it is preferably pushed in the axial direction in the direction of the gear wheels, for example by applying pressure, ie by applying a pressurized fluid.
  • pressure ie by applying a pressurized fluid.
  • it are arranged in the axial direction on both sides of the toothed wheels.
  • One of the sealing disks is therefore on a first side of the gears and a second of the sealing disks is on a second side of the gears opposite the first side in the axial direction, so that the sealing disks receive the gears between them as seen in the axial direction.
  • the sealing disks are in sealing contact with the gears.
  • they are preferably pushed in the axial direction in the direction of the gears, for example by pressurization, that is to say by the application of a pressurized fluid.
  • the internal gear fluid machine is axially compensated or gap-compensated in the axial direction. This achieves a particularly high efficiency of the internal gear fluid machine.
  • the axial opening is formed in the sealing disk. If there are several sealing disks, an axial opening is formed in each of the sealing disks. In other words, each of the sealing disks has such an axial opening, so that a total of several axial openings are configured in the multiple sealing disks.
  • One of the fluid chambers is fluidically connected to a fluid connection of the internal gear fluid machine via the axial opening(s), preferably permanently. In terms of flow, the axial opening or each of the axial openings is between this fluid chamber and this fluid connection, so that the flow connection between the fluid chamber and the fluid connection runs via the axial opening or the axial openings.
  • the axial opening or the axial openings serve to establish the flow connection between precisely one of the fluid chambers and precisely one of the fluid connections.
  • the fluid flows through the axial opening during operation of the internal gear fluid machine. either out or in at the same time through the axial openings. As a result, a particularly high fluid throughput of the internal gear fluid machine can be achieved.
  • the fluid chamber which is fluidically connected to the fluid connection via the axial opening or openings, is the first fluid chamber or the second fluid chamber.
  • the fluid chamber can be either the suction chamber or the pressure chamber, so that the axial opening or openings serve either to supply fluid to the suction chamber or to drain the fluid from the pressure chamber during operation of the internal gear fluid machine.
  • a particularly low flow resistance is achieved when the fluid flows in or out.
  • connection channels are fluidically connected to the fluid chamber via the axial opening.
  • the axial opening is present between the connection channel and the fluid chamber.
  • the fluid chamber is fluidically connected to the fluid connection via the axial opening and the corresponding connection channel.
  • Both connection channels are of course particularly preferably connected in terms of flow to the fluid chamber via the axial openings.
  • a first of the connection channels is fluidically connected to the fluid chamber via a first of the axial openings.
  • a second of the connection channels is fluidically connected to the same fluid chamber via a second of the axial openings.
  • a further development of the invention provides that the axial opening widens in the direction of the first gear wheel and the second gear wheel.
  • a through-flow cross-sectional area of the axial opening does not remain constant over its respective extension, but rather changes.
  • the flow cross-sectional area of the axial breakage increases in each case in the direction of the gears, i.e. it becomes larger.
  • the widening takes place continuously, at least in sections or throughout, so that discontinuities in the flow cross-sectional area are avoided.
  • the widening can also take place abruptly, so that a dimensional jump is formed in the axial opening.
  • the axial opening is preferably round in cross-section with respect to its respective longitudinal extent, that is to say circular.
  • the widening of the axial opening enables the fluid to flow in and out particularly efficiently. Particularly preferably, the widening takes place for both axial openings.
  • the axial openings widen in the direction of the first gear wheel and the second gear wheel.
  • the explanations for the widening of the axial opening can be used here in addition.
  • a development of the invention provides that the fluid connection is a first fluid connection of several fluid connections and that the first fluid chamber is in flow order with the fluid connection that is the first fluid connection via the connection channels that are present as the first connection channels, and that a second one is in each case in the housing walls Connection channel is formed and the second fluid chamber is in flow communication with a second fluid connection of the internal gear fluid machine via the second connection channels.
  • the internal gear fluid machine has a number of fluid connections, a number of first connection channels and a number of second connection channels.
  • the fluid connection already mentioned above forms the first fluid connection and the connection channels mentioned form the first connection channels.
  • the second fluid connection In addition to the first fluid connection there is now the second fluid connection and in addition to the first connection channels the second connection channels are present in the machine housing.
  • the second fluid chamber is fluidically connected to the second fluid connection via the second connection channels, preferably permanently.
  • the tapering described is particularly preferably provided and formed both on the side of the filling piece facing the first connection channels and on the side of the filling piece facing the second connection channels. On the described staltung allows in particular a direction-independent operation of the internal gear fluid machine.
  • the above statements apply to the connection channels for the axial opening(s).
  • the fluid connection to be a first fluid connection of a plurality of fluid connections and for the first fluid chamber to be in flow order via the axial opening formed as the first axial opening with the fluid connection present as the first fluid connection, and for a second axial opening to be formed in the sealing disk and the second fluid chamber is in flow communication with a second fluid connection of the internal gear fluid machine via the second axial opening.
  • the sealing disks with a corresponding number of axial openings, the axial openings being designed as first axial openings.
  • a second axial opening is formed in each of the sealing disks, with the second fluid chamber being in flow order with the second fluid connection via the second axial openings.
  • a further development of the invention provides that the filler piece protrudes in the circumferential direction up to the axial opening and/or ends in overlap with the axial opening, viewed in the circumferential direction.
  • the filler piece thus protrudes in the circumferential direction up to an imaginary extension of the axial opening. At least it engages in this imaginary extension, but it can also completely penetrate it in the circumferential direction.
  • a further development of the invention provides that the filler piece overlaps with the axial opening and tapers in the axial direction, in particular only on one side or on both sides. It is particularly preferred that the taper of the filler piece, viewed in the circumferential direction, ends in overlap with the axial openings.
  • the tapering of the filling piece causes the filling piece to move away from the axial opening or at least one of the axial openings in the axial direction, that is to say it is formed continuously from this. In other words, the distance between the filler piece and the axial opening or at least one of the axial al breakthroughs in the circumferential direction. This facilitates the inflow or outflow of the fluid.
  • the taper of the filler piece can be designed in such a way that the fluid is deflected in an efficient manner in the circumferential direction, so that it can flow particularly efficiently into the respective fluid chamber or out of it. Provision can be made for the filler piece to taper only on one side, ie on its side facing the axial opening or one of the axial openings. However, it particularly preferably tapers on both sides, so that the inflow or outflow can take place efficiently through the axial opening or both axial openings.
  • the filling piece is particularly preferably designed symmetrically as seen in the initial section, ie in the axial direction, so that the tapering on both sides is identical, albeit mirror-inverted.
  • a further development of the invention provides that the tapering of the filler piece, seen in the circumferential direction, ends in overlap with the axial opening or openings.
  • the filler piece extends at least in some areas up to the axial opening or the axial openings and preferably has constant dimensions in the axial direction as seen in the circumferential direction up to the taper.
  • the filler piece has an extension in the axial direction up to the imaginary extension of the axial opening or openings, which corresponds to the distance between the sealing disks, so that it bears against the sealing disks away from the axial opening or openings, in particular continuously in the circumferential direction.
  • the filling piece taper so that its extent in the axial direction decreases in the circumferential direction, namely up to a free end of the filling piece.
  • the taper begins only when it overlaps with the axial opening or openings and preferably extends to the free end of the filler piece. This ensures a reliable sealing effect of the filler piece.
  • connection channels are connected directly to the fluid connection and another of the connection channels is connected fluidically to the fluid connection via the connection channel that overlaps the first gear wheel and the second gear wheel in the axial direction.
  • the connection channels have the same flow cross-sectional area.
  • At least one of the connection channels preferably opens into the axial opening, if present.
  • both connection channels open into the optional, multiple axial openings.
  • the flow cross-sectional area of the connection channel on its side facing the gears and/or the respective axial opening is smaller than the flow cross-sectional area of the axial opening on its side facing the gears and/or the respective connection channel. From the direction of the connection channel in the direction of the gear wheels and/or the axial opening, there is a widening of the flow cross section and a corresponding increase in the flow cross section area.
  • connection channels can have the same longitudinal extent in the axial direction with respect to their respective central longitudinal axis.
  • One of the connection channels is fluidically connected directly to the fluid connection, for example it opens directly into the fluid connection.
  • the respective other of the connection channels is fluidically connected only indirectly via the connection channel to the fluid connection. In this case, the connecting channel completely overlaps the two gear wheels in the axial direction.
  • the connecting channel overlaps at least one of the sealing disks or both sealing disks, if these are present. It is therefore provided, for example, that the connecting channel opens into the connection channel on a side of a first of the sealing disks facing away from the gears and into the fluid connection on a side of another of the sealing disks facing away from the gears.
  • one connection duct opens into the fluid connection in the axial direction and the other connection duct in the radial direction.
  • the fluid connection has a throughflow cross-sectional area which is larger than the throughflow cross-sectional area of the connection channels.
  • the through-flow cross-sectional area of the fluid connection is greater than the through-flow cross-sectional area of the connection channels by a factor of at least 2.5, at least 3, at least 4 or at least 5.
  • the flow cross-sectional area of the connection channel is greater than the flow cross-sectional area of the connection channels, for example by a factor of at least 1.25, at least 1.5, at least 1.75 or at least 2.0. This ensures a particularly effective operation of the internal gear fluid machine.
  • a further development of the invention provides that the axial opening is surrounded by a seal which seals on the one hand on the sealing disk and on the other hand on the machine housing. tends to be applied, outside of an area encompassed by the seal, a fluidically connected to a pressure side of the internal gear fluid machine pressure field is formed, so that the sealing disc is at least temporarily urged in the direction of the gears.
  • the seal ensures a fluid-tight connection between the axial opening or the respective axial opening and the respective connection channel.
  • the pressure field Away from the seal, ie outside the area enclosed by the seal, into which the axial opening and the connection channel open, there is the pressure field, which is at least temporarily acted upon by pressurized fluid.
  • the pressure field is fluidically connected to the pressure side of the internal gear fluid machine.
  • the pressurized fluid forces the sealing disk in the direction of the gears, so that the fluid chambers are reliably sealed off by the axial disk in the axial direction. This applies particularly preferably to the multiple sealing disks, if present.
  • the axial openings are each encompassed by a seal, which rests sealingly on the one hand on the respective sealing disk and on the other hand on the machine housing, with a pressure field fluidically connected to a pressure side of the internal gear wheel fluid machine being formed outside of an area surrounded by the seal is, so that the sealing disc is at least temporarily urged in the direction of the gears.
  • a further development of the invention provides that the filler piece is embodied symmetrically in the circumferential direction, so that the internal gear fluid machine can be reversed.
  • the filler piece therefore particularly preferably has a total of four segments, since it is divided into individual segments both in the radial direction and in the circumferential direction in order.
  • the radial compensation of the internal gear fluid machine is realized independently of its direction of rotation.
  • Such an internal gear fluid machine can also be referred to as a four-quadrant internal gear fluid machine or as a reversible internal gear fluid machine.
  • the bearing recess is a first bearing recess of a plurality of bearing recesses and the flow resistance is a first flow resistance of a plurality of flow resistances and a second of the bearing recesses is formed in the machine housing at a distance from the first bearing recess in the circumferential direction, which in the axial direction second gear at least partially overlaps, wherein the first La gervertiefung stood on the first flow resisted to the first fluid port and the second Bearing cavity is fluidly connected via a second of the flow resistances to the second fluid port.
  • bearing recesses are each fluidically connected to one of several fluid connections, namely the first bearing recess to the first fluid connection and the second bearing recess to the second fluid connection, which is different from the first fluid connection.
  • first fluid port is on a pressure side and the second fluid port is on a suction side of the internal gear fluid machine, or vice versa.
  • the first flow resistance corresponds to the flow resistance already explained
  • the second flow resistance is in addition to this.
  • the explanations for the first flow resistance can be used, so that reference is made to them.
  • the two bearing recesses are preferably arranged symmetrically to one another and to the filling piece of the internal gear fluid machine. Accordingly, the internal gear fluid machines can each be operated efficiently in different directions of rotation.
  • a development of the invention provides that the flow resistances are arranged symmetrically to each other. This means that the flow resistances are present symmetrically in the machine housing and are aligned symmetrically. For example, the flow resistances are symmetrical with respect to an imaginary plane that contains both the first axis of rotation and the second axis of rotation. ⁇ This is achieved a simple and compact design of the internal gear fluid machine, which also distinguished by low flow losses and a high efficiency.
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an internal gear fluid machine
  • Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of the internal gear fluid machine
  • FIG. 3 shows a further schematic longitudinal sectional view of the internal gear fluid machine
  • FIG. 4 shows a first detailed view of a filler piece of the internal gear wheel fluid machine
  • FIG. 5 shows a further schematic detailed view of the filler piece.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional illustration of an internal gear fluid machine 1 which has a machine housing 2 in which a first gear 3 and a second gear 4 are rotatably mounted.
  • the first gear 3 can also be referred to as a pinion and the second gear 4 as a ring gear.
  • the first gear wheel 3 is mounted in the machine housing 2 so that it can rotate about a first axis of rotation 5 and the second gear wheel 4 can rotate about a second axis of rotation 6 . It can be seen that the first axis of rotation 5 and the second axis of rotation 6 are arranged spaced apart from one another in parallel, so that the first gear wheel 3 and the second gear wheel 4 have different axes of rotation.
  • the first gear 3 has an external toothing 7 and the second gear 4 has an internal toothing 8 which mesh with one another in an engagement area 9, that is to say are in engagement with one another.
  • the first gear 3 and the second gear 4 jointly delimit a fluid space 10.
  • the first gear 3 delimits the fluid space 10 in the radial direction inwards and the second gear 4 in the radial direction outwards.
  • the fluid chamber 10 is divided by the meshing of the gears 3 and 4 on the one hand and a filler piece 11 on the other hand in the circumferential direction into a first fluid chamber 12 and a second fluid chamber 13 .
  • one of the fluid chambers 12 and 13 is a suction chamber and another of the fluid chambers 12 and 13 is a pressure chamber.
  • the filler piece 11 is embodied symmetrically in order to enable reverse operation of the internal gear fluid machine 1 .
  • the internal gear fluid machine 1 can be operated in both directions of rotation.
  • the filler piece 11 is designed in several parts and has several segments 14 and 15 or 16 and 17 respectively.
  • the segments 14 and 15 or 16 and 17 are divided in the radial direction. Accordingly, the first segment 14 or 16 rests on the first gear 3 and the second segment 15 or 17 on the second gear 4 . Between the segments 14 and 15 or 16 and 17 there is a gap 18 or 19, which can be acted upon by pressurized fluid.
  • the segments 14 and 15 or 16 and 17 are pushed in the direction of each respective gear 3 and 4 respectively.
  • there is a radial compensation of the internal gear fluid machine 1 there is a radial compensation of the internal gear fluid machine 1 .
  • the second gear wheel 4 in the circumferential direction is at least partially, in particular only partially, gripped by one or more bearing recesses 20 .
  • the bearing recesses 20 are fluidically connected to fluid connections 21 and 22 of the internal gear fluid machine 1 (not shown here), preferably via a flow resistor 23.
  • the flow connections between the respective bearing recess 20 and the fluid connections 21 and 22 can be established via a respective connection channel 24 or 25 be manufactured.
  • the bearing recesses 20 are designed in such a way that they are at least temporarily subjected to pressurized fluid, for example from the fluid connections 21 and 22, so that they form a hydrostatic bearing for the second gear wheel 4.
  • one of the bearing recesses 20 is always subjected to the pressure present on the pressure side of the internal gear fluid machine 1, whereas the other of the bearing recesses 20 is subjected to any desired pressure, for example the pressure present on the suction side, which is lower.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of the internal gear fluid machine 1. It can be seen that the gears 3 and 4 are mounted in the machine housing 3 in the axial direction by means of sealing washers 26—which are purely optional.
  • the sealing disks 26 are arranged on opposite sides of the gear wheels 3 and 4 and are in sealing contact with them during operation of the internal gear wheel of the fluid machine 1 .
  • first axial openings 27 and second axial openings 28 are formed in the sealing discs 26 in the axial direction.
  • the axial openings 27 and 28 each widen in the direction of the gear wheels 2 and 4 .
  • the axial openings 27 and 28, seen in section, on their side facing the gear wheels 3 and 4, are aligned in the radial direction on the inside with a root circle of the external toothing 7 and/or in the radial direction on the outside with a root circle of the internal toothing 8, with only the former being shown here .
  • At least the axial openings 27 and 28 are seen in section between the root circle of the external toothing 7 and the root circle of the internal toothing 8, so do not protrude beyond this in the radial direction. This ensures high efficiency of the internal gear fluid machine 1 .
  • the axial openings 27 are arranged on both sides of the first fluid chamber 12 and the second axial openings 28 on both sides of the second fluid chamber 13 .
  • the first fluid chamber 12 is fluidically connected to the first fluid connection 21 via the first axial openings 27 .
  • the second fluid chamber 13 is fluidically connected to the second fluid connection 22 via the second axial openings 28 .
  • two connection channels 29 and 30 are formed in the machine housing.
  • the first axial openings 27 are connected via the connection channels 29 and the second axial openings 28 are connected via the second connection channels 30 to the respective fluid connection 21 or 22 .
  • the sealing discs 26 and the axial openings 27 formed in them can be omitted. In this case there is a direct flow connection between the connection channels 29 and 30 and the fluid chambers 12 and 13 . Of course, only one of the sealing disks 26 can also be implemented.
  • connection channels 29 opens directly into the corresponding fluid connection 21 or 22, whereas the other of the connection channels 29 and 30 is connected to the corresponding fluid connection 22 via the respective connection channel 24 or 25.
  • the connection channels 24 and 25 overlap here the gears 3 and 4 and the sealing discs 26 in the axial direction completely.
  • first connection channels 29 to open in the axial direction and the connecting channels 24 and 25 in the radial direction into the respective fluid connection 21 and 22, respectively.
  • the axial openings 27 and 28 are each of a Seal 31 or 32 embraced, which ensures a fluid-tight connection of the respective axial opening 27 or 28 to the respective connection channel 29 or 30 respectively.
  • the axial discs 26 have joint dimensions in the axial direction which correspond at least to the dimensions of the gear wheels 3 and 4 in the same direction. Due to these large dimensions in the axial direction, a particularly reliable storage of the gears 3 and 4 in the machine housing 2 is achieved. In particular, a tilting of the axial disks 26 and an associated non-uniform sealing of the fluid chambers 12 and 13 is reliably prevented.
  • FIG. 3 shows another longitudinal section of the internal gear fluid machine 1. It is clear that the filler piece 11 extends in the circumferential direction up to the axial openings 28 and ends in the area of the axial openings 28. The same applies, of course, analogously to the first axial openings 27.
  • the filler piece 11 has a taper 34, through which it tapers in the axial direction, in the exemplary embodiment shown here on both sides. The taper 34 is formed at the end on the filler piece 11 in the circumferential direction.
  • the taper 34 ends - also seen in the circumferential direction - in overlap with the axial opening 28, so that the filler piece 11 in overlap with the axial opening 28 has dimensions in the axial direction which correspond to the distance between the two sealing disks 26 from one another. Only when it overlaps with the axial opening 28 does the filling piece 11 begin to taper towards its free end.
  • the taper 34 results in an optimized flow control, so that the fluid can flow unhindered into the respective fluid chamber 12 or 13 or out of it.
  • FIG. 4 shows a first detailed illustration of the filler piece 11. This is symmetrical in the circumferential direction, ie it has at least one axis of symmetry 35, with respect to which it is mirror-symmetrical.
  • the filler piece 11 extends at least 180°, preferably more than 180°, in particular at least 190°, at least 200°, at least 210° or at least 220°. In the exemplary embodiment shown here, the extension in the circumferential direction is at least 225°.
  • the configuration of the filler piece 11 described enables reversible operation of the internal gear fluid machine 1, ie operation with any direction of rotation.
  • the internal gear fluid machine 1 can also be operated as a pump and/or as a motor, without a conversion being necessary. In addition, it ensures reliable sealing of the fluid chambers 12 and 13 from one another in the circumferential direction.
  • FIG. 5 shows a further schematic illustration of the filling piece 11, the taper 34 on both sides at the end being visible again. This enables the fluid to flow particularly effectively into the fluid chambers 12 and 13 or out of them.
  • the filler piece preferably has constant dimensions in the axial direction away from the taper 34 or the tapers 34 .
  • a return 36 can also be seen in FIGS. 1 and 4, via which fluid, in particular leakage fluid, can be discharged from the internal gear fluid machine 1 and/or the internal gear fluid machine 1 or the respective suction chamber can be supplied again.
  • the return 36 is connected directly to the suction side or the suction chamber.
  • the return 36 is fluidically connected to a fluid tank.
  • This fluid tank can be part of the internal gear fluid machine 1, but also exist apart from this.
  • it is technically connected to the suction side of the internal gear fluid machine 1 in terms of flow.
  • the return 36 Seen in the circumferential direction, the return 36 is arranged approximately in the middle with respect to the filler piece 11, preferably exactly in the middle.
  • the return 36 is particularly preferably symmetrical with respect to an imaginary plane which accommodates both the first axis of rotation 5 and the second axis of rotation 6 .
  • the return 36 has a return recess 37 which extends through an inner peripheral surface of the machine housing 2 facing the second gear 3 so that the return recess 37 is open in the direction of the gears 3 and 4 .
  • the return has 36 via return pockets 38, which are preferably connected to the return recess 37 in flow connection. While the return recess 37 overlaps the gear wheels 3 and 4 when viewed in the axial direction, the return pockets 38 are located on both sides of the gear wheels 3 and 4 when viewed in the axial direction, in particular they are on the side of the sealing disks 26 facing away from the gear wheels 3 and 4 formed in the machine housing 2.
  • the fluid can be discharged via the return 36, ie via the return recess 37 and the return pockets 38, and preferably fed back to the respective suction chamber.
  • the bearing recess 20 opens into the return recess 37 a.
  • the bearing webs delimiting the bearing recess 20 in the axial direction also delimit the return recess 37 in the axial direction.
  • the bearing recesses 20 are preferably arranged spaced apart from the return recess 37 in the circumferential direction. Before given to the bearing recesses are symmetrically bebil det with respect to the return recess 37, in particular they have the same distance from it.
  • the flow resistances 23 are provided in order to limit the amount of leakage fluid, in particular when the pressure significantly exceeds an ambient pressure both on the suction side and on the pressure side. These are preferably configured identically and have, for example, a smallest diameter over their respective extension, which is at least 15 l/m 2 and at most 75 l/m 2 based on a displacement volume of the internal gear fluid machine 1 . As a result, the second gearwheel 4 can be supported effectively in the machine housing 2 and at the same time the amount of leakage fluid can be significantly reduced.
  • One of the flow restrictors 23 is fluidly interposed between one of the bearing cavities 20 and the pressure side and another of the flow restrictors is fluidly interposed between another of the bearing cavities 20 and the suction side of the internal gear fluid machine.
  • a fluidic connection between the bearing recesses 20 is preferably present only via unavoidable leaks and/or via the internal gear fluid machine 1 itself, i.e. via the fluid space 10 or at least one or both of the fluid chambers 12 and 13
  • the configuration of the internal gear fluid machine 1 described enables particularly efficient fluid guidance and a high fluid throughput.
  • the filler piece 11 due to the symmetrical design of the filler piece 11, it can be operated in a reversible manner and/or can be pressurized both on its pressure side and on its suction side. Since the filler piece 11 is designed in several parts, a four-segment internal gear fluid machine is realized, which in any direction of rotation an effective sealing of the fluid chambers 12 and 13 from each other in the circumferential direction by means of the filler piece 11 ensures.

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Abstract

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. Das zweite Zahnrad (4) ist in Umfangsrichtung zur Ausbildung eines hydrostatischen Lagers von einer in dem Maschinengehäuse (2) ausgebildeten Lagervertiefung (20) umgriffen, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad (4) zumindest teilweise übergreift und über eine einen Strömungswiderstand (23) aufweisende Fluidleitung an einen Fluidanschluss (21,22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) strömungstechnisch angeschlossen ist.

Description

BESCHREIBUNG
Innenzahnradfluidmaschine
Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradfluidmaschine mit einem eine Außenverzahnung auf weisenden 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 ab seits 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 Fluid kammer 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 CI bekannt. Die se 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 vor gesehen, 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 Al eine reversibel betreibbare Zahn radmaschine, umfassend ein Gehäuse, in dem zwei Zahnräder angeordnet sind. Eine erste Fager- kammer und eine zweite Fagerkammer sind vorgesehen, wobei in einer ersten Betriebsrichtung der Zahnradmaschine die erste Fagerkammer und in einer entgegengesetzten zweiten Betriebs- richtung die zweite Lagerkammer mit einem Hydraulikfluiddruck beaufschlagt ist und ein hydro statisches 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 zwei ten Betriebsrichtung eine zweite Arbeitskammer des Hydraulikzylinders mit Hydraulikdruck beaufschlagt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Innenzahnradfluidmaschine vorzuschlagen, welche gegen über bekannten Innenzahnradfluidmaschinen Vorteile aufweist, insbesondere eine höhere Effizi enz aufgrund einer besonders effektiven Lagerung der Zahnräder in dem Maschinengehäuse bei gleichzeitig geringem Fluidverlust ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Innenzahnradfluidmaschine mit den Merkmalen des An spruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung zur Aus bildung eines hydrostatischen Lagers wenigstens bereichsweise von zumindest einer in dem Ma schinengehäuse ausgebildeten Lagervertiefung umgriffen ist, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad zumindest teilweise übergreift und über eine einen Strömungs wider stand aufweisende Fluidleitung an einen Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch ange schlossen ist.
Die Innenzahnradfluidmaschine stellt eine Fluidfördereinrichtung dar und dient insoweit dem Fördern eines Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit oder eines Gases. Hierzu verfügt die In nenzahnradfluidmaschine 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 ineinan der 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 lös bar 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. Bei spielsweise ist das erste Zahnrad mittels der Eingangswelle in einem Maschinengehäuse der In nenzahnradfluidmaschine drehbar gelagert. Bevorzugt ist das erste Zahnrad auf der Eingangs welle 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 angeord net 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 ers te Drehachse kann auch als Ritzeldrehachse und die zweite Drehachse als Hohlraddrehachse bezeichnet werden. Im Querschnitt gesehen, also in einer senkrecht auf den Drehachsen stehen den 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 Verzahnun gen 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 Außen verzahnung 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 angeord net, 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 be ziehungsweise 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 dich tend an Zahnköpfen der Innenverzahnung an, um den Fluidraum in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer zu unterteilen. Jede der beiden Fluidkammem 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 Fluid kammern als Saugkammer und die jeweils andere der Fluidkammem 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. Die Saugkammer kann ent sprechend auch als Eintrittskammer und die Druckkammer als Austrittskammer bezeichnet wer den; entscheidend ist, dass das Fluid während des Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine stets von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert wird. Der in der Eintritts kammer vorliegende Druck ist bei dem Betrieb als Pumpe stets niedriger als der Druck in der Austrittskammer. Selbstverständlich kann jedoch bereits der Druck in der Eintrittskammer (deut lich) größer als ein Umgebungsdruck sein. Zum Beispiel wird mit Hilfe der Innenzahnradfluid maschine unter Druck stehendes Fluid von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert.
Liegt hingegen die Innenzahnradfluidmaschine als Motor vor beziehungsweise wird als Motor betrieben, so wird der Druckkammer Fluid zugeführt, welches unter Bewirkung einer Drehbe wegung der Zahnräder in die Saugkammer eintritt. In diesem Fall liegt die Druckkammer als Eintrittskammer und die Saugkammer als Austrittskammer vor; der in der Eintrittskammer vor liegende Druck ist höher als der Druck in der Austrittskammer. 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 auch die Verwendung als Motor möglich und die Ausfüh rungen sind analog auf eine solche Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine beziehungs weise eine solche Verwendung anwendbar.
Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Anmeldung die Saugkammer auch als Niederdruckkammer und die Druckkammer auch als Hochdruckkammer bezeichnet werden können. Analog hierzu entspricht die Saugseite der Innenzahnradmaschine einer Niederdrucksei- te und die Druckseite einer Hochdruckseite. Unter den Begriffen „Niederdruck“ und „Hoch druck“ ist hierbei keine Einschränkung auf ein bestimmtes Druckniveau zu verstehen; vielmehr ist lediglich relativ gesehen der Druck in der Hochdruckkammer beziehungsweise auf der Hoch druckseite höher als der Druck in der Niederdruckkammer beziehungsweise auf der Nieder druckseite.
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 um gekehrt das zweite Segment auf der dem zweiten Zahnrad zugewandten Seite des ersten Seg ments 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. Beson ders bevorzugt wird ein zwischen ihnen vorliegender Spalt während eines Betriebs der Innen zahnradfluidmaschine 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 entspre chenden Verzahnung dichtend anliegen. Die Innenzahnradfluidmaschine ist somit radialkompen siert 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 gegenei nander 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 Ge häusewände auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite der Zahnrä der vor, sodass die Gehäusewände die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich auf nehmen. Insbesondere ist ein zwischen den Gehäusewänden und den Zahnrädern verbleibender Spalt derart klein bemessen, dass die Gehäusewände eine hinreichende Abdichtung des Flu- idraums beziehungsweise der Fluidkammern bewirken. Beispielsweise sind die Zahnräder an und/oder in dem Maschinengehäuse gelagert.
Das zweite Zahnrad ist in Umfangsrichtung bereichsweise von der zumindest einen Lagervertie fung umgriffen, die in dem Maschinengehäuse ausgebildet ist. Die Lagervertiefung ist derart ausgestaltet, dass sie in axialer Richtung das zweite Zahnrad zumindest teilweise, insbesondere lediglich teilweise, übergreift und hierbei insbesondere vollständig in Überdeckung mit dem zweiten Zahnrad angeordnet ist. Die Lagervertiefung weist also in axialer Richtung nicht nur eine kleinere Erstreckung auf als das zweite Zahnrad, sondern ist auch derart angeordnet, dass die Lagervertiefung in axialer Richtung begrenzende Enden in axialer Richtung gesehen in Überdeckung mit dem zweiten Zahnrad angeordnet sind. Die Lagervertiefung ragt also in axialer Richtung nicht über das zweite Zahnrad hinaus.
Beispielsweise liegt die Lagervertiefung als in dem Maschinengehäuse ausgebildete Nut oder Rinne vor, die in Umfangsrichtung verläuft. Bei einer solchen Ausgestaltung umgreift die La gervertiefung das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung um mindestens 30°, mindestens 60°, min destens 90°, mindestens 120° oder mindestens 150°. Die Lagervertiefung kann jedoch auch in Umfangsrichtung deutlich kleiner sein und das zweite Zahnrad in dieser Richtung um weniger als 30° umgreifen, insbesondere um höchstens 15°, höchstens 10° oder höchstens 5°. In diesem Fall ist die Lagervertiefung zum Beispiel als runde Bohrung ausgebildet.
Die Lagervertiefung dient der Ausbildung des hydrostatischen Lagers beziehungsweise einer hydrostatischen Lagerung für das zweite Zahnrad. Während eines Betriebs der Innenzahnradflu idmaschine wird die Lagervertiefungen zumindest zeitweise mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagt, sodass das zweite Zahnrad in radialer Richtung von dem Maschinengehäuse fort gedrängt wird. Hierdurch stellt sich ein Fluidfilm zwischen dem zweiten Zahnrad und dem Ma schinengehäuse ein, welcher eine besonders verlustfreie Lagerung des zweiten Zahnrads bewirkt. Insbesondere wirkt der in der Lagervertiefung vorliegende Druck demjenigen Druck entgegen, der in der Druckkammer vorliegt. Hierzu ist die Lagervertiefung entsprechend angeordnet und/oder ausgebildet.
Während also das in der Druckkammer vorliegende Fluid das zweite Zahnrad in eine erste Rich tung drängt, drängt das in der Lagervertiefung vorliegende Fluid das zweite Zahnrad in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung. Besonders bevorzugt ist eine von dem in der Lagervertiefung vorliegenden Fluid auf das zweite Zahnrad ausgeübte Kraft mindestens ebenso groß wie eine von dem in der Druckkammer vorliegenden Fluid auf das zweite Zahnrad ausge übte Kraft. Beispielsweise beträgt erstere Kraft mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80 % oder mindestens 90 % der letzteren Kraft.
Zur Beaufschlagung der Lagervertiefung mit dem unter Druck stehenden Fluid ist sie an einen der Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen. Strömungstechnisch zwischen dem Flu idanschluss und der Lagervertiefungen liegt der Strömungswiderstand vor, welcher eine Redu zierung des Drucks bewirkt. Der Strömungswiderstand liegt vorzugsweise in Form einer Quer schnittsverengung vor. Bevorzugt ist eine Durchströmungsquerschnittsfläche strömungstech nisch vor und nach dem Strömungs wider stand beziehungsweise der Querschnittsverengung iden tisch. Das bedeutet, dass die Querschnittsverengung lediglich abschnittsweise vorliegt, insbeson dere sich nicht bis unmittelbar zu der Lagervertiefungen erstreckt. Vielmehr verkleinert sich die Durchströmungsquerschnittsfläche im Bereich der Querschnittsverengung und vergrößert sich anschließend wieder, insbesondere ebenfalls im Bereich der Querschnittsverengung. Beispiels weise beträgt ein Verhältnis zwischen einer Länge und einer Breite beziehungsweise einem Durchmesser der Querschnittsverengung höchstens 25, höchstens 20 oder höchstens 15. Bevor zugt beträgt das Verhältnis jedoch höchstens 10 oder höchstens 5. Unter der Breite beziehungs weise dem Durchmesser ist die kleinste Abmessung der Querschnittsverengung über ihre Erstre ckung zu verstehen.
Mittels des Strömungswiderstands wird ein Fluidverlust aus der Lagervertiefung Richtung eines Rücklaufs verringert. Der Strömungswiderstand kann ohne Weiteres vorgesehen sein, da übli cherweise 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 Redu zierung des Drucks bewirkt wiederum eine Reduzierung des Durchflusses, sodass eine geringere Menge an Fluid über die Lagervertiefungen in Richtung des Rücklaufs beziehungsweise in den Rücklauf abgeführt wird.
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 75 %, 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 Durch strömungsquerschnittsfläche 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 Um- fangsrichtung 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 Verdrängungs volumen der Innenzahnradfluidmaschine vorgesehen. Insbesondere ist ein Verhältnis der Ab messungen des Strömungswiderstands, insbesondere eines kleinsten Durchmessers des Strö mungswiderstands über seine Erstreckung, zu dem Verdrängung s volumen 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 Innenzahnradfluidma schine mit einem Verdrängung s volumen von 8 cm3 Abmessungen von 0,12 mm bis 0,16 mm. Diese Werte gelten insbesondere für eine Ausgestaltung des Strömungswiderstands als Blende.
Besonders bevorzugt ist die Lagervertiefung an beide Fluidanschlüsse strömungstechnisch ange schlossen, insbesondere jeweils über einen Strömungswiderstand. Hierdurch wird die Bereitstel lung des hydrostatischen Lagers unabhängig von einer Drehrichtung der Innenzahnradfluidma schine und unabhängig von einem Betrieb als Pumpe oder als Motor erzielt. Der Strömungswi derstand ist hierbei für beide Fluidanschlüsse identisch ausgestaltet. Alternativ kann jedoch auch eine asymmetrische Ausgestaltung realisiert sein, bei welcher zwischen den Fluidanschlüssen und der Lagervertiefungen unterschiedliche Strömungswiderstände vorliegen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lagervertiefung das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung voll ständig umgreift. Bevorzugt umgreift sie das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung jedoch ledig lich 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 zweiten Zahn rads und/oder die Drehachse des zweiten Zahnrads in sich aufnimmt.· Beispielsweise sind die Lagervertiefungen an unterschiedliche Fluidanschlüsse strömungstechnisch angeschlossen, be- vorzugt jeweils über einen Strömungs wider stand. Anders ausgedrückt ist also eine erste der La gervertiefungen über einen ersten Strömungswiderstand an einen ersten Fluidanschluss und eine zweite der Lagervertiefungen über einen zweiten Strömungswiderstand an einen zweiten Fluid anschluss der Innenzahnradfluidmaschine strömungstechnisch angeschlossen.
Hierunter ist zu verstehen, dass jede der Lagervertiefungen unmittelbar über den jeweiligen Strömungs wider stand an den entsprechenden Fluidanschluss angeschlossen ist und mit dem je weils anderen Fluidanschluss lediglich mittelbar in Strömungs Verbindung steht, insbesondere über den Fluidraum beziehungsweise eine oder mehrere der Fluidkammern. Auch außerhalb der Innenzahnradfluidmaschine kann selbstredend eine solche Strömungsverbindung vorliegen. 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 Strömung stechni sch verbunden. Hierdurch wird ein Kräfteaus gleich innerhalb der Innenzahnradfluidmaschine erzielt, sodass sich eine besonders hohe Effizi enz ergibt.
Der Strömungswiderstand ist in der Fluidleitung angeordnet, über welche die jeweilige Lager vertiefungen mit dem entsprechenden Fluidanschluss in Strömungsverbindung steht. Beispiels weise ist es also vorgesehen, dass die Lagervertiefungen jeweils über eine Fluidleitung an den entsprechenden Fluidanschluss angeschlossen sind, wobei in jeder der Fluidleitungen jeweils ein Strömungs wider stand angeordnet ist. Alle Ausführungen zu der Lagervertiefung im Rahmen dieser Beschreibung sind bevorzugt optional auf jeder der mehreren Lagervertiefungen anwend bar, sofern diese vorliegen.
Es kann es vorgesehen sein, dass lediglich eine einzige Lagervertiefung in dem Maschinenge häuse ausgebildet ist, welche das zweite Zahnrad in Umfangsrichtung nur teilweise oder voll ständig umgreift. Diese Lagervertiefung ist strömungstechnisch an den Fluidanschluss der In nenzahnradfluidmaschine angeschlossen. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die ein zige Lagervertiefung strömungstechnisch an mehrere Fluidanschlüsse strömungstechnisch ange schlossen ist, insbesondere an einen Fluidanschluss der Druckseite sowie einen Fluidanschluss der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine. Beispielsweise liegen hierbei strömungstechnisch zwischen der Lagervertiefung einerseits und den Fluidanschlüssen andererseits Ventile, insbe sondere Rückschlagventile, vor. Diese sind bevorzugt derart ausgestaltet und/oder eingestellt, dass sie eine Strömung des Fluids lediglich aus Richtung des jeweiligen Fluidanschlusses in Richtung der Lagervertiefung zulassen, also eine Strömung aus der Lagervertiefungen in Rieh- tung der Fluidanschlüsse unterbinden. Hierdurch wird stets eine optimale Beaufschlagung der Lagervertiefung mit dem Fluid erzielt, ein Fluidverlust beziehungsweise ein Überströmen des Fluids von der Druckseite auf die Saugseite über die Lagervertiefung jedoch weitgehend vermie den.
In axialer Richtung übergreift die Lagervertiefung das zweite Zahnrad lediglich teilweise, sodas s umgekehrt 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 mindes tens dieselbe Erstreckung aufweisen wie die Lagervertiefung. Im Falle der mehreren Lagerver tiefungen weist jede der Lagervertiefungen derartige Lagerstege auf. An den Lagerstegen liegt das zweite Zahnrad dichtend an, insbesondere in Umfangsrichtung in Überdeckung mit der La gervertiefungen 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 Lager vertiefung 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 beschriebene Innenzahnradfluidmaschine ermöglicht eine besonders effektive und verlust- freie Lagerung des zweiten Zahnrads in dem Maschinengehäuse. Zugleich werden übermäßige Fluidverluste, welche aufgrund der Verwendung des Fluids zur Realisierung des hydrostatischen Lagers auftreten können, durch den Strömungswiderstand effektiv vermieden. Der Strömungs widerstand bewirkt zwar einen Druckverlust zwischen dem Fluidanschluss und der Lagervertie fungen, sodass der in der Lagervertiefungen vorliegende Druck des Fluids kleiner ist als der Druck des Fluids an dem Fluidanschluss. Der in der Lagervertiefungen verbleibende Fluiddruck ist jedoch für eine Lagerung des zweiten Zahnrads hinreichend. Bevorzugt ist der Strömungswi derstand entsprechend ausgestaltet beziehungsweise dimensioniert.
Unabhängig von der Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine kann es vorgesehen sein, dass die Innenzahnradfluidmaschine einerseits mit einer ersten Kammer eines Arbeitszylinders und andererseits mit einer zweiten Kammer des Arbeitszylinders in Strömungs Verbindung steht. In anderen Worten ist also die erste Kammer des Arbeitszylinders an eine erste der Fluidkam- mern und die zweite Kammer des Arbeitszylinders an eine zweite der Fluidkammem strömungs technisch angeschlossen. Entsprechend kann mittels der Innenzahnradfluidmaschine entweder mechanische Energie in eine auf einen in dem Arbeitszylinder angeordneten Arbeitskolben wir kende Kraft oder eine auf den Arbeitskolben wirkende Kraft in mechanische Energie umgesetzt werden. Selbstverständlich kann es hierbei vorgesehen sein, dass die Anordnung aus der Innen zahnradfluidmaschine in dem Arbeitszylinder zeitweise zum Umsetzen der mechanischen Ener gie in die Kraft und zeitweise zum Umsetzen der Kraft in die mechanische Energie betrieben wird. Der Arbeitszylinder ist bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgestaltet; in diesem Fall wird eine Flüssigkeit, insbesondere Öl, als Fluid verwendet. Die Anordnung aus Innenzahnradfluid maschine und Arbeitszylinder ist zum Beispiel Bestandteil eines Flurförderfahrzeugs, insbeson dere eines Staplers, oder einer Baumaschine beziehungsweise eines Baugeräts, insbesondere eines Baggers. Die Erfindung betrifft insoweit auch eine solche Anordnung aus Innenzahnradflu idmaschine und Arbeitszylinder sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anordnung. Auf die weiteren Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung wird ergänzend hingewiesen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strömungs wider stand in Form einer strö mungstechnischen Blende, einer strömungstechnischen Drossel oder einer strömungstechnischen Düse vorliegt. Unter einer Blende ist eine sprungartige Querschnittsverengung zu verstehen, zu Beginn der Blende verkleinert sich also 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 Ver hältnis 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 bezie hungsweise 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 Strömungswider stand zusätzlich zu der Düse einen Diffusor auf. Beispielsweise sind die Düse und der Diffusor symmetrisch beziehungsweise spiegelbildlich ausgestaltet, weisen also dieselbe Längserstre- ckung 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.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidleitung ausgehend von der Lagerver tiefung in radialer Richtung nach außen verläuft und/oder durchgehend gerade ist. Die Fluidlei tung mündet unmittelbar in die Lagervertiefung ein. Auf ihrer der Lagervertiefung abgewandten Seite kann die Fluidleitung ebenso unmittelbar in den Fluidanschluss einmünden oder alternativ über eine weitere Leitung lediglich mittelbar an diesen strömungstechnisch angeschlossen sein. Unabhängig davon verläuft die Fluidleitung ausgehend von der Lagervertiefung in radialer Rich tung nach außen, bevorzugt genau in radialer Richtung. Das bedeutet, dass eine Längsmittelach se der Fluidleitung senkrecht auf einer die Drehachse des ersten Zahnrads und die Drehachse des zweiten Zahnrads aufnehmenden gedachten Ebene steht. Hierdurch wird ein verlustarmes Ein bringen des Fluids in die Lagervertiefung realisiert. Zusätzlich oder alternativ ist die Fluidleitung durchgehend gerade. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Längsmittelachse der Flu idleitung durchgehend gerade ist. Der gerade Verlauf stellt einen geringen Druckverlust über die Fluidleitung hinweg sicher, sodass auch diese Ausgestaltung dem Einbringen des Fluids in die Lagervertiefung mit hoher Effizienz dient.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidleitung in radialer Richtung nach in nen in die Lagervertiefung einmündet, indem sie einen Boden der Lagervertiefungen unter Aus bildung einer Mündungsöffnung durchgreift. Der Boden begrenzt die Lagervertiefung in die von dem zweiten Zahnrad abgewandte Richtung. Der Boden wird von dem Maschinengehäuse aus gebildet. Die Lagervertiefung ist also in radialer Richtung nach außen von dem Boden begrenzt und ist in radialer Richtung nach innen und entsprechend in Richtung des zweiten Zahnrads of fen. In axialer Richtung ist die Lagervertiefung bevorzugt auf gegenüberliegenden Seiten von Wänden begrenzt, welche gegenüber dem Boden angewinkelt verlaufen. Die die Lagervertiefung begrenzenden Wände verlaufen bevorzugt parallel zueinander. Sie können jedoch alternativ auch gegeneinander angewinkelt sein, sodass beispielsweise die Lagervertiefung eine axiale Erstre ckung aufweist, die sich in Richtung des zweiten Zahnrads beziehungsweise in die von dem Bo den abgewandte Richtung vergrößert oder verkleinert. Die Lagervertiefung ist in diesem Fall im Schnitt gesehen beispielsweise trapezförmig. Die Fluidleitung durchgreift den Boden der Lager vertiefung. Hierbei bildet sie die Mündungsöffnung aus. In anderen Worten mündet die Fluidlei tung über die Mündungsöffnung in die Lagervertiefung ein, wobei die Mündungsöffnung in dem Boden ausgebildet ist. Auch eine solche Ausgestaltung dient dem effizienten Einbringen des Fluids in die Lagervertiefung und der Vermeidung von übermäßigen Druckverlusten.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidleitung auf ihrer der Lagervertiefung abgewandten Seite in einen abmessungsgrößeren Verbindungskanal einmündet, über den sie an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist. Es wurde bereits drauf hingewiesen, dass die Fluidleitung entweder unmittelbar oder lediglich mittelbar an den Fluidanschluss strö mungstechnisch angeschlossen sein kann. Im Falle der lediglich mittelbaren Anbindung der Flu idleitung an den Fluidanschluss steht die Fluidleitung über den Verbindungskanal mit dem Flu idanschluss in Strömungsverbindung. Hierzu mündet die Fluidleitung in den Verbindungskanal unmittelbar ein, nämlich insbesondere in radialer Richtung. Eine Längsmittelachse der Fluidlei tung ist hierbei bevorzugt bezüglich einer Längsmittelachse des Verbindungskanals angewinkelt, die beiden Längsmittelachsen schließen also einen Winkel miteinander ein, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Bevorzugt beträgt der Winkel mindestens 45° und höchstens 135°, mindes tens 60° und höchstens 120°, mindestens 75° und höchstens 105° oder in etwa oder genau 90°.
Grundsätzlich kann der Verbindungskanal durchgehend gerade ausgebildet sein, also zwischen der Stelle, an welcher die Fluidleitung in ihn einmündet und dem Fluidanschluss durchgehend gerade verlaufen. Der Verbindungskanal kann jedoch auch wenigstens eine Biegung bezie hungsweise Krümmung aufweisen. Bevorzugt mündet jedoch die Fluidleitung in einen geraden Bereich des Verbindungskanals ein. Der Verbindungskanal mündet auf seiner der Fluidleitung abgewandten Seite in den Fluidanschluss ein, ist also an diesen unmittelbar strömungstechnisch angeschlossen. Beispielsweise mündet der Verbindungskanal in radialer Richtung in den Fluid anschluss ein, sodass die Längsmittelachse des Verbindungskanals gegenüber einer Längsmittel achse des Fluidanschlusses angewinkelt ist. Hierzu wird auf die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich des Winkels verwiesen.
Der Verbindungskanal weist größere Abmessungen auf als die Fluidleitung, insbesondere ist sein Durchströmungsquerschnitt größer als ein Durchströmungsquerschnitt der Fluidleitung. Hier durch wird ein besonders geringer Druckverlust erzielt, sodass die Fluidleitung strömungstech nisch besonders effektiv an den Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist. Bei spielsweise ist die größte Durchströmungsquerschnittsfläche des Verbindungskanals über seine Erstreckung hinweg um einen Faktor von mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4 oder min destens 5 größer als die größte Durchströmungsquerschnittsfläche des Fluidkanals über seine Erstreckung hinweg. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Querschnittsverengung lediglich lokal in der Fluidleitung ausgebildet ist, sodass ein Durchströmungsquerschnitt der Fluidleitung beider seits der Querschnittsverengung größer ist als ein Durchströmungsquerschnitt im Bereich der Querschnitts Verengung. Die Querschnitts Verengung liegt in der Fluidleitung vor und verringert vorübergehend deren Durchströmungsquerschnittsfläche. Das bedeutet, dass nicht die Fluidlei tung insgesamt als Querschnittsverengung angesehen werden kann, auch wenn ihre Durchströ mungsquerschnittsfläche möglicherweise kleiner ist als die Durchströmungsquerschnittsfläche von Elementen, welche sich strömungstechnisch an die Fluidleitung anschließen. So mag zwar beispielsweise die Durchströmungsquerschnittsfläche des Verbindungskanals größer sein als die der Fluidleitung. Dennoch ist nicht die Fluidleitung selbst der Strömungswiderstand, sondern in der Fluidleitung liegt die Querschnittsverengung vor.
Beiderseits der Querschnittsverengung weist die Fluidleitung eine Durchströmungsquerschnitts fläche auf, die größer ist als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Querschnittsverengung beziehungsweise des Strömungswiderstands. Beispielsweise ist die Durchströmungsquerschnitts fläche der Fluidleitung beiderseits der Querschnittsverengung um einen Faktor von mindestens 5, mindestens 7,5, mindestens 10, mindestens 12,5, mindestens 15 oder mindestens 20 größer als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Querschnitts Verengung. Unter der Durchströmungs querschnittsfläche der Querschnittsverengung ist hierbei die kleinste Durchströmungsquer schnittsfläche der Querschnittsverengung über ihre Erstreckung hinweg zu verstehen. Durch die beschriebene Ausgestaltung wird eine effektive Durchflussbegrenzung für das Fluid realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fagervertiefung auf ihrer der Fluidleitung strömungstechnisch abgewandten Seite über einen Feckagespalt an eine Rücklaufausnehmung der Innenzahnradfluidmaschine Strömung stechni sch angeschlossen ist, die mit einer Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine unmittelbar und/oder einem Fluidtank in Strömungs Verbindung steht. Die Fagervertiefung ist strömungstechnisch an einen Rücklauf der Innenzahnradfluidma schine angeschlossen, über welchen Fluid abgeführt wird, nämlich in Richtung der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine und/oder in Richtung des Fluidtanks. In dem Rücklauf wird Fecka- gefluid gesammelt, also Fluid, welches aufgrund von Feckagen der Innenzahnradfluidmaschine in dieser anfällt. Das Fluid wird in Richtung der Saugseite und/oder des Fluidtanks abgeführt, bevorzugt derart, dass es erneut von der Innenzahnradfluidmaschine in Richtung der Druckseite gefördert wird. Beispielsweise ist der Fluidtank hierzu an die Saugseite der Innenzahnradfluid maschine strömungstechnisch angeschlossen. Der Fluidtank kann Bestandteil der Innenzahnrad- fluidmaschine sein oder separat von ihr vorliegen. Beispielsweise sind die Innenzahnradfluidma schine und der Fluidtank Bestandteil einer entsprechenden Anordnung.
Der Rücklauf verfügt über die Rücklaufausnehmung, welche in dem Maschinengehäuse ausge bildet ist. Der Rücklaufausnehmung ist zum Beispiel eine in dem Maschinengehäuse ausgebilde te und in Richtung der Zahnräder offene Ausnehmung. Die Rücklaufausnehmung kann in axialer Richtung mindestens dieselben Abmessungen aufweisen wie die wenigstens eine Lagervertie fung beziehungsweise die Lagervertiefungen oder diese in axialer Richtung überragen, insbeson dere lediglich einseitig oder beidseitig. Die Lagervertiefung beziehungsweise die Lagervertie fungen sind jeweils in Umfang srichtung von der Rücklaufausnehmung beabstandet ausgebildet. Liegen mehrere Lagervertiefungen vor, so ist der Rücklauf beziehungsweise die Rücklaufaus nehmung bevorzugt in Umfangsrichtung zwischen den Lagervertiefungen angeordnet. Insbeson dere sind die Lagervertiefungen in Umfangsrichtung gleich weit von der Rücklaufausnehmung beabstandet angeordnet.
Der Rücklauf ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass das in ihm vorliegende Fluid entweder dem Fluidtank und/oder unmittelbar erneut der Innenzahnradfluidmaschine zugeführt und von ihr in Richtung ihrer Druckseite gefördert wird. Auch das aus dem Rücklauf in den Fluidtank abge führte Fluid kann erneut der Innenzahnradmaschine zugeführt werden. In anderen Worten wird das Fluid zunächst aus dem Rücklauf in den Fluidtank abgeführt und anschließend von der In nenzahnradfluidmaschine aus dem Fluidtank entnommen und in Richtung ihrer Druckseite ge fördert.
Wie bereits erläutert ist die Lagervertiefung in Umfangsrichtung bevorzugt von der Rücklauf ausnehmung beabstandet. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Lagervertie fung in Umfangsrichtung gesehen an genau einer Stelle an den Rücklauf beziehungsweise der Rücklaufausnehmung angeschlossen ist, insbesondere mündet sie in den Rücklaufausnehmung ein.
Zwischen der Lagervertiefung und der Rücklaufausnehmung liegt der Leckagespalt vor, in des sen Bereich das zweite Zahnrad in radialer Richtung zumindest bereichsweise lediglich einen geringen Abstand von dem Maschinengehäuse aufweist, beispielsweise einen Abstand von höchstens 10 pm, höchstens 5 pm, höchstens 2,5 pm oder höchstens 1 pm. Über den Lecka gespalt gelangt insoweit lediglich eine geringe Menge des Fluids aus der Lagervertiefung in die Rücklaufausnehmung. Insbesondere liegt dieser Abstand in Umfangrichtung gesehen lediglich an einer Stelle oder über einen bestimmten Teil des zweiten Zahnrads hinweg vor. Abseits dieser Stelle beziehungsweise dieses Teils ist der Abstand größer. Insbesondere liegt der geringe Ab stand im Querschnitt gesehen auf einer Seite der Innenzahnradmaschine vor, auf welcher ein höherer Druck vorliegt. Auf einer Seite mit niedrigerem Druck ist der Abstand hingegen größer. Beispielsweise beträgt der Abstand abseits der Stelle beziehungsweise des Teils des zweiten Zahnrads, insbesondere auf der Seite mit niedrigerem Druck, mehr als 10 pm, insbesondere min destens 25 pm, mindestens 50 pm, mindestens 75 pm oder mindestens 100 pm. Besonders be vorzugt beträgt der Abstand dort jedoch höchstens 150 pm, höchstens 125 pm oder höchstens 100 pm.
Der Rücklauf beziehungsweise die Rücklaufausnehmung liegt beispielsweise in Umfangsrich tung gesehen zentriert bezüglich des Füllstücks vor. Hierdurch ist er mittig zwischen der Druck seite und der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine ausgebildet, sodass diese schlussendlich symmetrisch ausgeführt ist. Die Realisierung der Rücklaufausnehmung ermöglicht eine effektive Rückführung des in der Innenzahnradfluidmaschine anfallenden Leckagefluids.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Rücklauf in axialer Richtung beidseitig der Zahnräder Rücklauftaschen aufweist, die mit der Rücklaufausnehmung in Strömungsverbindung stehen. Die Rücklauftaschen liegen ebenfalls als in dem Maschinengehäuse ausgebildete Aus nehmungen vor. In axialer Richtung gesehen liegt auf jeder Seite der Zahnräder eine derartige Rücklauftasche vor beziehungsweise ist dort ausgebildet. Auch die Rücklauftaschen dienen der Rückführung von in der Innenzahnradfluidmaschine anfallendem Leckagefluid in Richtung der Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine und/oder in Richtung des Fluidtanks. Hierdurch ist ein effizienter Betrieb der Innenzahnradfluidmaschine realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in beiden Gehäusewänden jeweils ein Anbin dungskanal ausgebildet ist und über beide Anbindungskanäle dieselbe der Fluidkammem mit dem Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungs Verbindung steht. In den Ge häusewänden liegt jeweils ein Anbindungskanal vor. Das bedeutet, dass jede der Gehäusewände jeweils über einen solchen Anbindungskanal verfügt. Über die Anbindungskanäle ist eine der Fluidkammem 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 Strömungs verbindung zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss über beide Anbindungskanäle verläuft. Die Anbindungskanäle liegen insoweit strömungstechnisch parallel zwischen der Fluid- kammer 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 Fluidkammem mit demselben Fluidanschluss oder eine der Fluidkammem mit unterschiedlichen Fluidanschlüssen zu verbinden. Vielmehr dienen die Anbindungskanäle dem Herstellen der Strömungs Verbindung 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 Strömungs Verbindung ist im Übrigen eine Strömungs Verbindung zu verstehen, die ausschließlich über die Innenzahnradfluidmaschine verläuft, also nicht über eine externe Verbindung. Insbesondere verläuft die Strömungsverbin dung nur über die Anbindungskanäle und - optional - über einen oder mehrere Axialdurchbrü che in einer oder mehreren optional vorgesehenen Dichtscheiben.
Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Fluidkammer, welche über die Anbindungska näle 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 Innen zahnradfluidmaschine entweder dem Zuführen von Fluid in die Saugkammer oder dem Abführen des Fluids aus der Druckkammer dienen. In jedem Fall wird ein besonders geringer Strömungs widerstand bei dem Einströmen beziehungsweise Ausströmen des Fluids erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in axialer Richtung bezüglich der ersten Dreh achse neben dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad 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 Fluidkammem mit einem der Fluidanschlüsse der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungs Verbindung steht. Beispielsweise liegt in axialer Richtung gesehen lediglich einer seits des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads die Dichtscheibe vor. Bevorzugt ist es je doch vorgesehen, dass - wiederum in axialer Richtung gesehen - beidseitig der beiden Zahnrä der jeweils eine derartige Dichtscheibe angeordnet ist. Im Rahmen dieser Beschreibung wird häufig der besonders vorteilhafte Fall erläutert, dass mehrere Dichtscheiben vorliegen. Es ver steht sich jedoch von selbst, dass die entsprechenden Ausführungen auch für eine Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine herangezogen werden können, bei welcher lediglich eine Dicht scheibe 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, beispielswei se durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid. Liegen mehrere Dichtscheiben vor, so sind diese in axialer Richtung beidseitig der Zahn räder 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 Rich tung in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid. Die Innenzahnradfluidmaschine ist in soweit 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 ver fügt jede der Dichtscheiben über jeweils einen solchen Axialdurchbruch, sodass insgesamt in den mehreren Dichtscheiben mehrere Axialdurchbrüche ausgestaltet sind. Über den oder die Axial durchbrüche ist eine der Fluidkammern mit einem Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschi ne strömungstechnisch verbunden, vorzugsweise permanent. Der Axialdurchbruch beziehungs weise jeder der Axialdurchbrüche liegt also strömungstechnisch gesehen zwischen dieser Fluid kammer und diesem Fluidanschluss vor, sodass die Strömungsverbindung zwischen der Fluid kammer und dem Fluidanschluss über den Axialdurchbruch beziehungsweise die Axialdurchbrü che verläuft.
Es ist also nicht vorgesehen, unterschiedliche Fluidkammem über den Axialdurchbruch bezie hungsweise die Axialdurchbrüche mit demselben Fluidanschluss oder eine der Fluidkammem mit unterschiedlichen Fluidanschlüssen zu verbinden. Vielmehr dient der Axialdurchbruch be ziehungsweise dienen die Axialdurchbrüche dem Herstellen der Strömungs Verbindung zwischen genau einer der Fluidkammem und genau einem der Fluidanschlüsse. Entsprechend strömt wäh rend eines Betriebs der Innenzahnradfluidmaschine das Fluid durch den Axialdurchbruch bezie- hungsweise 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 ers te Fluidkammer oder die zweite Fluidkammer ist. Entsprechend kann die Fluidkammer entweder die Saugkammer oder die Druckkammer sein, sodass der Axialdurchbruch oder die Axialdurch brüche 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 ent sprechenden Anbindungskanal mit dem Fluidanschluss strömungstechnisch verbunden. Beson ders bevorzugt sind selbstverständlich beide Anbindungskanäle über die Axialdurchbrüche an die Fluidkammer strömungstechnisch angeschlossen. Das bedeutet, dass ein erster der Anbin dungskanäle über einen ersten der Axialdurchbrüche mit der Fluidkammer in strömungstechni scher Verbindung steht. Zusätzlich steht ein zweiter der Anbindungskanäle über einen zweiten der Axialdurchbrüche mit derselben Fluidkammer in strömungstechnischer Verbindung. Insge samt liegen zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss also mehrere Strömungspfade vor, wobei ein erster der Strömungspfade über den ersten Axialdurchbruch und den ersten An bindungskanal 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 ers ten Zahnrads und des zweiten Zahnrads aufweitet. Eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Axialdurchbruchs bleibt insoweit über seine jeweilige Erstreckung nicht konstant, sondern ver ändert sich vielmehr. Hierbei nimmt die Durchströmungsquerschnittsfläche des Axialdurch bruchs jeweils in Richtung der Zahnräder zu, wird also größer. Beispielsweise erfolgt das Auf weiten 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 seine 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 der Fluidanschluss ein erster Fluidanschluss von mehreren Fluidanschlüssen ist und über die als erste Anbindungskanäle vorliegenden An bindung skanäle die erste Fluidkammer mit dem als ersten Fluidanschluss vorliegenden Fluidan schluss in Strömungsordnung steht, und dass in den Gehäusewänden jeweils ein zweiter Anbin dungskanal ausgebildet ist und über die zweiten Anbindungskanäle die zweite Fluidkammer mit einem zweiten Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungs Verbindung steht. Insgesamt weist die Innenzahnradfluidmaschine also mehrere Fluidanschlüsse, mehrere erste Anbindungskanäle sowie mehrere zweite Anbindungskanäle auf. Der vorstehend bereits erwähn te 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 Fluidan schluss strömungstechnisch verbunden, vorzugsweise permanent. Die weiteren Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung hinsichtlich der ersten Anbindungskanäle sind für die zweiten An bindung skanäle analog heranziehbar.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass sich das Füllstück in Umfangsrichtung von den ers ten 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 Verjün gung sowohl auf der den ersten Anbindungskanälen als auch auf der den zweiten Anbindungska nälen zugewandten Seite des Füllstücks vorgesehen und ausgebildet. Die beschriebene Ausge staltung ermöglicht insbesondere einen richtungsunabhängigen Betrieb der Innenzahnradfluid maschine. 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 aus gebildeten Axialdurchbruch die erste Fluidkammer mit dem als ersten Fluidanschluss vorliegen den Fluidanschluss in Strömungsordnung steht, und dass in der Dichtscheibe ein zweiter Axial durchbruch ausgebildet ist und über den zweiten Axialdurchbruch die zweite Fluidkammer mit einem zweiten Fluidanschluss der Innenzahnradfluidmaschine in Strömungs Verbindung steht. Besonders bevorzugt hegen selbstverständlich wiederum mehrere Dichtscheiben mit entspre chend 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 Strömungsordnung steht.
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 Axi aldurchbruch endet. Das Füllstück ragt also in Umfangsrichtung bis hin zu einer gedachten Ver längerung 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 Umfangsrich tung bis hin zu den Axialdurchbrüchen ragt und/oder in Umfangsrichtung gesehen in Überde ckung mit den Axialdurchbrüchen endet.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Füllstück in Überdeckung mit dem Axial durchbruch 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 Axi aldurchbrüche entfernt, von diesem also fortlaufend ausgebildet ist. Anders ausgedrückt wächst der Abstand zwischen dem Füllstück und dem Axialdurchbruch oder zumindest einem der Axi- aldurchbrüche in Umfangsrichtung an. Hierdurch wird das Einströmen beziehungsweise Aus strömen 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 jeweili ge 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 Fängsschnitt gesehen, also in axialer Richtung, symmetrisch ausgebildet, sodass also die Verjüngung auf bei den Seiten identisch, wenngleich spiegelbildlich, ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verjüngung des Füllstücks in Umfangsrich tung gesehen in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch oder den Axialdurchbrüchen endet. Das Füllstück erstreckt sich zumindest bereichsweise bis hin zu dem Axialdurchbruch oder den Axi aldurchbrüchen 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 Erstre ckung 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 Axial- durchbruch 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 einer der Anbindungskanäle unmittelbar und ein anderer der Anbindungskanäle über den das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad in axialer Richtung übergreifenden Verbindungskanal an den Fluidanschluss strömungstechnisch ange schlossen ist. Beispielsweise weisen die Anbindungskanäle dieselbe Durchströmungsquer schnittsfläche auf. Bevorzugt mündet mindestens einer der Anbindungskanäle in den Axial- durchbruch ein, sofern vorhanden. Besonders bevorzugt münden beide Anbindungskanäle in die optional vorhandenen, mehreren Axialdurchbrüche ein. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Durchströmungsquerschnittsfläche des Anbin dungskanals 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 Durch strömungsquerschnittsfläche vor.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anbindungskanäle in axialer Richtung bezüglich ihrer jeweili gen Längsmittelachse dieselbe Längserstreckung aufweisen. Einer der Anbindungskanäle ist unmittelbar an den Lluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen, beispielsweise mündet er unmittelbar in den Lluidanschluss ein. Der jeweils andere der Anbindungskanäle ist lediglich mittelbar über den Verbindungskanal an den Lluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen. Der Verbindungskanal übergreift hierbei die beiden Zahnräder in axialer Richtung vollständig.
Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Verbindungskanal zumindest eine der Dichtscheibe oder beide Dichtscheiben übergreift, sofern diese vorhanden sind. Es ist also zum Beispiel vor gesehen, 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 Lluidanschluss einmündet. Beispielsweise mündet der eine Anbindungskanal in axialer Richtung und der andere Anbindungskanal in radialer Richtung in den Lluidanschluss ein.
Der Lluidanschluss weist hierbei eine Durchströmungsquerschnittsfläche auf, welche größer ist als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Anbindungskanäle. Beispielsweise ist die Durch strömungsquerschnittsfläche des Lluidanschlusses um einen Laktor von mindestens 2,5, mindes tens 3, mindestens 4 oder mindestens 5 größer als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Anbindungskanäle. Zusätzlich oder alternativ ist die Durchströmungsquerschnittsfläche des Ver bindungskanals größer als die Durchströmungsquerschnittsfläche der Anbindungskanäle, bei spielsweise um einen Laktor von mindestens 1,25, mindestens 1,5, mindestens 1,75 oder mindes tens 2,0. Hierdurch wird ein besonders effektives Betreiben der Innenzahnradfluidmaschine si chergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Axialdurchbruch von einer Dichtung um griffen ist, die einerseits an der Dichtscheibe und andererseits an dem Maschinengehäuse dich- tend anliegt, wobei außerhalb eines von der Dichtung umgriffenen Bereichs ein an eine Druck seite 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 zumin dest 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 Fluidkam mern zuverlässig von der Axialscheibe in axialer Richtung abgedichtet sind. Besonders bevor zugt 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 je weiligen Dichtscheibe und andererseits an dem Maschinengehäuse dichtend anliegen, wobei außerhalb eines von der Dichtung umgriffenen Bereichs ein an eine Druckseite der Innenzahn radfluidmaschine 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 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 Um fangsrichtung in einzelne Segmente aufgeteilt ist. Hierdurch ist die radiale Kompensation der Innenzahnradfluidmaschine unabhängig von ihrer Drehrichtung realisiert. Eine solche Innen zahnradfluidmaschine kann auch als Vierquadranten-Innenzahnradfluidmaschine oder als rever sible Innenzahnradfluidmaschine bezeichnet werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lagervertiefung eine erste Lagervertiefung von mehreren Lagervertiefungen und der Strömungswiderstand ein erster Strömungswiderstand von mehreren Strömungswiderständen ist und eine zweite der Lagervertiefungen in Umfangs richtung beabstandet von der ersten Lagervertiefung in dem Maschinengehäuse ausgebildet ist, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad zumindest teilweise übergreift, wobei die erste La gervertiefung über den ersten Strömungs wider stand an den ersten Fluidanschluss und die zweite Lagervertiefung über einen zweiten der Strömungswiderstände an den zweiten Fluidanschluss strömungstechnisch angeschlossen ist.
Wie bereits erläutert, kann zusätzlich zu der Lagervertiefung eine weitere Lagervertiefung vor liegen. Die Lagervertiefung wird hierbei als erste Lagervertiefung und die weitere Lagervertie fung als zweite Lagervertiefung bezeichnet. Die beiden Lagervertiefungen, also die erste Lager vertiefung und die zweite Lagervertiefung, sind in Umfangsrichtung beabstandet voneinander in dem Maschinengehäuse angeordnet. Die Ausführungen zu der Lagervertiefung beziehungsweise der ersten Lagervertiefung sind bevorzugt vollumfänglich auf die zweite Lagervertiefung an wendbar. Auf die entsprechenden Ausführungen wird daher verwiesen. Beide Lagervertiefungen sind jeweils strömungstechnischen einen von mehreren Fluidanschlüssen strömungstechnisch angeschlossen, nämlich die erste Lagervertiefung an den ersten Fluidanschluss und die zweite Lagervertiefung an den von dem ersten Fluidanschluss verschiedenen zweiten Fluidanschluss. Der erste Fluidanschluss liegt beispielsweise auf einer Druckseite und der zweite Fluidanschluss auf einer Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine vor oder umgekehrt.
Strömungstechnisch zwischen der jeweiligen Lagervertiefung und dem jeweiligen Fluidan schluss liegt jeweils einer von mehreren Strömungswiderständen vor. Der erste Strömungs wider stand entspricht dem bereits erläuterten Strömungswiderstand, der zweite Strömungswiderstand liegt zusätzlich zu diesem vor. Für den zweiten Strömungswiderstand sind die Ausführungen zu dem ersten Strömungswiderstand heranziehbar, sodass auf diese verwiesen wird. Bevorzugt sind die beiden Lagervertiefungen symmetrisch zueinander und zu dem Füllstück der Innenzahnrad fluidmaschinen angeordnet. Entsprechend ist die Innenzahnradfluidmaschinen in unterschiedli chen Drehrichtungen jeweils effizient betreibbar.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Strömungswiderstände symmetrisch zuei nander angeordnet sind. Hierunter ist zu verstehen, dass die Strömungswiderstände symmetrisch in dem Maschinengehäuse vorliegen und symmetrisch ausgerichtet sind. Beispielsweise liegen die Strömungswiderstände symmetrisch bezüglich einer gedachten Ebene vor, welche sowohl die erste Drehachse als auch die zweite Drehachse in sich aufnimmt.· Hierdurch wird eine einfache und kompakte Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine erzielt, welches sich zudem durch geringe Strömungsverluste und eine hohe Effizienz auszeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie le erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Querschnittdarstellung einer Innenzahnradfluidmaschine,
Figur 2 eine schematische Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine,
Figur 3 eine weitere schematische Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine, Figur 4 eine erste Detailansicht eines Füllstücks der Innenzahnradfluidmaschine, sowie Figur 5 eine weitere schematische Detaildarstellung des Füllstücks.
Die Figur 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 er kennbar, dass die erste Drehachse 5 und die zweite Drehachse 6 parallel beabstandet voneinan der 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 zwei te 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 Umfang srichtung 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 Innenzahnradflu idmaschine 1 ist insoweit in beide Drehrichtungen betreibbar. Zusätzlich oder alternativ ist das Füllstück 11 mehrteilig ausgestaltet und weist hierbei mehrere Segmente 14 und 15 beziehungs weise 16 und 17 auf. Die Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 sind in radialer Rich tung 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 beziehungs weise 19 vor, welcher mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist. Durch diese Fluidbe aufschlagung werden die Segmente 14 und 15 beziehungsweise 16 und 17 in Richtung des je weiligen Zahnrads 3 beziehungsweise 4 gedrängt. Somit liegt eine Radialkompensation der In nenzahnradfluidmaschine 1 vor.
Weiterhin ist zu erkennen, dass das zweite Zahnrad 4 in Umfangsrichtung zumindest bereichs weise, insbesondere lediglich bereichsweise, von einer oder mehreren Lagervertiefungen 20 um griffen 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 Strömungs Verbindungen zwischen der jeweiligen Lagerver tiefung 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 Flu idanschlüsse 21 und 22 strömungstechnisch verbunden ist, der einer Druckseite der Innenzahn radmaschine 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 bei de Fluidanschlüssen 21 und 22 strömungstechnisch angeschlossen, nämlich eine der Lagervertie fungen 20 an den Fluidanschluss 21 und eine andere der Lagervertiefungen 20 an den Fluidan schluss 22. Somit wird stets eine der Lagervertiefungen 20 mit dem auf der Druckseite der In nenzahnradfluidmaschine 1 anliegenden Druck beaufschlagt, wohingegen die andere der Lager vertiefungen 20 mit einem beliebigen Druck beaufschlagt wird, beispielsweise mit dem auf der Saugseite vorliegenden Druck, welcher niedriger ist.
Die Figur 2 zeigt eine Längsschnittdarstellung der Innenzahnradfluidmaschine 1. Es ist erkenn bar, 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 Innenzahnrad fluidmaschine 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 Axial durchbrüche 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 Axial durchbrüche 28 beidseitig der zweiten Fluidkammer 13 angeordnet. Über die ersten Axialdurch brüche 27 ist insoweit die erste Fluidkammer 12 strömungstechnisch an den ersten Fluidan schluss 21 angebunden. Analog hierzu ist über die zweiten Axialdurchbrüche 28 die zweite Flu idkammer 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 Fluidkammem 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 be ziehungsweise 25 an den entsprechenden Fluidanschluss 22 angeschlossen ist. Die Verbindungs kanäle 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 Rich tung 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 beziehungs weise 30 sicherstellt.
Es ist erkennbar, dass die Axialscheiben 26 in axialer Richtung gemeinsam Abmessungen auf weisen, welche mindestens den Abmessungen der Zahnräder 3 und 4 in derselben Richtung ent sprechen. Durch diese großen Abmessungen in axialer Richtung wird eine besonders zuverlässi ge 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 Fluidkammem 12 und 13 zuverlässig verhindert.
Die Figur 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 von einander entsprechen. Erst in Überdeckung mit dem Axialdurchbruch 28 beginnt sich das Füll stück 11 in Richtung seines freien Endes zu verjüngen. Die Verjüngung 34 bewirkt eine opti mierte Strömungsführung, sodass das Fluid ungehindert in die jeweilige Fluidkammer 12 bezie hungsweise 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 Figur 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 Füll stück 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 Ausfüh rungsbeispiel beträgt die Erstreckung in Umfangsrichtung mindestens 225°. Die beschriebene Ausgestaltung des Füllstücks 11 ermöglicht einen reversierbaren Betrieb der Innenzahnradfluid maschine 1, also ein Betreiben mit einer beliebigen Drehrichtung. Auch ist wahlfrei ein Betrei ben der Innenzahnradfluidmaschine 1 als Pumpe und/oder als Motor möglich, ohne dass ein Um rüsten notwendig wäre. Zudem stellt sie ein zuverlässiges Abdichten der Fluidkammern 12 und 13 voneinander in Umfangsrichtung sicher.
Die Figur 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 Verjün gungen 34 konstante Abmessungen in axialer Richtung auf.
In den Figuren 1 und 4 ist zudem ein Rücklauf 36 zu erkennen, über welchen Fluid, insbesondere Leckagefluid, aus der Innenzahnradfluidmaschine 1 abgeführt und/oder erneut der Innenzahnrad fluidmaschine 1 beziehungsweise der jeweiligen Saugkammer zugeführt werden kann. Bei spielsweise ist der Rücklauf 36 unmittelbar an die Saugseite beziehungsweise die Saugkammer angeschlossen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Rücklauf 36 strömungstechnisch an einen Fluidtank angeschlossen ist. Dieser Fluidtank kann Bestandteil der Innenzahnradfluid maschine 1 sein, jedoch auch abseits von dieser vorliegen. Er ist beispielsweise Strömung stech- nisch an die Saugseite der Innenzahnradfluidmaschine 1 angeschlossen. 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 auf nimmt.
Der Rücklauf 36 weist eine Rücklaufausnehmung 37 auf, welche eine dem zweiten Zahnrad 3 zugewandte Innenumfangsfläche des Maschinengehäuses 2 durchgreift, sodass die Rücklaufaus nehmung 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 Strömungsver bindung stehen. Während die Rücklaufausnehmung 37 in axialer Richtung gesehen in Überde ckung 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. Bei spielsweise mündet die Lagervertiefung 20 in die Rücklaufausnehmung 37 ein. Es kann vorgese hen sein, dass die die Lagervertiefung 20 in axialer Richtung begrenzenden Lagerstege auch die Rücklaufausnehmung 37 in axialer Richtung begrenzen. Bevorzugt sind jedoch die Lagervertie fungen 20 in Umfang srichtung von der Rücklaufausnehmung 37 beabstandet angeordnet. Bevor zugt sind die Lagervertiefungen symmetrisch bezüglich der Rücklaufausnehmung 37 ausgebil det, insbesondere weisen sie den gleichen Abstand zu ihr auf.
Um die Menge des Leckagefluids zu begrenzen, insbesondere auch bei einem sowohl auf der Saugseite als auch auf der Druckseite einen Umgebungsdruck deutlich übersteigenden Druck, 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 Strömungs wider stände 23 ist Strömung stech- nisch zwischen einer der Lagervertiefungen 20 und der Druckseite und ein anderer der Strö mungswiderstände 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 beziehungs weise zumindest eine oder beide der Fluidkammem 12 und 13 vor.
Die beschriebene Ausgestaltung der Innenzahnradfluidmaschine 1 ermöglicht eine besonders effiziente Fluidführung und einen hohen Fluiddurchsatz. Zudem ist sie aufgrund der symmetri schen Ausgestaltung des Füllstücks 11 reversierbar betreibbar und/oder kann sowohl auf ihrer Druckseite als auch auf ihrer Saugseite mit Druck beaufschlagt werden. 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.

Claims

ANSPRÜCHE
1. 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 gela gerten zweiten Zahnrad (4), wobei
- zwischen dem ersten Zahnrad (3) und dem zweiten Zahnrad (4) abseits des Eingriffsbe reichs (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 Flu idkammer (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 Innen zahnradfluidmaschine (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (4) in Umfangsrichtung zur Ausbildung ei nes hydrostatischen Fagers wenigstens bereichsweise von zumindest einer in dem Maschinenge häuse (2) ausgebildeten Fagervertiefung (20) umgriffen ist, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad (4) zumindest teilweise übergreift und über eine einen Strömungswiderstand (23) auf weisende Fluidleitung an einen Fluidanschluss (21,22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) strö mungstechnisch angeschlossen ist.
2. Innenzahnradfluidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidlei tung ausgehend von der Fagervertiefung (20) in radialer Richtung nach außen verläuft und/oder durchgehend gerade ist.
3. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung in radialer Richtung nach innen in die Fagervertiefung (20) ein- mündet, indem sie einen Boden der Lagervertiefung (20) unter Ausbildung einer Mündungsöff nungen durchgreift.
4. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung auf ihre der Lagervertiefung (20) abgewandten Seite in einen abmessungsgrößeren Verbindungskanal (24,25) einmündet, über den sie an den Fluidanschluss (21,22) strömungstechnisch angeschlossen ist.
5. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung (23) lediglich lokal in der Fluidleitung ausgebildet ist, sodass ein Durchströmungsquerschnitt der Fluidleitung beiderseits der Querschnittsverengung (23) größer ist als ein Durchströmungsquerschnitt im Bereich der Querschnittsverengung (23).
6. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervertiefung (20) auf ihrer der Fluidleitung strömungstechnisch abgewand ten Seite über einen Leckagespalt an eine Rücklaufausnehmung (37) der Innenzahnradfluidma schine (1) strömungstechnisch angeschlossen ist, die mit einer Saugseite der Innenzahnradfluid maschine (1) unmittelbar und/oder einem Fluidtank in Strömungsverbindung steht.
7. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Gehäusewänden jeweils ein Anbindungskanal (29) ausgebildet ist und über beide Anbindungskanäle (29) dieselbe der Fluidkammem (12,13) mit dem Fluidanschluss (21,22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) in Strömungsverbindung steht.
8. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidanschluss (21,22) ein erster Fluidanschluss (21) von mehreren Fluidan schlüssen (21,22) ist und über die als erste Anbindungskanäle (29) vorliegenden Anbindungska näle (29) die erste Fluidkammer (12) mit dem als ersten Fluidanschluss (21) vorliegenden Fluid anschluss (21) in Strömungsordnung steht, und dass in den Gehäusewänden jeweils ein zweiter Anbindungskanal (30) ausgebildet ist und über die zweiten Anbindungskanäle (30) die zweite Fluidkammer (13) mit einem zweiten Fluidanschluss (22) der Innenzahnradfluidmaschine (1) in Strömungs Verbindung steht.
9. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anbindungskanäle (29,30) unmittelbar und ein anderer der Anbindungs- kanäle (29,30) über den das erste Zahnrad (3) und das zweite Zahnrad (4) in axialer Richtung übergreifenden Verbindungskanal (24,25) an den Fluidanschluss (21,22) strömungstechnisch angeschlossen ist.
10. Innenzahnradfluidmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Lagervertiefung (20) eine erste Lagervertiefung (20) von mehreren Lagerver tiefungen (20) und der Strömungs wider stand (23) ein erster Strömungs wider stand (23) von meh reren Strömungswiderständen (23) ist und eine zweite der Lagervertiefungen (20) in Umfangs- richtung beabstandet von der ersten Lagervertiefung (20) in dem Maschinengehäuse (2) ausge bildet ist, die in axialer Richtung das zweite Zahnrad (4) zumindest teilweise übergreift, wobei die erste Lagervertiefung (20) über den ersten Strömungs wider stand (23) an den ersten Fluidan schluss (21) und die zweite Lagervertiefung (20) über einen zweiten der Strömungswiderstände (23) an den zweiten Fluidanschluss (22) strömungstechnisch angeschlossen ist.
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