WO2023011918A1 - Innenzahnradmaschine - Google Patents

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WO2023011918A1
WO2023011918A1 PCT/EP2022/070286 EP2022070286W WO2023011918A1 WO 2023011918 A1 WO2023011918 A1 WO 2023011918A1 EP 2022070286 W EP2022070286 W EP 2022070286W WO 2023011918 A1 WO2023011918 A1 WO 2023011918A1
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WO
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internal gear
cavity
axial
pressure
gear machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/070286
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English (en)
French (fr)
Inventor
Artur Bohr
Thomas Pippes
Original Assignee
Hydraulik Nord Technologies GmbH
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Publication date
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    • 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
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • F01C21/108Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with an axial surface, e.g. side plates
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    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
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    • 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
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    • F04C2/107Rotary-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 helical teeth

Definitions

  • the invention relates to an internal gear machine having the features mentioned in the preamble of claim 1 and a use of the internal gear machine
  • DE 198 26 367 A1 discloses an internal gear pump in the form of a gerotor pump without a filler piece for conveying low-viscosity liquids.
  • the gerotor pump comprises a pump mount and a split bearing body made of a special low-wear material embedded in it that forms a cavity.
  • An internally toothed ring gear and an externally toothed pinion are arranged in the cavity, the toothing of which meshes with one another in certain areas.
  • the axes of rotation of the ring gear and pinion are arranged parallel and spaced apart from one another. Gearing of ring gear and pinion can be helical.
  • the split bearing body that accommodates the ring gear and the pinion consists of a disc and a ring gear seat, which form an axial and radial bearing.
  • a kidney-shaped opening in the ring gear mount or the disk is congruent with a corresponding opening in the pump mount or the disk and together form the inlet or outlet channel of the pump when viewed axially on one side.
  • blind kidneys congruent to the inlet or outlet channel are provided in the corresponding disk or the ring gear receptacle, which in a known manner prevent squeezed oil from the meshing gearing.
  • the known helical internal gear pumps offer the advantage of greater mechanical smoothness compared to the straight-toothed internal gear pumps also known to the person skilled in the art, since the meshing of the helical teeth into one another takes place with a continuous transition.
  • the well-known helical internal gear pumps are suitable for use in the low-pressure range.
  • a disadvantage of the known helical internal gear pumps is that they have no hydraulic gap compensation. Under hydraulic pressure, this leads to high leakage and to an axial thrust and a tilting moment transverse to the axis of rotation on the hydraulically pressure-loaded helical gearing. This leads to edge pressure and the resulting high drive torque and wear.
  • the known helical gear solutions have poor volumetric and/or hydraulic-mechanical efficiency and rapid degradation under higher pressure loads.
  • the known helical gear solutions are therefore not suitable for operation at the typically required 250 bar, 280 bar or 350 bar and/or necessary temperature spreads of up to -40° C. to 120° C. or with corresponding viscosity spreads during operation.
  • a significant noise advantage is only achieved if the helix angle is approximately at least large enough for the helix angle to result in a relative cross-sectional torsion of about one tooth pitch from the front of the gearbox to the back of the gearbox for a given width of the gearbox.
  • Customary gearing in particular that of gerotor pumps without a filler piece, has a relatively small number of teeth, typically between 6 and 15 teeth on the pinion and between 7 and 16 teeth on the ring gear.
  • a relatively high helix angle could be implemented and a purely mechanical noise advantage is achieved.
  • the pump is leaking in the gear mesh, i.e. high leakage, sudden pressure reduction and cavitation occurs, which ultimately means that such a pump is much louder and has a poorer efficiency than a pump without helical gearing.
  • a helix angle could be implemented that results in a hydraulic seal being just achieved through the intervention section.
  • the helix angle for standard gears is so small that the noise advantage compared to straight gears is marginal and the associated manufacturing effort is not justified.
  • the pressure fields are additionally designed with an appropriate sealing system to seal the sealing disks to the housing.
  • a radial gap compensation between segment-shaped filling pieces and the gear tooth tips is achieved in that the gap between two filling pieces lying against the tooth tips has sealing elements and the gap is connected to the high-pressure side, thus forcing radial contact with the toothing.
  • the well-known compensated spur internal gear pumps are suitable for high-pressure applications. They are characterized by high volumetric and hydraulic-mechanical efficiency. The disadvantage is that the known designs are noisy when they are used.
  • the invention is based on the object of creating a quiet helical internal gear machine that can be operated with low wear in the high-pressure range with high efficiency.
  • an internal gear machine having the features mentioned in claim 1. Because a housing that forms a cavity in which an internally toothed ring gear and an externally toothed pinion are arranged, the teeth of which mesh with one another in certain areas and the axes of rotation of which run parallel and at a distance from one another, with at least one filler piece on the first and second gearing, which divides the cavity into two fluidically separate areas, and the gearing is designed as helical gearing or herringbone gearing, it is advantageously possible to provide an internal gear machine with helical gearing that is suitable for high-pressure operation and has a high level of mechanical smoothness and high efficiency .
  • the surfaces closing off the cavity axially have non-congruent pressure fields, the control edges of which are twisted relative to one another in the circumferential direction, preferably by the twisting of the face section between the front and rear of the gearbox, which is predetermined by helical gearing.
  • helical gearing tilting moments on the transmission formed by the ring gear and pinion can be optimally compensated.
  • the axial boundaries of the cavity on both sides each have at least one mutually non-congruent hydrostatic pressure field, which is designed in such a way that the helical pinion and helical ring gear exerted in the area of the filler piece, axially on one side Thrust as well as a thrust acting in the region of the meshing of ring gear and pinion, axially opposite to the first acting axial thrust, is hydrostatically at least partially compensated in terms of area.
  • the tilting moment that occurs as a result of the intended use of the internal gear machine according to the invention can be optimally compensated.
  • the internal gear machine can be used as intended with smooth running and high wear resistance.
  • the cavity accommodating the internally toothed ring gear and the externally toothed pinion is delimited axially by at least one axial disk
  • the axial disk has at least one fluid connection between the cavity and a pressure field provided on the side of the axial disk facing away from the cavity, which is connected to the fluid connection in is connected, and on the side of the axial disk facing the cavity at least one pressure field is provided, which is connected to the fluid connection and the side of the axial disk facing the cavity has at least one hydrostatic surface that is not arranged congruently with the side facing away from the cavity, with is operatively connected to the pressure field
  • the pressure field facing the cavity is smaller than the pressure field facing away from the cavity.
  • non-congruently arranged surfaces mean that the pressure surfaces on both sides of the axial disk or axial disks are different and/or the pressure fields in the circumferential direction of the axial disk increase and/or decrease in sections (e.g. pockets or the like ) and/or whose control edges are twisted relative to one another in the circumferential direction
  • the opposing, non-congruent hydrostatic surfaces include relief grooves and/or pressure pockets. This makes it possible in a simple manner, through the arrangement and dimensioning of the relief grooves and/or pressure pockets, to form the opposite, non-congruent hydrostatic surfaces in such a way that hydrostatic relief of the tilting moments caused by the helical pinion and ring gear can be intercepted depending on the operating point of the internal gear machine.
  • the toothings have a helix angle whose relative rotation of the front tooth contour from the front to the rear of the gear preferably corresponds to at least half a tooth pitch, in particular preferably a whole tooth pitch.
  • the transmission front or transmission rear is understood here to mean the end faces of the pinion and ring gear meshing with one another. This advantageously makes it possible to use a relatively large helix angle.
  • the internal gear machine can thus be operated with a particularly high level of efficiency, with the tilting moment emanating from the helical gearing with the helix angle being able to be absorbed by the opposing, non-congruent hydrostatic surfaces. In particular, very smooth running in the high-pressure range can be achieved in this way.
  • the number of teeth on the external toothing of the pinion is more than 15 and the number of teeth on the internal toothing of the ring gear is more than 20. Due to the relatively high number of teeth in connection with the helix angle and the full division of the cutting twist, a high degree of smoothness of the internal gear machine is guaranteed at the same time as a good seal in the area of engagement between the pinion and the ring gear.
  • the axial disk and/or the housing in the region of the axial disk comprises an axial recess which results in the pressure field and which is preferably surrounded by a sealing system, in particular a sealing ring.
  • a sealing system in particular a sealing ring.
  • the internal gear machine comprises at least one further axial disk, which preferably has a pressure field facing the cavity and a pressure field facing the housing, which are connected to one another via a fluid connection stand. This improves the axial and radial gap sealing, since this axial disk also comes to rest on the front side of the transmission depending on the operating point.
  • the pressure fields of one axial disk are not formed congruently to the pressure fields of the other axial disk.
  • pressure fields in the housing and/or pressure fields of at least one enclose the ring gear on the front side Axial disk are mutually inversion symmetrical with respect to the transmission center plane.
  • a four-quadrant mode of the internal gear machine is possible by means of pressure fields designed in this way, so that regardless of the direction of rotation of the pinion and ring gear and an application-specific changing pressure side and the associated axially changing thrust direction, compensation or counteracting of the can take place through the helical gear outgoing tilting moment.
  • the internal gear machine is operated as a pump, as a hydraulic motor in reverse operation, in pure left-right operation or in four-quadrant mode, depending on the desired application. Due to the mutually non-congruently arranged hydrostatic surfaces on the front side of the transmission, optimal compensation of the tilting moment is possible at all times at different operating pressures.
  • the invention also relates to a use of the internal gear machine according to claim 15.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a 2-quadrant internal gear machine
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a 2-quadrant internal gear machine
  • FIG. 3 shows a schematic side view of an internal gear machine
  • Figure 4 is a schematic perspective view of part of an internal gear machine
  • FIG. 5 views of a 2-quadrant thrust washer
  • FIG. 6 schematic perspective views of the 2-quadrant internal gear machine
  • FIG. 7 views of another 2-quadrant axial disk;
  • Figure 8 schematic perspective views of a 4-quadrant internal gear machine and
  • Figure 9 Views of a 4-quadrant thrust washer.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an internal gear machine designated overall by 10 .
  • the internal gear machine 10 has a housing 12 within which a cavity 14 is formed.
  • an externally toothed pinion 16 and an internally toothed ring gear 18 are arranged.
  • the pinion 16 is arranged to be rotatable about a longitudinal axis 20 and the ring gear 18 is arranged to be rotatable about a longitudinal axis 22 .
  • the longitudinal axes 20 and 22 thus form axes of rotation on the one hand for the pinion 16 and on the other hand for the ring gear 18.
  • the axes of rotation are arranged parallel and spaced apart from one another.
  • the pinion 16 and ring gear 18 are arranged in such a way that they mesh with one another in some areas with their external toothing 24 or internal toothing 26 .
  • Both the external teeth 24 of the pinion 16 and the internal teeth 26 of the ring gear 18 are helical.
  • a filler piece 30 is arranged within a crescent-shaped free space 28 that results between the pinion 16 and the ring gear 18 .
  • the filler piece 30 is supported on a stop pin 32 and consists of an inner sealing segment 34 and an outer sealing segment 36.
  • the gap between the inner sealing segment 34 and the outer sealing segment 36 is sealed by a sealing roller 38.
  • pressure pockets 40 and 42 which are each connected to a fluid connection 44 or 46 of the internal gear machine 10 .
  • the fluid is pumped into the pressure pocket 42 and thus displaced to the pressure port 46.
  • Figure 2 shows a sectional view through the internal gear machine 10, namely in plan view according to Figure 1, perpendicular to the plane of Figure 1, at the height of the longitudinal axis 20.
  • FIG. 2 the gear mechanism formed by the pinion 16 and ring gear 18 is arranged within the cavity 14 of the housing 12 .
  • Axial disks 48 and 50 are arranged on both sides between the housing 12 and the gear consisting of the pinion 16 and ring gear 18, which serve to seal the gap between the housing 12 and the gear consisting of the pinion 16 and ring gear 18 both in the axial direction and in the radial direction.
  • the structure and mode of operation of the axial disks 48 and 50 are explained in more detail with reference to the following figures.
  • FIG. 3 shows a further sectional illustration through the internal gear machine 10 along the line A-A in FIG. 1.
  • the same parts as in the previous figures are provided with the same reference symbols and are not explained again.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a part of the internal gear machine 10 shown in Figure 1.
  • the externally toothed pinion 16 is shown, which is arranged in a rotationally fixed manner on a drive shaft 52 and, when coupled to a drive, rotates about its longitudinal axis 20 (with reference to the representation in Figure 4 counterclockwise - arrow 21 -) is rotatable.
  • the drive shaft 52 passes through the pinion 16 and has a bearing section 53 which is mounted in a corresponding socket in the housing 12 .
  • ring gear 18 and axial disk 50 are not shown in FIG. 4, so reference is made here to the explanation of FIGS.
  • the stop pin 32 against which the filler piece 30 rests with its inner sealing segment 34 and outer sealing segment 36 .
  • the sealing roller 38 is positioned between the sealing segments 34 , 36 .
  • the axial disk 48 delimiting the cavity 14 is also shown.
  • the axial disk 48 has at least one fluid connection 54 .
  • a total of 4 fluid connections 54 are provided, which are spaced apart from one another in the circumferential direction of the axial disk 48 and have different diameters.
  • the fluid connections 54 are provided at the bottom of a pressure field 56 integrated into the axial disk 48 .
  • the pressure field 56 is formed by a kidney-shaped depression within the axial disk 48 on the side 58 of the axial disk 48 facing the cavity 14 .
  • At least one relief groove 60 extends from the pressure field 56 counter to the direction of rotation according to the illustration in FIG. 4—that is, clockwise.
  • the end of the pressure field 56 opposite the relief groove 60 has at least one pressure pocket 62 which extends radially outward over the circumference of the external teeth 24 of the pinion 16 .
  • the axial disk 48 is shown individually in a slightly modified embodiment.
  • the illustration on the left shows the side 58 of the thrust washer 48 which faces the cavity 14 .
  • the right side shows the thrust washer 48 with its side 64 facing the housing 12.
  • the axial disk 48 has an opening 66 by means of which the axial disk 48 is fixed in the internal gear machine 10 via the stop pin 32 which passes through the opening 66 .
  • the axial disk 48 has only one fluid connection 54.
  • two relief grooves 60 and 60' extend from the pressure field 56.
  • the pressure field 56 further comprises the radially outwardly directed pressure pocket 62 and an oppositely inwardly arranged pressure pocket 62'.
  • the axial disk 48 On its side 58, the axial disk 48 also has a front groove 68 directed radially outwards.
  • the illustration on the right in FIG. 5 makes it clear that the axial disk 48 also has a pressure field 70 on its side 64 facing the housing 12, which is arranged opposite the pressure field 56, but is designed differently in shape and size.
  • the fluid connection 54 also opens into the pressure field 70, now from the other side of the axial disk 48.
  • the fluid connection(s) 54 therefore provide a connection via the cavity 14, the pressure field 56 to the pressure field 70.
  • the pressure field 70 is also formed by a trough-shaped depression in the axial disk 48 .
  • the pressure field 70 is surrounded by a sealing ring 72 via which the axial disk 48 bears against the housing 12 .
  • FIG. 6 shows two schematic perspective views of the parts of the internal gear machine 10 already shown and explained in FIG. 4, supplemented by the axial disk 50.
  • the thrust washer 50 also has a fluid connection 80 extending from the bottom of a pressure field 82 toward a pressure field 84 on the side 78 of the thrust washer 50 .
  • the pressure fields 82 and 84 are each formed by trough-shaped indentations on the sides 76 and 78 of the thrust washers 50, respectively.
  • the pressure field 82 has at least one pressure pocket 86 which extends counter to the direction of rotation of the pinion 16 .
  • FIG. 7 shows the axial disk 50 on the one hand from its side 78 (left figure) and on the other hand from its side 76 (right figure). Extending from the pressure field 82 on the side 76 are the pressure pockets 86 and 86', respectively.
  • the pressure panel 82 also has a circumferentially extending pressure pocket 88 at the opposite end.
  • the axial disk 50 is also fixed to the stop pin 32 via the opening 90 .
  • the pressure field 82 is designed differently compared to the inside 58 of the axial disk 48, which also faces the pinion 16 and ring gear 18.
  • This different design takes account of the fact that other pressure conditions arise than on the axial disk 48.
  • the different design ensures that the running surfaces 58 and 76 of the axial disks 48, 50, which are geometrically caused by helical gearing and are subject to different pressure loads, are applied on both sides in particular this is achieved in that the control edges 83 and 88 of the pressure field 82 are arranged rotated in the circumferential direction relative to the control edges 57 and 63 of the pressure field 56 of the axial disk 48 .
  • the housing-side pressure fields 70 and 84 of both axial disks are preferably designed congruent in terms of area center to the dynamically pressure-loaded surfaces defined by the pressure fields and the rotating helical gearing on the respective end faces 58 and 76 of the axial disk in question, with the total pressure-loaded surfaces of pressure field 70 and 84 are each designed in such a way that they exert a slightly increased pressure on both sides in the direction of the transmission and thus the axial discs 48, 50 come into contact with the transmission at every operating point. This effectively seals the front end of the gearbox.
  • the internal gear machine 10 shown in Figures 1 to 7 has the following functions: By driving the drive shaft 52, a fluid, for example hydraulic oil, is sucked in via the fluid connection 44 and enters the cavity 14. Via the meshing gearing of the pinion 16 and the ring gear 18, the fluid is pumped past the filler piece 30 in a manner known per se to the Pressure port 46 of the internal gear machine 10 pumped.
  • the pressure fields 70 and 84 of both axial disks 48, 50 are supplied with pressure oil from the pressure side via the corresponding bores 54 and 80, so that both axial disks are applied to the transmission.
  • a tilting moment occurs transversely to the longitudinal axis 20 of the pinion 16 and the longitudinal axis 22 of the ring gear 18.
  • This tilting moment is caused by the pressure oil present in the area of the filler piece 30 on the helical gearing and in the area of the meshing by the drive torque the pump and the pressure oil that is also present between ring gear 18 and pinion 16. Both areas generate opposite radially offset axial thrusts, which trigger a tilting of the toothing
  • This tilting moment is compensated for by the design of the axial disks 48 and 50.
  • This compensation is provided by the hydrostatic surfaces 62, 62′ and 86, 86′, which are mutually non-congruently arranged on the axial disks, at the level of the respective line of action of the opposing axial thrusts in the area of the filler piece 30 and in meshing engagement with the pressure pads 56 and 82, respectively.
  • this results in optimum compensation of the tilting moment while at the same time maintaining axial and radial gap compensation.
  • a radial and axial seal can be achieved with high efficiency.
  • the pressure fields 70 and/or 84 can also be formed in the wall of the adjacent housing 12 instead of in the axial disk 48 or 50 . Proportional formations of the pressure field 70 and/or 84 in the axial disks 48 or 50 and the housing 12 are also possible. High-performance helical gear fluid machines can be realized in the high-pressure range due to the compensation options explained above, in particular also the tilting moment of pinion 16 and ring gear 18 transversely to their longitudinal axes 20 and 22 .
  • the external teeth of the pinion 24 and the internal teeth of the ring gear 26 can be used with a large number of teeth, for example more than 15 teeth for the pinion 16 and more than 20 teeth for the ring gear 18 .
  • a degree of overlap of the tooth engagement of the pinion 16 and ring gear 18 can be at least two, that is to say the area in which the pinion 16 and ring gear 18 mesh completely with one another can be at least two teeth.
  • a front section twist (helix angle) of the toothing can be 22.5 degrees, for example, with a number of teeth 19 on the pinion 16 and a gear width of 20 mm.
  • the helix angle depends on the number of teeth and the width of ring gear 18 or pinion 16 and can therefore vary.
  • the inner sealing segment 34 has a slant 74 on its side 73 facing the pump chamber, the slant angle of which preferably corresponds approximately to the slant angle of the teeth of the external teeth 24 of the pinion 16 and the internal teeth 26 of the ring gear 18.
  • These preferably matching helix angles of sealing segment 34 and toothing 24 or 26 lead to a particularly good reduction in pressure losses in internal gear machines with axial fluid connections 44 and 46.
  • Reversible operation i.e. can be operated both as a pump and as a motor.
  • the pump function will A fluid is sucked in via the fluid connection 44 (suction side) and discharged under pressure at the fluid connection 46 .
  • the drive shaft 52 is driven in the manner described by an electric motor or some other suitable manner.
  • a pressurized fluid is fed in at the fluid connection 46 so that the pinion 16 and ring gear 18 are set in rotation.
  • the fluid is conveyed along the filler piece 30 to the fluid connection 44 via the pockets formed between the teeth. Due to the rotational movement of the pinion 16, an output torque can be tapped off at its drive shaft 52 during motor operation.
  • FIG. 8 shows an assembly for an internal gear machine 10, by means of which the internal gear machine 10 can be operated in the so-called four-quadrant mode.
  • the internal gear machine 10 can be operated both in both directions as a pump and in both directions as a motor.
  • Internal gear machines that can be operated in four-quadrant mode are known in principle to those skilled in the art.
  • the axial disks 48' and 50' are designed here as full-circumferential disks. This means that the axial disk 48' has a pressure field 56 on its side 58' and a pressure field 82 opposite the drive axle 52. Correspondingly, the outside of the axial disk 50', which can be seen in the illustration on the left in FIG. 8, has on its side 76' a pressure field 84 and opposite the drive axle 52 a pressure field 70.
  • the filler piece 30' also has an inner sealing segment 34' and an outer sealing segment 36' on the side opposite the stop pin 32, which are constructed and arranged as mirror images of the sealing segments 34 and 36.
  • the inside 76' of the axial disk 50' has a pressure field 56 and a pressure field 82.
  • the outside 64' of the thrust washer 48' has a pressure field 84 and a pressure field 70.
  • the axial disks 48' and 50' are thus each constructed inversely symmetrical to one another on their inner sides 58' and 76' and on their outer sides 78' and 64.
  • FIG. 9 the axial disks 48' and 50' are shown again in a plan view.
  • the illustration on the left in FIG. 9 shows the axial disks 48', 50' on the one hand with their side 78' or 64'.
  • the illustration on the right in FIG. 9 shows the axial disks 48', 50' with their inner side 76' or 58'.
  • This configuration makes it possible to compensate for a tilting moment of pinion 16 and ring gear 18 at any time, even in the case of an internal gear machine 10 that can be operated in the so-called four-quadrant mode, regardless of its mode of operation. At the same time, an axial and radial gap seal is guaranteed.
  • the internal gear machines 10 according to the invention can also be used according to the invention, for example, as follows: electrohydraulic/hydropneumatic chassis control systems, electrohydraulic steering systems, decentralized hydraulic applications in electrified vehicles. Reference sign

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine (10) mit einem Gehäuse (12), das einen Hohlraum (14) ausbildet, in dem ein innenverzahntes Hohlrad (18) und ein außenverzahntes Ritzel (16) angeordnet sind, deren Verzahnungen (24, 26) miteinander bereichsweise in kämmendem Eingriff stehen und deren Drehachsen (20, 22) parallel und beabstandet zueinander verlaufen, wobei mindestens ein Füllstück (30, 30') an der ersten und zweiten Verzahnung (24, 26) anliegt, welches den Hohlraum (14) in zwei fluidtechnisch getrennte Bereiche unterteilt. Es ist vorgesehen, dass die Verzahnung (24, 26) als Schrägverzahnung oder Pfeilverzahnung ausgebildet ist.

Description

Innenzahnradmaschine
Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen und eine Verwendung der Innenzahnradmaschine
Innenzahnradmaschinen der gattungsgemäßen Art sind bekannt.
So offenbart DE 198 26 367 A1 eine Innenzahnradpumpe in Ausführung einer Zahnringpumpe ohne Füllstück zur Förderung niedrigviskoser Flüssigkeiten. Die Zahnringpumpe umfasst eine Pumpenaufnahme und einen darin eingelassenen, geteilten Lagerkörper aus verschleißarmen Sonderwerkstoff, der einen Hohlraum ausbildet. In dem Hohlraum sind ein innenverzahntes Hohlrad und ein außenverzahntes Ritzel angeordnet, deren Verzahnung miteinander bereichsweise in kämmendem Eingriff stehen. Die Drehachsen von Hohlrad und Ritzel sind parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Eine Verzahnung von Hohlrad und Ritzel kann schrägverzahnt ausgeführt sein. Der das Hohlrad und das Ritzel aufnehmende geteilte Lagerkörper besteht aus einer Scheibe und einer Hohlradaufnahme, die ein axiales und radiales Lager bilden. Ein nierenförmiger Durchbruch in der Hohlradaufnahme oder der Scheibe ist deckungsgleich mit einem entsprechenden Durchbruch der Pumpenaufnahme oder der Scheibe und bilden zusammen axial betrachtet einseitig den Eintritts- bzw. Austrittskanal der Pumpe. An der dem Durchbruch zum Hohlraum abgewandten Seite ist in der entsprechenden Scheibe oder der Hohlradaufnahme dem Eintritts- bzw. Austrittskanal deckungsgleiche Blindnieren vorgesehen die auf bekannte Weise Quetschöl der kämmenden Verzahnung unterbinden.
DE 20 2009 017 371 U1 und DE 41 02 162 A1 offenbaren ebenfalls schrägverzahnte Zahnringpumpen.
Die bekannten schrägverzahnten Innenzahnradpumpen bieten gegenüber den dem Fachmann ebenfalls bekannten geradverzahnten Innenzahnradpumpen den Vorteil einer höheren mechanischen Laufruhe, da das Eingreifen der schrägverzahnten Zähne ineinander mit einem kontinuierlichen Übergang erfolgt.
Die bekannten schrägverzahnten Innenzahnradpumpen sind für den Einsatz im Niederdruckbereich geeignet. Nachteilig bei den bekannten schrägverzahnten Innenzahnradpumpen ist, dass diese keine hydraulische Spaltkompensation aufweisen. Unter hydraulischem Druck führt dies zum einen zu einer hohen Leckage sowie an der hydraulisch druckbelastete Schrägverzahnung zu einem Axialschub und einem Kippmoment quer zur Drehachse. Dies führt zu Kantenpressung und dadurch ausgelöst zu einem hohen Antriebsmoment und Verschleiß. Somit weisen die bekannten schrägverzahnten Lösungen einen schlechten volumetrischen und/oder hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad sowie eine schnelle Degradation unter höheren Drucklasten auf.
Die bekannten schrägverzahnten Lösungen sind daher nicht für den Betrieb bei typischerweise erforderlichen 250 bar, 280 bar oder 350 bar und/oder notwendigen Temperaturspreizungen von bis zu -40°C bis 120°C bzw. bei entsprechenden Viskositätsspreizungen im Betrieb geeignet. Es kommt hinzu, dass ein wesentlicher Geräuschvorteil nur dann erreicht wird, wenn der Schrägungswinkel in etwa mindestens so groß ist, dass bei einer gegebenen Getriebebreite der Schrägungswinkel zu einer relativen Stirnschnittverdrehung von Getriebevorderseite zu Getrieberückseite von etwa einer Zahnteilung führt. Übliche Verzahnungen, insbesondere die von Zahnringpumpen ohne Füllstück, weisen eine relativ geringe Zähnezahl, typischer Weise am Ritzel zwischen 6 und 15 Zähnen und am Hohlrad zwischen 7 und 16 Zähnen auf. Dies führt dazu, dass zum Erreichen einer vollen Teilung die Stirnschnittverdrehung der Schrägungswinkel sehr groß sein muss, was dazu führt, dass die für die Abdichtung im Zahneingriff zwingend notwendige Eingriffsstrecke nicht ausreichend lang ist, bzw. der Überdeckungsgrad zu klein ist. Dies führt dazu, dass eine Schrägverzahnung, insbesondere im Hinblick auf Hochdruck nicht abdichtbar ist und somit nicht den Zweck erfüllen kann hochdruckgeeignet und dabei gleichzeitig leise zu sein.
Anders gesagt, könnte ein relativ hoher Schrägungswinkel umgesetzt sein und man erreicht damit einen rein mechanischen Geräuschvorteil. Dies führt jedoch dazu, dass die Pumpe im Zahneingriff undicht ist, also hohe Leckage, schlagartiger Druckabbau und Kavitation auftritt, was im Endeffekt dazu führt, dass eine solche Pumpe viel lauter ist und einen schlechteren Wirkungsgrad aufweist, als eine Pumpe ohne Schrägverzahnung. Alternativ könnte ein Schrägungswinkel umgesetzt sein der dazu führt, dass eine hydraulische Abdichtung durch die Eingriffsstrecke gerade so erreicht wird. De Facto ergibt sich für übliche Verzahnungen ein so geringer Schrägungswinkel, dass der Geräusch vorteil gegenüber einer Geradverzahnung marginal wird und der damit verbundene Fertigungsaufwand nicht gerechtfertigt ist.
Im Gegensatz zu den bekannten schrägverzahnten Innenzahnradpumpen sind geradverzahnte hydraulisch spaltkompensierte Innenzahnradpumpen bekannt. So beschreibt beispielsweise DE 43 22 240 C2 eine Innenzahnradpumpe, die über axial an den Getriebestirnseiten angeordnete Dichtscheiben verfügt, wobei die Scheiben zur Getriebemittelebene spiegelsymmetrisch ausgeführt sind. Eine axiale Spaltkompensation wird durch entsprechende axiale und gegenüber der Getriebemittelebene symmetrische Druckfelder im Gehäuse oder Gehäuseteilen erreicht. Hierbei sind flächen- und flächenschwerpunktsmäßig die Druckfelder so ausgeführt, dass der innerhalb des geradverzahnten Getriebes wirkende Druck und dessen axiale Kraftwirkung ausgeglichen wird und damit in jedem Betriebspunkt ein Anlegen der Scheiben erzwungen wird. Somit wird eine Leckage zwischen Getriebestirnseite und Dichtscheiben effektiv unterbunden. Die Druckfelder sind zur Abdichtung der Dichtscheiben zum Gehäuse zusätzlich mit einem entsprechenden Dichtsystem ausgeführt. Eine radiale Spaltkompensation zwischen segmentförmigen Füllstücken und den Getriebezahnköpfen wird dadurch erreicht, dass der Spalt zwischen zwei an den Zahnköpfen anliegenden Füllstücken über Dichtelemente verfügt und der Spalt mit der Hochdruckseite verbunden ist, somit ein radiales Anlegen an die Verzahnung erzwungen wird.
Die bekannten kompensierten geradeverzahnten Innenzahnradpumpen sind für Hochdruckanwendungen geeignet. Sie zeichnen sich durch einen hohen volumetrischen und hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad aus. Nachteilig ist, dass die bekannten Ausführungen bei ihrem Einsatz geräuschintensiv sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leise schrägverzahnte Innenzahnradmaschine zu schaffen, die im Hochdruckbereich mit hohem Wirkungsgrad verschleißarm betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Innenzahnradmaschine mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass in einem Gehäuse, das einen Hohlraum ausbildet, in dem ein innenverzahntes Hohlrad und ein außenverzahntes Ritzel angeordnet sind, deren Verzahnungen miteinander bereichsweise in kämmenden Eingriff stehen und deren Drehachsen parallel und beabstandet zueinander verlaufen, wobei mindestens ein Füllstück an der ersten und zweiten Verzahnung anliegt, welches den Hohlraum in zwei fluidtechnisch getrennte Bereiche unterteilt, und die Verzahnung als Schrägverzahnung oder Pfeilverzahnung ausgebildet ist, ist vorteilhaft möglich eine für den Hochdruckbetrieb geeignete Innenzahnradmaschine mit einer Schrägverzahnung zur Verfügung zu stellen, die eine hohe mechanische Laufruhe sowie einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Hierbei werden sowohl Geräusche aufgrund der strömenden Hydraulikflüssigkeit als auch eine Verschleißminimierung an den rotierenden Teilen bzw. den an den rotierenden Teilen angrenzenden Gehäuseteilen vermieden. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die den Hohlraum axial abschließenden Flächen nicht-kongruente Druckfelder aufweisen, deren Steuerkanten in Umfangsrichtung zueinander verdreht sind, vorzugsweise um die durch eine Schrägverzahnung vorgegebene Stirnschnittverdrehung zwischen Getriebevorder- und Getrieberückseite. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass sich aufgrund der Schrägverzahnung ergebende Kippmomente auf das von Hohlrad und Ritzel gebildete Getriebe optimal kompensiert werden können. Somit werden neben einer axialen und radialen Spaltabdichtung, die zu einem hohen Wirkungsgrad führt, auch eine Laufruhe und ein verschleißfreier Betrieb der Innenzahnradmaschine wesentlich unterstützt.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die beidseitigen axialen Begrenzungen des Hohlraums jeweils mindestens ein gegenseitig nicht-kongruentes hydrostatisches Druckfeld aufweisen, die derart ausgeführt sind, dass ein vom schrägverzahnten Ritzel und schrägverzahnten Hohlrad im Bereich des Füllstücks ausgeübter, axial einseitig wirkender Schub sowie ein im Bereich des Zahneingriffs von Hohlrad und Ritzel wirkender Schub, axial entgegengesetzt zum ersten wirkenden axialen Schub, hydrostatisch mindestens teilweise flächenmäßig ausgeglichen wird. Hierdurch kann, dass aufgrund des bestimmungsgemäßen Einsatzes der erfindungsgemäßen Innenzahnradmaschine sich ergebende Kippmoment optimal ausgeglichen werden.
Insbesondere wenn die nicht-kongruenten hydrostatischen Druckfelder die jeweiligen axial entgegengesetzten Schübe im Bereich des Füllstücks und im Bereich des Zahneingriffs zumindest zu 20%, zumindest zu 30%, zumindest zu 40%, zumindest zu 50%, zumindest zu 60%, zumindest zu 70%, zumindest zu 80% oder zumindest zu 90% flächenmäßig ausgleichen, wird ein bestimmungsgemäßer Einsatz der Innenzahnradmaschine mit hoher Laufruhe und großer Verschleißfestigkeit erzielt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der das innenverzahnte Hohlrad und das außenverzahnte Ritzel aufnehmende Hohlraum axial durch wenigstens eine Axialscheibe begrenzt ist, die Axialscheibe wenigstens eine Fluidverbindung zwischen dem Hohlraum und einem an der dem Hohlraum abgewandten Seite der Axialscheibe vorgesehenen Druckfeld aufweist, das mit der Fluidverbindung in Verbindung steht, und an der dem Hohlraum zugewandten Seite der Axialscheibe wenigstens ein Druckfeld vorgesehen ist, das mit der Fluidverbindung in Verbindung steht und die dem Hohlraum zugewandte Seite der Axialscheibe wenigstens eine, zu der dem Hohlraum abgewandten Seite nicht-kongruent angeordnete hydrostatische Fläche aufweist, die mit dem Druckfeld in Wirkverbindung steht, wird vorteilhaft möglich, in einfacher Weise eine axiale und eine radiale Spaltkompensation zu erreichen, so dass derartige schrägverzahnte Innenzahnradmaschinen auch im Hochdruckbereich mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden können. Darüber hinaus ist vorteilhaft möglich, ein auf das aus Hohlrad und Ritzel bestehende Getriebe wirkendes Kippmoment zu kompensieren. Das den Hohlraum zugewandte Druckfeld ist hierbei kleiner als das dem Hohlraum abgewandte Druckfeld.
Unter nicht-kongruent angeordneten Flächen wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass die Druckflächen auf beiden Seiten der Axialscheibe oder der Axialscheiben unterschiedlich sind und/oder die Druckfelder in Umfangsrichtung der Axialscheibe betrachtet sich vergrößernde und/oder sich verkleinernde Abschnitte (zum Beispiel Taschen oder dergleichen) aufweisen und/oder deren Steuerkanten in Umfangsrichtung zueinander verdreht sind
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die sich gegenüberliegenden, nicht kongruenten hydrostatischen Flächen, Entlastungsnuten und/oder Drucktaschen umfassen. Hierdurch wird in einfacher Weise möglich, durch die Anordnung und Dimensionierung der Entlastungsnuten und/oder Drucktaschen die sich gegenüberliegenden, nicht kongruenten hydrostatischen Flächen so auszubilden, dass eine hydrostatische Entlastung des durch die schrägverzahnten Ritzel und Hohlrad hervorgerufenen Kippmomente betriebspunktabhängig der Innenzahnradmaschine abgefangen werden können.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzahnungen einen Schrägungswinkel aufweisen, dessen relative Verdrehung der Stirnschnittzahnkontur von Getriebevorder- zu Getrieberückseite vorzugsweise mindestens einer halben, insbesondere vorzugsweise einer ganzen Zahnteilung entspricht. Unter Getriebe Vorderseite oder Getrieberückseite werden hierbei die Stirnflächen der miteinander kämmenden Ritzel und Hohlrad verstanden. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, einen relativ großen Schrägungswinkel zu verwenden. Die Innenzahnradmaschine ist somit mit besonders hohem Wirkungsgrad zu betreiben, wobei das von der Schrägverzahnung mit dem Schrägungswinkel ausgehende Kippmoment durch die sich gegenüberliegenden, nicht kongruenten hydrostatischen Flächen abgefangen werden kann. Insbesondere lässt sich so eine hohe Laufruhe im Hochdruckbereich realisieren.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein Überdeckungsgrad der Zahneingriffe der Verzahnungen >= 2 ist. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, dass trotz voller Zahnteilung der Stirnschnittverdrehung, bei relativ geringem Schrägungswinkel, die Eingriffsstrecke im Zahneingriff zu einer vollständigen Abdichtung des Zahneingriffs führt.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine Zähnezahl der Außenverzahnung des Ritzels mehr als 15 und eine Zähnezahl der Innenverzahnung des Hohlrades mehr als 20 beträgt. Durch die relativ hohe Zähnezahl in Verbindung mit dem Schrägungswinkel und der vollen Teilung der Schnittverdrehung wird neben einer großen Laufruhe der Innenzahnradmaschine gleichzeitig eine große Abdichtung im Eingriffsbereich zwischen Ritzel und Hohlrad gewährleistet.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Axialscheibe und/oder das Gehäuse im Bereich der Axialscheibe eine das Druckfeld ergebende axiale Aussparung umfasst, die vorzugsweise von einem Dichtungssystem, insbesondere einem Dichtungsring umgeben ist. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, eine hydrostatische Entlastung des durch die Schrägverzahnung ausgeübten Axialschubs und des quer zur Drehachse wirkenden Kippmoments in Zusammenwirkung mit den dem Hohlraum zugewandten Seite vorgesehenen nicht-kongruent angeordneten hydrostatischen Flächen, mit hoher Wirkung zu erreichen.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Innenzahnradmaschine neben der einen Axialscheibe an der gegenüberliegenden Seite des Hohlraums wenigstens eine weitere Axialscheibe umfasst, die vorzugsweise ein dem Hohlraum zugewandtes Druckfeld und ein dem Gehäuse zugewandtes Druckfeld aufweist, die über eine Fluidverbindung miteinander in Verbindung stehen. Hierdurch wird die axiale und radiale Spaltabdichtung verbessert, da auch diese Axialscheibe betriebspunktabhängig an der Stirnseite des Getriebes zur Anlage kommt.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Druckfelder der einen Axialscheibe nicht kongruent zu den Druckfeldern der weiteren Axialscheibe ausgebildet sind.
Hierdurch kann abhängig von den sich einstellenden Druckverhältnissen beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Innenzahnradmaschine eine sehr genaue betriebspunktabhängige Kompensation des durch die Schrägverzahnung ausgeübten Kippmomentes bei Gewährleistung einer wirkungsvollen axial und radialen Spaltabdichtung sichergestellt werden.
Schließlich ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass Druckfelder im Gehäuse und/oder Druckfelder mindestens einer das Hohlrad stirnseitig umschließenden Axialscheibe zueinander inversionssymmetrisch bezüglich der Getriebemittelebene ausgeführt sind. Mittels derartig ausgeführten Druckfeldern ist ein Vier-Quadranten-Modus der Innenzahnradmaschine möglich, so dass unabhängig von der Drehrichtung von Ritzel und Hohlrad sowie einer anwendungsspezifischen wechselnden Druckseite und damit verbundenem axial wechselnden Schubrichtung jederzeit, auch bei hohen Drücken, eine Kompensation bzw. ein Entgegenwirken des durch die Schrägverzahnung ausgehenden Kippmomentes erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird die Innenzahnradmaschine als Pumpe, als Hydromotor im Reversierbetrieb, einem reinem Links-Rechts-Betrieb oder im Vier-Quadranten-Modus, je nach gewünschtem Einsatzfall betrieben. Durch die getriebestirnseitigen gegenseitig nicht-kongruenten angeordneten hydrostatischen Flächen wird bei unterschiedlichen Betriebsdrücken jederzeit eine optimale Kompensation des Kippmoments ermöglicht.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Innenzahnradmaschine gemäß Anspruch 15.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht einer 2-Quadranten Innenzahnradmaschine;
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine 2-Quadranten Innenzahnradmaschine;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht einer Innenzahnradmaschine;
Figur 4 eine schematische Perspektivansicht eines Teils einer Innenzahnradmaschine;
Figur 5 Ansichten einer 2-Quadranten Axialscheibe;
Figur 6 schematische Perspektivansichten der 2-Quadranten Innenzahnradmaschine;
Figur 7 Ansichten einer weiteren 2-Quadranten Axialscheibe; Figur 8 schematische Perspektivansichten einer 4-Quadranten Innenzahnradmaschine und
Figur 9 Ansichten einer 4-Quadranten Axialscheibe.
Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer insgesamt mit 10 bezeichneten Innenzahnradmaschine. Die Innenzahnradmaschine 10 besitzt ein Gehäuse 12, innerhalb dem ein Hohlraum 14 ausgebildet ist. In dem Hohlraum 14 sind ein außenverzahntes Ritzel 16 und ein innenverzahntes Hohlrad 18 angeordnet. Das Ritzel 16 ist um eine Längsachse 20 und das Hohlrad 18 um eine Längsachse 22 drehbar angeordnet. Die Längsachsen 20 und 22 bilden somit Drehachsen einerseits für das Ritzel 16 und andererseits für das Hohlrad 18. Die Drehachsen sind parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Ritzel 16 und Hohlrad 18 sind so angeordnet, dass diese mit Ihrer Außenverzahnung 24 bzw. Innenverzahnung 26 bereichsweise miteinander kämmen.
Sowohl die Außenverzahnung 24 des Ritzels 16 als auch die Innenverzahnung 26 des Hohlrades 18 sind schrägverzahnt.
Innerhalb eines sich zwischen Ritzel 16 und Hohlrad 18 ergebenden sichelförmigen Freiraums 28 ist ein Füllstück 30 angeordnet. Das Füllstück 30 stützt sich an einen Anschlagstift 32 ab und besteht aus einem inneren Dichtsegment 34 und einem äußeren Dichtsegment 36. Der Spalt zwischen innerem Dichtsegment 34 und äußerem Dichtsegment 36 ist durch eine Dichtrolle 38 abgedichtet.
Im Gehäuse 12 befinden sich ferner Drucktaschen 40 und 42, die jeweils mit einem Fluidanschluss 44 bzw. 46 der Innenzahnradmaschine 10 in Verbindung stehen.
Aufbau und Wirkungsweise einer derartigen Innenzahnradmaschine 10 sind dem Fachmann bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird. Während eines Betriebs der Innenzahnradmaschine 10 wird das Ritzel 16 durch eine Antriebswelle 52 (Figur 4) angetrieben. Hierbei ergibt sich eine Drehrichtung um die Längsachse 20 gemäß der Darstellung im Uhrzeigersinn entsprechend des Pfeiles 21. Die Außenverzahnung 24 des Ritzels 16 nimmt hierbei die Innenverzahnung 26 des Hohlrades 18 mit. Dadurch ergeben sich - in an sich bekannter Weise - vergrößernde und verkleinernde Pumpenkammern, in welche das zu fördernde Medium zunächst durch den Fluidanschluss 44 (der als Sauganschluss dient) und die Drucktasche 40 in den Hohlraum 14 und wird von dort über die Drucktasche 42 zu dem Fluidanschluss 46 (der als Druckanschluss dient) gefördert.
In den Zahnlücken der Innenverzahnung 26 und der Außenverzahnung 24 dann sich befindendes Fluid wandert mit den Zahnlücken am Füllstück 30 entlang und gelangt in den Zahneingriffsbereich von Ritzel 16 und Hohlrad 18. Durch die angedeuteten Radialbohrungen 48 des Hohlrades 18 wird das Fluid in die Drucktasche 42 und somit zum Druckanschluss 46 verdrängt.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Innenzahnradmaschine 10 und zwar in Draufsicht gemäß Figur 1 , senkrecht zur Bildebene der Figur 1 , in Höhe der Längsachse 20.
In Figur 2 wird deutlich, dass innerhalb des Hohlraumes 14 des Gehäuses 12 das aus Ritzel 16 und Hohlrad 18 gebildete Getriebe angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse 12 und dem aus Ritzel 16 und Hohlrad 18 bestehenden Getriebe sind beidseitig Axialscheiben 48 und 50 angeordnet, die einer Spaltabdichtung zwischen Gehäuse 12 und dem aus Ritzel 16 und Hohlrad 18 bestehenden Getriebe sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung dienen. Aufbau und Wirkungsweise der Axialscheiben 48 und 50 werden anhand der nachfolgenden Figuren noch näher erläutert.
Figur 3 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch die Innenzahnradmaschine 10 entlang der Linie A-A in Figur 1. Gleiche Teile wie in den vorhergehenden Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
Figur 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Teiles der in Figur 1 gezeigten Innenzahnradmaschine 10. Dargestellt sind das außen verzahnte Ritzel 16, das drehfest auf einer Antriebswelle 52 angeordnet ist und bei Kopplung mit einem Antrieb um seine Längsachse 20 (in Bezug auf die Darstellung in Figur 4 entgegen dem Uhrzeigersinn - Pfeil 21 -) rotierbar ist. Die Antriebswelle 52 durchgreift das Ritzel 16 und weist einen Lagerungsabschnitt 53 auf, der in eine entsprechende Buchse im Gehäuse 12 gelagert ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind das Hohlrad 18 und die Axialscheibe 50 in Figur 4 nicht dargestellt, insofern wird hier auf die Darstellung der Erläuterung zu Figur 1 , 2 und 3 verwiesen.
Ferner dargestellt ist der Anschlagstift 32 an dem das Füllstück 30 mit seinem inneren Dichtsegment 34 sowie äußeren Dichtsegment 36 anliegt. Zwischen den Dichtsegmenten 34, 36 ist die Dichtrolle 38 positioniert. Ferner ist die den Hohlraum 14 begrenzende Axialscheibe 48 dargestellt. Die Axialscheibe 48 weist wenigstens eine Fluidverbindung 54 auf.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt 4 Fluidverbindungen 54 vorgesehen, die in Umfangsrichtung der Axialscheibe 48 beabstandet zueinander angeordnet sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Die Fluidverbindungen 54 sind am Grund eines in die Axialscheibe 48 integrierten Druckfeldes 56 vorgesehen. Das Druckfeld 56 wird von einer nierenförmigen Vertiefung innerhalb der Axialscheibe 48 auf der dem Hohlraum 14 zugewandten Seite 58 der Axialscheibe 48 gebildet.
Vom Druckfeld 56 erstreckt sich entgegen der Drehrichtung gemäß der Darstellung in Figur 4 - also im Uhrzeigersinn - wenigstens eine Entlastungsnut 60 (auch als Steuerschlitz bezeichnet).
Das der Entlastungsnut 60 entgegengesetzten Ende des Druckfeldes 56 weist wenigstens eine Drucktasche 62 auf, die sich radial nach außen über den Umfang der Außenverzahnung 24 des Ritzels 16 erstreckt.
In Figur 5 ist die Axialscheibe 48 einzeln in einer leicht abgewandelten Ausführungsvariante dargestellt. Die linke Darstellung zeigt die Seite 58 der Axialscheibe 48, die dem Hohlraum 14 zugewandt ist. Die rechte Seite zeigt die Axialscheibe 48 mit ihrer Seite 64, die dem Gehäuse 12 zugewandt ist.
Die Axialscheibe 48 besitzt eine Öffnung 66 mittels der die Axialscheibe 48 über den Anschlagstift 32, der die Öffnung 66 durchgreift, in der Innenzahnradmaschine 10 fixiert ist.
Im gezeigten Beispiel besitzt die Axialscheibe 48 nur eine Fluidverbindung 54. Auf der Seite 58 erstrecken sich von dem Druckfeld 56 zwei Entlastungsnuten 60 und 60‘. Das Druckfeld 56 umfasst ferner die radial nach außen gerichtete Drucktasche 62 und eine gegenüber nach innen liegend angeordnete Drucktasche 62‘.
Die Axialscheibe 48 besitzt an seiner Seite 58 noch eine radial nach außen gerichtete Stirnnut 68. Anhand der rechten Darstellung in Figur 5 wird deutlich, dass die Axialscheibe 48 an ihrer dem Gehäuse 12 zugewandten Seite 64 ebenfalls ein Druckfeld 70 besitzt, das dem Druckfeld 56 gegenüberliegend angeordnet ist, in Form und Größe aber unterschiedlich ausgebildet ist. In das Druckfeld 70 mündet ebenfalls die Fluidverbindung 54, jetzt von der anderen Seite der Axialscheibe 48. Über die Fluidverbindung(en) 54 besteht also eine Verbindung über den Hohlraum 14, das Druckfeld 56 zu dem Druckfeld 70.
Das Druckfeld 70 wird ebenfalls von einer wannenförmigen Vertiefung der Axialscheibe 48 gebildet. Das Druckfeld 70 wird von einem Dichtring 72 umgeben, über die die Axialscheibe 48 an dem Gehäuse 12 anliegt.
In Figur 6 sind zwei schematische Perspektivansichten der bereits in Figur 4 gezeigten und erläuterten Teile der Innenzahnradmaschine 10 ergänzt um die Axialscheibe 50 gezeigt.
In Figur 6 oben ist die Seite 76 der Axialscheibe 50 dargestellt, die dem Ritzel 16 und dem Hohlrad 18 zugewandt ist.
In Figur 6 unten ist die Seite 78 der Axialscheibe 50 dargestellt, die dem Gehäuse 12 zugewandt ist.
Gleiche Teile wie in den Figuren 4 und 5 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
Die Axialscheibe 50 besitzt ebenfalls eine Fluidverbindung 80, die sich vom Grund eines Druckfeldes 82 in Richtung eines Druckfeldes 84 auf der Seite 78 der Axialscheibe 50 erstreckt. Die Druckfelder 82 und 84 werden jeweils von wannenförmigen Vertiefungen auf den Seiten 76 bzw. 78 der Axialscheiben 50 gebildet.
Das Druckfeld 82 besitzt wenigstens eine Drucktasche 86, die sich entgegen der Drehrichtung des Ritzels 16 erstreckt.
Figur 7 zeigt die Axialscheibe 50 einerseits von seiner Seite 78 (linke Abbildung) und andererseits von seiner Seite 76 (rechte Abbildung). Von dem Druckfeld 82 auf der Seite 76 erstrecken sich die Drucktaschen 86 bzw. 86‘. Das Druckfeld 82 besitzt ferner am entgegengesetzten Ende eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Drucktasche 88.
Über die Öffnung 90 wird die Axialscheibe 50 ebenfalls an dem Anschlagstift 32 fixiert.
Wie Figur 7 verdeutlicht, ist das Druckfeld 82 gegenüber der Innenseite 58 der Axialscheibe 48, die ebenfalls dem Ritzel 16 und Hohlrad 18 zugewandt ist, unterschiedlich gestaltet. Durch diese unterschiedliche Gestaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, dass sich andere Druckverhältnisse einstellen, als an der Axialscheibe 48. Die unterschiedliche Gestaltung gewährleistet, dass die durch eine Schrägverzahnung geometrisch bedingten unterschiedlich druckbelasteten Laufflächen 58 und 76 der Axialscheiben 48,50 jeweils beidseitig angelegt werden Insbesondere wird dies dadurch erreicht, dass die Steuerkanten 83 und 88 des Druckfeldes 82 in Umfangsrichtung verdreht zu den Steuerkanten 57 und 63 des Druckfeldes 56 der Axialscheibe 48 angeordnet sind.
Anhand den Darstellungen in Figur 5 und in Figur 7 wird deutlich, dass zwei Steuerkanten 57 und 63 des Druckfeldes 56 jeweils zu den Steuerkanten 83 und 88 des Druckfeldes 82 in Umfangsrichtung der Axialscheiben 48 und 50 verdreht zueinander angeordnet sind (also in Bezug auf die Drehachse 20 eine andere Winkelposition besitzen) Der Versatz der Steuerkanten 57 und 83 sowie der Steuerkanten 63 und 88 entspricht vorzugsweise dem sich aus dem Schrägungswinkel der Verzahnungen 24 und 26 ergebenden Wert für die Stirnschnittverdrehung von Vorder- zur Rückseite der Verzahnungen. Das heißt, die Steuerkanten 57 und 63 verlaufen in Umfangsrichtung betrachtet näher zum Anschlagstift 32 als die Steuerkanten 83 und 88.
Die gehäuseseitigen Druckfelder 70 und 84 beider Axialscheiben sind vorzugsweise jeweils flächenschwerpunktmäßig kongruent zu den durch die Druckfelder und der sich in Rotation befindlichen Schrägverzahnung definierten dynamisch druckbelasteten Flächen auf den jeweiligen Stirnseiten 58 und 76 der betreffenden Axialscheibe ausgeführt, wobei vorzugsweise die druckbelasteten Gesamtflächen von Druckfeld 70 und 84 jeweils so ausgeführt sind, dass diese beidseitig einen leicht erhöhten Druck in Richtung Getriebe ausüben und somit die Axialscheiben 48, 50 in jedem Betriebspunkt zur Anlage am Getriebe kommen. Hierdurch wird effektiv eine Abdichtung der Getriebestirnseite erreicht.
Die in den Figuren 1 bis 7 dargestellte Innenzahnradmaschine 10 zeigt folgende Funktionen: Durch Antrieb der Antriebswelle 52 wird über den Fluidanschluss 44 ein Fluid, beispielsweise Hydrauliköl, angesaugt und gelangt in den Hohlraum 14. Über die kämmende Verzahnung von Ritzel 16 und Hohlrad 18 wird das Fluid, in an sich bekannter Weise, an dem Füllstück 30 vorbei zum Druckanschluss 46 der Innenzahnradmaschine 10 gepumpt. Die Druckfelder 70 und 84 beider Axialscheiben 48,50 werden über die entsprechenden Bohrungen 54 und 80 mit Drucköl der Druckseite versorgt, sodass beide Axialscheiben an das Getriebe angelegt werden.
Aufgrund der Schrägverzahnung von Ritzel 16 und Hohlrad 18 entsteht ein Kippmoment quer zu der Längsachse 20 des Ritzels 16 und der Längsachse 22 des Hohlrades 18. Dieses Kippmoment entsteht durch im Bereich des Füllstücks 30 vorliegendem Drucköl an der Schrägverzahnung und im Bereich des Zahneingriffs durch das Antriebsmoment der Pumpe sowie dem ebenfalls vorliegendem Drucköl zwischen Hohlrad 18 und Ritzel 16. Beide Bereiche erzeugen jeweils entgegengesetzte radial versetzte axiale Schübe, welche ein Kippen der Verzahnungen auslösen
Eine Kompensation dieses Kippmoments erfolgt durch die Ausgestaltung der Axialscheiben 48 und 50. Diese Kompensation erfolgt durch die an den Axialscheiben gegenseitig nicht-kongruent angeordneten hydrostatischen Flächen 62,62' und 86,86' auf Höhe der jeweiligen Wirklinie der entgegengesetzten wirkenden axialen Schübe im Bereich des Füllstücks 30 und im Zahneingriff, die jeweils mit den Druckfeldern 56 und 82 in Verbindung stehen. Insbesondere bei Innenzahnradmaschinen 10 die mit hohen Drücken, beispielsweise 250 bis 350 bar, betrieben werden, ergibt sich so eine optimale Kompensation des Kippmomentes unter gleichzeitiger Beibehaltung einer axialen und radialen Spaltkompensation. Somit kann eine radiale und axiale Abdichtung mit hoher Effizienz erreicht werden.
Durch die unterschiedliche, asymmetrische Gestaltung der Druckfelder 56 und 70, insbesondere auch durch die Entlastungsnuten 60, 60' und die Drucktaschen 62, 62' sowie die Anordnung der Steuerkanten 57 und 71 kann dem Kippmoment von Ritzel 16 und Hohlrad 18 entgegengewirkt werden und das Kippmoment kompensiert werden.
In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Druckfelder 70 und/oder 84 anstelle in der Axialscheibe 48 bzw. 50 auch in der Wandung des angrenzenden Gehäuses 12 ausgebildet sein. Auch sind anteilige Ausbildungen des Druckfeldes 70 und/oder 84 in den Axialscheiben 48 bzw. 50 und dem Gehäuse 12 möglich. Durch die zuvor erläuterten Kompensationsmöglichkeiten, insbesondere auch des Kippmoments von Ritzel 16 und Hohlrad 18 quer zu ihren Längsachsen 20 und 22 sind hochleistungsschrägverzahnte Zahnradfluidmaschinen im Hochdruckbereich realisierbar.
Die Außenverzahnung des Ritzels 24 und die Innenverzahnung des Hohlrades 26 kann mit einer hohen Zähnezahl von beispielsweise mehr als 15 Zähnen für das Ritzel 16 und mehr als 20 Zähnen für das Hohlrad 18 eingesetzt werden. Ein Überdeckungsgrad des Zahneingriffs von Ritzel 16 und Hohlrad 18 kann wenigstens zwei betragen, das heißt, der Bereich in dem Ritzel 16 und Hohlrad 18 komplett miteinander kämmen, kann mindestens 2 Zähne betragen.
Eine Stirnschnittverdrehung (Schrägungswinkel) der Verzahnung kann beispielsweise 22,5 Grad, bei einer Zähnezahl 19 am Ritzel 16 und einer Getriebebreite von 20 mm, betragen.
Der Schrägungswinkel hängt von der Zähnezahl und der Breite von Hohlrad 18 bzw. Ritzel 16 ab und kann somit variieren.
Es ist möglich, eine Innenzahnradmaschine mit einer großen Anzahl von Zähnen sowohl am Ritzel 16 als auch am Hohlrad 18 bereitzustellen, die schrägverzahnt ist und somit eine große Laufruhe aufweist und zugleich zur Förderung eines Fluids im Hochdruckbereich geeignet ist. Hierdurch wird der Überdeckungsbereich von Ritzel 16 und Hohlrad 18 zwischen dem Druckbereich und dem Saugbereich innerhalb des Hohlraumes 14 gut abgedichtet, da entlang der Eingriffsstrecke zwischen Ritzel 16 und Hohlrad 18 eine größere Anzahl von vollständig ineinandergreifenden Zähnen der Innenverzahnung 26 des Hohlrades 18 bzw. der Außenverzahnung 24 des Ritzels 16 möglich ist.
Wie in Figur 4 weiter deutlich wird, besitzt das innere Dichtsegment 34 an seiner der Pumpkammer zugewandten Seite 73 eine Schrägung 74, deren Schrägungswinkel vorzugsweise dem Schrägungswinkel der Zähne der Außenverzahnung 24 des Ritzels 16 und der Innenverzahnung 26 des Hohlrades 18 näherungsweise entspricht. Diese vorzugsweise übereinstimmenden Schrägungswinkel von Dichtsegment 34 und Verzahnung 24 bzw. 26 führen zu einer besonders guten Reduzierung von Druckverlusten bei Innenzahnradmaschinen mit axialen Fluidanschlüssen 44 und 46.
Die anhand der bisherigen Figuren erläuterte Innenzahnradmaschine 10 ist in einem
Reversierbetrieb, also sowohl als Pumpe oder auch als Motor betreibbar. Der Pumpfunktion wird über den Fluidanschluss 44 (Saugseite) ein Fluid angesaugt und unter Druck an dem Fluidanschluss 46 ausgegeben. Hierzu wird die Antriebswelle 52 in beschriebener Weise durch einen Elektromotor oder andere geeignete Art und Weise angetrieben.
Beim Motorbetrieb wird ein unter Druck stehendes Fluid an dem Fluidanschluss 46 eingespeist, so dass Ritzel 16 und Hohlrad 18 in Rotation versetzt werden. Das Fluid wird über die zwischen der Verzahnung gebildeten Taschen entlang des Füllstücks 30 zum Fluidanschluss 44 befördert. Durch die Drehbewegung des Ritzels 16 kann an dessen Antriebswelle 52 im Motorbetrieb ein Abtriebsmoment abgegriffen werden.
In Figur 8 ist eine Baugruppe für eine Innenzahnradmaschine 10 gezeigt, mittels der die Innenzahnradmaschine 10 im so genannten Vier-Quadranten-Modus betrieben werden kann. Dies bedeutet, die Innenzahnradmaschine 10 kann sowohl in beiden Richtungen als Pumpe, als auch in beiden Richtungen als Motor betrieben werden. Im Vier-Quadranten-Modus betreibbare Innenzahnradmaschinen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
Gleiche Teile wie in den vorhergehenden Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
Der Unterschied zu den vorhergehenden Figuren besteht in der Ausgestaltung der Axialscheiben 48‘ bzw. 50‘ und des Füllstückes 30‘. Insofern wird jetzt hier nur auf die Unterschiede eingegangen und hinsichtlich der übrigen Teile und Funktionen auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Die Axialscheiben 48‘ und 50‘ sind hier als vollumfängliche Scheiben ausgebildet. Dies bedeutet, die Axialscheibe 48‘ hat an ihrer Seite 58‘ sowohl ein Druckfeld 56 und der Antriebsachse 52 gegenüberliegend ein Druckfeld 82. Entsprechend hat die Außenseite der Axialscheibe 50‘, die in der linken Darstellung in Figur 8 zu sehen ist, an ihrer Seite 76‘ ein Druckfeld 84 und der Antriebsachse 52 gegenüberliegend ein Druckfeld 70.
Das Füllstück 30‘ besitzt zusätzlich zu den Dichtsegmenten 34 und 36 an der dem Anschlagstift 32 gegenüberliegenden Seite ebenfalls ein inneres Dichtsegment 34‘ und ein äußeres Dichtsegment 36‘, die spiegelbildlich zu den Dichtsegmenten 34 und 36 aufgebaut und angeordnet sind. Deutlich wird dies anhand der rechten Abbildung der Figur 8, in der die in der linken Abbildung der Figur 8 gezeigten Baugruppe in einer schematischen Perspektivansicht von der gegenüberliegenden Seite gezeigt ist.
Es wird ferner deutlich, dass die Innenseite 76‘ der Axialscheibe 50‘ ein Druckfeld 56 und ein Druckfeld 82 aufweist.
Die Außenseite 64‘ der Axialscheibe 48‘ besitzt ein Druckfeld 84 und ein Druckfeld 70.
Die Axialscheiben 48‘ und 50‘ sind somit an ihren Innenseiten 58‘ und 76‘ sowie an ihren Außenseiten 78‘ und 64 jeweils inversionssymmetrisch zueinander aufgebaut.
Hinsichtlich Ausgestaltung und Funktion der in den Axialscheiben 48‘ und 50‘ vorgesehenen Druckfelder mit ihren Entlastungsnuten und Drucktaschen sowie Steuerkanten wird auf die Erläuterung zu den vorhergehenden Figuren verwiesen.
In Figur 9 sind die Axialscheiben 48‘ und 50‘ nochmals in Draufsicht gezeigt. Die linke Abbildung in Figur 9 zeigt die Axialscheiben 48‘, 50‘ einerseits mit Ihrer Seite 78‘ bzw. 64‘. Die rechte Abbildung in Figur 9 zeigt die Axialscheiben 48‘, 50‘ mit ihrer Innenseite 76‘ bzw. 58‘.
Es wird deutlich, dass die Axialscheiben 48‘ und 50‘ identisch aufgebaut, aber seitenverkehrt montiert werden.
Durch diese Ausgestaltung wird möglich, auch bei einer im sogenannten Vier-Quadranten-Modus betreibbaren Innenzahnradmaschine 10 unabhängig von deren Betriebsweise jederzeit eine Kompensation eines Kippmoments von Ritzel 16 und Hohlrad 18 zu erreichen. Gleichzeitig ist eine axiale und radiale Spaltabdichtung gewährleistet.
Somit kann auch eine derartige im Vier-Quadranten-Modus arbeitende Innenzahnradmaschine 10 mit hohem Wirkungsgrad im Hochdruckbereich betrieben werden.
Die erfindungsgemäßen Innenzahnradmaschinen 10 lassen sich ebenfalls erfindungsgemäß beispielsweise folgendermaßen einsetzen: elektrohydraulische/hydropneumatische Fahrwerksregelungssysteme, elektrohydraulische Lenkungssysteme, dezentrale Hydraulikanwendungen bei elektrifizierten Fahrzeugen. Bezugszeichen
10 Innenzahnradmaschine
12 Gehäuse
14 Hohlraum
16 Ritzel
18 Hohlrad
20 Längsachse
21 Pfeil
22 Längsachse
24 Außenverzahnung Ritzel
26 Innenverzahnung Hohlrad
28 Freiraum
30,30' Füllstück
32 Anschlagstift
34,34' Dichtsegment
36,36' Dichtsegment
38 Dichtrolle
40 Drucktasche
42 Drucktasche
44 Fluidanschluss
46 Fluidanschluss
48,48' Axialscheibe
50,50' Axialscheibe
52 Antriebswelle
53 Lagerabschnitt
54 Fluidverbindung
56 Druckfeld
57 Steuerkante
58 Seite
60,60' Entlastungsnut
62,62' Drucktasche
63 Steuerkante Seite Öffnung Stirnnut Druckfeld Steuerkante Dichtring Seite Schrägung,76' Seite Seite Fluidverbindung Druckfeld Steuerkante Druckfeld Steuerkante,86' Drucktasche Drucktasche
Öffnung

Claims

Patentansprüche
1. Innenzahnradmaschine (10) mit einem Gehäuse (12), das einen Hohlraum (14) ausbildet, in dem ein innenverzahntes Hohlrad (18) und ein außenverzahntes Ritzel (16) angeordnet sind, deren Verzahnungen (24, 26) miteinander bereichsweise in kämmendem Eingriff stehen und deren Drehachsen (20, 22) parallel und beabstandet zueinander verlaufen, wobei mindestens ein Füllstück (30, 30‘) an der ersten und zweiten Verzahnung (24, 26) anliegt, welches den Hohlraum (14) in zwei fluidtechnisch getrennte Bereiche unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (24, 26) als Schrägverzahnung oder Pfeilverzahnung ausgebildet ist.
2. Innenzahnradmaschine (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum (14) axial abschließenden Flächen gegenseitig nicht-kongruente Druckfelder (56, 82) aufweisen, wobei deren Steuerkanten (57, 83) sowie (63, 88) in Umfangsrichtung zueinander verdreht sind.
3. Innenzahnradmaschine (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkanten (57, 83) sowie (63, 68) um die durch eine Schrägverzahnung vorgegebene Stirnschnittverdrehung zwischen Getriebevorder- und Getrieberückseite in Umlaufrichtung zueinander verdreht sind.
4. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitigen axialen Begrenzungen des Hohlraums (14) jeweils mindestens ein, gegenseitig nicht-kongruentes hydrostatisches Druckfeld (62,62‘, 86,86‘) aufweist, derart ausgeführt, dass ein vom schrägverzahnten Ritzel (16) und schrägverzahnten Hohlrad (18) im Bereich des Füllstücks (30) ausgeübter, axial einseitig wirkender Schub sowie ein im Bereich des Zahneingriffs wirkender, axial entgegengesetzt zum ersten wirkender axialer Schub hydrostatisch zumindest teilweise flächenmäßig ausgeglichen wird.
5. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (14) axial durch wenigstens eine Axialscheibe (48) begrenzt ist, die Axialscheibe (48) wenigstens eine Fluidverbindung (54) zwischen dem Hohlraum (14) und einem an der dem Hohlraum (14) abgewandten Seite (64) der Axialscheibe (48) vorgesehenen Druckfeld (70) aufweist und/oder an der der Axialscheibe (48) zugewandten Seite am Gehäuse (12) wenigstens ein Druckfeld (70) vorgesehen ist, das mit der Fluidverbindung (54) in Verbindung steht und an der der dem Hohlraum (14) zugewandten Seite (58) der Axialscheibe (48) wenigstens ein Druckfeld (56) vorgesehen ist, das mit der Fluidverbindung (54) in Verbindung steht. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradmaschine (10) neben der Axialscheibe (48) auf der gegenüberliegenden axialen Begrenzung des Hohlraumes (14) der Innenzahnradmaschine (10) wenigstens eine weitere Axialscheibe (50) umfasst, die eine Fluidverbindung (80) zwischen dem Hohlraum (14) und einen an der dem Hohlraum (14) abgewandten Seite (78) der Axialscheibe (48) vorgesehenen Druckfeld (84) aufweist und/oder an der der Axialscheibe (50) zugewandten Seite des Gehäuses (12) wenigstens ein Druckfeld (84) vorgesehen ist, das mit der Fluidverbindung (80) in Verbindung steht und an der dem Hohlraum (14) zugewandten Seite (78) der Axialscheibe (50) wenigstens ein Druckfeld (82) vorgesehen ist, das mit der Fluidverbindung (80) in Verbindung steht. Innenzahnradmaschine (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegenden nicht-kongruenten hydrostatischen Flächen (56, 82) Entlastungsnuten (60, 60‘) und/oder Drucktaschen (62, 62‘, 86, 86‘) umfassen. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Füllstücke (30, 30‘) zum Auslauf hin der Schrägung der Verzahnung (24, 26) folgend mit einer Schrägung (74) ausgeführt sind. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen (24, 26) einen Schrägungswinkel aufweisen, dessen relative Verdrehung der Stirnschnittzahnkontur von Getriebevorder- zur Getrieberückseite vorzugsweise mindestens einen halben, insbesondere vorzugsweise einer ganzen Zahnteilung entspricht. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialscheibe (48) und die Axialscheibe (50) und/oder das Gehäuse (12) im Bereich der Axialscheibe (48) und der Axialscheibe (50) eine das Druckfeld (70) und das Druckfeld (84) ergebende axiale Aussparung umfasst. Innenzahnradmaschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Aussparung von einem Dichtungssystem, insbesondere einem Dichtungsring (72) umgeben ist. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine erste den Hohlraum (14) axial abschließende Fläche (58‘) axial betrachtet die nicht-kongruenten Druckfelder (56) und (82) aufweist und dass eine zweite den Hohlraum (14) abschließende Fläche (76‘) der ersten Fläche gegenüberliegend die weiteren nicht kongruenten Druckfelder (56) und (82) aufweist, wobei die Druckfelder (54, 82) beider Flächen (58‘, 76‘) inversionssymmetrisch zur Getriebemittelebene ausgeführt sind. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum (14) axial abschließende Flächen (58‘) durch mindestens eine das Hohlrad axial umschließende Axialscheibe (48‘) gebildet wird und die dem Hohlraum (14) gegenüberliegend axial abschließende Fläche (76‘) durch mindestens eine das Hohlrad axial umschließende Axialscheibe (50‘) gebildet wird. Innenzahnradmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe zur Realisierung eines Reversierbetriebs oder eines Vier- Quadranten-Betriebs axial betrachtet symmetrisch angeordnete Füllstücke (30, 30‘) aufweist, wobei die Füllstücke axial betrachtet links- und rechtsseitig jeweils an mindestens einem Haltestift (32) anliegen. Verwendung einer Innenzahnradmaschine (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14 für elektrohydraulische/hydropneumatische Fahrwerksregelungssysteme, elektrohydraulische Lenkungssysteme, dezentrale Hydraulikanwendungen bei elektrifizierten Fahrzeugen.
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