CN215908052U - 容积式齿轮机器 - Google Patents

Abstract

一种容积式齿轮机器，与操作流体相互作用且包括：第一带齿的轮和第二带齿的轮，其相互啮合并与操作流体相互作用；壳体，限定第一带齿的轮和第二带齿的轮的容纳底座并包括用于操作流体流入底座的至少一个入口和用于操作流体从底座流出的出口。第一带齿的轮至少包括第一齿组，其每个齿进而包括：两个侧面；截头锥形的齿顶，连接两个侧面；凹槽，沿齿顶定位并限定操作流体的容器。凹槽的内部容积是隔室的容积的不到3％，隔室被包括在第一带齿的轮与壳体之间并插入在两个连续的齿之间；凹槽使第一带齿的轮的第一和第二相对面彼此连接。该齿轮机器最小化了齿的材料与壳体之间的粘附风险，优化了操作静音，并且防止出现不利于最优操作的损坏或凹陷。

Description

容积式齿轮机器

技术领域

本申请涉及与操作流体相互作用的容积式机器。它是泵或者马达。因此，其能够在其间存在压力差的两个环境之间传递操作流体。在是泵的情况下，将流体从较低压区域传递到较高压区域。在是马达的情况下，将流体从较高压区域传递到较低压区域。

背景技术

已知这样的齿轮泵，其中两个带齿的轮在底座内互相啮合并且使得能够从入口传递操作流体到出口。沿着这种路径，操作流体(通常为油)可在这种带齿的轮的齿对之间被发现。齿在其自身的齿顶处搭接(lap)壳体，该壳体界定容纳带齿的轮的底座。

在DE2200547、NL1016283、US2601003、WO2004/109110中描述的齿轮泵类型也是已知的。

在该上下文中，如果齿顶具有足够大的宽度，可能会在限定齿顶的材料和壳体的材料之间存在不期望的粘附的风险。这会损坏移动部件，不可逆地损害容积式机器的效率。它还能产生噪音。

实用新型内容

在该上下文中，基于本申请的技术任务是提出一种与操作流体相互作用的容积式机器，其能够将上述缺点最小化。

所述技术任务和特定目标通过一种容积式机器充分实现，该容积式机器包括的技术特征公开在下文中。

一种容积式齿轮机器，与操作流体相互作用，所述容积式齿轮机器是泵和/或马达并且包括：第一带齿的轮和第二带齿的轮，所述第一带齿的轮和所述第二带齿的轮相互啮合并且与所述操作流体相互作用；壳体，限定用于所述第一带齿的轮和所述第二带齿的轮的容纳底座并且包括用于所述操作流体流入所述容纳底座的至少一个入口和用于所述操作流体从所述容纳底座流出的出口；所述第一带齿的轮包括第一相对面和第二相对面；所述第一带齿的轮在所述第一相对面与所述第二相对面之间轴向延伸；所述第一带齿的轮至少包括第一齿组，所述第一齿组的每个齿进而包括：两个侧面；截头锥形的齿顶，连接所述两个侧面；凹槽，沿着截头锥形的所述齿顶设置并且限定用于所述操作流体的容器，其中，所述凹槽限定内部容积，所述内部容积是隔室的容积的不到3％，所述隔室被包括在所述第一带齿的轮与所述壳体之间并且插入在所述第一齿组的两个连续的齿之间；所述凹槽使所述第一相对面和所述第二相对面彼此连接。

进一步地，所述凹槽具有的内部容积是所述隔室的容积的不到1.5％，所述隔室被包括在所述第一带齿的轮与所述壳体之间并且插入在所述第一齿组的两个连续的齿之间。

进一步地，所述第一齿组的齿具有螺旋形的延伸部。

进一步地，所述凹槽具有主纵向延伸部；所述凹槽沿着所述主纵向延伸部限定穿过所述主纵向延伸部的截面，所述截面延伸有高度和宽度。

进一步地，所述截面沿着整个所述主纵向延伸部保持恒定。

进一步地，在所述凹槽的整个所述主纵向延伸部上，所述高度与所述宽度之间的比率被包括在0.5与2之间。

进一步地，在所述凹槽的整个所述主纵向延伸部上，所述宽度比所述高度大。

进一步地，所述凹槽包括：侧壁，朝向所述第一带齿的轮的内部突出；底部表面，横向于所述侧壁延伸。

进一步地，所述凹槽影响所述齿顶的在25％与50％之间的表面，所述表面面对所述壳体。

进一步地，所述凹槽不引导到插入在两个连续的齿之间的一个或两个所述隔室中。

本申请的容积式齿轮机器最小化了齿的材料与壳体之间的粘附风险，优化了操作静音，并且防止出现不利于最优操作的损坏或凹陷。

附图说明

本申请的进一步特性和优点将从容积式机器的优选但非排他式的实施例的参考性并因此非限制性的描述中变得更显而易见，如下图示意性所示：

图1示出根据本申请的容积式机器的截面图；

图2示出图1的容积式机器的部件的立体图；

图3和图4示出图2的部件的各部分的截面图；

图5、图6、图7以及图8示出针对图4解决方案的替代解决方案的截面图。

具体实施方式

在附图中，参考标号1表示与操作流体相互作用的容积式机器。它是流体动力容积式机器。容积式机器是泵或马达。其还可以具有单向操作或可逆操作，并且同时作为泵和马达来进行操作。因此，它可以(替换地)同时作为泵和马达来进行操作。

因此，它是齿轮马达或齿轮泵。

典型地，操作流体是油。然而，它可以是另一种不能压缩或不可压缩太多的流体。

适当地，容积式机器1包括互相啮合且与所述操作流体相互作用的第一带齿的轮21和第二带齿的轮22。优选地，第一带齿的轮和第二带齿的轮围绕相互平行的旋转轴线旋转。在优选解决方案里，第一带齿的轮21和第二带齿的轮22都在彼此的外部。在这种情况下，齿布置在每个轮21和22的外周表面上(通常在外周缘上)。适当地，第一轮21和第二轮22是“柱状”类型(因此例如不是锥形的)的带齿的轮。在可替代的非优选的解决方案中，两个轮中的一个可以至少被另一个部分地围绕。因此，在这种情况下，两个带齿的轮21和22中的一个可以和另一个啮合，并且位于其内部。因此，在这种情况下，两个带齿的轮中的一个具有面向外部的齿，并且另一个的齿面向内部。

容积式机器1包括壳体300，该壳体限定用来容纳第一轮21和第二轮22的底座3。这种壳体300典型地包括互相组装的多个部件，例如主体和一个或两个封闭的盖或两个半壳部等。壳体300是静态的。

壳体300包括用于操作流体流入所述底座3内的至少一个入口33，以及操作流体从所述底座3流出的出口34。

在优选解决方案中，所述入口33通向空间200，该空间至少部分地插入在第一带齿的轮21和第二带齿的轮22之间。第一带齿的轮21和第二带齿的轮22在相反的方向上旋转，收集至少一部分来自该空间200的流体并且向出口34运输该流体。为此，流体逐渐被引入到插入在每个带齿的轮21和22的连续的齿之间的隔室中。第一带齿的轮21和第二带齿的轮22沿着两个替换的路径运输流体，这两个路径重新结合在出口34附近。

第一轮21至少包括第一齿组4。在优选解决方案中，第一齿组4包括第一带齿的轮21的所有齿或与所有齿一致(coincide)。在替代解决方案中，它可以仅包括一部分齿。例如但非必须的，第一带齿的轮21的齿包括在8个和15个之间，优选地在10个和13个之间，有利地11个或12个。第一齿组4的齿有利地提供在第一带齿的轮21的外周表面上。

第一齿组4的每个齿进而包括：

-两个侧面41、42；

-齿顶43，连接两个侧面41、42。这样的齿顶43有利地是截头锥形的。适当地，齿顶限定相对于侧面41、42的轮廓的非连续性(例如通过对应的角部)。齿顶34可以成形为像柱状物(典型地具有大曲率半径)的侧表面的一部分。适当地，齿顶43大体上是平坦的。它成形为像条。

适当地，两个侧面41、42连接齿顶43和基部23，第一齿组4的齿从该基部以悬臂形式突出。第一齿组4的齿以悬臂形式从基部23向更径向的外部位置突出。因此这种基部23是插入在两个连续齿之间的隔室的底部。适当地，第一齿组4的齿在径向或大体径向方向上向外部突出。

适当地，两个侧面41、42根据渐开线齿形延伸(延伸其轮廓的至少一部分或其轮廓的整个长度)。两个侧面41、42之一的延伸为圆的渐开线的部分有利地影响大于1/3，优选地至少1/2的第一齿组4的齿的高度。齿的高度意味着齿顶半径和齿根半径之差。

与技术领域的普通实践一致，渐开线齿形也意味着轮廓相对于理论渐开线有十分之几毫米的修正值(在所讨论的情况下，位移小于正常齿模型的5％)。要强调，在技术领域中，齿的正常模型被限定为：d/Z·cosβ，其中：

d：原始半径；

Z：齿的数量；

β：在原始半径处的螺旋角度(如果是直齿，则等于0°)。

适当地，第一齿组4的每一个齿包括沿所述截头锥形齿顶43设置的凹槽44。优选地，这种齿顶43限定了提供凹槽44的区域。例如这种区域成形为像柱状物(适当地具有大曲率半径)的侧表面的一部分。适当地，齿顶43大体是平坦的(例如，它是平面的或有被大曲率半径限定的轻微凸面)。凹槽44适当地限定突出到第一齿组4的一个齿中的凹面。

在优选解决方案中，凹槽44在第一齿组4的每个齿中连续地延伸。适当地，第一齿组4的每个齿的齿顶43上只有一个凹槽44。

凹槽44使得能够限定操作流体的小的容器。这种操作流体施加润滑作用。因此，这防止在限定第一齿组4的齿的齿顶的材料与壳体300的材料之间的粘附。

凹槽44的内部容积(到凹槽)是隔室30的容积的不到3％(优选地，1.5％，甚至更优选地，1％)，该隔室被包括在第一轮21和壳体300之间并且插入在所述第一齿组4的两个连续齿之间。事实上，包含凹槽44的容积使得能够减小所包含的容积式机器1的容量。事实上，这种类型机器的容量被限定成容积之差的x倍减去最大可能空间(x意味着将带齿的轮的齿翻倍)，其中该容积之差为当两个齿之间的一个隔室是空的时可以由该隔室内的流体占据的容积与在另一个轮的齿旨在突出到该隔室中的配置中在该同一个隔室内由流体占据的容积的差。换言之，容量以最大容积变化为基础来限定，其中两个齿之间的隔室经历围绕轴线的一次完全旋转。因此，如果突出到这种隔室内的齿具有大凹槽44，则减数会更大。空隔室限定在其中没有另一轮的齿突出到其中的配置中。

在优选解决方案中，所述第一齿组4的齿有螺旋形的延伸部。事实上，采取足够大的齿顶(在相对于轴向方向的横向方向上)使得能够在齿的尺寸上有更大的自由度，并且在带齿的轮包含有多个齿的情况下，这是特别有利的。然而在替代的解决方案中，第一齿组4的齿可以是直齿(与包含旋转轴线的平面对齐)。

适当地，第一齿组4的齿之间的啮合可以是单面接触或双面接触(在后一种情况中，啮合的齿在相对侧面上在两个不同区域内接触)。

凹槽44有主要的纵向延伸部。凹槽44可以沿着直线或线(其也可以不是直的，但是有至少一个曲线部分)纵向延伸。沿着所述纵向延伸部，凹槽44限定相对于纵向延伸部的截面31。截面延伸有高度311和宽度312。

适当地，在凹槽44的整个纵向延伸部上，所述高度311和所述宽度312之间的比率包括在0.5与2之间。

优选地，在凹槽44的整个纵向延伸部上，所述高度311和所述宽度312之间的比率包括在0.8与1.5之间。

在凹槽44的整个纵向延伸部上宽度312比高度311大。

高度311限定了凹槽44相对于表面的深度，凹槽44从该表面向第一轮21的内部延伸。高度311在大体上径向方向上延伸。宽度312限定凹槽44的两个侧壁之间的距离。这种壁通常通过底部连接。适当地，底部是平坦的或具有非空宽度(横向于纵向延伸部)。侧壁沿着所述纵向延伸部延伸。侧壁在向底部突出时可以保持彼此平行或朝向彼此移动。凹槽44在针对所述底部的相对侧上朝向其整个纵向延伸部的外部是开放的。适当地，凹槽44的任何截面相对于齿的两个侧面41和42是等距的。

有利地，凹槽44影响25％与75％之间的齿顶43，优选地影响25％与50％之间的齿顶43。

在示例但非限制性的解决方案中，任何截面距离齿的两侧面41、42为至少1毫米。适当地，凹槽44不引导到一个或两个组件插入在两个连续的齿之间的隔室中。

有利地，针对整个纵向延伸部，截面31的宽度和/或高度保持恒定。适当地，在优选解决方案中，针对整个纵向延伸部，截面31保持恒定。这有利于凹槽44的产生。有利地，截面31在第一齿组的至少一个齿内保持为恒定的截面。优选地，在第一齿组4的所有齿的凹槽中，截面31是相同尺寸的。因此，凹槽属于不同的齿，但是其作为第一齿组4的一部分彼此相同的。

第一带齿的轮21包括第一相对面211和第二相对面212。

第一轮21在第一相对面211和第二相对面212之间延伸。凹槽44使第一相对面211和第二相对面212彼此连接。因此凹槽44有利地在两个相对端处是开放的。凹槽44在第一相对面211和第二相对面212处引导到外部(其中凹槽44的端部被提供在第一相对面和第二相对面中)。适当地，凹槽44是通槽。因此在优选的解决方案中，凹槽44从一侧到另一侧穿过第一轮21。齿沿第一带齿的轮21的厚度(适当地，意味着轴向长度)延伸以连接第一相对面211和第二相对面212。用于连接第一相对面211和第二相对面212的凹槽44遵循假设沿着第一带齿的轮21的厚度的齿的延伸线的延续部。特别地，如果齿是直的，那么凹槽44将是直线型的，并且如果齿是螺旋型的，那么凹槽将是曲线型的(特别地是螺旋型的)。第一相对面和第二相对面分别面向两个不同的侧部平衡板或盖。

适当地，第二带齿的轮22也包括第一组齿；第一组齿的每一个齿进而包括：

-两个侧面；

-连接两个侧面的截头锥形的齿顶；

-沿着所述截头锥形的齿顶定位的凹陷。

适当地，针对第一轮21的第一齿组4的齿描述的一个或多个特性可以用来重复描述第二轮22的第一组齿的齿。特别地，针对第一轮21的齿的凹槽44描述的特性可以用来重复描述第二轮22的齿的凹槽。

本申请实现了重要的优势。

事实上，它最小化了轮的齿的材料与壳体之间的粘附的风险，优化了操作静音，并且防止出现不利于最优操作的损坏或凹陷。

设想本申请易受许多修改和变化的影响，而它们所有都落入本申请概念特征的范围内。还有，所有细节可以被其他等效的技术元件代替。在实践中，使用的所有材料，以及所有尺寸可以根据需求是任何形式的。

Claims (10)

1.一种容积式齿轮机器，与操作流体相互作用，所述容积式齿轮机器是泵和/或马达并且包括：

第一带齿的轮(21)和第二带齿的轮(22)，所述第一带齿的轮和所述第二带齿的轮相互啮合并且与所述操作流体相互作用；

壳体(300)，限定用于所述第一带齿的轮(21)和所述第二带齿的轮(22)的容纳底座(3)并且包括用于所述操作流体流入所述容纳底座(3)的至少一个入口(33)和用于所述操作流体从所述容纳底座(3)流出的出口(34)；所述第一带齿的轮(21)包括第一相对面(211)和第二相对面(212)；所述第一带齿的轮(21)在所述第一相对面(211)与所述第二相对面(212)之间轴向延伸；

所述第一带齿的轮(21)至少包括第一齿组(4)，所述第一齿组(4)的每个齿进而包括：

两个侧面(41、42)；

截头锥形的齿顶(43)，连接所述两个侧面(41、42)；

凹槽(44)，沿着截头锥形的所述齿顶(43)设置并且限定用于所述操作流体的容器，

其特征在于，所述凹槽(44)限定内部容积，所述内部容积是隔室(30)的容积的不到3％，所述隔室被包括在所述第一带齿的轮(21)与所述壳体(300)之间并且插入在所述第一齿组(4)的两个连续的齿之间；所述凹槽(44)使所述第一相对面(211)和所述第二相对面(212)彼此连接。

2.根据权利要求1所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述凹槽(44)具有的内部容积是所述隔室(30)的容积的不到1.5％，所述隔室被包括在所述第一带齿的轮(21)与所述壳体(300)之间并且插入在所述第一齿组(4)的两个连续的齿之间。

3.根据权利要求1或2所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述第一齿组(4)的齿具有螺旋形的延伸部。

4.根据权利要求1或2所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述凹槽(44)具有主纵向延伸部；所述凹槽(44)沿着所述主纵向延伸部限定穿过所述主纵向延伸部的截面(31)，所述截面(31)延伸有高度(311)和宽度(312)。

5.根据权利要求4所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述截面(31)沿着整个所述主纵向延伸部保持恒定。

6.根据权利要求4所述的容积式齿轮机器，其特征在于，在所述凹槽(44)的整个所述主纵向延伸部上，所述高度(311)与所述宽度(312)之间的比率被包括在0.5与2之间。

7.根据权利要求4所述的容积式齿轮机器，其特征在于，在所述凹槽(44)的整个所述主纵向延伸部上，所述宽度(312)比所述高度(311)大。

8.根据权利要求1或2所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述凹槽(44)包括：

侧壁，朝向所述第一带齿的轮的内部突出；

底部表面，横向于所述侧壁延伸。

9.根据权利要求1或2所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述凹槽(44)影响所述齿顶(43)的在25％与50％之间的表面，所述表面面对所述壳体(300)。

10.根据权利要求1或2所述的容积式齿轮机器，其特征在于，所述凹槽(44)不引导到插入在两个连续的齿之间的一个或两个所述隔室中。

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