内齿轮机的制作方法

内齿轮机
1.本发明涉及一种适于可逆操作的内齿轮机，其具有权利要求1前序部分中所述特征。
2.一般类型的内齿轮机是已知的。wo 2018/172059 a1、ep 1 110 000 b1和de 43 38 875 c2分别公开了适于可逆操作的内齿轮机，其中外齿式小齿轮和内齿式环形齿轮相互啮合地布置在壳体的空腔中。内部小齿轮和环形齿轮的旋转轴相互平行且彼此隔开布置，使得二者相对于彼此是偏心的。在小齿轮与环形齿轮之间所形成的镰刀形空腔中设有填充件。壳体的空腔被进一步轴向限定。壳体具有与设置在壳体中的压力囊连通的流体端口(fluidanschluss)。
3.因此，这种可逆操作的内齿轮机可以在受驱小齿轮的两个旋转方向上作为泵使用。此外，所谓的四象限操作也是可能的，即通过向内齿轮机的其中一个压力端口注入流体，也可以将内齿轮机作为液压马达来运行。此时同样可以进行交替操作。
4.用于高压范围的内齿轮机具有所谓的液体静压环形齿轮轴承。与设计方式有关的环形齿轮间隙导致被输送介质(通常是油，例如液压油)泄漏。在改变环形齿轮的力作用方向(即切换泵送方向或切换驱动方向)时的过零点处，轴承两侧有可能同时受压。在多范围操作(mehrbereichsbetrieb)中，进行外部加压时同样有可能发生这种情况，即泵的入口处受入口压力作用。这会加重环形齿轮轴承中的泄漏，因为环形齿轮只能密封环形齿轮轴承的一侧。
5.本发明的目的是提供一种所述类型的内齿轮机，这种内齿轮机能够在过零期间或在两侧加压期间以简单的方式将环形齿轮轴承中的泄漏降至最低。
6.根据本发明，通过一种具有权利要求1所述特征的内齿轮机而达成该目的。通过在压力囊与压力端口之间的连接，也就是在轴承两侧的压力囊与压力端口之间的两个连接中各设置一个切换阀，且该切换阀根据压力而打开或关闭连接，可以有利地控制内齿轮机，使压力始终只施加到一个压力囊。这样以来，液体静压环形齿轮轴承可以非常有利地转换为液体动压环形齿轮轴承。借此可以避免两个压力侧之间的泄漏，特别是在过零或两侧加压时，因为避免了环形齿轮轴承的两侧加压。
7.在本发明的优选技术方案中，切换阀为液压弹簧加载式双位阀。这就可以将液体静压环形齿轮轴承与液体动压环形齿轮轴承之间的转换功能以简单的方式整合到内齿轮机中。
8.在本发明进一步的优选技术方案中，第一切换阀的弹簧侧与内齿轮机的第二压力端口连接，第二切换阀的弹簧侧与内齿轮机的第一压力端口连接。借助于这种相互间的压力关联，可以通过施加在另一个压力端口上的压力，从而以简单而可靠的方式打开或关闭压力囊与压力端口之间的连接。这使得液体静压环形齿轮轴承与液体动压环形齿轮轴承之间的转换可以以特别简单的方式进行。
9.此外，在本发明的优选技术方案中，切换阀的切换侧与内齿轮机的对应于切换阀的相应压力端口连接。这样，通过在壳体中设置相应的控制通道，就可以将内齿轮机中两个压力端口之间的压力差以简单的方式施加到布置在压力囊与压力端口之间的切换阀上。
10.此外，在本发明的优选技术方案中，切换阀的开启压力可以通过切换阀的切换弹簧的预紧力来调节。这就可以方便地通过为切换弹簧设计尺寸来实现开启压力，如此一来，切换弹簧将决定切换阀关闭或开启时压力端口之间的差压。
11.最后，在本发明进一步的优选技术方案中，切换阀的开启压力《30巴，特别是《20巴。如此一来，环形齿轮轴承可以非常灵敏和快速地从液体静压状态转换至液体动压状态。这使得内齿轮机也可以在压力端口上被施加例如》300巴的高压的情况下运行，而无明显泄漏或不发生任何泄漏。
12.根据另一优选技术方案，根据未图示的另一个实施例，对切换阀的控制也可以通过电磁方式进行。此时，施加在内齿轮机上的压力将被控制器转换成控制信号，所述控制信号用于对切换阀的相应的切换磁体进行控制。
13.本发明进一步的优选技术方案产生于从属权利要求中所提到的其余特征。
14.下面将参照附图，在一个实施例中对本发明进行详细说明。其中：
15.图1为内齿轮机的剖面图；
16.图2和图3为内齿轮机分别沿图1中的i-i剖面线和ii-ii剖面线所截取的剖面图；
17.图4为切换阀的放大图；
18.图5为根据本发明的内齿轮机的原理图。
19.图1为整体用10标示的内齿轮机的剖面图。内齿轮机10适用于所谓的可逆操作，也就是说，该内齿轮机可以作为泵在两个旋转方向上运行。内齿轮机10也可以在所谓的四象限操作模式下运行。
20.内齿轮机10具有壳体12，壳体中形成空腔14。空腔14中设有外齿式小齿轮16和内齿式环形齿轮18。小齿轮16被布置成可绕纵轴20旋转，环形齿轮18被布置成可绕纵轴22旋转。纵轴20和22由此分别形成小齿轮16和环形齿轮18的旋转轴。所述旋转轴相互平行且彼此隔开布置。小齿轮16和环形齿轮18被布置成分别以其外齿部和内齿部相互啮合。
21.在小齿轮16与环形齿轮18之间所形成的镰刀形自由空间24中设有填充件26。填充件26具有两个布置在止挡销32两侧的填充件部分28和30。这些填充件部分28和30分别由内密封段34和外密封段36组成。内密封段32与外密封段34之间的间隙由密封辊38密封。
22.壳体中进一步设有分别与内齿轮机10的流体端口44或流体端口46连通的压力囊40和42。控制几何形状48和50使压力囊40和42与空腔14连通，且进而使流体端口44和46与空腔14连通。
23.这种内齿轮机10的结构和操作方式已为本领域技术人员所充分了解，因而在此不再做更详细的描述。此处也请参考例如开头所引用的现有技术。
24.图2和图3分别为沿i-i剖面线和ii-ii剖面线穿过内齿轮机10的多个平面的阶梯剖面图。
25.如图2和图3所示，壳体12采用三分式设计，由壳体环52、法兰盖54和连接盖56组成。其中，壳体环52包围着内部设有小齿轮16和环形齿轮18以及填充件26的空腔14。小齿轮16与轴体58连接，该轴体以密封方式穿过法兰盖54，并根据操作模式在内齿轮机中起驱动轴或从动轴作用。轴体58优选由轴承衬套59以液体动压方式支承。
26.由轴向压板57对空腔14进行轴向密封，这些轴向压板在轴向上布置在环形齿轮18与连接盖56或法兰盖54之间。
27.如图2所示，对应于压力囊42的切换阀60和对应于压力囊40的切换阀62被整合在壳体12内部。在所图示的例子中，切换阀60和62设置在壳体环52内部。
28.切换阀60和62是液压弹簧加载式双位阀。
29.切换阀60和62分别包括控制活塞68或70，该控制活塞可在空腔内部分别克服弹簧元件64或66的作用力而移动。
30.切换阀60的控制活塞68的弹簧侧通过连接件72与压力端口44连接，进而与流体端口44连接。切换阀60在其切换侧则通过连接件74与压力端口46连接。这一连接是通过另一连接件76而实现的，该连接件将切换阀60与对应于压力囊42的排挤室78相连接，进而也与内齿轮机10的压力端口46相连接。还有一个连接件77则将切换阀62与压力囊42相连接。
31.完全类似地，切换阀62的弹簧侧通过连接件80与压力端口46相连接。切换阀62的切换侧通过连接件82与压力端口44相连接。切换阀62通过连接件84与内齿轮机10的对应于压力端口44的排挤室86相连接。还有一个连接件85则将切换阀62与压力囊40相连接。
32.图4中切换阀60的放大图清楚表明，控制活塞68在内腔90内部以密封方式受导引，同时可克服弹簧元件64的作用力而滑动。连接件72在弹簧侧与内腔90连通，连接件74则在相反的切换侧与该内腔90连通。此外，在所示附图中被控制活塞68密封的连接件77与内腔90连通。
33.原则上，当施加在连接件74上的压力超过施加在连接件72上的压力加上弹簧64的压缩力时，如图4所示，控制活塞68将在纸平面上向右移动。这样，通过控制活塞68内部的通道92在连接件74与77之间建立连续的连接。切换阀60由此从图4所示的关断位置切换到打开位置。此时，在压力囊42与压力端口46和排挤室78之间存在连续的连接。
34.图5所示的内齿轮机10的示意图说明了以根据本发明的布置方式所设置的附加切换阀60和62的整体功能。
35.每个压力囊均对应一个切换阀，此处是切换阀62对应于压力囊40，切换阀60对应于压力囊42。切换阀60和62各自的弹簧侧在此分别通过连接件72或80与对侧的排挤室86或78连接。
36.切换阀60和62的切换侧通过连接件74/76或连接件82/84与同侧的排挤室78或86相连接。
37.弹簧的预紧力对应于大约20巴的开启压力。
38.在图5中，两个切换阀60和62均处于关闭位置。在此情况下，排挤室86和78中所施加的压力之间存在压力差，该压力差小于切换阀60和62例如约为20巴的开启压力。由于切换阀60和62处于关闭位置，两个压力囊42和40未被提供压力。因此，环形齿轮18以液体动压方式被支承。
39.如果排挤室78与86之间的压力差上升到超过切换阀60或切换阀62的开启压力，则相应的切换阀60或62切换到其打开位置。在此情况下，在相应的排挤室78与切换囊42之间或在排挤室86与切换囊40之间形成连接。这意味着切换囊42或切换囊40将被施加存在于对应排挤室78或86中的更高的排挤压力。此时，环形齿轮18以液体静压方式被支承。
40.附图标记说明
41.10 内齿轮机
42.12 壳体
43.14 空腔
44.16 小齿轮
45.18 环形齿轮
46.20 纵轴
47.22 纵轴
48.24 镰刀形自由空间
49.26 填充件
50.28 填充件部分
51.30 填充件部分
52.32 止挡销
53.34 内密封段
54.36 外密封段
55.38 密封辊
56.40 压力囊
57.42 压力囊
58.44 流体端口
59.46 流体端口
60.48 控制几何形状
61.50 控制几何形状
62.52 壳体环
63.54 法兰盖
64.56 连接盖
65.57 轴向压力板
66.58 轴体
67.59 轴承衬套
68.60 切换阀
69.62 切换阀
70.64 弹簧元件
71.66 弹簧元件
72.68 控制活塞
73.70 控制活塞
74.72 连接件
75.74 连接件
76.76 连接件
77.77 连接件
78.78 排挤室
79.80 连接件
80.82 连接件
81.84 连接件
82.85 连接件
83.86 排挤室
84.90 内腔
85.92 通道