DE102023202578A1 - Fluid machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fluidmaschine (1), mit einer zumindest zeitweise mit einem ersten Fluidanschluss (17) der Fluidmaschine (1) strömungstechnisch verbundenen ersten Fluidkammer (12) und einer zumindest zeitweise mit einem zweiten Fluidanschluss (18) der Fluidmaschine (1) strömungstechnisch verbundenen zweiten Fluidkammer (13) sowie mit einem um eine Drehachse (5) drehbar gelagerten Fluidförderelement (3), das die erste Fluidkammer (12) und/oder die zweite Fluidkammer (13) wenigstens bereichsweise begrenzt und dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, ein Fluid aus der ersten Fluidkammer (12) in Richtung der zweiten Fluidkammer (13) zu fördern, und mit einem an dem Fluidförderelement (3) gleitend anliegenden Steuerelement (19) in dem wenigstens eine in Richtung des Fluidförderelements (3) geöffnete Steuerausnehmung (22) ausgebildet ist, von der in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse (5) eine in Richtung des Fluidförderelements (3) geöffnete, einen Rand (31) der Steuerausnehmung (22) durchgreifende Vorsteuerausnehmung (28) ausgeht. Dabei ist vorgesehen, dass eine Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung (28) in unterschiedlichen, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Vorsteuerausnehmungsbereichen (32, 33, 34) unterschiedliche Änderungsraten aufweist.The invention relates to a fluid machine (1), with a first fluid chamber (12) that is at least temporarily fluidically connected to a first fluid connection (17) of the fluid machine (1) and a second fluid chamber (13) that is at least temporarily fluidically connected to a second fluid connection (18) of the fluid machine (1), and with a fluid conveying element (3) that is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation (5), which at least partially delimits the first fluid chamber (12) and/or the second fluid chamber (13) and is provided and designed to convey a fluid from the first fluid chamber (12) in the direction of the second fluid chamber (13), and with a control element (19) that slides against the fluid conveying element (3) and in which at least one control recess (22) is formed that is open in the direction of the fluid conveying element (3), from which in the circumferential direction with respect to the axis of rotation (5) an edge (31) of the control recess (22) that is open in the direction of the fluid conveying element (3) extends. penetrating pilot control recess (28). It is provided that a flow cross-sectional area of the pilot control recess (28) has different rates of change in different pilot control recess regions (32, 33, 34) which follow one another in the circumferential direction.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fluidmaschine, mit einer zumindest zeitweise mit einem ersten Fluidanschluss der Fluidmaschine strömungstechnisch verbundenen ersten Fluidkammer und einer zumindest zeitweise mit einem zweiten Fluidanschluss der Fluidmaschine strömungstechnisch verbundenen zweiten Fluidkammer sowie mit einem um eine Drehachse drehbar gelagerten Fluidförderelement, das die erste Fluidkammer und/oder die zweite Fluidkammer mindestens bereichsweise begrenzt und dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, ein Fluid aus der ersten Fluidkammer in Richtung der zweiten Fluidkammer zu fördern, und mit einem an dem Fluidförderelement gleitend anliegenden Steuerelement, in dem wenigstens eine in Richtung des Fluidförderelements geöffnete Steuerausnehmung ausgebildet ist, von der in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse ein in Richtung des Fluidförderelements geöffnete, einen Rand der Steuerausnehmung durchgreifende Vorsteuerausnehmung ausgeht.The invention relates to a fluid machine, with a first fluid chamber that is at least temporarily fluidically connected to a first fluid connection of the fluid machine and a second fluid chamber that is at least temporarily fluidically connected to a second fluid connection of the fluid machine, and with a fluid conveying element that is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation, which at least partially delimits the first fluid chamber and/or the second fluid chamber and is provided and designed to convey a fluid from the first fluid chamber in the direction of the second fluid chamber, and with a control element that slides against the fluid conveying element and in which at least one control recess is formed that is open in the direction of the fluid conveying element, from which a pilot control recess that is open in the direction of the fluid conveying element and extends through an edge of the control recess extends in the circumferential direction with respect to the axis of rotation.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fluidmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Fluidmaschinen Vorteile aufweist, insbesondere einen optimierten Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau in der Fluidmaschine ermöglicht.It is an object of the invention to propose a fluid machine which has advantages over known fluid machines, in particular enables an optimized pressure build-up or pressure reduction in the fluid machine.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Fluidmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass eine Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung in unterschiedlichen, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Vorsteuerausnehmungsbereichen unterschiedliche Änderungsraten aufweist.This is achieved according to the invention with a fluid machine having the features of claim 1. It is provided that a flow cross-sectional area of the pilot control recess has different rates of change in different pilot control recess regions that follow one another in the circumferential direction.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the dependent claims. It is pointed out that the embodiments explained in the description are not restrictive; rather, any variations of the features disclosed in the description, the claims and the figures can be implemented.
Die Fluidmaschine stellt eine Fluidfördereinrichtung dar und dient insoweit dem Fördern eines Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit oder eines Gases. Hierzu kann die Fluidmaschine grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, sofern sie das drehbar gelagerten Fluidförderelement aufweist, an welchem das Steuerelement gleitend anliegt. Im Rahmen dieser Beschreibung wird im Wesentlichen auf die Ausgestaltung der Fluidmaschine als Zahnradfluidmaschine eingegangen, also beispielsweise als Innenzahnradfluidmaschine oder als Außenzahnradfluidmaschine. Auch andere Ausführungsformen der Fluidmaschine sind jedoch grundsätzlich umsetzbar. Rein beispielhaft sei hierbei auf eine Rotationskolbenfluidmaschine, beispielsweise eine Drehschieberfluidmaschine oder eine Drehkolbenfluidmaschine, sowie eine Axialkolbenfluidmaschine hingewiesen.The fluid machine represents a fluid conveying device and is used to convey a fluid, for example a liquid or a gas. The fluid machine can basically be designed in any way, provided it has the rotatably mounted fluid conveying element on which the control element slides. In the context of this description, the design of the fluid machine as a gear fluid machine is discussed, for example as an internal gear fluid machine or as an external gear fluid machine. However, other embodiments of the fluid machine are also generally feasible. Purely by way of example, reference is made to a rotary piston fluid machine, for example a rotary vane fluid machine or a rotary piston fluid machine, as well as an axial piston fluid machine.
In jedem Fall dient ein drehbar gelagertes Fluidförderelement dazu, Fluid aus einer ersten Fluidkammer in eine zweite Fluidkammer oder umgekehrt zu befördern. Das gleitend an dem Fluidförderelement anliegende Steuerelement dient einer Abdichtung der ersten Fluidkammer und/oder der zweiten Fluidkammer. Beispielsweise begrenzen das Fluidförderelement und das Steuerelement wenigstens eine der Fluidkammern oder beide Fluidkammern zumindest bereichsweise gemeinsam. Selbstverständlich können auch mehrere Steuerelemente vorliegen, welche in diesem Fall bevorzugt auf gegenüberliegenden Seiten an dem Fluidförderelement gleitend anliegen, insbesondere in axialer Richtung bezüglich der Drehachse des Fluidförderelements gesehen. In diesem Fall begrenzen die Steuerelemente die erste Fluidkammer und/oder die zweite Fluidkammer in axialer Richtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten, wohingegen das Fluidförderelement die erste Fluidkammer und/oder die zweite Fluidkammer in radialer Richtung begrenzt, insbesondere nach innen oder nach außen.In any case, a rotatably mounted fluid conveying element serves to convey fluid from a first fluid chamber into a second fluid chamber or vice versa. The control element slidingly resting on the fluid conveying element serves to seal the first fluid chamber and/or the second fluid chamber. For example, the fluid conveying element and the control element jointly delimit at least one of the fluid chambers or both fluid chambers, at least in some areas. Of course, there can also be several control elements, which in this case preferably slide on opposite sides of the fluid conveying element, in particular in the axial direction with respect to the axis of rotation of the fluid conveying element. In this case, the control elements delimit the first fluid chamber and/or the second fluid chamber on opposite sides in the axial direction, whereas the fluid conveying element delimits the first fluid chamber and/or the second fluid chamber in the radial direction, in particular inwards or outwards.
In dem Steuerelement ist die Steuerausnehmung ausgebildet, welche in Richtung des Fluidförderelements geöffnet ist. Soweit im Rahmen dieser Beschreibung von der Steuerausnehmung, wenigstens einer Steuerausnehmung oder der wenigstens einen Steuerausnehmung die Rede ist, so sind die Ausführungen stets äquivalent zueinander und aufeinander übertragbar. Selbstverständlich kann in dem Steuerelement lediglich genau eine Steuerausnehmung hergestellt sein, bevorzugt liegen jedoch mehrere Steuerausnehmungen vor. In diesem Fall gilt für wenigstens einige der Steuerausnehmungen, bevorzugt für alle Steuerausnehmungen, jeweils das für die Steuerausnehmung Gesagte.The control recess is formed in the control element and is open in the direction of the fluid conveying element. As far as the control recess, at least one control recess or the at least one control recess is mentioned in this description, the Designs are always equivalent to one another and transferable to one another. Of course, only one control recess can be produced in the control element, but preferably there are several control recesses. In this case, what has been said for the control recess applies to at least some of the control recesses, preferably to all control recesses.
Die Steuerausnehmung ist derart in dem Steuerelement ausgestaltet, dass sie zumindest zeitweise in Richtung einer der Fluidkammern geöffnet ist oder zumindest zeitweise mit einer der Fluidkammern in Strömungsverbindung steht. Mithilfe der Steuerausnehmung kann ein in der Fluidmaschine erfolgender Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau, beispielsweise in einer der Fluidkammern, gezielt gesteuert beziehungsweise angepasst werden. Insbesondere wird mithilfe der Steuerausnehmung zusätzlich oder alternativ eine zumindest teilweise gleichmäßige Druckverteilung innerhalb einer der Fluidkammern erzielt.The control recess is designed in the control element in such a way that it is at least temporarily open in the direction of one of the fluid chambers or at least temporarily in flow connection with one of the fluid chambers. With the help of the control recess, a pressure build-up or pressure reduction occurring in the fluid machine, for example in one of the fluid chambers, can be controlled or adjusted in a targeted manner. In particular, with the help of the control recess, an at least partially uniform pressure distribution within one of the fluid chambers is additionally or alternatively achieved.
Um den Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau noch besser anpassen zu können, geht von der Steuerausnehmung die Vorsteuerausnehmung aus. Hierbei erstreckt die Vorsteuerausnehmung sich ausgehend von der Steuerausnehmung in Umfangsrichtung, nämlich bezüglich der Drehachse des Fluidförderelements. Sie durchgreift zudem den Rand der Steuerausnehmung, welcher in dem Steuerelement ausgestaltet ist und die Steuerausnehmung begrenzt, insbesondere in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung. Anders ausgedrückt mündet die Vorsteuerausnehmung in die Steuerausnehmung ein. Die Steuerausnehmung sowie die Vorsteuerausnehmung werden bevorzugt durch Fräsen und/oder Prägen hergestellt. Beispielsweise wird zunächst die Steuerausnehmung vollständig hergestellt, insbesondere mit einem durchgehenden Rand. Erst nachfolgend wird die Vorsteuerausnehmung in dem Steuerelement hergestellt, wobei der Rand der Steuerausnehmung teilweise unterbrochen wird.In order to be able to adjust the pressure build-up or pressure reduction even better, the pilot control recess extends from the control recess. The pilot control recess extends from the control recess in the circumferential direction, namely with respect to the axis of rotation of the fluid conveying element. It also penetrates the edge of the control recess, which is designed in the control element and delimits the control recess, in particular in the radial direction and/or in the circumferential direction. In other words, the pilot control recess opens into the control recess. The control recess and the pilot control recess are preferably produced by milling and/or embossing. For example, the control recess is first completely produced, in particular with a continuous edge. Only then is the pilot control recess produced in the control element, with the edge of the control recess being partially interrupted.
Um eine besonders gute Wirkung der Vorsteuerausnehmung zu erzielen, verändert sich die Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung in Umfangsrichtung. Unter der Durchströmungsquerschnittsfläche ist die Fläche eines Durchströmungsquerschnitts der Vorsteuerausnehmung zu verstehen, welche im Schnitt über die gesamte Vorsteuerausnehmung vorliegt. Der Durchströmungsquerschnitt erstreckt sich insoweit bis hin zu einer Mündungsöffnung, unter deren Ausbildung die Vorsteuerausnehmung eine dem Fluidförderelement zugewandte Seite des Steuerelements durchgreift. Insbesondere liegt die Mündungsöffnung in einer Dichtfläche des Steuerelements vor, mit welcher das Steuerelement gleitend und mithin dichtend an dem Fluidförderelement zumindest zeitweise anliegt.In order to achieve a particularly good effect of the pilot control recess, the flow cross-sectional area of the pilot control recess changes in the circumferential direction. The flow cross-sectional area is the area of a flow cross-section of the pilot control recess, which is present in section over the entire pilot control recess. The flow cross-section extends to an orifice opening, under the formation of which the pilot control recess passes through a side of the control element facing the fluid conveying element. In particular, the orifice opening is located in a sealing surface of the control element, with which the control element slides and thus seals against the fluid conveying element at least temporarily.
Die Vorsteuerausnehmung ist in mehrere Vorsteuerausnehmungsbereiche unterteilt, welche in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen. Die Vorsteuerausnehmungsbereiche grenzen insbesondere unmittelbar aneinander an. Es kann eine beliebige Anzahl an Vorsteuerausnehmungsbereichen vorliegen, beispielsweise wenigstens zwei Vorsteuerausnehmungsbereiche, wenigstens drei Vorsteuerausnehmungsbereiche oder wenigstens vier Vorsteuerausnehmungsbereiche. Zumindest in unmittelbar aufeinander folgenden Vorsteuerausnehmungsbereichen weist die Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung unterschiedliche Änderungsraten auf. Das bedeutet, dass in unmittelbar aneinander angrenzenden Vorsteuerausnehmungsbereichen unterschiedliche Änderungsraten vorliegen, wohingegen die Änderungsraten in voneinander beabstandeten Vorsteuerausnehmungsbereichen durchaus gleich sein können. Vorzugsweise weisen die Änderungsraten zumindest das selbe Vorzeichen auf, sodass sich also die Durchströmungsquerschnittsfläche in einer Richtung, beispielsweise in Umfangsrichtung, in dieselbe Richtung ändert, also entweder größer oder kleiner wird.The pilot control recess is divided into several pilot control recess areas which follow one another in the circumferential direction. The pilot control recess areas are in particular directly adjacent to one another. There can be any number of pilot control recess areas, for example at least two pilot control recess areas, at least three pilot control recess areas or at least four pilot control recess areas. At least in immediately consecutive pilot control recess areas, the flow cross-sectional area of the pilot control recess has different rates of change. This means that in immediately adjacent pilot control recess areas there are different rates of change, whereas the rates of change in spaced-apart pilot control recess areas can be the same. Preferably, the rates of change have at least the same sign, so that the flow cross-sectional area changes in one direction, for example in the circumferential direction, in the same direction, i.e. it either becomes larger or smaller.
Bevorzugt ist die jeweilige Änderungsrate in den Vorsteuerausnehmungsbereichen über den jeweiligen Vorsteuerausnehmungsbereich hinweg konstant oder zumindest nahezu konstant. Das bedeutet, dass sich die Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche nur bei einem Übergang zwischen den unterschiedlichen Vorsteuerausnehmungsbereichen ändert und ansonsten konstant bleibt. Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass dies lediglich für einen oder mehrere der Vorsteuerausnehmungsbereiche gilt, wohingegen die jeweilige Änderungsrate sich über wenigstens einen oder mehrere weitere der Vorsteuerausnehmungsbereiche hinweg ändert. Somit kann es insgesamt vorgesehen sein, dass die Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche über wenigstens einen der Vorsteuerausnehmungsbereiche hinweg durchgehend konstant ist, wohingegen sie sich über wenigstens einen anderen der Vorsteuerausnehmungsbereiche hinweg zumindest bereichsweise ändert, insbesondere durchgehend ändert. Ändert sich die Änderungsrate über den jeweiligen Vorsteuerausnehmungsbereich hinweg, so ist bevorzugt eine konstante oder zumindest eine kontinuierliche Änderung der Änderungsrate vorgesehen, um einen gleichmäßigen Verlauf der Durchströmungsquerschnittsfläche über die Vorsteuerausnehmung hinweg zu erzielen. Unter der Änderungsrate ist vorzugsweise ein Absolutwert der Änderungsrate, also die vorzeichenbereinigte Änderungsrate, zu verstehen.Preferably, the respective rate of change in the pilot control recess areas is constant or at least almost constant across the respective pilot control recess area. This means that the rate of change of the flow cross-sectional area only changes at a transition between the different pilot control recess areas and otherwise remains constant. Of course, it can be provided that this only applies to one or more of the pilot control recess areas, whereas the respective rate of change changes across at least one or more other pilot control recess areas. Thus, overall, it can be provided that the rate of change of the flow cross-sectional area is consistently constant across at least one of the pilot control recess areas, whereas it changes at least in some areas, in particular changes continuously, across at least one other of the pilot control recess areas. If the rate of change changes across the respective pilot control recess area, a constant or at least a continuous change in the rate of change is preferably provided in order to achieve a uniform progression of the flow cross-sectional area across the pilot control recess. The rate of change is preferably understood to be an absolute value of the rate of change, i.e. the sign-adjusted rate of change.
Mit der beschriebenen Ausgestaltung der Fluidmaschine kann der in der Fluidmaschine auftretende Druckaufbau oder Druckabbau besonders genau angepasst werden. Bei bisher üblichen Steuerausnehmungen tritt insbesondere bei sehr kleinen oder sehr großen Drehzahlen, besonders in Verbindung mit hohen Drücken, ein sehr abrupter Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau statt. Dies wird durch die beschriebene Ausgestaltung der Vorsteuerausnehmung vermieden, wodurch ein positiver Einfluss auf die Lebensdauer der Fluidmaschine und/oder ein Geräuschverhalten der Fluidmaschine erzielt wird.With the described design of the fluid machine, the pressure build-up or pressure reduction occurring in the fluid machine can be adjusted particularly precisely. With the control recesses that have been used up to now, a very abrupt pressure build-up or pressure reduction occurs, particularly at very low or very high speeds, especially in conjunction with high pressures. This is avoided by the described design of the pilot control recess, which has a positive influence on the service life of the fluid machine and/or the noise behavior of the fluid machine.
In Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Fluidmaschine dient eine der Fluidkammern als Saugkammer und die jeweils andere der Fluidkammern als Druckkammer. Ist die Fluidmaschine als Pumpe ausgestaltet oder wird als Pumpe betrieben, so wird der jeweiligen Saugkammer Fluid zugeführt, welches die Fluidmaschine in Richtung der Druckkammer beziehungsweise in die Druckkammer fördert. Die Saugkammer kann entsprechend auch als Eintrittskammer und die Druckkammer als Austrittskammer bezeichnet werden; entscheidend ist, dass das Fluid während des Betriebs der Fluidmaschine stets von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert wird. Der in der Eintrittskammer vorliegende Druck ist bei dem Betrieb der Pumpe stets niedriger als der Druck in der Auslasskammer. Selbstverständlich kann jedoch bereits der Druck in der Eintrittskammer (deutlich) größer als ein Umgebungsdruck sein. Zum Beispiel wird mithilfe der Fluidmaschine unter Druck stehendes Fluid von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert.Depending on the direction of rotation of the fluid machine, one of the fluid chambers serves as a suction chamber and the other of the fluid chambers as a pressure chamber. If the fluid machine is designed as a pump or is operated as a pump, fluid is supplied to the respective suction chamber, which the fluid machine pumps towards the pressure chamber or into the pressure chamber. The suction chamber can accordingly also be referred to as the inlet chamber and the pressure chamber as the outlet chamber; the crucial point is that the fluid is always pumped from the inlet chamber towards the outlet chamber while the fluid machine is operating. The pressure in the inlet chamber is always lower than the pressure in the outlet chamber when the pump is operating. Of course, however, the pressure in the inlet chamber can already be (significantly) higher than ambient pressure. For example, the fluid machine is used to pump pressurized fluid from the inlet chamber towards the outlet chamber.
Liegt hingegen die Fluidmaschine als Motor vor beziehungsweise wird als Motor betrieben, so wird der Druckkammer Fluid zugeführt, welches unter Bewirkung einer Drehbewegung der Zahnräder in die Saugkammer eintritt. In diesem Fall liegt die Druckkammer als Eintrittskammer und die Saugkammer als Austrittskammer vor; der in der Eintrittskammer vorliegende Druck ist höher als der Druck in der Austrittskammer. Im Rahmen dieser Beschreibung wird nicht ausdrücklich auf den Betrieb der Fluidmaschine als Motor eingegangen, sondern die Fluidmaschine, ihr Aufbau und ihre Funktion werden für den Betrieb als Pumpe erläutert. Selbstverständliches jedoch auch die Verwendung als Motor möglich und die Ausführungen sind analog auf eine solche Ausgestaltung der Fluidmaschine beziehungsweise eine solche Verwendung anwendbar.If, however, the fluid machine is in the form of a motor or is operated as a motor, fluid is supplied to the pressure chamber, which enters the suction chamber, causing the gears to rotate. In this case, 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. This description does not specifically address the operation of the fluid machine as a motor, but rather the fluid machine, its structure and its function are explained for operation as a pump. Of course, it can also be used as a motor and the explanations are analogously applicable to such a design of the fluid machine or such a use.
Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung die Saugkammer auch als Niederdruckkammer und die Druckkammer auch als Hochdruckkammer bezeichnet werden können. Analog hierzu entspricht die Saugseite der Fluidmaschine einer Niederdruckseite und die Druckseite einer Hochdruckseite. Unter den Begriffen anfangs ein Niederdruck" und „Hochdruck“ ist hierbei keine Beschränkung auf ein bestimmtes Druckniveau zu verstehen; vielmehr ist lediglich relativ gesehen der Druck in der Hochdruckkammer Beziehungsweise auf der Hochdruckseite höher als der Druck in der Niederdruckkammer beziehungsweise auf der Niederdruckseite.Basically, it should be noted that in this description the suction chamber can also be referred to as a low-pressure chamber and the pressure chamber as a high-pressure chamber. Analogously, the suction side of the fluid machine corresponds to a low-pressure side and the pressure side to a high-pressure side. The terms "low pressure" and "high pressure" are not to be understood as a restriction to a specific pressure level; rather, the pressure in the high-pressure chamber or on the high-pressure side is simply higher, relatively speaking, than the pressure in the low-pressure chamber or on the low-pressure side.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsteuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Steuerausnehmung eine kleinere Durchströmungsquerschnittsfläche und/oder eine geringere Tiefe als die Steuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Vorsteuerausnehmung aufweist. Werden die Steuerausnehmung und die Vorsteuerausnehmung also insgesamt als Ausnehmung betrachtet, so weist diese Ausnehmung an dem Übergang zwischen der Steuerausnehmung und der Vorsteuerausnehmung eine sprunghafte Veränderung ihre Durchströmungsquerschnittsfläche beziehungsweise ihre Tiefe auf. Genauer gesagt wird die Durchströmungsquerschnittsfläche beziehungsweise die Tiefe an dem Übergang der Steuerausnehmung in die Vorsteuerausnehmung kleiner. Beispielsweise wird die Verringerung der Durchströmungsquerschnittsfläche allein durch die Verringerung der Tiefe bewirkt. Bevorzugt verringert sich die Durchströmungsquerschnittsfläche jedoch auch abseits der Verringerung der Tiefe oder sogar ohne Veränderung der Tiefe, insbesondere durch eine Verringerung eines Abstands zwischen Vorsteuerausnehmungswänden, welche die Vorsteuerausnehmung auf gegenüberliegenden Seiten begrenzen.A further development of the invention provides that the pilot control recess immediately adjacent to the control recess has a smaller flow cross-sectional area and/or a smaller depth than the control recess immediately adjacent to the pilot control recess. If the control recess and the pilot control recess are therefore considered as a recess as a whole, this recess has a sudden change in its flow cross-sectional area or its depth at the transition between the control recess and the pilot control recess. More precisely, the flow cross-sectional area or the depth becomes smaller at the transition from the control recess to the pilot control recess. For example, the reduction in the flow cross-sectional area is brought about solely by the reduction in depth. Preferably, however, the flow cross-sectional area also decreases apart from the reduction in depth or even without a change in depth, in particular by reducing a distance between pilot control recess walls which delimit the pilot control recess on opposite sides.
Beispielsweise weist die Vorsteuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Steuerausnehmung eine Durchströmungsquerschnittsfläche auf, welche höchstens 30 %, höchstens 20 % oder höchstens 10 % der Durchströmungsquerschnittsfläche der Steuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Vorsteuerausnehmung beträgt. Besonders bevorzugt ist die Durchströmungsquerschnittsfläche jedoch kleiner, beispielsweise beträgt sie höchstens 5 %, höchstens 2,5 % oder höchstens 1 % der Durchströmungsquerschnittsfläche der Steuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Vorsteuerausnehmung. Zusätzlich oder alternativ ist - wie bereits erläutert - die Tiefe der Vorsteuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Steuerausnehmung kleiner als die Tiefe der Steuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Vorsteuerausnehmung, beispielsweise beträgt sie höchstens 60 %, höchstens 50 % oder höchstens 40 % derselben. Bevorzugt ist sie jedoch noch kleiner und beträgt beispielsweise höchstens 40 %, höchstens 20 % oder höchstens 10 % der Tiefe der Steuerausnehmung unmittelbar angrenzend an die Vorsteuerausnehmung. Mit der beschriebenen Ausgestaltung der Fluidmaschine werden die genannten Vorteile auf konstruktiv einfache Art und Weise erzielt, insbesondere wird der optimierte Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau umgesetzt.For example, the pilot control recess immediately adjacent to the control recess has a flow cross-sectional area which is at most 30%, at most 20% or at most 10% of the flow cross-sectional area of the control recess immediately adjacent to the pilot control recess. However, the flow cross-sectional area is particularly preferably smaller, for example it is at most 5%, at most 2.5% or at most 1% of the flow cross-sectional area of the control recess immediately adjacent to the pilot control recess. Additionally or alternatively - as already explained - the depth of the pilot control recess immediately adjacent to the control recess is smaller than the depth of the control recess immediately adjacent to the pilot control recess, for example it is at most 60%, at most 50% or at most 40% of the same. However, it is preferably even smaller and is, for example, at most 40%, at most 20% or at most 10% of the depth of the control recess immediately adjacent to the pilot control recess. With the described design of the fluid machine The advantages mentioned are achieved in a structurally simple manner, in particular the optimized pressure build-up or pressure reduction is implemented.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsteuerausnehmung von einem Vorsteuerausnehmungsgrund sowie von gegenüberliegenden Vorsteuerausnehmungswänden begrenzt ist. Der Vorsteuerausnehmungsgrund begrenzt die Vorsteuerausnehmung in axialer Richtung, also in die von dem Fluidförderelement abgewandte Richtung. Die Vorsteuerausnehmungswände begrenzen die Vorsteuerausnehmung hingegen in einer senkrecht hierauf stehenden Richtung, insbesondere in radialer Richtung nach innen und nach außen und vorzugsweise zusätzlich in Umfangsrichtung, nämlich zumindest auf einer der Steuerausnehmung abgewandten Seite der Vorsteuerausnehmung. Die Vorsteuerausnehmung durchgreift die bereits erwähnte Dichtfläche des Steuerelements unter Ausbildung der Mündungsöffnung, welche auf der dem Vorsteuerausnehmungsgrund gegenüberliegenden Seite der Vorsteuerausnehmung hergestellt ist. Die Vorsteuerausnehmungswände bilden einen Rand dieser Mündungsöffnung aus, welcher bevorzugt abseits der Steuerausnehmung durchgehend ist. Der Rand der Vorsteuerausnehmung ist also lediglich an seiner Einmündungsstelle in die Steuerausnehmung unterbrochen. Auch hierdurch werden die genannten Vorteile erzielt.A further development of the invention provides that the pilot control recess is delimited by a pilot control recess base and by opposite pilot control recess walls. The pilot control recess base delimits the pilot control recess in the axial direction, i.e. in the direction facing away from the fluid conveying element. The pilot control recess walls, however, delimit the pilot control recess in a direction perpendicular to this, in particular in the radial direction inwards and outwards and preferably also in the circumferential direction, namely at least on one side of the pilot control recess facing away from the control recess. The pilot control recess passes through the aforementioned sealing surface of the control element to form the mouth opening, which is made on the side of the pilot control recess opposite the pilot control recess base. The pilot control recess walls form an edge of this mouth opening, which is preferably continuous away from the control recess. The edge of the pilot control recess is therefore only interrupted at the point where it joins the control recess. This also achieves the aforementioned advantages.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in wenigstens einem der Vorsteuerausnehmungsbereiche die Vorsteuerausnehmungswände parallel zueinander verlaufen. Hierunter ist zu verstehen, dass die Vorsteuerausnehmungswände über den Vorsteuerausnehmungsbereichs hinweg einen gleich bleibenden Abstand voneinander aufweisen. Sind die Vorsteuerausnehmungswände gekrümmt, so verläuft eine der Vorsteuerausnehmungswände beispielsweise auf einem Mantel eines ersten Kreiszylinders und eine zweite der Vorsteuerausnehmungswände auf dem Mantel eines zweiten Kreiszylinders, welcher bevorzugt den gleichen Durchmesser aufweist wie der erste Kreiszylinder, jedoch versetzt zu diesem angeordnet ist. Durch den parallelen Verlauf der Vorsteuerausnehmungswände in dem Vorsteuerausnehmungsbereich wird eine vergleichsweise geringe Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche dieses Vorsteuerausnehmungbereichs erzielt. Somit wird auf konstruktiv einfache Art und Weise eine Variation der Änderungsraten der Vorsteuerausnehmungsbereiche erzielt.A further development of the invention provides that in at least one of the pilot control recess areas, the pilot control recess walls run parallel to one another. This means that the pilot control recess walls have a constant distance from one another across the pilot control recess area. If the pilot control recess walls are curved, one of the pilot control recess walls runs, for example, on a shell of a first circular cylinder and a second of the pilot control recess walls runs on the shell of a second circular cylinder, which preferably has the same diameter as the first circular cylinder, but is arranged offset from it. The parallel course of the pilot control recess walls in the pilot control recess area results in a comparatively low rate of change in the flow cross-sectional area of this pilot control recess area. A variation in the rates of change of the pilot control recess areas is thus achieved in a structurally simple manner.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in wenigstens einem der Vorsteuerausnehmungsbereiche der Vorsteuerausnehmungsgrund parallel zu einer Mündungsöffnung verläuft, über die die Vorsteuerausnehmung in Richtung des Fluidförderelements geöffnet ist, sodass die Tiefe der Vorsteuerausnehmung über eine Erstreckung des Vorsteuerausnehmungsbereichs hinweg konstant ist. Das bedeutet insbesondere, dass der Vorsteuerausnehmungsgrund parallel zu der bereits erwähnten Dichtfläche verläuft, welcher die Vorsteuerausnehmung unter Herstellung der Mündungsöffnung in Richtung des Fluidförderelements durchgreift. Mithilfe der parallelen Anordnung des Vorsteuerausnehmungsgrunds bezüglich der Mündungsöffnung beziehungsweise der Dichtfläche wird eine konstante Tiefe der Vorsteuerausnehmung in dem Vorsteuerausnehmungsbereich erzielt. Auch auf diese Art und Weise kann recht einfach eine geringe Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche in dem jeweiligen Vorsteuerausnehmungsbereich erzielt werden.A further development of the invention provides that in at least one of the pilot recess areas, the pilot recess base runs parallel to a mouth opening, via which the pilot recess is open in the direction of the fluid conveying element, so that the depth of the pilot recess is constant over an extension of the pilot recess area. This means in particular that the pilot recess base runs parallel to the sealing surface already mentioned, which penetrates the pilot recess to create the mouth opening in the direction of the fluid conveying element. With the help of the parallel arrangement of the pilot recess base with respect to the mouth opening or the sealing surface, a constant depth of the pilot recess in the pilot recess area is achieved. In this way, too, a low rate of change of the flow cross-sectional area in the respective pilot recess area can be achieved quite easily.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in wenigstens einem der Vorsteuerausnehmungsbereiche eine von null verschiedene Änderungsrate aufgrund einer Änderung eines Abstands zwischen den Vorsteuerausnehmungswänden über eine Erstreckung des Vorsteuerausnehmungbereichs hinweg und/oder aufgrund einer Änderung der Tiefe der Vorsteuerausnehmung über eine Erstreckung des Vorsteuerausnehmungsbereichs hinweg vorliegt. Unter der von null verschiedenen Änderungsrate ist zu verstehen, dass sich die Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung über den entsprechenden Vorsteuerausnehmungsbereich hinweg ändert, also entweder größer oder kleiner wird. Dies kann durch unterschiedliche Maßnahmen erzielt werden. Zum einen ist es möglich, den Abstand zwischen den Vorsteuerausnehmungswänden zu verändern oder aber die Tiefe der Vorsteuerausnehmung, also den Abstand des Vorsteuerausnehmungsgrund von der Mündungsöffnung beziehungsweise der Dichtfläche.A further development of the invention provides that in at least one of the pilot control recess areas there is a rate of change other than zero due to a change in a distance between the pilot control recess walls over an extension of the pilot control recess area and/or due to a change in the depth of the pilot control recess over an extension of the pilot control recess area. The rate of change other than zero is to be understood as meaning that the flow cross-sectional area of the pilot control recess changes over the corresponding pilot control recess area, i.e. it either becomes larger or smaller. This can be achieved by different measures. On the one hand, it is possible to change the distance between the pilot control recess walls or the depth of the pilot control recess, i.e. the distance of the pilot control recess base from the mouth opening or the sealing surface.
Es kann vorgesehen sein, dass sich lediglich der Abstand zwischen den Vorsteuerausnehmungswänden ändert, wohingegen die Tiefe der Vorsteuerausnehmung über den Vorsteuerausnehmungsbereich hinweg konstant bleibt. Umgekehrt kann es vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen den Vorsteuerausnehmungswänden konstant bleibt, sich jedoch die Tiefe der Vorsteuerausnehmung über den Vorsteuerausnehmungbereich hinweg ändert. Zu guter Letzt können sich sowohl der Abstand zwischen den Vorsteuerausnehmungswänden als auch die Tiefe der Vorsteuerausnehmung in dem Vorsteuerausnehmungbereich beziehungsweise über diesen hinweg ändern. Dabei erfolgen die Änderung des Abstands und die Änderung der Tiefe vorzugsweise so, dass sie eine Änderung der Durchführungsquerschnittsfläche in die gleiche Richtung bewirken. Bewirkt also die Änderung des Abstands zwischen den Vorsteuerausnehmungswänden eine Zunahme der Durchströmungsquerschnittsfläche, so ist auch die Änderung der Tiefe derart gewählt, dass sie eine solche Zunahme bewirkt. Umgekehrt verhält es sich für die Abnahme der Durchströmungsquerschnittsfläche. Die Änderung des Abstands erfolgt beispielsweise, indem die Vorsteuerausnehmungswände gerade aufeinander zu laufen, sodass der Abstand kontinuierlich abnimmt, nämlich mit konstanter Änderungsrate. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Vorsteuerausnehmungswände oder beide Vorsteuerausnehmungswände gekrümmt verlaufen, nämlich derart, dass sich ihr Abstand voneinander ändert. Auch der Vorsteuerausnehmungsboden kann zur Änderung der Tiefe gerade oder gekrümmt verlaufen. Beispielsweise ist ein konvexer oder konkaver Verlauf der Vorsteuerausnehmungswände und/oder des Vorsteuerausnehmungsbodens realisiert. Auf die beschriebene Art und Weise können die bereits erwähnten Vorteile einfach erzielt werden.It can be provided that only the distance between the pilot recess walls changes, whereas the depth of the pilot recess remains constant across the pilot recess area. Conversely, it can be provided that the distance between the pilot recess walls remains constant, but the depth of the pilot recess changes across the pilot recess area. Last but not least, both the distance between the pilot recess walls and the depth of the pilot recess can change in the pilot recess area or across it. The change in the distance and the change in the depth preferably take place in such a way that they cause a change in the feedthrough cross-sectional area in the same direction. If the change in the distance between the pilot recess walls walls, the change in depth is also selected to cause such an increase. The opposite is true for the decrease in the flow cross-sectional area. The distance is changed, for example, by the pilot recess walls running straight towards one another so that the distance continuously decreases, namely at a constant rate of change. However, it can also be provided that at least one of the pilot recess walls or both pilot recess walls are curved, namely such that their distance from one another changes. The pilot recess base can also be straight or curved to change the depth. For example, a convex or concave course of the pilot recess walls and/or the pilot recess base is realized. The advantages already mentioned can be easily achieved in the manner described.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in einem sich an die Steuerausnehmung anschließenden ersten der Vorsteuerausnehmungsbereiche eine erste Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche und in einem sich an den ersten Vorsteuerausnehmungsbereich anschließenden zweiten der Vorsteuerausnehmungsbereiche eine zweite Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche vorliegt, wobei die zweite Änderungsrate größer ist als die erste Änderungsrate. Ausgehend von der Steuerungsausnehmung soll also die Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung, insbesondere ihr Absolutwert, zunächst größer sein und anschließend abnehmen. Das bedeutet, dass sich die Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung ausgehend von der Steuerausnehmung in dem ersten Vorsteuerausnehmungsbereich zunächst schwächer ändert und anschließend in dem zweiten Vorsteuerausnehmungsbereich stärker. Hierdurch kann eine äußerst gezielte Anpassung des Druckaufbaus und/oder des Druckabbaus während des Betriebs der Fluidmaschine erfolgen.A further development of the invention provides that in a first of the pilot control recess areas adjacent to the control recess there is a first rate of change of the flow cross-sectional area and in a second of the pilot control recess areas adjacent to the first pilot control recess area there is a second rate of change of the flow cross-sectional area, the second rate of change being greater than the first rate of change. Starting from the control recess, the rate of change of the flow cross-sectional area of the pilot control recess, in particular its absolute value, should initially be greater and then decrease. This means that the flow cross-sectional area of the pilot control recess initially changes less in the first pilot control recess area starting from the control recess and then more strongly in the second pilot control recess area. This allows an extremely targeted adjustment of the pressure build-up and/or pressure reduction during operation of the fluid machine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an einen der Vorsteuerausnehmungsbereiche beidseitig jeweils ein weiterer der Vorsteuerausnehmungsbereiche angrenzt, wobei die Änderungsrate in dem Vorsteuerausnehmungsbereich größer ist als in den weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen, insbesondere um einen Faktor von mindestens 5, mindestens 10 oder mindestens 15. Insgesamt liegen also mindestens drei Vorsteuerausnehmungsbereiche vor, nämlich der Vorsteuerausnehmungsbereich und die beiden weiteren Vorsteuerausnehmungsbereiche. Die weiteren Vorsteuerausnehmungsbereiche sind auf gegenüberliegenden Seiten des Vorsteuerausnehmungsbereichs angeordnet und nehmen diesen insoweit zwischen sich auf. Die weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen grenzen hierbei unmittelbar an den Vorsteuerausnehmungsbereich an, gehen also unmittelbar von diesem aus.A further development of the invention provides that one of the pilot control recess areas is bordered on both sides by another of the pilot control recess areas, wherein the rate of change in the pilot control recess area is greater than in the other pilot control recess areas, in particular by a factor of at least 5, at least 10 or at least 15. In total, there are therefore at least three pilot control recess areas, namely the pilot control recess area and the two other pilot control recess areas. The other pilot control recess areas are arranged on opposite sides of the pilot control recess area and thus accommodate it between them. The other pilot control recess areas are directly adjacent to the pilot control recess area, i.e. they extend directly from it.
In den weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen ist die Änderungsrate der Durchströmungsquerschnittsfläche kleiner als die Änderungsrate in dem Vorsteuerausnehmungsbereich. Die Änderungsraten in den weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen können hierbei identisch oder voneinander verschieden sein. Bevorzugt ist die Änderungsrate in dem Vorsteuerausnehmungbereich deutlich größer als die Änderungsraten beziehungsweise jede der Änderungsraten in den weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen, vorzugsweise um einen der genannten Faktoren. Hierdurch werden die bereits erwähnten Vorteile erzielt.In the other pilot control recess areas, the rate of change of the flow cross-sectional area is smaller than the rate of change in the pilot control recess area. The rates of change in the other pilot control recess areas can be identical or different from one another. Preferably, the rate of change in the pilot control recess area is significantly greater than the rates of change or each of the rates of change in the other pilot control recess areas, preferably by one of the factors mentioned. This achieves the advantages already mentioned.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Änderungsraten in den weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen identisch sind oder um höchstens 50 %, höchstens 25 % oder höchstens 10 % voneinander abweichen. Die Änderungsrate in einem ersten der weiteren Vorsteuerausnehmungsbereiche entspricht also der Änderungsrate in einem zweiten der weiteren Vorsteuerausnehmungsbereiche oder weicht höchstens um einen der genannten Werte von diesen ab. Die Abweichung kann hierbei nach unten oder nach oben erfolgen, beispielsweise ist eine größere Änderungsrate um höchstens einen der genannten Werte größer als eine kleinere der Änderungsraten. Umgekehrt ist die kleinere der Änderungsraten um höchstens einen der genannten Werte kleiner als die größere der Änderungsraten. Insgesamt ergibt sich somit eine Ausgestaltung der Fluidmaschine, bei welcher in dem Vorsteuerausnehmungsbereich eine vergleichsweise große Änderungsrate vorliegt, wohingegen die Änderungsrate in den den Vorsteuerausnehmungsbereich einschließenden weiteren Vorsteuerausnehmungsbereichen identisch oder zumindest nahezu identisch sind. Dies ermöglicht ein verlustarmes Einströmen des Fluids in den Vorsteuerausnehmungsbereich, sodass der Druckaufbau beziehungsweise der Druckabbau des Fluids während des Betriebs der Fluidmaschine optimiert wird.A further development of the invention provides that the change rates in the further pilot control recess areas are identical or differ from one another by at most 50%, at most 25% or at most 10%. The change rate in a first of the further pilot control recess areas therefore corresponds to the change rate in a second of the further pilot control recess areas or differs from these by at most one of the stated values. The deviation can be upwards or downwards, for example a larger change rate is greater than a smaller change rate by at most one of the stated values. Conversely, the smaller of the change rates is smaller than the larger change rate by at most one of the stated values. Overall, this results in a design of the fluid machine in which there is a comparatively large change rate in the pilot control recess area, whereas the change rates in the further pilot control recess areas enclosing the pilot control recess area are identical or at least almost identical. This allows the fluid to flow into the pilot recess area with little loss, so that the pressure build-up or pressure reduction of the fluid is optimized during operation of the fluid machine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerausnehmung zumindest zeitweise strömungstechnisch mit einem der Fluidanschlüsse strömungstechnisch verbunden ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Fluidanschluss über die Steuerausnehmung an eine der Fluidkammern angebunden ist. Die strömungstechnische Verbindung zwischen der Steuerausnehmung und dem Fluidanschluss liegt insoweit nicht lediglich mittelbar über die Fluidkammer vor, sondern die Steuerausnehmung ist strömungstechnisch zwischen der Fluidkammer und dem Fluidanschluss vorgesehen. Entsprechend erfolgt ein Einströmen in beziehungsweise ein Ausströmen aus der Fluidkammer bei einer solchen Ausgestaltung über die Steuerausnehmung. Bei einer Zahnradfluidmaschine, insbesondere einer Innenzahnradfluidmaschine, erfolgt somit das Einströmen und Ausströmen des Fluids in axialer Richtung. Hierdurch ist eine effiziente Strömungsführung innerhalb der Fluidmaschine umgesetzt.A further development of the invention provides that the control recess is at least temporarily fluidically connected to one of the fluid connections. For example, it is provided that the fluid connection is connected to one of the fluid chambers via the control recess. The fluidic connection between the control recess and the fluid connection is not only indirectly via the fluid chamber, but the control recess is fluidically provided between the fluid chamber and the fluid connection. Accordingly, inflow into and outflow from the fluid chamber in such a design takes place via the control recess. In a gear fluid machine, in particular an internal gear fluid machine, the fluid thus flows in and out in the axial direction. This implements efficient flow guidance within the fluid machine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass von der Steuerausnehmung in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse wenigstens eine in Richtung des Fluidförderelements geöffnete, einen Rand der Steuerausnehmung durchgreifende weitere Vorsteuerausnehmung ausgeht, wobei eine Durchströmungsquerschnittsfläche der wenigstens einen weiteren Vorsteuerausnehmung in unterschiedlichen, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Vorsteuerausnehmungsbereichen unterschiedliche Änderungsraten aufweist. Zusätzlich zu der Vorsteuerausnehmung liegt also die weitere Vorsteuerausnehmung vor, welche ebenfalls von der Steuerausnehmung ausgeht und deren Rand durchgreift.A further development of the invention provides that at least one further pilot control recess extends from the control recess in the circumferential direction with respect to the axis of rotation, said further pilot control recess being open in the direction of the fluid conveying element and extending through an edge of the control recess, wherein a flow cross-sectional area of the at least one further pilot control recess has different rates of change in different pilot control recess regions that follow one another in the circumferential direction. In addition to the pilot control recess, there is therefore the further pilot control recess, which also extends from the control recess and extends through its edge.
Vorzugsweise erstrecken sich die Vorsteuerausnehmung und die weitere Vorsteuerausnehmung ausgehend von der Steuerausnehmung in dieselbe Richtung, insbesondere in Umfangsrichtung. Die Vorsteuerausnehmung und die weitere Vorsteuerausnehmung sind insoweit auf derselben Seite der Steuerausnehmung angeordnet und gehen dort von dieser aus, insbesondere in Umfangsrichtung gesehen. Die weitere Vorsteuerausnehmung ist im Wesentlichen analog zu der Vorsteuerausnehmung ausgestaltet, sodass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Die Änderungsraten, welche in den Vorsteuerausnehmungsbereichen der weiteren Vorsteuerausnehmung vorliegen, entsprechen bevorzugt den Änderungsraten der Vorsteuerausnehmungsbereiche in der Vorsteuerausnehmung; sie können jedoch auch von diesen verschieden sein. Mithilfe der mehreren Vorsteuerausnehmungen, also der Vorsteuerausnehmung und der wenigsten einen weiteren Vorsteuerausnehmung, kann der Druckaufbau beziehungsweise der Druckabbau in der Fluidmaschine besonders gezielt gesteuert werden.Preferably, the pilot control recess and the further pilot control recess extend from the control recess in the same direction, in particular in the circumferential direction. The pilot control recess and the further pilot control recess are arranged on the same side of the control recess and extend from it, in particular in the circumferential direction. The further pilot control recess is designed essentially analogously to the pilot control recess, so reference is made to the relevant explanations. The change rates that exist in the pilot control recess areas of the further pilot control recess preferably correspond to the change rates of the pilot control recess areas in the pilot control recess; however, they can also be different from these. With the help of the multiple pilot control recesses, i.e. the pilot control recess and the at least one further pilot control recess, the pressure build-up or pressure reduction in the fluid machine can be controlled in a particularly targeted manner.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fluidmaschine als Zahnradfluidmaschine vorliegt und das Fluidförderelement ein erstes Zahnrad mit einer ersten Verzahnung sowie die Drehachse eine erste Drehachse ist, wobei zusätzlich zu dem ersten Zahnrad ein um eine zweite Drehachse drehbar gelagertes zweites Zahnrad mit einer mit der ersten Verzahnung kämmenden zweiten Verzahnung vorliegt. Die Zahnradfluidmaschine verfügt also über zwei Zahnräder, nämlich über das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad. Die Zahnradfluidmaschine kann wiederum grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, insbesondere liegt sie als Außenzahnradfluidmaschine oder als Innenzahnradfluidmaschine vor.A further development of the invention provides that the fluid machine is a gear fluid machine and the fluid conveying element is a first gear with a first toothing and the rotation axis is a first rotation axis, wherein in addition to the first gear there is a second gear mounted so as to be rotatable about a second rotation axis and with a second toothing that meshes with the first toothing. The gear fluid machine therefore has two gears, namely the first gear and the second gear. The gear fluid machine can in turn basically be designed in any way, in particular it is an external gear fluid machine or an internal gear fluid machine.
Im Falle der Außenzahnradfluidmaschine verfügen beide Zahnräder über Außenverzahnungen, welche in einem Eingriffsbereich miteinander kämmen. Liegt die Fluidmaschine als Innenzahnradfluidmaschine vor, so weist das erste Zahnrad eine Außenverzahnung und das zweite Zahnrad eine Innenverzahnung oder umgekehrt auf. Das erste Zahnrad kann in diesem Fall auch als Ritzel und das zweite Zahnrad als Hohlrad bezeichnet werden. Die Verzahnungen der beiden Zahnräder greifen in Umfangsrichtung gesehen bereichsweise ineinander ein, kämmen also bereichsweise miteinander, nämlich in einem Eingriffsbereich. Unabhängig von der Ausgestaltung der Fluidmaschine sind die beiden Zahnräder zur Fluidförderung vorgesehen und aus diesem Grund derart ausgestaltet, dass sie bei einer Drehbewegung zum Fördern des Fluids zusammenwirken und hierbei ineinander eingreifen beziehungsweise miteinander kämmen. Das 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.In the case of the external gear fluid machine, both gears have external teeth that mesh with one another in an engagement area. If the fluid machine is an internal gear fluid machine, the first gear has external teeth and the second gear has internal teeth, or vice versa. In this case, the first gear can also be referred to as a pinion and the second gear as a ring gear. The teeth of the two gears mesh with one another in areas viewed in the circumferential direction, i.e. they mesh with one another in areas, namely in an engagement area. Regardless of the design of the fluid machine, the two gears are intended for fluid conveyance and are therefore designed in such a way that they work together during a rotary movement to convey the fluid and mesh with one another or mesh with one another. This means that a rotary movement of the first gear is transmitted directly to the second gear and, conversely, a rotary movement of the second gear is transmitted directly to the first gear.
Sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad sind vorzugsweise in einem Maschinengehäuse der Fluidmaschine angeordnet und in diesem drehbar gelagert. Das erste Zahnrad ist hierbei um die erste Drehachse drehbar gelagert, wohingegen das zweite Zahnrad um die zweite Drehachse drehbar gelagert ist. Bei der Innenzahnradfluidmaschine ist im Querschnitt gesehen, also in einer senkrecht auf den Drehachsen stehenden Schnittebene, das erste Zahnrad in dem zweiten Zahnrad angeordnet, nämlich derart, dass die Verzahnung, insbesondere Außenverzahnung, des ersten Zahnrads in dem Eingriffsbereich mit der Verzahnung, insbesondere Innenverzahnung, des zweiten Zahnrads kämmt beziehungsweise mit dieser in Eingriff steht. Im Rahmen dieser Beschreibung wird beispielhaft hauptsächlich auf die Ausgestaltung der Fluidmaschine als Innenzahnradfluidmaschine hingewiesen. Die beschriebene Ausgestaltung des Steuerelements kann jedoch in einer beliebigen Fluidmaschine und insbesondere in einer beliebigen Zahnradfluidmaschine Verwendung finden, insbesondere auch für die Außenzahnradfluidmaschine. Die Ausführungen sind also stets analog auf eine als Außenzahnradfluidmaschine ausgestaltete Zahnradfluidmaschine übertragbar.Both the first gear and the second gear are preferably arranged in a machine housing of the fluid machine and are rotatably mounted therein. The first gear is rotatably mounted about the first axis of rotation, whereas the second gear is rotatably mounted about the second axis of rotation. In the internal gear fluid machine, the first gear is arranged in the second gear when viewed in cross section, i.e. in a cutting plane perpendicular to the axes of rotation, in such a way that the teeth, in particular external teeth, of the first gear mesh with the teeth, in particular internal teeth, of the second gear in the engagement area or are in engagement with them. In the context of this description, reference is mainly made to the design of the fluid machine as an internal gear fluid machine by way of example. The described design of the control element can, however, be used in any fluid machine and in particular in any gear fluid machine, in particular also for the external gear fluid machine. The statements can therefore always be transferred analogously to a gear fluid machine designed as an external gear fluid machine.
Der Eingriffsbereich ist beispielsweise gehäusefest angeordnet, dreht sich also nicht mit dem ersten Zahnrad beziehungsweise dem zweiten Zahnrad mit. In dem Eingriffsbereich greift ein Zahn einer der Verzahnungen in einen Zahnzwischenraum der jeweils anderen der Verzahnungen ein. Der Zahnzwischenraum ist in Umfangsrichtung von Zähnen der jeweiligen Verzahnung begrenzt. Beispielsweise greift ein Zahn der ersten Verzahnung in einen Zahnzwischenraum der zweiten Verzahnung oder umgekehrt ein Zahn der zweiten Verzahnung in einen Zahnzwischenraum der ersten Verzahnung ein.The engagement area, for example, is fixed to the housing and does not rotate with the first gear or the second gear. In the engagement area, a tooth of one of the gears engages in a tooth gap of the other of the gears. The tooth gap is limited in the circumferential direction by teeth of the respective gear. For example, a tooth of the first gear engages in a tooth gap of the second gear or, conversely, a tooth of the second gear engages in a tooth gap of the first gear.
Die beiden Zahnräder der Fluidmaschine sind zwischen Gehäusewänden des bereits erwähnten Maschinengehäuses der Fluidmaschine angeordnet. Beispielsweise sind die Zahnräder an und/oder in dem Maschinengehäuse, insbesondere an den Gehäusewänden, gelagert. Eine der Gehäusewände liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Gehäusewände auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite der Zahnräder vor, sodass die Gehäusewände die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Beispielsweise ist ein zwischen den Gehäusewänden und den Zahnrädern verbleibender Spalt derart klein bemessen, dass die Gehäusewände eine hinreichende Abdichtung des Fluidraums beziehungsweise der Fluidkammern bewirken.The two gears of the fluid machine are arranged between housing walls of the aforementioned machine housing of the fluid machine. For example, the gears are mounted on and/or in the machine housing, in particular on the housing walls. One of the housing walls is therefore located on a first side of the gears and a second of the housing walls is located on a second side of the gears opposite the first side in the axial direction, so that the housing walls accommodate the gears between them in the axial direction. For example, a gap remaining between the housing walls and the gears is dimensioned so small that the housing walls ensure adequate sealing of the fluid space or the fluid chambers.
Besonders bevorzugt ist jedoch in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse neben dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad, also insbesondere zwischen einer der Gehäusewände und den Zahnrädern, eine - optionale - Dichtscheibe angeordnet, die während eines Betriebs der Fluidmaschine dichtend an dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad anliegt. Beispielsweise liegt in axialer Richtung gesehen lediglich einerseits des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads die Dichtscheibe vor. Bevorzugt ist es jedoch vorgesehen, dass - wiederum in axialer Richtung gesehen - beidseitig der beiden Zahnräder jeweils eine derartige Dichtscheibe angeordnet ist. Im Rahmen dieser Beschreibung wird der besonders vorteilhafte Fall erläutert, dass mehrere Dichtscheiben vorliegen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die entsprechenden Ausführungen auch für eine Ausgestaltung der Fluidmaschine herangezogen werden können, bei welcher lediglich eine einzige Dichtscheibe Bestandteil der Fluidmaschine ist.However, it is particularly preferred that an - optional - sealing disk is arranged in the axial direction with respect to the first axis of rotation next to the first gear and the second gear, i.e. in particular between one of the housing walls and the gears, which sealingly rests against the first gear and the second gear during operation of the fluid machine. For example, viewed in the axial direction, the sealing disk is only present on one side of the first gear and the second gear. However, it is preferably provided that - again viewed in the axial direction - such a sealing disk is arranged on both sides of the two gears. In the context of this description, the particularly advantageous case of multiple sealing disks is explained. It goes without saying, however, that the corresponding embodiments can also be used for a design of the fluid machine in which only a single sealing disk is part of the fluid machine.
Vorzugsweise wird die Dichtscheibe in axialer Richtung in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid, sodass sie dichtend an den Zahnrädern anliegt. Liegen mehrere Dichtscheiben vor, so sind diese in axialer Richtung beidseitig der Zahnräder angeordnet. Eine der Dichtscheiben liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Dichtscheiben auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite der Zahnräder vor, sodass die Dichtscheiben die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Bevorzugt werden die Dichtscheiben in axialer Richtung aufeinander zu und somit jeweils in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit dem unter Druck stehenden Fluid, sodass die Dichtscheiben auf gegenüberliegenden Seiten dichtend an den Zahnrädern anliegen. Die Fluidmaschine ist insoweit axial kompensiert beziehungsweise in axialer Richtung spaltkompensiert. Hierdurch wird eine besonders hohe Effizienz der Fluidmaschine erzielt.The sealing disk is preferably forced in the axial direction towards the gears, for example by applying pressure, i.e. by applying a pressurized fluid, so that it lies sealingly against the gears. If there are several sealing disks, these are arranged on both sides of the gears in the axial direction. 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 hold the gears between them in the axial direction. The sealing disks are preferably forced towards one another in the axial direction and thus each in the direction of the gears, for example by applying pressure, i.e. by applying the pressurized fluid, so that the sealing disks lie sealingly against the gears on opposite sides. The fluid machine is therefore axially compensated or gap-compensated in the axial direction. This achieves a particularly high level of efficiency of the fluid machine.
Bevorzugt liegt die Dichtscheibe in Form des bereits beschriebenen Steuerelements vor. Anders ausgedrückt ist das Steuerelement als Dichtscheibe ausgestaltet und liegt insoweit in axialer Richtung neben den Zahnrädern der Fluidmaschine vor. Gemäß den vorstehenden Ausführungen finden besonders bevorzugt mehrere Dichtscheiben und entsprechend mehrere Steuerelemente Verwendung. Diese sind auf gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder angeordnet und liegen dichtend aneinander an, insbesondere mit ihrer jeweiligen Dichtfläche. Mithilfe der Steuerausnehmung und der Vorsteuerausnehmung kann der Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau besonders vorteilhaft beeinflusst werden.The sealing disk is preferably in the form of the control element already described. In other words, the control element is designed as a sealing disk and is therefore located axially next to the gears of the fluid machine. According to the above statements, it is particularly preferred to use several sealing disks and correspondingly several control elements. These are arranged on opposite sides of the gears and lie against one another in a sealing manner, in particular with their respective sealing surface. The pressure build-up or pressure reduction can be influenced particularly advantageously with the help of the control recess and the pilot control recess.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsteuerausnehmung und die wenigstens eine weitere Vorsteuerausnehmung in radialer Richtung beabstandet angeordnet sind, insbesondere die Vorsteuerausnehmung in radialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse in Überdeckung mit Zähnen der ersten Verzahnung und die weitere Vorsteuerausnehmung in radialer Richtung bezüglich der zweiten Drehachse in Überdeckung mit Zähnen der zweiten Verzahnung angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht ein besonders gezieltes Anpassen des Druckaufbaus und des Druckabbaus, insbesondere in den Zahnzwischenräumen der Verzahnung beziehungsweise der Verzahnungen. Dies wird durch die in radialer Richtung versetzte Anordnung der Vorsteuerausnehmung und der weiteren Vorsteuerausnehmung erzielt. Besonders bevorzugt sind die Vorsteuerausnehmung und die wenigstens eine weitere Vorsteuerausnehmung zusätzlich zumindest bereichsweise in Umfangsrichtung in Überdeckung angeordnet. Das bedeutet, dass eine auf einer der Drehachsen senkrecht stehende Gerade sowohl die Vorsteuerausnehmung als auch die wenigstens eine weitere Vorsteuerausnehmung schneidet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Vorsteuerausnehmung zumindest zeitweise mit den Zahnzwischenräumen der ersten Verzahnung und die weitere Vorsteuerausnehmung zumindest zeitweise mit Zahnzwischenräumen der zweiten Verzahnung in Überdeckung steht, sodass Fluid zwischen ihnen strömen kann, beispielsweise aus der jeweiligen Vorsteuerausnehmung in die jeweiligen Zahnzwischenräume oder umgekehrt. Hierdurch werden wiederum die genannten Vorteile erzielt. A further development of the invention provides that the pilot control recess and the at least one further pilot control recess are arranged at a distance from one another in the radial direction, in particular the pilot control recess is arranged in the radial direction with respect to the first axis of rotation in overlap with teeth of the first gearing and the further pilot control recess is arranged in the radial direction with respect to the second axis of rotation in overlap with teeth of the second gearing. Such a configuration enables a particularly targeted adjustment of the pressure build-up and the pressure reduction, in particular in the spaces between the teeth of the gearing or gears. This is achieved by the arrangement of the pilot control recess and the further pilot control recess offset in the radial direction. Particularly preferably, the pilot control recess and the at least one further pilot control recess are additionally arranged in overlap at least in some areas in the circumferential direction. This means that a straight line perpendicular to one of the axes of rotation intersects both the pilot control recess and the at least one further pilot control recess. It can also be provided that the pilot recess is at least temporarily in contact with the interdental spaces of the first gearing and the further pilot recess is at least temporarily in overlap with the tooth spaces of the second toothing, so that fluid can flow between them, for example from the respective pilot recess into the respective tooth spaces or vice versa. This in turn achieves the aforementioned advantages.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in einem ersten Bereich in Umfangsrichtung gesehen die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung ineinander eingreifen und in einem zweiten Bereich Zahnköpfe der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung dichtend aneinander anliegen, um einen zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad vorliegenden Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen, oder dass zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad abseits des ersten Bereichs ein Füllstück angeordnet ist, das einerseits an der ersten Verzahnung und andererseits an der zweiten Verzahnung anliegt, um den zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad vorliegenden Fluidraum in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer zu unterteilen.A further development of the invention provides that in a first region, seen in the circumferential direction, the first toothing and the second toothing engage with one another and in a second region, tooth tips of the first toothing and the second toothing rest against one another in a sealing manner in order to divide a fluid space present between the first gear and the second gear into a first fluid chamber and a second fluid chamber, or that between the first gear and the second gear, away from the first region, a filler piece is arranged which rests on the one hand on the first toothing and on the other hand on the second toothing in order to divide the fluid space present between the first gear and the second gear into the first fluid chamber and the second fluid chamber.
In dem Eingriffsbereich wirken die erste Verzahnung und die zweite 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 beispielsweise ein 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 somit in einem Fluidraum angeordnet, welcher in radialer Richtung nach innen von dem ersten Zahnrad und in radialer Richtung nach außen von dem zweiten Zahnrad begrenzt ist, jeweils bezüglich der ersten Drehachse beziehungsweise der zweiten Drehachse. Das Füllstück liegt einerseits an der ersten Verzahnung und andererseits an der zweiten Verzahnung an. Genauer gesagt liegt das Füllstück dichtend an Zahnköpfen der ersten Verzahnung und dichtend an Zahnköpfen der zweiten Verzahnung an, um den Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen. Jede der beiden Fluidkammern ist in Umfangsrichtung gesehen also einerseits von dem Füllstück und andererseits durch das dichte Ineinandergreifen der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung in dem Eingriffsbereich begrenzt.In the engagement area, the first toothing and the second toothing work together in a sealing manner. On the other side of the engagement area, i.e. preferably on the side diametrically opposite the engagement area with respect to the first axis of rotation and/or the second axis of rotation, a filler piece is arranged, for example. The filler piece is located between the first gear and the second gear, or in other words between the external toothing of the first gear and the internal toothing of the second gear. The filler piece is thus arranged in a fluid space which is delimited in the radially inward direction by the first gear and in the radially outward direction by the second gear, in each case with respect to the first axis of rotation and the second axis of rotation. The filler piece rests on the one hand on the first toothing and on the other hand on the second toothing. More precisely, the filler piece rests in a sealing manner on tooth tips of the first toothing and in a sealing manner on tooth tips of the second toothing in order to divide the fluid space into a first fluid chamber and a second fluid chamber. Each of the two fluid chambers is therefore limited in the circumferential direction on the one hand by the filler piece and on the other hand by the tight meshing of the first toothing and the second toothing in the engagement area.
Bevorzugt ist das Füllstück mehrteilig ausgestaltet und weist insoweit mehrere Segmente auf. Die Segmente des Füllstücks sind in radialer Richtung nebeneinander angeordnet, sodass also ein erstes Segment auf der dem ersten Zahnrad zugewandten Seite eines zweiten Segments und umgekehrt das zweite Segment auf der dem zweiten Zahnrad zugewandten Seite des ersten Segments angeordnet ist. Das erste Segment liegt hierbei an dem ersten Zahnrad beziehungsweise dessen Außenverzahnung und das zweite Segment an dem zweiten Zahnrad beziehungsweise an der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads dichtend an. Die beiden Segmente sind vorzugsweise in radialer Richtung gegeneinander verlagerbar. Selbstverständlich kann jedoch auch ein einteiliges Füllstück vorliegen. In diesem Fall ist die Innenzahnradfluidmaschine in radialer Richtung unkompensiert.The filler piece is preferably designed in several parts and therefore has several segments. The segments of the filler piece are arranged next to one another in the radial direction, so that a first segment is arranged on the side of a second segment facing the first gear and vice versa, the second segment is arranged on the side of the first segment facing the second gear. The first segment lies sealingly against the first gear or its external teeth and the second segment lies sealingly against the second gear or the internal teeth of the second gear. The two segments can preferably be displaced against one another in the radial direction. Of course, however, a one-piece filler piece can also be present. In this case, the internal gear fluid machine is uncompensated in the radial direction.
Besonders bevorzugt wird ein zwischen den Segmenten vorliegender Spalt während eines Betriebs der Fluidmaschine derart mit Fluiddruck beaufschlagt, dass das erste Segment in Richtung des ersten Zahnrads und das zweite Segment in Richtung des zweiten Zahnrads gedrängt wird, sodass die Segmente an dem jeweiligen Zahnrad beziehungsweise den Zahnköpfen der entsprechenden Verzahnung dichtend anliegen. Die Fluidmaschine ist somit radialkompensiert beziehungsweise in radialer Richtung spaltkompensiert. Jedes der Segmente kann nochmals weiter in Segmente unterteilt werden. Beispielsweise ist also das erste Segment einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Segmenten und/oder das zweite Segment ist einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Segmenten. Auch diese Segmente des Füllstücks sind bevorzugt gegeneinander verlagerbar gelagert, können also unabhängig voneinander verlagert werden. Hierdurch wird eine besonders effektive Spaltkompensation erzielt.Particularly preferably, a gap between the segments is subjected to fluid pressure during operation of the fluid machine in such a way that the first segment is pushed in the direction of the first gear and the second segment in the direction of the second gear, so that the segments are in sealing contact with the respective gear or the tooth tips of the corresponding gearing. The fluid machine is thus radially compensated or gap-compensated in the radial direction. Each of the segments can be further divided into segments. For example, the first segment is one-piece or consists of at least two segments and/or the second segment is one-piece or consists of at least two segments. These segments of the filler piece are also preferably mounted so that they can be displaced relative to one another, i.e. can be displaced independently of one another. This achieves particularly effective gap compensation.
Alternativ zu dem Füllstück liegen andererseits des Eingriffsbereichs, also wiederum vorzugsweise auf der dem Eingriffsbereich bezüglich der ersten Drehachse und/oder der zweiten Drehachse diametral gegenüberliegenden Seite, zumindest ein Zahnkopf der Innenverzahnung und ein Zahnkopf der Außenverzahnung dichtend aneinander an, insbesondere mit einer von dem jeweiligen Kopfkreis der entsprechenden Verzahnung begrenzten Kopfkreisfläche des jeweiligen Zahns. Anders ausgedrückt wird eine Kopfkreisfläche des Zahnkopfs der Innenverzahnung von dem Kopfkreis der Innenverzahnung und eine Kopfkreisfläche des Zahnkopfs der Außenverzahnung von einem Kopfkreis der Außenverzahnung begrenzt. Die Kopfkreisfläche der Innenverzahnung und die Kopfkreisfläche der Außenverzahnung liegen nun dichtend aneinander an. Hierdurch wird wiederum der Fluidraum in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer unterteilt. Jede der beiden Fluidkammern ist in Umfangsrichtung einerseits durch das dichte Aneinanderanliegen der Kopfkreisflächen und andererseits durch das dichte Ineinandergreifen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung in dem Eingriffsbereich begrenzt. Eine solche Ausgestaltung der Fluidmaschine kann auch als Zahnringfluidmaschine bezeichnet werden.As an alternative to the filler piece, on the other side of the engagement area, i.e. again preferably on the side diametrically opposite the engagement area with respect to the first axis of rotation and/or the second axis of rotation, at least one tooth tip of the internal toothing and one tooth tip of the external toothing are in sealing contact with one another, in particular with a tip circle surface of the respective tooth delimited by the respective tip circle of the corresponding toothing. In other words, a tip circle surface of the tooth tip of the internal toothing is delimited by the tip circle of the internal toothing and a tip circle surface of the tooth tip of the external toothing is in sealing contact with one another. The tip circle surface of the internal toothing and the tip circle surface of the external toothing are now in sealing contact with one another. This in turn divides the fluid space into the first fluid chamber and the second fluid chamber. Each of the two fluid chambers is separated in the circumferential direction on the one hand by the tip circle surfaces lying close together and on the other hand by the tight meshing of the external toothing and the internal toothing in the The engagement area is limited. Such a design of the fluid machine can also be referred to as a gear ring fluid machine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsteuerausnehmung und die weitere Vorsteuerausnehmung in radialer Richtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten des Füllstücks angeordnet sind. Hierdurch wird die Überdeckung der jeweiligen Vorsteuerausnehmung mit den Zähnen beziehungsweise Zahnzwischenräumen der jeweiligen Verzahnung auf einfache Art und Weise erzielt. Insbesondere liegen die Vorsteuerausnehmung und die weitere Vorsteuerausnehmung in Umfangsrichtung jeweils in Überdeckung mit dem Füllstück vor, insbesondere vollständig. Das bedeutet, dass die Vorsteuerausnehmung in einem Winkelbereich bezüglich der ersten Drehachse liegt beziehungsweise sich über diesen erstreckt, welcher von dem Füllstück vollständig umgriffen wird. Zusätzlich liegt die weitere Vorsteuerausnehmung in einem Winkelbereich bezüglich der zweiten Drehachse vor beziehungsweise erstreckt sich über diesen, welcher von dem Füllstück vollständig in Umfangsrichtung durchgriffen wird. Erneut werden so die beschriebenen Vorteile erreicht.A further development of the invention provides that the pilot control recess and the further pilot control recess are arranged on opposite sides of the filler piece, viewed in the radial direction. This makes it easy to achieve the overlap of the respective pilot control recess with the teeth or interdental spaces of the respective toothing. In particular, the pilot control recess and the further pilot control recess each overlap with the filler piece in the circumferential direction, in particular completely. This means that the pilot control recess is in an angular range with respect to the first axis of rotation or extends over it, which is completely encompassed by the filler piece. In addition, the further pilot control recess is in an angular range with respect to the second axis of rotation or extends over it, which is completely encompassed by the filler piece in the circumferential direction. Once again, the advantages described are achieved in this way.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerausnehmung zwei Ausnehmungsausläufer aufweist, die jeweils von einer Basisausnehmung der Steuerausnehmung ausgehen, wobei die Ausnehmungsausläufer in radialer Richtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten des Füllstücks angeordnet sind und die Vorsteuerausnehmung von einem ersten der Ausnehmungsausläufer und die weitere Vorsteuerausnehmung von einem zweiten der Ausnehmungsausläufer ausgeht. Die Ausnehmungsausläufer bilden gemeinsam mit der Basisausnehmung die Steuerausnehmung aus; die Steuerausnehmung setzt sich also aus der Basisausnehmung und den beiden Ausnehmungsausläufer zusammen, insbesondere ausschließlich. Die Ausnehmungsausläufer sind im Schnitt gesehen lediglich über die Basisausnehmung miteinander verbunden, abseits der Basisausnehmung sind sie insoweit durchgehend voneinander beabstandet.A further development of the invention provides that the control recess has two recess extensions, each of which extends from a base recess of the control recess, wherein the recess extensions are arranged on opposite sides of the filler piece when viewed in the radial direction and the pilot control recess extends from a first of the recess extensions and the further pilot control recess extends from a second of the recess extensions. The recess extensions together with the base recess form the control recess; the control recess is therefore made up of the base recess and the two recess extensions, in particular exclusively. When viewed in section, the recess extensions are only connected to one another via the base recess, and apart from the base recess they are spaced apart from one another throughout.
Die Ausnehmungsausläufer sind auf gegenüberliegenden Seiten des Füllstücks angeordnet, sodass der erste Ausnehmungsausläufer in Überdeckung mit den Zähnen beziehungsweise Zahnzwischenräumen der ersten Verzahnung und der zweite Ausnehmungsausläufer in Überdeckung mit den Zähnen beziehungsweise Zahnzwischenräumen der zweiten Verzahnung vorliegt. Beispielsweise weisen die die Ausnehmungsausläufer in radialer Richtung eine Erstreckung auf, welche mindestens 50 %, mindestens 70 % oder mindestens 90 % einer Differenz zwischen einem Kopfkreis und einem Fußkreis beziehungsweise umgekehrt der jeweiligen Verzahnung entspricht. Das bedeutet, dass die jeweilige Vorsteuerausnehmung die Zähne beziehungsweise Zahnzwischenräume der jeweiligen Verzahnung in radialer Richtung teilweise, vollständig oder zumindest nahezu vollständig übergreift. Von den Ausnehmungsausläufern geht jeweils eine der Vorsteuerausnehmungen aus, nämlich die Vorsteuerausnehmung von dem ersten Ausnehmungsausläufer und die weitere Vorsteuerausnehmung von dem zweiten Ausnehmungsausläufer.The recess extensions are arranged on opposite sides of the filler piece, so that the first recess extension overlaps with the teeth or tooth spaces of the first toothing and the second recess extension overlaps with the teeth or tooth spaces of the second toothing. For example, the recess extensions have an extension in the radial direction which corresponds to at least 50%, at least 70% or at least 90% of a difference between a tip circle and a root circle or vice versa of the respective toothing. This means that the respective pilot recess partially, completely or at least almost completely overlaps the teeth or tooth spaces of the respective toothing in the radial direction. One of the pilot recesses extends from the recess extensions, namely the pilot recess from the first recess extension and the further pilot recess from the second recess extension.
Beispielsweise ist es hierbei vorgesehen, dass in radialer Richtung gesehen die Vorsteuerausnehmung in Überdeckung mit einem Grundkreis der ersten Verzahnung und/oder die weitere Vorsteuerausnehmung in Überdeckung mit einem Grundkreis der zweiten Verzahnung angeordnet ist. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass in radialer Richtung gesehen die Vorsteuerausnehmung in Überdeckung mit dem Grundkreis der ersten Verzahnung angeordnet ist, wohingegen die weitere Vorsteuerausnehmung abseits des Grundkreises der zweiten Verzahnung vorliegt, also gerade nicht in Überdeckung. Umgekehrt kann es vorgesehen sein, dass in radialer Richtung gesehen die Vorsteuerausnehmung abseits des Grundkreises der ersten Verzahnung angeordnet ist und die weitere Vorsteuerausnehmung in Überdeckung mit dem Grundkreis der zweiten Verzahnung angeordnet ist. Mittels einer solchen Ausgestaltung der Fluidmaschine werden die erläuterten Vorteile erzielt.For example, it is provided that, viewed in the radial direction, the pilot control recess is arranged to overlap with a base circle of the first gearing and/or the further pilot control recess is arranged to overlap with a base circle of the second gearing. However, it can also be provided that, viewed in the radial direction, the pilot control recess is arranged to overlap with the base circle of the first gearing, whereas the further pilot control recess is located away from the base circle of the second gearing, i.e. is not in overlap. Conversely, it can be provided that, viewed in the radial direction, the pilot control recess is arranged away from the base circle of the first gearing and the further pilot control recess is arranged to overlap with the base circle of the second gearing. The advantages explained are achieved by means of such a design of the fluid machine.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in radialer Richtung zwischen den Vorsteuerausnehmungen eine Dichtfläche an dem Steuerelement vorliegt, die dichtend an einer Stirnfläche des Füllstücks anliegt. Auf die Dichtfläche des Steuerelements wurde bereits hingewiesen. Die Dichtfläche liegt bevorzugt zumindest bereichsweise zwischen den Ausnehmungsausläufern vor, insbesondere erstreckt sie sich zwischen den Ausnehmungsausläufern hindurch bis hin zu der Basisausnehmung. Mit der Dichtfläche liegt das Steuerelement gleitend beziehungsweise dichtend an der Stirnseite des Füllstücks und - bevorzugt - zusätzlich auch an Stirnseiten der Zahnräder. Mithilfe des Steuerelements beziehungsweise der Steuerelemente ist somit wenigstens eine der Fluidkammern oder sind beide Fluidkammern in axialer Richtung verschlossen. Dies ermöglicht eine hohe Effizienz der Fluidmaschine.A further development of the invention provides that in the radial direction between the pilot control recesses there is a sealing surface on the control element, which sealingly rests against an end face of the filler piece. The sealing surface of the control element has already been mentioned. The sealing surface is preferably present at least in some areas between the recess extensions, in particular it extends between the recess extensions through to the base recess. With the sealing surface, the control element lies slidingly or sealingly on the end face of the filler piece and - preferably - also on the end faces of the gears. With the help of the control element or the control elements, at least one of the fluid chambers or both fluid chambers are closed in the axial direction. This enables the fluid machine to be highly efficient.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Dichtfläche von einem Fluidkanal durchgriffen ist, der in Überdeckung mit einem zwischen Segmenten des Füllstücks vorliegenden Spalt angeordnet ist. Auf den zwischen den Segmenten angeordneten Spalt wurde bereits hingewiesen. Dieser wird zumindest zeitweise mit dem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt, sodass die Segmente in radialer Richtung voneinander fort und an die Verzahnungen gedrängt werden. Die Druckbeaufschlagung der des Spalts erfolgt über den Fluidkanal, welcher hierzu in dem Steuerelement hergestellt ist, nämlich derart, dass er die Dichtfläche durchgreift. Die Dichtfläche liegt abseits des Fluidkanals dichtend an den Segmenten an, sodass eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidkanal und dem Spalt hergestellt ist. Diese Ausgestaltung der Fluidmaschine ermöglicht eine effiziente Spaltkompensation.A further development of the invention provides that the sealing surface is penetrated by a fluid channel which is arranged in overlap with a gap between segments of the filler piece. The gap arranged between the segments has already been mentioned. This is at least temporarily subjected to the pressurized fluid so that the segments in the radial direction away from each other and are pushed against the gear teeth. The gap is pressurized via the fluid channel, which is created for this purpose in the control element, namely in such a way that it passes through the sealing surface. The sealing surface lies sealingly against the segments away from the fluid channel, so that a fluid connection is created between the fluid channel and the gap. This design of the fluid machine enables efficient gap compensation.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der der Vorsteuerausnehmung in Umfangsrichtung abgewandten Seite der Steuerausnehmung ein Steuerausnehmungsfortsatz von der Steuerausnehmung ausgeht, der unmittelbar angrenzend an die Steuerausnehmung eine kleinere Durchströmungsquerschnittsfläche und/oder eine geringere Tiefe als die Steuerausnehmung unmittelbar angrenzend an den Steuerausnehmungsfortsatz aufweist. Der Steuerausnehmungsfortsatz ähnelt der Vorsteuerausnehmung mit Hinblick auf die kleinere Durchströmungsquerschnittsfläche und/oder die geringere Tiefe. Der Steuerausnehmungsfortsatz ist vorzugsweise derart angeordnet, dass er in radialer Richtung in Überdeckung mit Zähnen und Zahnzwischenräumen beider Verzahnungen angeordnet ist, nämlich insbesondere in dem Eingriffsbereich.A further development of the invention provides that on the side of the control recess facing away from the pilot control recess in the circumferential direction, a control recess extension extends from the control recess, which has a smaller flow cross-sectional area and/or a smaller depth immediately adjacent to the control recess than the control recess immediately adjacent to the control recess extension. The control recess extension is similar to the pilot control recess with regard to the smaller flow cross-sectional area and/or the smaller depth. The control recess extension is preferably arranged in such a way that it is arranged in radial direction in overlap with teeth and tooth spaces of both toothings, namely in particular in the engagement area.
Beispielsweise erstreckt sich der Steuerausnehmungsfortsatz in radialer Richtung nach außen bis hin zu einem Kopfkreis der ersten Verzahnung und/oder bis zu einem Fußkreis der zweiten Verzahnung. In radialer Richtung nach innen erstreckt er sich lediglich über einen Teil der Differenz zwischen dem Kopfkreiskreisdurchmesser und dem Fußkreisdurchmesser der jeweiligen Verzahnung, er übergreift in radialer Richtung die Zähne beziehungsweise Zahnzwischenräume der jeweiligen Verzahnung also lediglich teilweise, insbesondere zu höchstens 50 %, höchstens 40 % oder höchstens 30 %. Besonders bevorzugt erstreckt er sich in Umfangsrichtung bis hin zu einer Stelle, an welcher die Verzahnungen maximal ineinander eingreifen. Auch der Steuerausnehmungsfortsatz dient insoweit dem Einstellen eines vorteilhaften Verhaltens des Druckaufbaus beziehungsweise des Druckabbaus. Es kann vorgesehen sein, dass der Steuerausnehmungsfortsatz analog zu der Vorsteuerausnehmung ausgestaltet ist und insoweit eine Durchströmungsquerschnittsfläche des Steuerausnehmungsfortsatzes in unterschiedlichen, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Steuerausnehmungsfortsatzbereichen unterschiedliche Änderungsraten aufweist. Die entsprechenden Ausführungen für die Vorsteuerausnehmung sind in diesem Fall analog auf den Steuerausnehmungsfortsatz anwendbar.For example, the control recess extension extends radially outwards to a tip circle of the first gear and/or to a root circle of the second gear. In the radial direction inwards it extends only over a part of the difference between the tip circle diameter and the root circle diameter of the respective gear, i.e. it only partially overlaps the teeth or tooth spaces of the respective gear in the radial direction, in particular to a maximum of 50%, a maximum of 40% or a maximum of 30%. It particularly preferably extends in the circumferential direction to a point at which the gears engage with each other to the maximum. The control recess extension also serves to set an advantageous behavior of the pressure build-up or pressure reduction. It can be provided that the control recess extension is designed analogously to the pilot control recess and in this respect a flow cross-sectional area of the control recess extension has different rates of change in different control recess extension regions that follow one another in the circumferential direction. The corresponding embodiments for the pilot control recess are in this case analogously applicable to the control recess extension.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments are also to be regarded as being encompassed by the invention that are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but which emerge from the embodiments explained or can be derived from them.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausgangsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Fluidmaschine, welche als Innenzahnradfluidmaschine ausgestaltet ist und ein neben zwei Zahnrädern angeordnetes Steuerelement aufweist, -
2 eine schematische Darstellung des Steuerelements, -
3 eine schematische Detaildarstellung eines Bereichs des Steuerelements, sowie -
4 eine schematische Schnittdarstellung eines Bereichs des Steuerelements.
-
1 a schematic representation of a fluid machine which is designed as an internal gear fluid machine and has a control element arranged next to two gears, -
2 a schematic representation of the control element, -
3 a detailed schematic representation of an area of the control element, as well as -
4 a schematic cross-sectional view of a portion of the control element.
Die
Das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 begrenzen gemeinsam einen Fluidraum 10. Das erste Zahnrad 3 begrenzt den Fluidraum 10 hierbei in radialer Richtung nach innen und das zweite Zahnrad 4 in radialer Richtung nach außen. Der Fluidraum 10 wird durch das Kämmen der Zahnräder 3 und 4 einerseits sowie ein Füllstück 11 andererseits in Umfangsrichtung in eine erste Fluidkammer 12 sowie eine zweite Fluidkammer 13 unterteilt. Je nach Drehrichtung der Fluidmaschine 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 mehrteilig ausgestaltet und weist hierbei mehrere Segmente 14 und 15 auf. Zwischen den Segmenten 14 und 15 liegt ein Spalt 16 vor, welcher mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist. Durch diese Fluidbeaufschlagung werden die Segmente 14 und 15 in Richtung des jeweilige Zahnrads 3 beziehungsweise 4 gedrängt. Somit liegt eine Radialkompensation der Fluidmaschine 1 vor. Jede der Fluidkammern 12 und 13 ist mit einer von mehreren Fluidanschlüssen 17 und 18 strömungstechnisch verbunden, nämlich die erste Fluidkammer 12 mit dem erstens Fluidanschluss 17 und die zweite Fluidkammer 13 mit dem zweiten Fluidanschluss 18. Die Fluidanschlüsse 17 und 18 sind hier lediglich rein beispielhaft angedeutet.The first gear 3 and the
An dem ersten Zahnrad 3, also dem Fluidförderelement, sowie an dem zweiten Zahnrad 4, welches auch als weiteres Fluidförderelement bezeichnet werden kann, liegt ein Steuerelement 19 in Axialrichtung gleitend an. Hierzu verfügt das Steuerelement 19 über eine Dichtfläche 20, welche den Zahnrädern 3 und 4 zugewandt ist. Die Dichtfläche 20 liegt sowohl an den Zahnrädern 3 und 4 als auch an dem Füllstück 11 an. Vorzugsweise verfügt die Fluidmaschine 1 über mehrere Steuerelemente 19, welche in diesem Fall auf gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder 3 und 4 und des Füllstücks 11 an diesem anliegen. Nachfolgend wird lediglich auf das Steuerelement 19 eingegangen. Die Ausführungen sind selbstredend jedoch jeweils auf jedes der mehreren Steuerelemente 19 anwendbar.A
Das Steuerelement 19 kann auch als Dichtscheibe bezeichnet werden. Es dient schlussendlich einem dichten Verschließen wenigstens eines Bereichs des Fluidraums 10 in axialer Richtung. Das Steuerelement 19 ist mittels eines hier nicht gezeigten Lagerbolzens an dem Maschinengehäuse 2 drehbar gelagert. Hierzu durchgreift der Lagerbolzen eine Lagebolzenaufnahme 21 des Steuerelements 19, welche beispielsweise als kreisrunde Durchtrittsausnehmung vorliegt. In dem Steuerelement 19 ist eine Steuerausnehmung 22 hergestellt, welche hier als in Richtung der Zahnräder 3 und 4 geöffnete Vertiefung vorliegt. Die Steuerausnehmung 22 weist einen durchgehenden Steuerausnehmungsgrund 23 auf, welcher über die gesamte Steuerausnehmung 22 ununterbrochen verläuft, also die Steuerausnehmung 22 durchgehend in die von den Zahnrädern 3 und 4 abgewandte Richtung begrenzt.The
Die Steuerausnehmung 22 teilt sich in mehrere Bereiche auf, nämlich in eine Basisausnehmung 24, von welcher zwei Ausnehmungsausläufer 25 und 26 ausgehen. Die Ausnehmungsausläufer 25 und 26 sind in radialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet, wobei sich die Dichtfläche 20 zwischen die Ausnehmungsausläufer 25 und 26 hinein erstreckt und bis hin zu der Basisausnehmung 24 verläuft. Die Dichtfläche 20 ist zwischen den Ausnehmungsausläufern 25 und 26 von einem Fluidkanal 27 durchgriffen, welcher strömungstechnisch mit dem Spalt 16 in Verbindung steht und über welchen der Spalt 16 zumindest zeitweise mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt wird. Die Ausnehmungsausläufer 25 und 26 verlaufen in radialer Richtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten des Füllstücks 11, nämlich der Ausnehmungsausläufer 25 radial innenseitig und der Ausnehmungsausläufer 26 radial außenseitig.The
Von der Steuerausnehmung 22 geht eine Vorsteuerausnehmung 28 aus, welche auch als erste Vorsteuerausnehmung bezeichnet werden kann. Zusätzlich oder alternativ geht von der Steuerausnehmung 22 eine weitere Vorsteuerausnehmung 29 auf, welche auch als zweite Vorsteuerausnehmung bezeichnet wird. Die Vorsteuerausnehmungen 28 und 29 erstrecken sich ausgehend von den Ausnehmungsausläufern 25 und 26, nämlich die erste Vorsteuerausnehmung 28 ausgehend von dem Ausnehmungsausläufer 25 und die zweite Vorsteuerausnehmung 99 ausgehend von dem Ausnehmungsausläufer 26. Beide Vorsteuerausnehmungen 28 und 29 verlaufen ausgehend von der Steuerausnehmung 22 in Umfangsrichtung in die gleiche Richtung. Sie liegen in radialer Richtung gesehen in Überdeckung mit den Verzahnungen 7 und 8 vor. Über die Vorsteuerausnehmungen 28 und 29 kann insoweit ein Druckaufbau Beziehungsweise ein Druckabbau in der Fluidmaschine 1 beeinflusst und wie gewünscht eingestellt werden.A
Optional geht von der Steuerausnehmung 22 ein Steuerausnehmungsfortsatz 30 aus, nämlich in Umfangsrichtung auf der den Vorsteuerausnehmungen 28 und 29 abgewandten Seite der Steuerausnehmung 22. Der Steuerausnehmungsfortsatz 30 weist auf seiner der Steuerausnehmung 22 zugewandten Seite eine kleinere Durchströmungsquerschnittsfläche und/oder eine geringere Tiefe auf als die Steuerausnehmung 22 auf ihrer dem Steuerausnehmung verzahnt 30 zugewandten Seite.Optionally, a
Die
Die Vorsteuerausnehmung 28 ist in die von den Zahnrädern 3 und 4 abgewandten Seite von einem Vorsteuerausnehmungsgrund 38 begrenzt. In radialer Richtung und - optional - in Umfangsrichtung ist sie auf gegenüberliegenden Seiten von beabstandeten Vorsteuerausnehmungswänden 39 und 40 begrenzt. Eine Durchströmungsquerschnittsfläche der Vorsteuerausnehmung 28 weist nun in den unterschiedlichen Vorsteuerausnehmungsbereichen 32, 33 und 34 unterschiedliche Änderungsraten auf. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Änderungsrate in dem ersten Vorsteuerausnehmungbereich 32 kleiner ist als die in dem zweiten Vorsteuerausnehmungbereich 33. Auch die Änderungsrate in dem dritten Vorsteuerausnehmungsbereich 34 ist kleiner als die in dem zweiten Vorsteuerausnehmungbereich 33. Besonders bevorzugt sind die Änderungsraten in dem ersten Vorsteuerausnehmungbereich 32 und dem dritten Vorsteuerausnehmungbereich 34 identisch oder zumindest nahezu identisch. Beispielsweise ist die Änderungsrate in dem ersten Vorsteuerausnehmungsbereich 32 und dem dritten Vorsteuerausnehmungbereich 34 gleich null oder zumindest nahezu gleich null. Dies wird durch einen parallelen Verlauf der Vorsteuerausnehmungswände 39 und 40 sowie eine gleichbleibende Tiefe der Vorsteuerausnehmung 28 in diesen Bereichen erzielt.The
Die
Die
Es ist erkennbar, dass die Tiefe der Vorsteuerausnehmung 28 über den ersten Vorsteuerausnehmungbereich 32 konstant bleibt. In dem zweiten Vorsteuerausnehmungbereich 33 nimmt die Tiefe hingegen in die von der Steuerausnehmung 22 abgewandte Richtung ab. In dem dritten Vorsteuerausnehmungbereich 34 ist die Tiefe der Vorsteuerausnehmung 28 entweder konstant oder sie nimmt weiterhin ab, jedoch mit einer kleineren Änderungsrate als in dem zweiten Vorsteuerausnehmungsbereich 33. Der Auslaufbereich 41 dient lediglich einem Abschluss der Vorsteuerausnehmung 28. Er weist in Umfangsrichtung deutlich geringere Abmessungen auf als jeder der anderen Vorsteuerausnehmungsbereiche 32, 33 und 34, beispielsweise betragen seine Abmessungen in diese Richtung höchstens 20 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 % der Abmessungen des dritten Vorsteuerausnehmungsbereichs 34.It can be seen that the depth of the
Mit der beschriebenen Ausgestaltung der Fluidmaschine 1 und insbesondere des Steuerelements 19 kann der Druckaufbau beziehungsweise Druckabbau in der Fluidmaschine 1 gezielt beeinflusst werden. Dies erfolgt insbesondere derart, dass während eines Betriebs der Fluidmaschine 1 auf ihre Bestandteile wirkenden Fluidkräfte gegenüber einer üblichen Ausgestaltung der Steuerausnehmung 22 und der Vorsteuerausnehmungen 28 und 29 verringert sind, sodass sich eine Verbesserung der Lebensdauer der Fluidmaschine 1 sowie akustische Vorteile ergeben.With the described design of the fluid machine 1 and in particular of the
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 11
- FluidmaschineFluid machine
- 22
- MaschinengehäuseMachine housing
- 33
- 1. Zahnrad1. Gear
- 44
- 2. Zahnrad2. Gear
- 55
- 1. Drehachse1. Rotation axis
- 66
- 2. Drehachse2. Rotation axis
- 77
- 1. Verzahnung1. Gearing
- 88
- 2. Verzahnung2. Gearing
- 99
- EingriffsbereichIntervention area
- 1010
- FluidraumFluid space
- 1111
- FüllstückFiller piece
- 1212
- 1. Fluidkammer1. Fluid chamber
- 1313
- 2. Fluidkammer2. Fluid chamber
- 1414
- Segmentsegment
- 1515
- Segmentsegment
- 1616
- Spaltgap
- 1717
- 1. Fluidanschluss1. Fluid connection
- 1818
- 2. Fluidanschluss2. Fluid connection
- 1919
- SteuerelementControl
- 2020
- DichtflächeSealing surface
- 2121
- LagerbolzenaufnahmeBearing bolt holder
- 2222
- SteuerausnehmungTax exemption
- 2323
- SteuerausnehmungsgrundReason for tax exemption
- 2424
- BasisausnehmungBase recess
- 2525
- AusnehmungsausläuferRecess extension
- 2626
- AusnehmungsausläuferRecess extension
- 2727
- FluidkanalFluid channel
- 2828
- 1. Vorsteuerausnehmung1. VAT exemption
- 2929
- 2. Vorsteuerausnehmung2. Input tax exemption
- 3030
- SteuerausnehmungsfortsatzTax relief extension
- 3131
- SteuerausnehmungsrandControl recess edge
- 3232
- 1. Vorsteuerausnehmungsbereich1. Pre-tax exemption area
- 3333
- 2. Vorsteuerausnehmungsbereich2. Pre-tax exemption area
- 3434
- 3. Vorsteuerausnehmungsbereich3. Pre-tax exemption area
- 3535
- 1. Vorsteuerausnehmungsbereich1. Pre-tax exemption area
- 3636
- 2. Vorsteuerausnehmungsbereich2. Pre-tax exemption area
- 3737
- 3. Vorsteuerausnehmungsbereich3. Pre-tax exemption area
- 3838
- VorsteuerausnehmungsgrundReason for VAT exemption
- 3939
- VorsteuerausnehmungswandPilot control recess wall
- 4040
- VorsteuerausnehmungswandPilot control recess wall
- 4141
- AuslaufbereichRun-off area
- 4242
- StufeLevel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014103959 A1 [0002]DE 102014103959 A1 [0002]
Claims (15)
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| DE19854155A1 (en) * | 1997-12-03 | 1999-06-10 | Luk Getriebe Systeme Gmbh | Hydraulic gear pump or motor for vehicle units |
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-
2023
- 2023-03-22 DE DE102023202578.7A patent/DE102023202578A1/en active Pending
-
2024
- 2024-03-15 EP EP24712440.7A patent/EP4684099A1/en active Pending
- 2024-03-15 WO PCT/EP2024/056931 patent/WO2024194170A1/en not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024194170A1 (en) | 2024-09-26 |
| EP4684099A1 (en) | 2026-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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