[发明专利]齿轮液压机器及相关齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮泵/马达。

背景技术

大家都知道，齿轮泵适于在由马达带动旋转时泵送加压流体，而在齿轮泵的排出端连接至加压流体源时，齿轮泵可以作为马达运行。所以，一般而言，通过改变辅助部件的构造(这是本领域技术人员已知的)，泵结构适于作为马达运行。

在本说明书的其余部分，为了简洁起见，将使用术语齿轮泵表示还适于作为齿轮马达运行的装置，并且对其也可以进行同样的定义，所以措辞泵意思是泵/马达。

尤其是，本发明涉及一种设置有两个齿轮的齿轮泵，这两个齿轮相互啮合以输送流体，所述流体通常是油。

目前，市面上有许多不同类型的齿轮泵，这些齿轮泵主要在相关齿轮的齿构造上相互不同。

例如，可以举证带有直齿的泵、带有螺旋齿的泵和带有非对称齿的泵。

一般来说，因为齿轮泵通过其连续的隔离小容积级输送流体，所以瞬时流量具有随时间而非连续的分布，并且因而压力具有随时间而非连续的分布。

这种非连续的或脉动的压力分布被称为压力波动或简称为波动，其影响泵运行中的噪声度。

对这种现象进行的各项研究已经发现，通过减小波动，泵的噪声度实现了相应降低。

通常可以说，操作精度要求最小的最简单、成本效率最大的泵是具有带有单接触的直齿轮的齿轮泵。

然而，虽然带有直齿的泵有这样的经济优势，但是这种泵的噪声比上述其他类型的泵大。

为了减小带有直齿轮的齿轮泵的波动并因而降低其噪声，必须增加齿轮的齿数或增加齿轮的齿高。还有一种(相当有争论的)被称作双接触的解决方案，在这种解决方案中，通过将齿的两侧设置成与趋近于零的间隙接触，在波动方面取得了良好的效果。实现零间隙或趋近于零间隙的啮合在操作精度上显然是非常难的，在实践中，这种泵持续的时间量有限，并产生由于强加这种啮合而引起的噪声，这种啮合使泵对任何齿形误差都非常敏感。

但是，对于目前技术水平而言，齿数的简单增加需要减小齿高以不影响法向模数的比例，这里，法向模数＝节圆直径/齿数。

但是，由于齿高的这种减小具有减小泵的比容量的负面作用，所以，目前，传统对称构造的齿数的简单增加不能提供对降低噪声度问题的有效解决。

另一方面，不可能任意增大齿高，因为一方面会碰到尖齿极限的问题，另一方面会碰到齿根处欠侵蚀极限的问题。

所以，目前建议的这种解决方案也是不利的。

发明内容

鉴于这一尚未有效解决的问题，本申请人探索了一种新的且有创新性的起作用的解决方案，该解决方案大体上通过增加齿数而不用对应地不得不减小齿高并因而降低泵的流速，同时还保持或甚至增大泵的比流速(流速/齿轮容积)，能够降低齿轮泵、尤其是带有直齿或带有小螺旋角的齿轮泵的噪声度，泵的比流速与齿高成比例并且与齿轮的相贯度(interpenetration)成比例。

本发明的目的是制成一种泵，对于相同的体积和齿高，所述泵相比现有技术中的具有同样流速的齿轮具有更多数量的齿，并且因而具有较小的噪声。

本发明的另一个目的是以特别经济有效的方式实现波动的减小，因此无需强加齿形的精度(这在双接触泵中会发生)或无需考虑复杂且昂贵的轴向力平衡系统(这在带有大螺旋角的泵中是必须的)。

本发明的进一步的目的是提供一种泵，对于相同的体积，所述泵相比传统泵允许获得更高的比流速，允许更大的齿高，同时允许齿轮更大的相贯度，流速与这些参数的关系特性是已知的。

依照本发明，这些目的是通过构造如权利要求1所述的泵实现的。依照本发明的泵的其他特征由从属权利要求强调。

附图说明

参照所附带的示意性附图，依照本发明的齿轮的特征和优点将从下列作为例子给出且并非用于限制目的的描述中变得更加清晰，其中：

图1显示了依照现有技术的用于泵的齿轮；

图2显示了依照本发明的用于泵的齿轮；

图3显示了已知齿轮的齿与依照本发明的齿轮的齿之间的对比；

图4显示了已知齿轮的齿与依照本发明的齿轮的齿之间在齿距上的区别；

图5显示了依照本发明的两个齿轮的放大细节；

图6显示了已知齿轮的齿与依照本发明的齿的另一对比。

具体实施方式

从下列描述中可见，相对于类似的带有直齿的已知泵，本发明的泵10具有构造上的区别，从而对其工作特性产生了重要的技术影响。

参照图2，本发明的泵10将以仅仅两个齿轮11和13举例说明，泵的其余构造性部件都是现有技术中已知的。