DE102018213584A1

DE102018213584A1 - Fluid-flow device

Info

Publication number: DE102018213584A1
Application number: DE102018213584.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Fluidflussvorrichtung mit zwei axial ausgedehnten Zahnrädern, die einen axialen Überlappungsbereich aufweisen und dort miteinander kämmen. Dabei wird vorgesehen, dass die Zahnräder zueinander unter Veränderung des Überlappungsbereiches axial verschieblich sind und dass ihnen mitrotierende Verdränger zugeordnet sind, welche zur Überdeckung durch die relative Axialverschiebung aus dem Überlappungsbereich tretender Zahnradbereiche ausgebildet sind.A fluid flow device with two axially extended gear wheels is proposed, which have an axial overlap area and mesh with one another there. It is provided that the gears are axially displaceable relative to one another while changing the overlap area and that they are associated with co-rotating displacers which are designed to overlap through the relative axial displacement of gear wheel areas emerging from the overlap area.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und bezieht sich somit auf eine fluiddurchströmte Vorrichtung, die axial ausgedehnte Zahnräder aufweist.The present invention relates to what is claimed in the preamble and thus relates to a device through which fluid flows and which has axially extended gears.

Fluiddurchströmte Vorrichtungen, die axial ausgedehnte Zahnräder aufweisen, sind bekannt. So sind Zahnradpumpen bekannt, bei welchen miteinander kämmende Zahnräder in einer Kammer angeordnet sind und durch ihre Drehung Fluid von einem Fluidkammereinlass zu einem Fluidkammerauslass pumpen. Das Prinzip der Zahnradpumpe kann besonders gut am Beispiel einer Außenzahnradpumpe mit zwei gleich großen, gerade verzahnten StirnZahnrädern verstanden werden, die in einer sie eng gemeinsam aufnehmenden Kammer auf parallelen Achsen angeordnet sind und miteinander kämmen. Diese Stirn-Zahnräder sind axial ausgedehnt und stehen derart in Eingriff miteinander, dass zwischen den Zahnrädern kein oder allenfalls nur wenig Fluid durchtreten kann. Wird diese Anordnung auf einer Seite quer zu den parallelen Achsen von Fluid angeströmt, kann dieses Fluid von beiden Zahnrädern gemeinsam in dem Volumen, dass zwischen den Zahnlücken und der Kammerwand eingeschlossen ist, auf die andere Seite gefördert werden und dort gegebenenfalls abfließen.Devices through which fluid flows and which have axially extended gearwheels are known. Gear pumps are known in which meshing gears are arranged in a chamber and pump fluid through their rotation from a fluid chamber inlet to a fluid chamber outlet. The principle of the gear pump can be understood particularly well using the example of an external gear pump with two equal-sized, straight-toothed spur gears, which are arranged in a chamber that accommodates them closely on parallel axes and mesh with one another. These spur gears are axially extended and are in engagement with one another in such a way that little or no fluid can pass between the gears. If fluid flows onto this arrangement on one side transversely to the parallel axes, this fluid can be conveyed from both gearwheels together to the other side in the volume that is enclosed between the tooth gaps and the chamber wall and can flow off there if necessary.

Bei einer solchen Zahnradpumpe wird die Menge an gefördertem Fluid von den geometrischen Abmessungen der Zahnräder, also der Tiefe der Verzahnung, Anzahl der Zähne, Form der Zähne usw. sowie der Zahnbreite, d.h. der axialen Ausdehnung, abhängen und die Fördermenge je gegebener Zeit wird dann ohne weiteres bestimmbar sein aus der Umdrehungsgeschwindigkeit der Zahnräder. Es wird einzuschätzen sein, dass in einem Fall, in welchem eines der Zahnräder oder beide Zahnräder angetrieben sind, Fluid von einer Zu- zu einer Abflussseite gefördert wird, also die Fluidflussvorrichtung eine Zahnradpumpe im engeren Sinne darstellt. Es ist einsichtigerweise jedoch gleichfalls möglich, dass das Fluid per se auf der Zuflussseite einen höheren Druck aufweist als auf der Abflussseite, beispielsweise, weil die Zuflussseite mit einem Druckreservoir verbunden ist und/oder weil Fluid auf der Abflussseite abgesaugt wird. In einem solchen Fall werden, hinreichend hohe Druckdifferenzen unterstellt, sich die Zahnräder im Bewegung setzen. Wird die eine Welle, auf welcher ein Zahnrad angeordnet ist, aus dem Gehäuse geführt, wird sich diese Welle dabei drehen und die Drehung kann genutzt werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit ist dann - bei gegebener Geometrie - abhängig von der Menge an Fluid, welches durch die Anordnung strömt, und somit abhängig von der Druckdifferenz des Fluids zwischen Zu- und Abfluss. Es sei erwähnt, dass anstelle der zur Erläuterung des Prinzips herangezogenen Außenzahnradpumpe auch andere Zahnradpumpen bekannt sind, wie beispielsweise Innenzahnradpumpen. Auch dort gibt es einen klaren Zusammenhang zwischen der Fördermenge an Fluid und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Zahnräder.In such a gear pump, the amount of fluid delivered is determined by the geometric dimensions of the gears, i.e. the depth of the toothing, the number of teeth, the shape of the teeth, etc. and the tooth width, i.e. the axial extent, depend and the delivery rate at any given time will then be easily determined from the speed of rotation of the gears. It will be appreciated that in a case in which one of the gear wheels or both gear wheels is driven, fluid is conveyed from an inflow to an outflow side, that is to say the fluid flow device is a gear pump in the narrower sense. However, it is obviously also possible for the fluid per se to have a higher pressure on the inflow side than on the outflow side, for example because the inflow side is connected to a pressure reservoir and / or because fluid is suctioned off on the outflow side. In such a case, sufficiently high pressure differences are assumed, the gears set in motion. If the one shaft, on which a gearwheel is arranged, is guided out of the housing, this shaft will rotate and the rotation can be used. The rotational speed is then - for a given geometry - dependent on the amount of fluid flowing through the arrangement, and thus dependent on the pressure difference of the fluid between the inflow and outflow. It should be mentioned that instead of the external gear pump used to explain the principle, other gear pumps are also known, such as internal gear pumps. There, too, there is a clear correlation between the flow rate of fluid and the speed of rotation of the gear wheels.

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, bei welchen es als unbefriedigend und ungenügend angesehen wird, wenn mit gegebenem Eingangs-Fluiddruck stets nur eine einzige, vorbestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit erzielt werden kann bzw. wenn bei gegebener Wellen-Drehgeschwindigkeit stets nur die gleiche Fluidmenge gepumpt werden kann. In vielen technischen Anwendungen ist es erforderlich, bei gleichbleibender oder nahezu gleichbleibender oder aus bestimmten Gründen zumindest momentan vorgegebener Drehgeschwindigkeit einer Eingangswelle eine bestimmte Leistung, ein bestimmtes Drehmoment, ein bestimmtes Pumpvolumen oder eine bestimmte Ausgangsdrehgeschwindigkeit bereitstellen zu können. Zahnradanordnungen, die dies gewährleisten, werden allgemein als Getriebe bezeichnet. Prinzipiell wäre es möglich, einer vorbekannten Zahnradpumpe ein solches Getriebe vorzuschalten, um einen bestimmten Fluidfluss bei gegebener Umdrehungsgeschwindigkeit einer Eingangswelle zu erzeugen. Es wäre auch möglich, einen Teil dieses Fluidflusses abzuzweigen und durch eine zahnradpumpenähnliche, druckfluiddifferenzgetriebene Fluidflussvorrichtung zu leiten, an deren Ausgangswelle entsprechend dem Anteil abgezweigten Fluids eine bestimmte Drehgeschwindigkeit erhalten wird. Dies wäre jedoch schon aufgrund der erforderlichen weiteren Elemente, mit welchen der Fluidfluss in z.B. einen genutzten und einen ungenutzten Teil getrennt wird, in der Regel unerwünscht.There are a large number of applications in which it is considered unsatisfactory and insufficient if only a single, predetermined rotational speed can be achieved with a given input fluid pressure or if only the same amount of fluid can be pumped at a given shaft rotational speed. In many technical applications, it is necessary to be able to provide a specific power, a specific torque, a specific pump volume or a specific output rotational speed with the rotational speed of an input shaft remaining the same or almost constant or at least momentarily predetermined for certain reasons. Gear arrangements that ensure this are commonly referred to as gears. In principle, it would be possible to connect such a transmission upstream of a previously known gear pump in order to generate a specific fluid flow at a given rotational speed of an input shaft. It would also be possible to branch off a part of this fluid flow and to pass it through a gear pump-like pressure fluid difference-driven fluid flow device, on the output shaft of which a certain rotational speed is obtained in accordance with the proportion of fluid diverted. However, this would be due to the required additional elements with which the fluid flow in e.g. separating a used and an unused part, usually undesirable.

Vor diesem Hintergrund ist es wünschenswert, eine Fluidflussvorrichtung angeben zu können, bei welcher die Menge des durch die Fluidflussvorrichtung strömenden Fluids zumindest innerhalb gewisser Bereiche auf einfache Weise unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der darin verwendeten, beim Fluidtransfer durch das Gehäuse von Fluidzu- zu Fluidabfluss miteinander kämmenden Zahnräder veränderbar ist.Against this background, it is desirable to be able to provide a fluid flow device in which the amount of fluid flowing through the fluid flow device, at least within certain ranges, in a simple manner, independently of the rotational speed of the meshing fluid flow through the housing, which meshes with one another during fluid transfer through the housing Gears is changeable.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The solution to this problem is claimed in an independent form. Preferred embodiments can be found in the subclaims.

Ein erster Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist somit darin zu sehen, dass eine Fluidflussvorrichtung, d.h. eine fluiddurchströmte Vorrichtung, mit zwei axial ausgedehnten Zahnrädern, die einen axialen Überlappungsbereich aufweisen und dort miteinander kämmen, derart ausgebildet ist, dass die Zahnräder zueinander unter Veränderung des Überlappungsbereiches axial verschieblich sind und dass ihnen mitrotierende Verdränger zugeordnet sind, welche zur Aufnahme bzw. Überdeckung der durch die relative Axialverschiebung aus dem Überlappungsbereich tretenden Zahnradbereiche ausgebildet sind.A first basic idea of the present invention is thus to be seen in the fact that a fluid flow device, that is to say a device through which fluid flows, with two axially extended gearwheels which have an axial overlap region and mesh with one another there, is designed in such a way that the gearwheels axially relative to one another while changing the overlap region are displaceable and that co-rotating displacers are assigned to them, which are designed to accommodate or overlap the gearwheel regions emerging from the overlap region due to the relative axial displacement.

Die Erfindung hat somit erkannt, dass durch eine axiale Verschiebung von zwei Zahnrädern relativ zueinander problemfrei eine Veränderung des je Umdrehung geförderten Fluids lediglich dadurch möglich ist, dass die außer Eingriff geschobenen Zahnradbereiche in einen mit ihnen mitrotierenden Verdränger zurückgezogen bzw. aus dieser herausgeschoben werden. Die Verdränger werden dabei so bewegt, dass die durch Axialverschiebung außer Eingriff tretenden bzw. wieder in Eingriff tretenden Bereiche der Zahnräder in den Verdrängern aufgenommen werden bzw. daraus heraus treten. Durch die axiale Ausdehnung der beiden Zahnräder ist es so möglich, den Überlappungsbereich in zwar festen Grenzen, aber gleichwohl merklich, zu verändern, und zwar indem die Zahnräder axial gegeneinander verschoben werden.The invention has thus recognized that an axial displacement of two gearwheels relative to one another without problems makes it possible to change the fluid conveyed per revolution only by pulling the gearwheel regions that are disengaged into a displacer that rotates with them or is pushed out of the latter. The displacers are moved in such a way that the areas of the gearwheels which disengage or engage again due to axial displacement are received in the displacers or emerge therefrom. The axial expansion of the two gear wheels makes it possible to change the overlap area within fixed limits, but nevertheless noticeably, by moving the gear wheels axially against one another.

Es sei erwähnt, dass bei anderen als Außenzahnradpumpen, z.B. bei einer Innenzahnradpumpe die Verdränger unterschiedlich ausgebildet sein können, aber gleichfalls in die überlappfreien Bereiche der Zahnprofile eindringen werden.It should be noted that other than external gear pumps, e.g. in the case of an internal gear pump, the displacers can be designed differently, but will likewise penetrate into the overlap-free areas of the tooth profiles.

Die Verdränger sind so ausgebildet und angeordnet, dass kein oder allenfalls wenig Fluid zwischen Verdränger und der den Verdränger sowie die Zahnräder aufnehmenden KammerInnenwandung bzw. im nicht zum Pumpen bestimmten Innenbereich eines innenverzahnten Zahnrades durchströmen kann. Dazu kann bei einer Außenzahnradpumpe mit gerade verzahnten, zylindrischen Stirnzahnrädern einen Verdränger derart ausgebildet werden, dass sie eine allgemein zylindrische Außenkontur mit einem Durchmesser entsprechend dem Kopfkreisdurchmesser des von dem Verdränger aufgenommenen Stirnzahnrades besitzt. Es sei in diesem Zusammenhang übrigens kurz erwähnt, dass einleuchtender Weise die beiden kämmenden Zahnräder nicht zwingend die gleiche Größe besitzen müssen.
Auf diese Weise wird quasi eine neutrale Walze aus dem Zahnrad und dem Verdränger gebildet, in welche sich das Zahnrad zurückzieht.The displacers are designed and arranged in such a way that little or no fluid can flow between the displacer and the chamber inner wall receiving the displacer and the gearwheels or in the inner region of an internally toothed gearwheel not intended for pumping. For this purpose, in an external gear pump with straight-toothed, cylindrical spur gears, a displacer can be designed such that it has a generally cylindrical outer contour with a diameter corresponding to the tip circle diameter of the spur gear received by the displacer. Incidentally, it should be briefly mentioned in this connection that the two meshing gears do not necessarily have to be the same size.
In this way, a neutral roller is formed from the gear and the displacer, in which the gear retracts.

Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert grundsätzlich zunächst wie von einer Zahnradpumpe bekannt. Es gibt also ein angetriebenes und ein mitlaufendes Zahnrad. Die miteinander kämmenden Zahnräder schöpfen in ihren Zahnlücken das Fluid, beispielsweise Öl, und fördern dieses durch Drehung von der Zufluss-zur Abflussseite. Dabei gibt es eine präzise Passung des Außendurchmessers des Zahnrades bezogen auf den Innendurchmesser der Pumpengehäusekammer. Im Gehäuse herkömmlicher Zahnradpumpen ist die Zahnbreite der Weite der Kammer ein Pumpengehäuse angepasst und das Zahnspiel der Pumpenzahnräder minimal. Auch vorliegend ist eine solche enge Anpassung von Zahnrädern und der Schöpfkammer gegeben, aber auf eine Art, bei welcher zugleich eine Anpassung des Schöpfvolumens je Umdrehung durch die Verschiebung bewirkt wird, über welche die beiden Zahnräder weiter in Eingriff oder weiter außer Eingriff treten, indem sie axial in ihren jeweiligen (Teil-) Kammern verschoben werden.The arrangement according to the invention basically works initially as known from a gear pump. So there is a driven and a rotating gear. The meshing gears scoop the fluid, for example oil, in their tooth gaps and promote this by rotating from the inflow to the outflow side. There is a precise fit between the outer diameter of the gear and the inner diameter of the pump housing chamber. In the housing of conventional gear pumps, the tooth width is adapted to the width of the chamber of a pump housing and the tooth play of the pump gears is minimal. Such a close adaptation of gears and the scooping chamber is also given in the present case, but in a manner in which at the same time an adaptation of the scooping volume per revolution is brought about by the displacement, by means of which the two gears continue to engage or disengage, in that they be moved axially in their respective (sub) chambers.

Es sei darauf hingewiesen, dass auch in der vorliegenden Erfindung ein Nebenschluss des Fluids durch übergroße Spalte vermieden wird, also durch hinreichend genaue Fertigung sichergestellt wird, dass das geschöpfte bzw. gepumpte Fluid tatsächlich in der gewünschten Richtung fließt und nicht etwa seitlich aufgrund von Passungenauigkeiten und dergleichen in signifikantem Maß austritt.It should be pointed out that in the present invention, too, a bypassing of the fluid due to oversized gaps is avoided, that is to say it is ensured by means of sufficiently precise manufacture that the scooped or pumped fluid actually flows in the desired direction and not, for example, laterally due to inaccuracies in fit and the like emerges to a significant extent.

Insofern sind die Zahnlücken beider Zahnräder durch die Verdränger so gefüllt, dass der Kopfkreisdurchmesser des Zahnrades und der Außendurchmesser des Verdrängers möglichst genau gleich sind, was den Verdränger mit eingeschobenem Zahnrad zu einer neutralen Walze macht, die nicht schöpft, aber eine zur Vermeidung von Fluidnebenschlüssen ausreichende Dichtigkeit in der Kammer gewährleistet.In this respect, the tooth gaps of both gears are filled by the displacers in such a way that the tip circle diameter of the gear and the outer diameter of the displacer are as exactly as possible, which makes the displacer with inserted gear a neutral roller that does not scoop, but is sufficient to avoid fluid shunts Ensures tightness in the chamber.

Der Verdränger kann bei einem Außenzahnrad so geschlitzt sein, dass die radial äußersten Teile der Zahnräder, wenn der Verdränger über die Zahnräder geschoben ist, bündig mit der Außenkontur des Verdrängers abschließen. Beim innen verzahnten Zahnrad einer Innen-Zahnradpumpe bzw. einer Innen-Zahnradfluidflussvorrichtung wird der Innenbereich formschlüssig durch den Verdränger überdeckt.In the case of an external gear, the displacer can be slotted so that the radially outermost parts of the gearwheels, when the displacer is pushed over the gearwheels, are flush with the outer contour of the displacer. In the case of the internally toothed gear of an internal gear pump or an internal gear fluid flow device, the interior is positively covered by the displacer.

Der Verdränger für das außen verzahnte Zahnrad einer Innen-Zahnradpumpe wird stirnseitig den hohlen Bereich des Innenzahnrades abdecken.The displacer for the externally toothed gear of an internal gear pump will cover the hollow area of the internal gear on the face.

Die bei einer Außenzahnradpumpe zwischen den Schlitzen stehenbleibenden Finger werden so geformt, dass sie allgemeinen formschlüssig in die Verzahnung eingreifen. Es ist zwar ausreichend, wenn dies lediglich an jener Stirnseite der Fall ist, an welcher das aufgenommene Zahnrad, wenn es axial verschoben wird, zwischen die Finger dringen bzw. an welcher es wieder daraus herausgeschoben wird. Typisch wird jedoch die Fingerquerschnittskontur schon aus Stabilitätsgründen entlang der Gesamtlänge der Finger bis zur gegenüberliegenden Stirnseite gleich bleiben, von welcher die Finger abstehen.The fingers that remain between the slots in an external gear pump are shaped in such a way that they generally engage in a positive manner in the toothing. It is sufficient if this is only the case on the end face on which the picked-up gearwheel, when it is axially displaced, penetrate between the fingers or on which it is pushed out again. However, for reasons of stability, the finger cross-sectional contour will typically remain the same along the entire length of the fingers up to the opposite end from which the fingers protrude.

Die Länge der Finger bzw. Schlitze ist bevorzugt so, dass der Verdränger und Zahnrad selbst bei weitest möglich ausgeschobenem Zahnrad in Eingriff bleiben. Dies verhindert, dass bei eng passenden Verdränger -Zahnrad Paarungen durch Torsion der Welle oder dergleichen der Wiedereintritt des Zahnrades in die Fingerschlitze verhindert wird. Alternativ könnte eine wechselseitige Verdrehung jedoch auch auf andere Art verhindert werden.The length of the fingers or slots is preferably such that the displacer and gear remain in engagement even when the gear is pushed out as far as possible. This prevents pairings due to torsion of the closely fitting displacement gear Wave or the like prevents the re-entry of the gear into the finger slots. Alternatively, however, a mutual rotation could also be prevented in a different way.

Da mitrotierende Verdränger mitverschoben werden und diese den nicht kämmenden Bereich abdichten, wird nur im -durch die Verschiebung variierenden - Überlappungsbereich die Anordnung fluiddurchströmt.
Es wird also durch eine einfache und einfach zu bewirkende axiale Verschiebung das bei einer Umdrehung gepumpte Volumen verändert bzw. die je durchströmendem Volumen sich ergebende Drehung verändert. Damit kann z.B. bei gleichbleibender Umdrehungsgeschwindigkeit einer Antriebswelle das durch Pumpen geförderte Volumen eines Fluids verändert werden. Zudem kann die Abdichtung der dafür lediglich axial zu verschiebenden Elemente konstruktiv einfach vorgenommen werden, was einen mechanisch einfachen und damit besonders zuverlässigen Aufbau begünstigt. Dies erlaubt mit vergleichsweise geringem mechanischen Aufwand eine Einstellung des Verhältnisses von Transfervolumen zu Rotationsgeschwindigkeit.
Eine baulich einfache Möglichkeit, die Anordnung auszugestalten, besteht darin, bei einer an einer Welle angetriebenen Fluidflußvorrichtung die Antriebswelle mit Zahnrad axial fix zu lagern und den zugehörigen Verdränger zu verschieben. Das getriebene Zahnrad kann dann über eine als „8“ ausgebildete Schiebereinheit synchron mit dem Verdränger axial auf seiner Welle bewegt werden.Since co-rotating displacers are also displaced and these seal the non-intermeshing area, the arrangement is flowed through with fluid only in the overlap area which varies due to the displacement.
The volume pumped during one revolution is changed by a simple and easy to effect axial displacement or the rotation resulting from the volume flowing through is changed. This means, for example, that the volume of a fluid pumped can be changed while the speed of rotation of a drive shaft remains the same. In addition, the sealing of the elements that are only axially displaceable for this purpose can be carried out in a structurally simple manner, which favors a mechanically simple and thus particularly reliable construction. This allows the ratio of transfer volume to rotational speed to be set with comparatively little mechanical effort.
A structurally simple way of designing the arrangement consists in mounting the drive shaft with gearwheel axially fixed in a fluid flow device driven on a shaft and in displacing the associated displacer. The driven gear can then be moved axially on its shaft synchronously with the displacer via a slide unit designed as “8”.

Der Verdränger des getriebenen Zahnrades rotiert zusammen mit dem getriebenen Zahnrad, bleibt aber an stets gleicher axialer Position im Gehäuse. Bei einer solchen Anordnung wird das getriebene Zahnrad in die Verzahnung des axial fixen, angetriebenen Zahnrades geschoben, wobei der Verdränger des axial fix gelagerten Zahnrades synchron mitgeht, wenn das getriebene Zahnrad durch den als 8 ausgebildeten Schieber synchron mit dem Verdränger bewegt wird.The displacer of the driven gear rotates together with the driven gear, but remains in the same axial position in the housing. In such an arrangement, the driven gear is pushed into the toothing of the axially fixed, driven gear, the displacer of the axially fixed gear being synchronized when the driven gear is moved synchronously with the displacer by the slide designed as 8.

Es kann damit die Pumpenkammer und die aktive Zahnbreite vergrößert werden, was auch das Schöpfvolumen je Drehung vergrößert.The pump chamber and the active tooth width can thus be increased, which also increases the scooping volume per rotation.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Verstellung der Schiebereinheit etwa über hydraulische Zylinder, eine Spindel, Exzenter oder dergleichen erfolgen kann.It should be noted that the slide unit can be adjusted, for example, via hydraulic cylinders, a spindle, eccentric or the like.

Das beschriebene Prinzip ist sowohl anwendbar, wenn eine Welle angetrieben und Fluid aktiv gepumpt wird, als auch, wenn eine Fluidflussvorrichtung mit unter Druck stehendem Fluid angetrieben wird. Im ersten Fall kann die Fördermenge durch Axialverschiebung verändert werden, im zweiten Fall kann die Umdrehungsgeschwindigkeit bei gegebenem Fördervolumen beeinflusst werden durch die Axialverschiebung.The principle described can be used both when a shaft is driven and fluid is actively pumped, and when a fluid flow device is driven with pressurized fluid. In the first case, the delivery rate can be changed by axial displacement, in the second case the speed of rotation can be influenced by the axial displacement for a given delivery volume.

Es ist vorteilhaft, wenn bei einer solchen Vorrichtung zusätzlich vorgesehen ist, dass die zwei axial ausgedehnten Zahnräder in einem je mindestens einen Fluidzu- und einen Fluidabfluss aufweisenden Gehäuse angeordnet sind und die Zahnräder darin so angeordnet sind, dass Fluid entsprechend der Zahnraddrehung vermittels der Zahnräder vom Fluidzu- zum Fluidabfluss mitgenommen wird. Es sei erwähnt, dass der Fluidzufluss typisch so gelegt sein wird, dass jener Bereich angeströmt wird, in welchem die Zahnräder - wenn überhaupt- kämmen. Ein seitliches Wegströmen aus diesem Bereich kann durch enge Passung von Zahnrädern bzw. Verdränger in der Kammer vollständig oder wenigstens weitgehend verhindert werden, was gewährleistet, dass nur zwischen den freiliegenden Zahnradbereichen und der Kammerwand Fluid durch die Kammer hindurchströmt. Gleiches gilt für den Fluidauslass; auch er wird bevorzugt so angeordnet, dass er mit jenem Bereich kommuniziert, in welchem die Zahnräder - wenn überhaupt- kämmen.It is advantageous if, in the case of such a device, it is additionally provided that the two axially extended gearwheels are arranged in a housing each having at least one fluid inlet and one fluid outlet and the gearwheels are arranged therein such that fluid corresponds to the gearwheel rotation by means of the gearwheels from Fluid inflow to fluid outflow is taken. It should be mentioned that the fluid inflow will typically be arranged in such a way that the area in which the gears mesh - if at all - is flown against. Lateral flow away from this area can be completely or at least largely prevented by a tight fit of gearwheels or displacers in the chamber, which ensures that fluid only flows through the chamber between the exposed gearwheel areas and the chamber wall. The same applies to the fluid outlet; it is also preferably arranged so that it communicates with the area in which the gearwheels mesh, if at all.

Die axial ausgedehnten Zahnräder sind also in einer entsprechenden Kammer untergebracht, wie dies etwa bei einer Zahnradpumpe per se auch der Fall ist. Bei einer herkömmlichen Außen-Zahnradpumpe sind für die beiden kämmenden Zahnräder die die Zahnräder aufnehmenden Teilbereiche der Kammern jeweils vollständig neben bzw. untereinander angeordnet, während sich vorliegend diese Teilbereiche der Kammer axial gegeneinander versetzt mit einem Überlapp, in welchem die Zahnräder kämmen, im Gehäuse befinden. Dazu kann das bewegte Zahnrad an dem von seinem Verdränger abgewandten Stirnseite an einer Lagerhülse angeordnet sein, die so geformt ist, dass einerseits die Stirnseite des Zahnrades abgedichtet wird und sich andererseits der Verdränger des anderen Zahnrades darin drehen kann. Diese Lagerhülse wird dann mit dem beweglichen Zahnrad und dem beweglichen Verdränger mitbewegt.The axially extended gears are housed in a corresponding chamber, as is the case with a gear pump per se. In the case of a conventional external gear pump, the partial areas of the chambers receiving the gear wheels are arranged completely next to or below one another, while in the present case these partial areas of the chamber are axially offset from one another with an overlap in which the gear wheels mesh in the housing , For this purpose, the moving gear wheel can be arranged on the end face facing away from its displacer on a bearing sleeve which is shaped such that on the one hand the end face of the gear wheel is sealed and on the other hand the displacer of the other gear wheel can rotate therein. This bearing sleeve is then moved with the movable gear and the movable displacer.

Der Überlappungsbereich hat im Querschnitt die klassische Form einer Acht.The overlapping area has the classic shape of an eight in cross section.

Prinzipiell wäre es einsichtigerweise übrigens auch möglich, die Anordnung in einem Gehäuse ohne externe Fluidanschlüsse unterzubringen, etwa um Fluid innerhalb eines geschlossenen Gehäuses umzupumpen. Dies kann etwa für Kühl- oder Schmiermittelfluid bei Maschinen und/oder Motoren sinnvoll sein, wo zwar diese Fluide angelegentlich zugefüllt oder abgelassen werden, aber typisch geschlossene Kreisläufe gewünscht sind. Im allgemeinen werden allerdings Zu- und Abflüsse vorhanden sein, damit die Anordnung von durchströmendem Fluid angetrieben werden kann und/oder Fluid pumpen kann. Es sei zudem erwähnt, dass es ohne weiteres möglich wäre, mehr als einen Fluidzu- bzw. -abfluss am Gehäuse vorzusehen. Auf diese Weise kann auch direkt innerhalb eines Gehäuses eine Durchmischung erfolgen und es können wahlweise unterschiedliche Fluide gepumpt werden usw. Bei Vorhandensein mehrerer Zu- bzw. Abflüsse kann auch mittels vorgelagerter Ventile entschieden werden, wohin bzw. woher Fluid strömt und/oder es kann mittels einer oder mehrerer Fluid-Drosseln in den Fluidwegen festgelegt werden, wieviel Fluid jeweils durch einen Ein- oder Auslass strömt. Solche Drosseln können einstellbar sein, z.B. durch eine separate Steuerung und/oder Regelung. Wo abströmendes Fluid in unterschiedlichen Abströmleitungen dergestalt unterschiedlich gedrosselt und/oder beschränkt wird, ergeben sich Möglichkeiten, die an jeder Leitung zur Verfügung stehende Leistung bzw. das durch jede Leitung strömende Fluid zu verändern. Es sei aber erwähnt, dass sich eine solche Aufspaltung bzw. Zusammenführung auch dann erreichen lässt, wenn nicht vom Gehäuse selbst mehrere Leitungen wegführen, sondern auch, wenn eine einzige, vom Gehäuse wegführende Leitung etwas entfernt vom Gehäuse aufgespalten wird oder wenn mehrere, zum Gehäuse führende Leitungen kurz vor dem Gehäuse zusammengeführt werden. Zudem kann, wo zwei Fluidflussvorrichtungen stromabwärts einer Pumpe gemeinsam mit dem gleichen Druckfluid betrieben werden, auf solche Drosseln verzichtet werden, ohne dass auf den Vorteil verzichtet werden muss, dass die zwei, mit dem gleichen Druckfluid betriebenen Fluidflussvorrichtungen mit unterschiedlichen Ausgangswellengeschwindigkeiten drehen können. Hier ist es möglich, durch voneinander unabhängige Axialverschiebung zu beiden Fluidflussvorrichtungen unterschiedliche Ausgangswellen-Drehgeschwindigkeiten zu realisieren; dass es ausreicht, zumindest eine Fluidflussvorrichtung in einem solchen Fall erfindungsgemäß auszubilden, sei erwähntIn principle, it would obviously also be possible, by the way, to accommodate the arrangement in a housing without external fluid connections, for example in order to pump around fluid within a closed housing. This can be useful, for example, for coolant or lubricant fluid in machines and / or engines, where these fluids are occasionally added or discharged, but typically closed circuits are desired. In general, however, there will be inflows and outflows, so that the arrangement of flowing fluid can be driven and / or can pump fluid. It should also be mentioned that it would be readily possible to provide more than one fluid inflow or outflow on the housing. In this way, mixing can also take place directly within a housing and, optionally, different fluids can be pumped, etc. If there are several inflows or outflows, it can also be decided by means of upstream valves where or where the fluid flows and / or it can be one or more fluid throttles in the fluid paths determine how much fluid flows through an inlet or an outlet. Such chokes can be adjustable, for example by a separate control and / or regulation. Where outflowing fluid is throttled and / or restricted differently in different outflow lines, there are possibilities for changing the power available on each line or the fluid flowing through each line. However, it should be mentioned that such splitting or merging can also be achieved if several lines do not lead away from the housing itself, but also if a single line leading away from the housing is split up somewhat away from the housing or if several lead to the housing leading lines are brought together shortly before the housing. In addition, where two fluid flow devices downstream of a pump are operated together with the same pressurized fluid, such throttles can be dispensed with without sacrificing the advantage that the two fluid flow devices operated with the same pressurized fluid can rotate at different output shaft speeds. Here it is possible to realize different output shaft rotational speeds by means of independent axial displacement to both fluid flow devices; It should be mentioned that it is sufficient to design at least one fluid flow device according to the invention in such a case

Die axial ausgedehnten Zahnräder sind also in einer entsprechenden Kammer untergebracht, wie dies etwa bei einer Zahnradpumpe der Fall ist. Die Zahnräder werden dabei durch ihre Drehung den Fluidtransfer vom Fluidzu- zum Fluidabfluss bewirken. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei diesem Fluidtransfer um einen aufgrund einer gegebenen Druckdifferenz zwischen Fluidzu-und Fluidabfluss bereits ohne Drehung einer Eingangwelle bedingten Fluidtransfer handeln kann, also um eine von außen durch das Fluid selbst unter Drehen der Zahnräder erzwungenen Durchströmung und/oder dass der Fluidtransfer dadurch erreicht wird, dass die Zahnräder gemeinsam Fluid durch die Anordnung pumpen.The axially extended gears are housed in a corresponding chamber, as is the case with a gear pump. The rotation of the gearwheels will effect the fluid transfer from the fluid inflow to the fluid outflow. It should be pointed out that this fluid transfer can be a fluid transfer due to a given pressure difference between fluid inflow and fluid outflow, even without rotation of an input shaft, that is to say a flow forced from the outside by the fluid itself while rotating the gearwheels and / or that fluid transfer is accomplished by the gears pumping fluid together through the assembly.

Es ist auch vorteilhaft, wenn zusätzlich und/oder alternativ der Verdränger dazu angeordnet sind, sich mit der axialen Relativbewegung der Zahnräder ebenfalls relativ zueinander zu bewegen. Mit anderen Worten wird der Verdränger genau so bewegt, dass von den axial ausgedehnten Zahnrädern nur die überlappenden Bereiche im Förderbereich aus dem Verdränger überstehen, während der verbleibende Teil in den Verdränger aufgenommen ist.It is also advantageous if, in addition and / or as an alternative, the displacers are arranged to also move relative to one another with the axial relative movement of the gear wheels. In other words, the displacer is moved in such a way that only the overlapping areas in the conveying area protrude from the displacer of the axially extended gearwheels, while the remaining part is accommodated in the displacer.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn eine Verschiebeanordnung für die Axialverschiebung des ersten der Zahnräder auf das zweite zu vorgesehen ist und diese Verschiebeanordnung dazu ausgebildet ist, den Verdränger für das zweite Zahnrad entsprechend auf den Verdränger für das erste Zahnrad axial zu mit zu bewegen. Prinzipiell wäre es möglich, Verdränger und Zahnräder separat voneinander zu bewegen. Dies könnte Vorteile dort haben, wo die Fluidfördervorrichtung neben der eigentlichen Fluidförderung noch weiteren Zwecken dienen soll, etwa einer förderfreien Bewegung innerhalb des Gehäuses, z.B. weil es dem Fluid Energie zuführt, damit eine evtl. erwünschte Temperaturerhöhung und womöglich eine Viskositätsverringerung bewirkt wird. Typisch wird jedoch bevorzugt sein, wenn durch Verwendung nur einer gemeinsam für die Verdränger - und die Zahnradanordnung vorgesehenen Verschiebevorrichtung ein besonders einfacher Aufbau erzielt wird.It is also additionally and / or alternatively advantageous if a displacement arrangement is provided for the axial displacement of the first of the gearwheels towards the second and this displacement arrangement is designed to axially align the displacer for the second gearwheel with the displacer for the first gearwheel to move. In principle, it would be possible to move the displacer and gearwheels separately from one another. This could have advantages where the fluid delivery device is to serve other purposes in addition to the actual fluid delivery, such as a delivery-free movement within the housing, e.g. because it supplies energy to the fluid so that a possibly desired temperature increase and possibly a reduction in viscosity is brought about. Typically, however, it will be preferred if a particularly simple structure is achieved by using only one displacement device provided jointly for the displacer and gear arrangement.

Es ist zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die zwei axial ausgedehnten Zahnräder eine Außenzahnradanordnung bilden, die in einem Gehäuse so angeordnet sind, dass die Zahnräder in einer jeweiligen Bohrung eingepasst drehend aufgenommen sind, wobei der Verdränger einen dem Innendurchmesser der Bohrung entsprechenden Außendurchmesser besitzt. Dabei ist eine möglichst genaue Passung von Vorteil. Die axial ausgedehnten Zahnräder sind also in einer entsprechenden Kammer untergebracht, wie dies etwa bei einer Zahnradpumpe der Fall ist. Die Zahnräder werden dabei durch ihre Drehung den Fluidtransfer vom Fluidzu- zum Fluidabfluss bewirken.It is additionally and / or alternatively advantageous if the two axially extended gears form an external gear arrangement, which are arranged in a housing in such a way that the gears are rotatably accommodated in a respective bore, the displacer having an external diameter corresponding to the internal diameter of the bore , An exact fit is an advantage. The axially extended gears are housed in a corresponding chamber, as is the case with a gear pump. The rotation of the gearwheels will effect the fluid transfer from the fluid inflow to the fluid outflow.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die Fluidflussvorrichtung zur Drehmomentbeaufschlagung an einer Antriebswelle ausgebildet ist und als Zahnradpumpe ausgebildet ist. Die Anordnung kann also entsprechend einer Zahnradpumpe gebildet sein und insbesondere eine Zahnradpumpe mit variablem Pump-Volumen pro Umdrehung realisieren. Wenigstens eine Welle ist dann angetrieben. Die somit eine Pumpe realisierende Anordnung kann als Außenzahnradpumpe realisiert sein; dies ist aber nicht zwingend; die hier explizit für eine Außenzahnradpumpe offenbarte Anordnung ist ohne weiteres auch für andere Zahnradpumpen anwendbar. Während sich basierend auf dem Prinzip der Erfindung nicht nur Außenzahnradpumpen bzw. Außenzahnradfluidfördereinrichtungen realisieren lassen, wird dies aber für viele Anwendungen bevorzugt sein; zudem lassen sich an Außenzahnradpumpen die hier zu erläuternden Prinzipien nach hiesiger Auffassung am besten verstehen. Die bevorzugte Ausbildungsform bezieht sich also auf Außenzahnradpumpen bzw. Außenzahnradfluidfördervorrichtungen, ohne die Erfindung zwingend darauf zu beschränkenIt is also additionally and / or alternatively advantageous if the fluid flow device is designed to apply torque to a drive shaft and is designed as a gear pump. The arrangement can thus be formed in accordance with a gear pump and in particular can implement a gear pump with a variable pump volume per revolution. At least one shaft is then driven. The arrangement thus realizing a pump can be implemented as an external gear pump; however, this is not mandatory; the arrangement explicitly disclosed here for an external gear pump is also readily applicable to other gear pumps. While based on the principle of the invention not only external gear pumps or external gear fluid delivery devices can be realized, but this will be preferred for many applications; in addition, the principles to be explained here can best be understood on external gear pumps, according to the local opinion. The preferred embodiment therefore relates to external gear pumps or external gear fluid delivery devices, without necessarily restricting the invention thereto

Es sei erwähnt, dass es per se möglich ist, mehr als eine Welle anzutreiben; gemäß der Erfindung drehen die in Eingriff befindlichen, axial ausgedehnten Zahnräder stets mit dem gleichen Geschwindigkeitsverhältnis. Dies ermöglicht es, die beiden Wellen, auf denen die Zahnräder angeordnet sind, fest miteinander zu koppeln, d.h. für ein über alle Betriebsbedingungen gleiches Verhältnis der Wellenumdrehungen selbst dann zu sorgen, wenn die beiden axial ausgedehnten Zahnräder allenfalls noch minimal überlappen. Indem außerhalb des Fluidförderbereiches die Zahnrad-Wellen miteinander drehfest gekoppelt sind, wird ermöglicht, dass die axial verschieblichen Zahnräder auch vollständig außer Eingriff treten können, so dass etwa in einem Getriebe eine vollständige Entkoppelung ermöglicht wird, weil eine Wellendrehung ohne Förderung ermöglicht ist. Damit ist ein Leerlauf ermöglicht. Zudem wird durch eine externe drehfeste Kopplung der Wellen insbesondere ein starker Verschleiß der Zahnräder vermieden, der sonst etwa auftreten könnte, wenn sich bei nur geringem axialem Überlapp Drehgeschwindigkeitsänderungen auf einer angetriebenen Welle ergeben. In einem solchen Fall wäre nämlich ohne zusätzliche Kopplung beider Wellen das gesamte beschleunigende bzw. verzögernde Drehmoment ausschließlich über die kleinen Überlappflächen zu übertragen. Dies erhöht den Verschleiß. Gerade dort, wo die Wellen massiv sind, also ein hohes Trägheitsmoment besitzen, und keine gleichbleibende Umdrehungsgeschwindigkeit gewährleistet werden kann, sind hohe Belastungen zu erwarten. Die bevorzugte externe Kopplung verringert diese in beachtlicher Weise.It should be mentioned that it is possible per se to drive more than one shaft; according to the invention, the meshed axially extended gears always rotate at the same speed ratio. This makes it possible to couple the two shafts on which the gearwheels are arranged, i.e. to ensure that the ratio of the shaft revolutions is the same over all operating conditions even if the two axially extended gears overlap minimally at most. The fact that the gearwheel shafts are coupled to one another in a rotationally fixed manner outside the fluid delivery area enables the axially displaceable gearwheels to also completely disengage, so that complete decoupling is made possible in a transmission, for example, because shaft rotation is possible without conveying. This enables an idle. In addition, an external, rotationally fixed coupling of the shafts, in particular, prevents excessive wear of the gear wheels, which could otherwise occur if, with only a slight axial overlap, changes in rotational speed occur on a driven shaft. In such a case, the entire accelerating or decelerating torque would be transmitted exclusively via the small overlap areas without additional coupling of the two shafts. This increases wear. Especially where the shafts are massive, i.e. have a high moment of inertia and no constant speed of rotation can be guaranteed, high loads are to be expected. The preferred external coupling reduces this considerably.

Es sei erwähnt, dass mit der Fluidflussvorrichtung der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls ein stufenloses Getriebe und/oder eine Kupplung bei motorischen Antrieben realisiert werden kann. Zu diesem Zweck ist es möglich, dass die Welle des getriebenen Zahnrades aus dem Pumpgehäuse hinaus verlängert wird und dann auf sowohl der angetriebenen Welle als auch auf der verlängerten Welle Leitzahnräder angeordnet sind, über welche die beiden Wellen gekoppelt werden. Sofern bei einer derartigen Anordnung innerhalb der Pumpkammer die beiden axial verschieblichen, pumpenden Zahnräder axial komplett außer Eingriff treten, sich also die Seitenwände der Pumpkammer insoweit komplett zusammenschließen, ist doch durch die Leitzahnräder bei Wiedereinschieben der Verzahnungen im Pumpbereich und gleichzeitiges Öffnen der Seitenwände ein sofortiger und sofort präziser Eingriff garantiert und es laufen beide Zahnräder auch außer Eingriff absolut neutral und ohne Wärmeentwicklung und ohne Verschleiß.It should be mentioned that the fluid flow device of the present invention can be used to implement a continuously variable transmission and / or a clutch in motor drives. For this purpose, it is possible that the shaft of the driven gear is extended out of the pump housing and then guide gears are arranged on both the driven shaft and on the extended shaft, via which the two shafts are coupled. If, in such an arrangement within the pump chamber, the two axially displaceable, pumping gearwheels completely disengage axially, i.e. the side walls of the pump chamber completely join together, the guide gearwheels provide an immediate and immediate response when the teeth in the pumping area are reinserted and the side walls are opened at the same time Immediate precise engagement is guaranteed and both gears run absolutely neutral and without heat generation and without wear, even when not engaged.

Indem die Verzahnungen wieder eingefahren werden, kann mit einer solchen Anordnung eine Kupplung realisiert werden, die überdies praktisch reibungsfrei arbeitet. Es wird also mit einem einfachen und hochwirksamen System mit nur sehr wenigen Teilen ein Anfahren ohne Kupplung und eine Geschwindigkeitsregelung ohne Schaltgetriebe in allen Bereichen beherrschbar.By retracting the toothing, a clutch can be realized with such an arrangement, which also works practically without friction. With a simple and highly effective system with only a very few parts, starting without clutch and speed control without manual gearbox can be controlled in all areas.

Wenn bei einer zusätzlichen (Dreh-)Kopplung beider Wellen diese selbst dann noch weiterhin synchron drehen, obwohl die axial ausgedehnten Zahnräder gar keinen Eingriff mehr miteinander besitzen, kann dies also genutzt werden, um eine Art Leerlauf zu realisieren, bei welcher weder Fluid gepumpt wird noch unter Druck stehendes Fluid eine Rotation hervorruft. Es ist auch deswegen zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die Wellen, auf welchen die zwei axial ausgedehnten Zahnräder angeordnet sind, außerhalb des Fluidförderbereichs miteinander gekoppelt sind und die axial ausgedehnten Zahnräder soweit verschieblich sind, dass sie vollständig außer Eingriff treten.If, with an additional (rotary) coupling of both shafts, they continue to rotate synchronously even though the axially extended gears are no longer in mesh with each other, this can be used to achieve a kind of idling in which neither fluid is pumped fluid still under pressure causes rotation. It is therefore additionally and / or alternatively advantageous if the shafts on which the two axially extended gearwheels are arranged are coupled to one another outside the fluid delivery area and the axially expanded gearwheels are displaceable to such an extent that they completely disengage.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn zumindest eine Welle, auf welcher eines der Zahnräder angeordnet ist, nach außen geführt ist und dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment abgreifen zu können, und das Gehäuse dazu ausgelegt ist, mit einer Fluiddruckdifferenz angeströmt zu werden.It is also additionally and / or alternatively advantageous if at least one shaft, on which one of the gearwheels is arranged, is guided to the outside and is designed to be able to tap a torque, and the housing is designed to have a fluid pressure difference flowing against it become.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die mitrotierenden Verdränger axiale Finger aufweisen, die allgemein komplementär zu der Verzahnungsform der axial ausgedehnten Zahnräder sind.It is also additionally and / or alternatively advantageous if the co-rotating displacers have axial fingers that are generally complementary to the toothing shape of the axially extended gears.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die Verzahnung einen nicht konischen, sondern zum Zahnradzentrum sich erweiternden Zahnlückenboden besitzt und die Verdrängerfinger in diesen eindringen. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft für schnell drehende Anordnungen, bei welchen mit hohen Fliehkräften zu rechnen ist. Diese treten besonders an den rotierenden Verdrängern auf, weil dort die Masseverteilung die auftretenden Fliehkräfte vergrößert. Dort, wo die Antriebe hochtourig drehen, können die Zähne der Pumpritzel demnach mit einer starken Protuberanz gefertigt werden, also die Zahnlücke am Zahnfuß verbreitert ausgeführt werden und die Verdrängerfinger diesem Profil angepasst sein. Durch eine solche Anordnung bleiben die Verdrängerfinger auch bei sehr hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten mit entsprechend großen Fliehkräften straff positioniert und ein andernfalls womöglich kritischer Verschleiß zwischen Kammerwand und Verdrängerfingern wird deutlich reduziert.It is also additionally and / or alternatively advantageous if the toothing has a tooth space bottom that does not taper, but rather widens towards the gear center and the displacement fingers penetrate into it. This embodiment is particularly advantageous for fast rotating arrangements in which high centrifugal forces are to be expected. These occur particularly on the rotating displacers because the mass distribution increases the centrifugal forces that occur. Where the drives turn at high speed, the teeth of the pump pinion can therefore be made with a high degree of protuberance, i.e. the tooth gap on the tooth base can be widened and the displacement fingers can be adapted to this profile. With such an arrangement, the displacement fingers remain at very high high rotational speeds with correspondingly high centrifugal forces are positioned tightly, and otherwise possibly critical wear between the chamber wall and displacement fingers is significantly reduced.

Gerade bei langen Fingern an den Verdränger, die weit von der Stirnseite, an welcher sie angeordnet bzw. mit welcher sie einstückig gebildet sind, erstreckt sind, können sich zu hohe Fliehkräfte ohne geeignete Maßnahmen womöglich nachteilig auswirken.Especially with long fingers on the displacer, which extend far from the end face on which they are arranged or with which they are formed in one piece, centrifugal forces that are too high can possibly have a disadvantageous effect without suitable measures.

Es ist im Übrigen nicht zwingend erforderlich, dass ansonsten unbedingt die Verdränger bis in den Zahnlückenboden ausgedehnt sind.Moreover, it is not absolutely necessary that the displacers are necessarily extended to the bottom of the tooth space.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die axial ausgedehnten Zahnräder eine allgemein zylindrische Kontur besitzen und als gerade verzahnte Stirnzahnräder realisiert sindIt is also additionally and / or alternatively advantageous if the axially extended gears have a generally cylindrical contour and are realized as straight toothed spur gears

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn eine Getriebeanordnung mit der Fluidflussvorrichtung realisiert wird, worin die Getriebe-Eingangswelle mit einer Fluidpumpe gekoppelt ist und die Ausgangswelle mit einer durch eine Fluiddruckdifferenz angetriebenen Vorrichtung bewegt wird, wobei wenigstens eine von Fluidpumpe und fluidangetriebener Vorrichtung als Fluidflussvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gebildet ist und zwischen ihnen zumindest eine Fluidleitung für unter Druck stehendes Fluid vorgesehen ist, insbesondere ein Fluidkreislauf.It is also additionally and / or alternatively advantageous if a transmission arrangement is realized with the fluid flow device, wherein the transmission input shaft is coupled to a fluid pump and the output shaft is moved with a device driven by a fluid pressure difference, at least one of the fluid pump and the fluid-driven device is formed as a fluid flow device according to the present invention and between them at least one fluid line for pressurized fluid is provided, in particular a fluid circuit.

Es ist möglich, bei einer Getriebeanordnung, bei welcher wenigstens eine Fluidflussvorrichtung verwendet wird, mit Fluiddruck eine Ausgangswelle anzutreiben, insbesondere bei einer Getriebeanordnung, wo eingangsseitig eine entsprechende Fluidflussvorrichtung vorhanden ist, deren Druckfluid an mehrere Fluidflussvorrichtungen gespeist sind, um bei einer solchen Anordnung mit einer einzigen Pumpe mehrere Fluidflussvorrichtungen bw. Ausgangswellen anzutreiben, und dann für mehrere Ausgangswellen jeweils unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten vorzusehen. Dazu können einerseits geeignete Strömungwiderstände in den zu den individuellen Fluidflussvorrichtungen führenden Zuleitungen und/oder von diesen wegführenden Fluidableitungen vorgesehen sein und/oder es können die einzelnen Fluidflussvorrichtungen für unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten bei einem gegebenen Differenzdruck jeweils nach Bedarf durch axiale Verschiebung der Zahnräder bzw. der mitrotierenden Verdränger eingestellt sein. Es ist auch möglich, Fluiddruck gegebenenfalls mit mehr als einer Fluidpumpe aufzubauen. Weiter sei erwähnt, dass der Strömungswiderstand durch die Anordnung mit der Überlappung zumindest partiell variieren wird. Dies kann kompensiert werden, wo es unerwünscht ist und ansonsten genutzt werden, etwa um Antriebe von Fahrzeugen mit mehreren angetriebenen Wellen zu synchronisieren. Wenn zumindest eine Welle durch eine Fluiddruckdifferenz angetrieben wird, kann dies zudem für eine Vielzahl von Anwendungen ausgenutzt werden. So ist es beispielsweise möglich, eine (Zahnrad)pumpe mit einer fluiddruckdifferenzgetriebenen Vorrichtung zu kombinieren und damit ein Getriebe zu realisieren, bei welchem die Eingangswelle und die Ausgangswelle in einem beliebigen Winkel zueinander und insbesondere in über die Zeit variierendem Winkel zueinander angeordnet werden können, wobei das Fluid über entsprechende, gegebenenfalls flexible Leitungen zwischen Pumpe und angetriebener Fluidflussvorrichtung geleitet wird. Dass aus einem Gehäuse mehrere angetriebene Wellen, auch mehrere, entsprechend unterschiedlicher und evtl. unabhängiger Axialverschiebung mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit drehende Wellen, geführt sein können, sei erwähnt.In a gear arrangement in which at least one fluid flow device is used, it is possible to drive an output shaft with fluid pressure, in particular in a gear arrangement where a corresponding fluid flow device is present on the input side, the pressure fluid of which is fed to a plurality of fluid flow devices, in order to be able to use a fluid flow device in such an arrangement single pump multiple fluid flow devices bw. To drive output shafts, and then to provide different rotational speeds for several output shafts. For this purpose, suitable flow resistances can be provided in the supply lines leading to the individual fluid flow devices and / or fluid discharge lines leading away from them and / or the individual fluid flow devices can be used for different rotational speeds at a given differential pressure as required by axial displacement of the gear wheels or the co-rotating displacers be set. It is also possible to build up fluid pressure, if necessary, with more than one fluid pump. It should also be mentioned that the flow resistance will at least partially vary due to the arrangement with the overlap. This can be compensated for where it is undesirable and otherwise used, for example to synchronize drives of vehicles with several driven shafts. If at least one shaft is driven by a fluid pressure difference, this can also be used for a variety of applications. For example, it is possible to combine a (gear) pump with a fluid pressure difference-driven device and thus to implement a transmission in which the input shaft and the output shaft can be arranged at any angle to one another and in particular at an angle which varies over time, whereby the fluid is conducted via corresponding, possibly flexible lines between the pump and the driven fluid flow device. It should be mentioned that several driven shafts, including several shafts rotating according to different and possibly independent axial displacement with different rotational speeds, can be guided from one housing.

Wo mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ein Getriebe aufgebaut wird, ist es vorteilhaft, einen geschlossenen Fluidkreislauf vorzusehen. Im allgemeinen wird es bevorzugt sein, wenn solch ein Fluid schmierende Eigenschaften besitzt, beispielsweise ein Öl darstellt. In einem solchen Fall können auch für besonders wartungsarme Anordnungen Filter und dergleichen vorgesehen werden. Die Anordnung ist aber auch dort vorteilhaft, wo mit geringem Aufwand andere Fluidströme, beispielsweise aufgrund von korrodierenden und/oder aggressiven Chemikalien, erforderlich sind. Die Verwendung von schmierendem Fluid ist bevorzugt, denn sie senkt zugleich den Verschleiß.Where a transmission is built using an arrangement according to the invention, it is advantageous to provide a closed fluid circuit. In general, it will be preferred if such a fluid has lubricating properties, for example an oil. In such a case, filters and the like can also be provided for particularly low-maintenance arrangements. However, the arrangement is also advantageous where other fluid flows are required with little effort, for example due to corrosive and / or aggressive chemicals. The use of lubricating fluid is preferred because it also reduces wear.

Es ist auch zusätzlich und/oder alternativ vorteilhaft, wenn die Fluidflussvorrichtung für eine Schmierfluid-Durchströmung, insbesondere Öl-Durchströmung, ausgebildet ist.It is also additionally and / or alternatively advantageous if the fluid flow device is designed for a lubricating fluid flow, in particular an oil flow.

Als Beispiel, wo Fluidflussvorrichtungen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, um Getriebe aufzubauen, seien erwähnt Fahrräder, Elektrofahrräder, Motorfahrräder, Mopeds, Motorräder, PKW, LKW, Busse, Land- und forstwirtschaftliche Maschinen, insbesondere Traktoren, fahrbare Maschinen für den Weinbau und andere Bereiche der Agrarwirtschaft, Ernte-und Kommunalfahrzeuge, Spezialfahrzeuge mit weit auseinanderliegenden Achsen, Rasentraktoren und Fahrzeuge mit Elektroantrieb, bei denen der sog. Batterieschock, d.h. die besonders batteriezehrende Anfahrbelastung, vermieden werden soll. Es wird einzuschätzen sein, dass sowohl für besonders leistungsstarke Antriebe wie auch für Zwecke, wo besonders leichte, kleine oder besonders wartungsarme Getriebe erforderlich sind, die Erfindung erhebliche Vorteile bietet. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung auch dort, wo Allradantriebe realisiert werden sollen, weil dort zwei Kardanwellen und zwei Differentialgelenkwellen entbehrlich werden.As an example where fluid flow devices of the present invention can be used to build gears, mention may be made of bicycles, electric bicycles, motor bikes, mopeds, motorcycles, cars, trucks, buses, agricultural and forestry machines, especially tractors, wheeled machines for viticulture and other fields agriculture, harvesting and municipal vehicles, special vehicles with widely spaced axles, lawn tractors and vehicles with electric drive, in which the so-called battery shock, ie the particularly battery-consuming start-up load, is to be avoided. It will be appreciated that the invention offers considerable advantages both for particularly powerful drives and for purposes where particularly light, small or particularly low-maintenance gearboxes are required. The arrangement is also particularly advantageous where All-wheel drives are to be realized because there are two cardan shafts and two differential drive shafts unnecessary.

Wo Allradantriebe realisiert werden, können Kardanwellen, Differentialgelenkwellen und Kreuzgelenke entbehrlich werden. Insbesondere im Wintereinsatz ist die Anordnung besonders vorteilhaft, zumal, was bei etlichen Fahrzeugen vorteilhaft ist, Rad-und Achsabstände sowie die Beachtung von Bodenfreiheit nicht den gleichen engen Beschränkungen unterworfen werden müssen, wie dort, wo Getriebe nach dem Stand der Technik Rückgriff genommen wird.Where all-wheel drives are implemented, cardan shafts, differential drive shafts and universal joints can be dispensed with. The arrangement is particularly advantageous in winter use, especially since what is advantageous in a number of vehicles, wheel and axle spacings and the consideration of ground clearance do not have to be subject to the same narrow restrictions as are used where gearboxes according to the prior art are used.

Anstelle von Kardanwelle und Differenzialgetrieben kann ein Hydroabnehmer, d.h. eine Fluidflussvorrichtung, bei der zuflussseitig Fluid mit höherem Druck angelegt wird, um eine Drehung einer anzutreffenden Welle zu bewirken, insbesondere direkt in den Naben platziert werden und die Fluidabnehmer können dann durch Rohrleitungen verbunden werden.Instead of cardan shaft and differential gears, a hydraulic consumer, i.e. a fluid flow device in which fluid on the inflow side is applied with a higher pressure in order to cause rotation of a shaft to be encountered, in particular placed directly in the hubs and the fluid consumers can then be connected by pipelines.

Die Anordnung kann für eine Vielzahl von Leistungsklassen verwendet werden; es können dabei hohe Leistungen übertragen werden und hohe Drehzahlen erreicht werden, falls erforderlich, ebenso wie erforderlichenfalls sehr hohe Drehmomente an der Ausgangswelle erzielbar sind. Die Gesamtanordnung braucht nicht zwingend für besonders hohe Drücke ausgelegt sein; in der Praxis wird eine Auslegung bevorzugt, bei der das durch Leitungen strömende Fluid keinen signifikanten Leistungsverlust bedingt, was oftmals durch Leitungen hinreichend großen Querschnitts erzielt werden kann.The arrangement can be used for a variety of performance classes; high powers can be transmitted and high speeds can be achieved if necessary, and very high torques can be achieved on the output shaft if necessary. The overall arrangement need not necessarily be designed for particularly high pressures; in practice, a design is preferred in which the fluid flowing through lines does not cause a significant loss of performance, which can often be achieved through lines of sufficiently large cross-section.

Auch für Elektrofahrzeuge sind besondere Vorteile abzusehen, weil mit der vorliegenden Anordnung die auf Dauer besonders batteriezehrende Anfahrbelastung reduziert werden kann.Special advantages are also foreseen for electric vehicles, because with the present arrangement the start-up load, which is particularly battery-consuming in the long run, can be reduced.

Die Anordnung ist aber weiter auch bei stationären Anlagen vorteilhaft, vor allem dort, wo bei feststehenden Anlagen sonst mit herkömmlichen Getrieben gearbeitet werden muss, weil das Erfordernis entfällt, bestimmte Aggregate und Elemente dicht nebeneinander anzuordnen. Zudem kann sich die räumliche Anordnung während der Anwendung auch ändern, etwa weil sich verschiedene Teile gegeneinander bewegen.However, the arrangement is also advantageous in stationary systems, especially where, in the case of fixed systems, it is otherwise necessary to work with conventional gearboxes, because there is no need to arrange certain units and elements close to one another. In addition, the spatial arrangement can also change during use, for example because different parts move against each other.

Es sei überdies erwähnt, dass die Zahnradherstellung für die Getriebe selbst schon deshalb einfach ist, weil gleiche Zahnräder auf beiden Wellen verwendbar sind, was Lagerhaltung. Herstellung usw. vereinfacht.It should also be mentioned that the manufacture of gearwheels for the gearbox itself is simple because the same gearwheels can be used on both shafts, which means storage. Manufacturing, etc. simplified.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. In dieser ist dargestellt durch:

1a eine Querschnittsansicht durch eine als erfindungsgemäße Fluidflussvorrichtung gebildete Außenzahnradpumpe;
1b eine Querschnittsansicht einer weiteren Variante einer Außenzahnradpumpe;
2 eine Schnittansicht senkrecht zu jener von 1;
3 Teile einer Fluidflussvorrichtung der vorliegenden Erfindung bei durch Axialverschiebung verändertem Pumpvolumen pro Umdrehung;
4 einen ersten Teil einer erfindungsgemäßen Fluidflussvorrichtung, in perspektivischer, zum Teil geschnittener Ansicht;
5 eine entsprechende Ansicht weiterer Teile der in 4 gezeigten Fluidflussvorrichtung, zu der in 5 bereits z.T. andere Teile gezeigt sind;
6a eine Veranschaulichung eines für schnelle Rotation bevorzugten Zahnradprofils;
6b das Profil von 6a mit einem eingeschobenen geschlitzten Verdrängerfinger;
7a eine auf seiner Welle angeordnetes Zahnrad zusammen mit seinem Verdränger in Seitenansicht;
7b die Anordnung von 7a im Schnitt;
7c die Anordnung von 7a, wobei der Verdränger neben dem Zahnrad separat dargestellt ist;
8a-c Zahnrad und zugehöriger Verdränger in verschiedenen Einschubstadien.

The invention is described below by way of example with reference to the drawings. This is represented by:

1a a cross-sectional view through an external gear pump formed as a fluid flow device according to the invention;
1b a cross-sectional view of a further variant of an external gear pump;
2 a sectional view perpendicular to that of 1 ;
3 Parts of a fluid flow device of the present invention with the pump volume per revolution changed by axial displacement;
4 a first part of a fluid flow device according to the invention, in a perspective, partly sectional view;
5 a corresponding view of other parts of the in 4 shown fluid flow device to which in 5 other parts have already been shown;
6a an illustration of a gear profile preferred for fast rotation;
6b the profile of 6a with an inserted slotted displacement finger;
7a a gear arranged on its shaft together with its displacer in side view;
7b the arrangement of 7a on average;
7c the arrangement of 7a , wherein the displacer is shown separately next to the gear;
8a-c Gear and associated displacer in different insertion stages.

Nach 1a umfasst eine allgemein mit 1 bezeichnete Fluidflussvorrichtung 1 zwei axial ausgedehnte (vergleiche 2) Zahnräder 2, 3, die einen koaxialen Überlappungsbereich aufweisen, vergleiche Ü_A, Ü_B, Ü_C in 3, wo sie miteinander kämmen, wobei die Zahnräder 2, 3 zueinander unter Veränderung des Überlappungsbereiches (Ü_A, Ü_B, Ü_C) axial verschieblich angeordnet sind und ihnen mitrotierende Verdränger 4,5 zugeordnet sind, welche zur Aufnahme der durch die relative Axialverschiebung der Zahnräder aus dem Überlappenbereich tretenden Zahnradbereiche ausgebildet sind.To 1a comprises a fluid flow device, generally designated 1 1 two axially extended (compare 2 ) Gears 2 . 3 which have a coaxial overlap area, compare Ü _A , Ü _B , Ü _C in 3 where they mesh with each other, the gears 2 . 3 are axially displaceable relative to one another while changing the overlap area (Ü _A , Ü _B , Ü _C ) and are associated with them rotating rotators 4, 5 which are designed to accommodate the gear wheel areas emerging from the overlap area due to the relative axial displacement of the gear wheels.

Die Fluidflussvorrichtung 1 wird zunächst bezüglich ihrer Prinzipien unter Bezugnahme auf die 1-3 erläutert, bevor konstruktive Details einer die Erfindung verkörpernden Zahnradpumpe anhand der 4, 5 sowie 6 ergänzend erläutert werden.The fluid flow device 1 is first discussed in relation to its principles with reference to the 1-3 explained before constructive details of a gear pump embodying the invention using the 4 . 5 and 6 are also explained.

7 zeigt, wie die Verdränger und das Zahnrad ausgebildet sind, um das Zahnrad in dem Verdränger aufzunehmen. 8 zeigt verschiedene Stufen des Eindringens des Zahnrades in seinen Verdränger. 7 shows how the displacer and the gear are designed to receive the gear in the displacer. 8th shows various stages of penetration of the gear in its displacer.

Die Fluidflussvorrichtung 1 von 1 umfasst ein Gehäuse 1A mit einer Kammer 1B, welche im Querschnitt allgemein die Form einer „Acht“ [„8“] besitzt, wobei die Wellen der axial ausgedehnten Zahnräder senkrecht auf die Mittelpunkte der die „Acht“ bildenden Kreise stehen. Diese Mittelpunkte sind in den Figuren in 1 mit 6 und 7 bezeichnet. Die Kammer nimmt die Zahnräder 2 und 3 so auf, dass sie, wie dies bei einer herkömmlichen Außenzahnradpumpe mit gerade verzahnten Stirnzahnrädern regelmäßig der Fall ist, an die Kammerinnenwand geschmiegt sind.The fluid flow device 1 of 1 includes a housing 1A with one chamber 1B , which generally has the shape of an "eight"["8"] in cross-section, the waves of the axially extended gears standing perpendicular to the centers of the circles forming the "eight". These centers are in the figures in 1 designated 6 and 7. The chamber takes the gears 2 and 3 so that, as is the case with a conventional external gear pump with straight-toothed spur gears, they are nestled against the inner wall of the chamber.

Die Zahnräder 2 und 3 kämmen in einem Bereich 8. Dieser Bereich 8 wird quer angeströmt von einer Fluidzuleitung 9a und eine Fluidableitung 9b ist entsprechend quer für den Abfluss vorgesehen, wobei von den rotierenden Zahnrädern 2, 3 Fluid bei Drehung des in 1 oberen Zahnrades 2 im Uhrzeigersinn und entsprechend Drehung des in 1 unteren Zahnrades 3 im Gegenuhrzeigersinn von der Fluidzuleitung 9a zur Fluidauslassleitung 9b strömt bzw. gepumpt wird.The gears 2 and 3 comb in one area 8th , This area 8th is flowed across by a fluid supply line 9a and a fluid drain 9b is accordingly provided transversely for the drain, with the rotating gears 2 . 3 Fluid when the in 1 upper gear 2 clockwise and according to rotation of the in 1 lower gear 3 counterclockwise from the fluid supply line 9a to the fluid outlet line 9b flows or is pumped.

Fluideinlass-und -auslassleitungen weisen geeignete Anschlussstutzen oder dergleichen auf, vergleiche 9a1 bzw. 9b1.Fluid inlet and outlet lines have suitable connecting pieces or the like, compare 9a1 and 9b1.

Die Zahnräder sind auf parallelen Wellen 10,11 angeordnet, wobei Zahnrad 2 auf Welle 10 sitzt und Zahnrad 3 Welle 11 zugeordnet ist.The gears are arranged on parallel shafts 10, 11, being the gear 2 on wave 10 sits and gear 3 wave 11 assigned.

Die Anordnung ist nun weiter so gebildet, dass einer der Verdränger, vorliegend Verdränger 5, mit axial festliegender Position auf ihrer Welle angeordnet ist und die axiale Ein-/-Aus Bewegung des zugehörigen Zahnrades 3 in dem Verdränger bzw. aus dem Verdränger heraus durch Axialverschiebung des Zahnrades 3 auf der gemeinsamen Welle von Verdränger 5 von Zahnrad 3 erfolgt. Durch diese Axialbewegung dringt also das Zahnrad 3 tiefer in den Verdränger 5 ein oder wird weiter aus dem Verdränger 5 herausgezogen. Die Finger des Verdrängers treten dabei mehr oder weniger tief in die Zahnlücken.The arrangement is now formed so that one of the displacers, in the present case displacers 5 , is arranged on its shaft with an axially fixed position and the axial on / off movement of the associated gear 3 in the displacer or out of the displacer by axial displacement of the gear 3 on the common wave of displacers 5 of gear 3 he follows. The gear wheel penetrates through this axial movement 3 deeper into the displacer 5 one or becomes further from the displacer 5 pulled out. The fingers of the displacer step more or less deeply into the tooth gaps.

Umgekehrt ist bei dem mit Zahnrad 3 kämmenden Zahnrad 2 und dem zugehörigen Verdränger 4 die Anordnung so gebildet, dass das Zahnrad 2 in axialfester Position auf der Welle sitzt, während der Verdränger 4 auf der Welle 10 axial hin und her verschieblich angeordnet ist.The reverse is the case with the gear 3 meshing gear 2 and the associated displacer 4 the arrangement formed so that the gear 2 sits in an axially fixed position on the shaft while the displacer 4 on the wave 10 is axially displaceable.

Die Anordnung von 1b unterscheidet sich von jener in 1a zunächst insofern, als Zahnrad 2 und die zugehörige Welle einstückig gebildet sind und die Verdränger bzw. Hülsen und für die Anordnung nicht der kämmende Eingriff der Zahnräder gezeigt ist, sondern der Verdränger klar erkennbar ist, sowie die Ausgestaltung der an den Verdränger für das verschiebliche Zahnrad angrenzenden Umgrenzung 41, die die Mitrotation des Verdränger mit seinem Zahnrad erlaubt.The arrangement of 1b differs from that in 1a First of all, as a gear 2 and the associated shaft are formed in one piece and the displacers or sleeves and for the arrangement not the meshing engagement of the gears is shown, but the displacer is clearly recognizable, as well as the design of the boundary adjacent to the displacer for the displaceable gear 41 that allows the co-rotation of the displacer with its gear.

In 3 ist eine einfache, handbetätigte Spindel 13 als sehr einfaches Einstellmittel für die Axialverschiebung veranschaulicht, das auf einen Verschiebeschlitten 14 einwirkt, durch welchen einerseits der Verdränger 4 und andererseits gleichzeitig und simultan das Zahnrad 3 auf ihren jeweiligen Wellen axial verschoben werden. Der Verdränger 4 ist mit Fingern 4b und Schlitzen 4c dazwischen gebildet, die sich senkrecht weg von einer von der Welle 10 durchdrungenen Stirnplatte 4a erstrecken bzw. es ist Verdränger 5 mit Fingern 5b gebildet, zwischen welchen Schlitze 5c vorgesehen sind, die jeweils entsprechend von einer Stirnplatte 5a axial in Richtung auf das Zahnrad weg stehen, wobei die Stirnplatte 5a von der Welle 11 durchdrungen ist.In 3 is a simple, manually operated spindle 13 illustrated as a very simple adjustment means for the axial displacement, that on a sliding carriage 14 acts through which on the one hand the displacer 4 and on the other hand simultaneously and simultaneously the gear 3 be axially displaced on their respective shafts. The displacer 4 is with fingers 4b and slits 4c formed in between, which is perpendicular away from one of the shaft 10 penetrated faceplate 4a extend or it is displacer 5 with fingers 5b formed between which slots 5c are provided, each corresponding to an end plate 5a Stand axially towards the gear, with the face plate 5a from the wave 11 is permeated.

Die Finger sind komplementär zum Zahnradprofil geformt, wobei die die Außenkontur der Finger einer Zylinderform folgt. Die Stirnplatte 4a bzw. 5a schließt diesen Zylinder jeweils an einer Stirnseite ab und besitzt eine dem Zahnradumfangskreis entsprechende Größe, die eng an die Innenkontur der Kammer angepasst ist. Wie in 6 für ein besonderes, nämlich für besonders hohe Drehgeschwindigkeit und dabei auftretende hohe Fliehkräfte gezeigtes Zahnradprofil veranschaulicht, bilden Verdrängerfinger und Zahnrad-Außenbereiche gemeinsam eine Zylinderkontur. Die Besonderheit in 6, die das Zahnradprofil besitzt, nämlich eine nicht konische Erweiterung zum Zahnradgrund hin, die verhindert, dass die Finger nach außen fliehen können, ist davon unabhängig.The fingers are shaped complementary to the gear profile, the outer contour of the fingers following a cylindrical shape. The faceplate 4a respectively. 5a closes this cylinder on one end face and has a size corresponding to the gear circumference, which is closely matched to the inner contour of the chamber. As in 6 For a special gear profile shown, namely for a particularly high rotational speed and the high centrifugal forces that occur, displacement fingers and external gear areas together form a cylinder contour. The peculiarity in 6 , which has the gear profile, namely a non-conical extension to the gear base, which prevents the fingers from escaping to the outside, is independent of this.

Falls gewünscht, kann übrigens bereichsweise eine ganz minimale Abweichung von einer engen Passung der Finger bzw. Zahnräder an die Kammerwand dergestalt gegeben sein, dass etwas - wenn auch sehr wenig -Fluid zwischen die Finger / Zahnräder einerseits und die Kammerinnenwand andererseits gelangen und damit eine Schmierung bewirken kann.If desired, there may also be a minimal deviation in some areas from a tight fit of the fingers or gearwheels to the chamber wall in such a way that something - albeit very little - fluid gets between the fingers / gearwheels on the one hand and the chamber inner wall on the other hand and thus lubrication can effect.

Dass bei der Anordnung jeweils eines von Verdränger und zugeordnetem Zahnrad axialfest auf der jeweiligen Welle angeordnet ist, ist besonders gut an den von oben nach unten gezogenen Hilfslinien 14a 14b zu erkennen, die zeigen, dass Verdränger 5 unabhängig von der Verschiebung des Schlitten 15a feststeht, während sich das zu Verdränger 5 zugehörige Zahnrad 3 axial hin und her bewegt; entsprechend ist auch Zahnrad 2 als axialfest und Verdränger 4 als axial bewegt erkennbar. Es sei explizit erwähnt, dass eine axialfeste Anordnung auf unterschiedliche Weise erreicht werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine einstückige Ausbildung von Welle und zugehörigem Zahnrad durch Fertigung aus dem Vollen möglich.The fact that one of the displacers and the associated gearwheel is arranged axially fixed on the respective shaft in the arrangement is particularly good on the auxiliary lines drawn from top to bottom 14a 14b to recognize that show displacers 5 regardless of the displacement of the sled 15a is certain, while that becomes a displacer 5 associated gear 3 moved axially back and forth; gear is corresponding 2 as axially fixed and displacement 4 recognizable as axially moved. It should be explicitly mentioned that an axially fixed arrangement can be achieved in different ways. In a particularly preferred embodiment, a one-piece design of shaft and associated gear is possible by manufacturing from solid.

Es ist auch abzuschätzen, dass die Gesamtanordnung in einem durch Stirnplatten verschlossenen Gehäuse angeordnet ist, vergleiche Stirnplatten 16a , 16b in 2.It can also be estimated that the overall arrangement is arranged in a housing closed by end plates, see end plates 16a . 16b in 2 ,

Die Anordnung kann verwendet werden wie folgt:

Die Fluidflussvorrichtung 1 wird zuflussseitig am Fluidzuflussanschluss 9a1 mit einem Fluidreservoir verbunden und die Antriebswelle 10 im Uhrzeigersinn in 1 in Drehung versetzt. Dabei sollen die Zahnräder zunächst so kämmen, dass diese nicht vollständig in ihren Verdrängern aufgenommen und nicht vollständig aus diesen herausgetreten sind, wie in der mittleren Abbildung von 3 zu erkennen.

The arrangement can be used as follows:

The fluid flow device 1 is connected on the inflow side to the fluid inflow connection 9a1 to a fluid reservoir and the drive shaft 10 clockwise in 1 spun. The gears should initially mesh in such a way that they are not fully accommodated in their displacers and have not fully emerged from them, as in the middle illustration of 3 to recognize.

In jenem Axialbereich, in welchem die Zahnräder 2 und 3 kämmen, wird dann Fluid entlang der Wände der Kammerinnenwände zum Fluidauslass 9b gepumpt. Das je Umdrehung der Antriebswelle 10 geförderte Volumen wird dabei durch den Überlapp der Zahnräder und die Zahnradgeometrie bestimmt.In the axial area in which the gears 2 and 3 Comb, then fluid along the walls of the chamber inner walls to the fluid outlet 9b pumped. That per revolution of the drive shaft 10 delivered volume is determined by the overlap of the gears and the gear geometry.

Wird dann bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Welle ein größeres Fördervolumen gewünscht, kann die Spindel 13 dergestalt betätigt werden, dass das Zahnrad 3 aus dem Verdränger 5 mittels des Schlitten 14 herausgezogen wird und in gleichem Maß der Verdränger 4 weg vom axial feststehenden Zahnrad 2 gezogen wird. Damit vergrößert sich der Überlappungsbereich von der Größe Ü_B auf die Größe Ü_A, was im oberen Bild von 3 gezeigt ist.If a larger delivery volume is then desired with the shaft rotating at a constant speed, the spindle can be used 13 be operated in such a way that the gear 3 from the displacer 5 by means of the sled 14 is pulled out and to the same extent the displacer 4 away from the axially fixed gear 2 is pulled. This increases the overlap area from size Ü _B to size Ü _A , which is shown in the upper image 3 is shown.

Wird dagegen ein kleineres Volumen je Umdrehung der Welle 10 gewünscht, kann der Schlitten 14 mit der Spindel 13 so bewegt werden, dass der Verdränger 4 fast vollständig über dem Zahnrad 2 angeordnet ist und zugleich das Zahnrad 3 fast vollständig in den axial feststehenden Verdränger 5 eindringt. Dies ist in 3 unten dargestellt für ein minimales Pumpvolumen je Umdrehung durch den dort minimalen Überlapp Üc. 3 zeigt auch, dass nicht nur eines der beiden Zahnräder und der Verdränger des anderen Zahnrades verschoben wird, sondern überdies auch eine mit dem verschobenen Verdränger mitbewegte Lagerhülse, um das bewegte Zahnrad auf der dem Verdränger gegenüberliegenden Seite stirnseitig abzudichten.In contrast, there is a smaller volume per revolution of the shaft 10 desired, the sledge can 14 with the spindle 13 be moved so that the displacer 4 almost completely over the gear 2 is arranged and at the same time the gear 3 almost completely in the axially fixed displacer 5 penetrates. This is in 3 shown below for a minimum pump volume per revolution due to the minimal overlap Üc there. 3 also shows that not only one of the two gearwheels and the displacer of the other gearwheel is shifted, but also a bearing sleeve which is moved along with the displaced displacer in order to seal the end of the moving gearwheel on the side opposite the displacer.

Es versteht sich, dass bei einer praktischen Realisierung die Spindel typisch nicht von Hand betätigt wird, sondern über andere Mechanismen, beispielsweise über Ankopplung an Tauchspulen, die elektromagnetisch betätigt sind, über hydraulische Kolben mit gesteuerten Ventilen, über Seilzüge usw..It goes without saying that in a practical implementation, the spindle is typically not operated by hand, but rather via other mechanisms, for example via coupling to plunger coils which are actuated electromagnetically, via hydraulic pistons with controlled valves, via cable pulls, etc.

Es sei erwähnt, dass die dargestellte Konstruktion als stufenloses Getriebe für ein Fahrrad ohne weiteres verwendbar ist, wobei dann einsichtigerweise ein hinreichend leichtgewichtiges Gehäuse verwendbar ist, das weniger massiv ausgelegt werden braucht als für das Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei einem stufenloses Getriebe für ein Fahrrad solchen kann die Verzahnung stets einen minimalen Eingriff bewahren.It should be mentioned that the construction shown can be easily used as a continuously variable transmission for a bicycle, in which case it is obvious that a sufficiently light-weight housing can be used, which needs to be designed to be less solid than shown for the exemplary embodiment. In the case of a continuously variable transmission for a bicycle, the toothing can always maintain minimal intervention.

Es kann beispielsweise eine erfindungsgemäße Fluidflussvorrichtung an der Tretkurbel angeordnet werden und ein Fluidabnehmer am Hinterrad. Der Fluidabnehmer kann zwei axialfeste Zahnräder aufweisen und durch das von der erfindungsgemäßen Fluidflussvorrichtung bei Tretkurbelbetätigung gepumpte Fluid angetrieben werden. Zwischen erfindungsgemäßer Fluidflussvorrichtung und Fluidabnehmer sind dann Fluidleitungen vorgesehen, über welche ein geschlossenes Fluidvolumen erreicht wird. Dass eine andere Anordnung, beispielsweise mit zwei variablen erfindungsgemäßen Fluidflussvorrichtungen, jeweils eine an der Tretkurbel und eine am Hinterrad, verwendbar wäre oder eine Anordnung, bei welcher eine erfindungsgemäße Fluidflussvorrichtung nur am Hinterrad vorgesehen ist, nicht jedoch an der Tretkurbel, sondern an der Tretkurbel lediglich eine herkömmliche Zahnradpumpe oder dergl. vorgesehen werden kann, sei erwähnt. Die Anordnung der etwas schwereren erfindungsgemäßen Fluidflussvorrichtung beim Tretlager ist jedoch für das Fahrverhalten klar vorteilhaft. For example, a fluid flow device according to the invention can be arranged on the pedal crank and a fluid collector on the rear wheel. The fluid collector can have two axially fixed gear wheels and can be driven by the fluid pumped by the fluid flow device according to the invention when the pedal crank is actuated. Fluid lines are then provided between the fluid flow device according to the invention and the fluid collector, via which a closed fluid volume is achieved. That another arrangement, for example with two variable fluid flow devices according to the invention, one each on the pedal crank and one on the rear wheel, could be used or an arrangement in which a fluid flow device according to the invention is only provided on the rear wheel, but not on the pedal crank but only on the pedal crank a conventional gear pump or the like can be provided. However, the arrangement of the somewhat heavier fluid flow device according to the invention at the bottom bracket is clearly advantageous for the driving behavior.

Wird eine Fluidflussvorrichtung mit variablem Schöpfvolumen gemäß der Erfindung nahe der Tretkurbel angeordnet, kann dort für Steigungen, Anfahren und dergleichen ein geringes Schöpfvolumen eingestellt werden, indem ein geringer axialen Überlapp eingestellt wird; das somit je Umdrehung geringe Volumen geschöpften Fluids kann über Rohrleitungen oder Schläuche an einen Fluidabnehmer am Hinterrad geleitet werden.If a fluid flow device with a variable scoop volume according to the invention is arranged near the pedal crank, a small scoop volume can be set there for gradients, starting and the like by setting a small axial overlap; the volume of fluid scooped per revolution can be directed to a fluid collector on the rear wheel via pipes or hoses.

Wird dann das Schöpfvolumen an der bei der Tretkurbel vorgesehenen Fluidflussvorrichtung erhöht, beschleunigt sich bei gleichbleibender Drehzahl der Pedale das Fahrrad, weil mehr Fluid zum Hinterrad gepumpt wird. Aufgrund des nicht variablen Hydroabnehmers am Hinterrad wird sich bei dort gleich bleibenden Volumen je Umdrehung das Hinterrad demgemäß schneller drehen. So können unterschiedliche Geschwindigkeiten einfach erreicht werden.If the scoop volume on the fluid flow device provided in the pedal crank is then increased, the bicycle accelerates at a constant rotational speed of the pedals because more fluid is pumped to the rear wheel. Due to the non-variable hydraulic pantograph on the rear wheel, the volume of the rear wheel will rotate faster with the same volume per revolution. So different speeds can be easily reached.

Durch die beschriebene, kompakte Anordnung können die herkömmlichen Kettenritzel, Ketten, sperrige und anfällige Umwerfmechanismen und diverse Schutzeinrichtungen entfallen und der Transport und die Lagerung von Fahrrädern können wesentlich vereinfacht werden. Zudem sind die wesentlichen Elemente der Anordnung in Fluid wie Öl eingebettet und damit gut vor Rostbefall und dergleichen geschützt. Es sei erwähnt, dass bei geschlossenen Kreislauf wie etwa bei einem Fahrrad ein Ausgleichsbehälter vorgesehen sein kann, mit dem das entsprechend des Überlapp veränderliche Ölvolumen kompensiert wird.The compact arrangement described means that the conventional chain sprockets, chains, bulky and susceptible knock-over mechanisms and various protective devices can be dispensed with and the transport and storage of bicycles can be considerably simplified. In addition, the essential elements of the arrangement are embedded in fluid such as oil and thus well protected against rust and the like. It should be mentioned that in the case of a closed circuit, such as a bicycle, an expansion tank can be provided, with which the oil volume, which varies according to the overlap, is compensated.

Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass bei Getrieben und dergleichen durch die vorgeschlagene Anordnung stets nur so viel Medium gefördert wird wie benötigt, also keine Drosseln oder Überdruckventile erforderlich sind, die zu einer unnötigen Erwärmung, und zur Verwendung zumindest partiell verschleißbehafteter Teil führen. Auch ist die Geräuschentwicklung geringer.It should also be pointed out that in the case of gearboxes and the like, the proposed arrangement always delivers only as much medium as required, that is to say no throttles or pressure relief valves are required which lead to unnecessary heating and to the use of at least partially wear-prone parts. The noise level is also lower.

Weiter ist zu beachten, dass zur praktischen Realisierung einer tatsächlichen Fluidflussvorrichtung die verschiedenen rotierenden Elemente ordnungsgemäß gelagert, durch Öffnungen fluiddicht durchgeführt, relativ zueinander gesichert sein müssen und so weiter. In einer praktischen Ausführungsform kann daher die eigentliche Fluidflussvorrichtung gebildet sein wie mit Bezug auf die 4 und 5 erkennbar.It should also be noted that, in order to implement an actual fluid flow device in practice, the various rotating elements must be properly stored, fluid-tight through openings, secured relative to one another, and so on. In a practical embodiment, the actual fluid flow device can therefore be formed as with reference to FIG 4 and 5 recognizable.

In 4 ist verwiesen mit Bezugszahl 20 auf einen Sicherungsring, mit Bezugszahl 21 auf ein Kugelllager, mit Bezugszahl 22 auf einen weiteren Sicherungsring und mit Bezugszahl 23 auf eine Lagerbuchse. Der feste Verdränger ist mit Bezugszahl 24 bezeichnet, das verschiebliche Zahnrad mit Bezugszahl 25, eine Lagerhülse mit Bezugszahl 26, ein Kugellager mit Bezugszahl 27 und mit Bezugszahl 28 ist eine weitere Sicherung bezeichnet. Die zur Verschiebung verwendete Schiebegabel ist mit Bezugszahl 29 bezeichnet. Es sei erwähnt, dass die Lagerhülse mit dem verschieblichen Zahnrad und dem verschieblichen Verdränger gemeinsam bewegt wird.In 4 is referenced with reference number 20 on a circlip, with reference number 21 on a ball bearing, with reference number 22 on another circlip and with reference number 23 on a bearing bush. The fixed displacer is with reference number 24 referred to, the sliding gear with reference number 25 , a bearing sleeve with reference number 26 , a ball bearing with reference number 27 and with reference number 28 is called another fuse. The sliding fork used for displacement is with reference number 29 designated. It should be mentioned that the bearing sleeve is moved together with the displaceable gearwheel and the displaceable displacer.

In 5 bezeichnet Bezugszahl 30 das fest auf der Welle stehende Zahnrad, Bezugszahl 31 den verschiebliche bzw variablen Verdränger mit Schlitzen, Stirnplatte und Fingern wie ersichtlich. Bezugszahl 32 bezeichnet eine Antriebswelle. Bezugszahl 33 bezeichnet einen Wellendichtring. Bezugszahl 34 bezeichnet ein Kugellager, Bezugszahl 35 bezeichnet einen ersten Sicherungsring, Bezugszahl 36 bezeichnet einen zweiten Sicherungsring, Bezugszahl 37 bezeichnet ein weiteres Kugellager und Bezugszahl 38 bezeichnet einen dritten Sicherungsring. Die Schiebegabel, die in 4 als 29 bezeichnet ist, ist in 5 mit Bezugszahl 39 bezeichnet. Die Lagerhülse ist mit 40 bezeichnet, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Stirnansicht ungenau gezeichnet ist.In 5 denotes reference number 30 the gear on the shaft, reference number 31 the displaceable or variable displacer with slots, face plate and fingers as can be seen. numeral 32 denotes a drive shaft. numeral 33 denotes a shaft seal. numeral 34 denotes a ball bearing, reference number 35 denotes a first circlip, reference number 36 denotes a second circlip, reference number 37 denotes another ball bearing and reference number 38 denotes a third circlip. The sliding fork that is in 4 denoted as 29 is in 5 with reference number 39 designated. The bearing sleeve is designated 40, it being pointed out that the end view is drawn inaccurately.

Claims

Fluidflussvorrichtung mit zwei axial ausgedehnten Zahnrädern, die einen axialen Überlappungsbereich aufweisen und dort miteinander kämmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder zueinander unter Veränderung des Überlappungsbereiches axial verschieblich sind und dass ihnen mitrotierende Verdränger zugeordnet sind, welche zur Überdeckung durch die relative Axialverschiebung aus dem Überlappungsbereich tretender Zahnradbereiche ausgebildet sind.Fluid flow device with two axially extended gearwheels which have an axial overlap area and mesh with one another there, characterized in that the gearwheels are axially displaceable relative to one another by changing the overlap area and in that they are associated with rotating displacers which emerge from the overlap area for overlap due to the relative axial displacement Gear areas are formed.

Fluidflussvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, worin die zwei axial ausgedehnten Zahnräder in einem, mindestens je einen Fluidzu- und Fluidabfluss aufweisenden Gehäuse angeordnet sind und die Zahnräder darin so angeordnet sind, dass Fluid entsprechend der Zahnraddrehung vermittels der Zahnräder vom Fluidzu- zum Fluidabfluss mitgenommen wird.Fluid flow device according to the preceding claim, wherein the two axially extended gears are arranged in a housing, each having at least one fluid inflow and fluid outflow, and the gearwheels are arranged therein such that fluid is entrained by the gearwheels from the fluid inflow to the fluid outflow by means of the gearwheels.

Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdränger dazu angeordnet sind, sich bei der axialen Relativbewegung der Zahnräder ebenfalls relativ zueinander zu bewegen.Fluid flow device according to one of the preceding claims, characterized in that the displacers are arranged to also move relative to one another during the axial relative movement of the gear wheels.

Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschiebeanordnung für die Axialverschiebung des ersten der Zahnräder auf das zweite zu vorgesehen ist und diese Verschiebunganordnung dazu ausgebildet ist, der Verdränger für das zweite Zahnrad entsprechend auf dem Verdränger für das erste Zahnrad axial zu mit zu bewegen.Fluid flow device according to one of the preceding claims, characterized in that a displacement arrangement is provided for the axial displacement of the first of the gearwheels towards the second, and this displacement arrangement is designed to axially adjust the displacer for the second gearwheel accordingly on the displacer for the first gearwheel to move.

Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei axial ausgedehnten Zahnräder eine Außenzahnradanordnung bilden, die in einem Gehäuse so angeordnet sind, dass die Zahnräder drehend in einer jeweiligen Bohrung eingepasst aufgenommen sind, wobei der Verdränger eine dem Innendurchmesser der Bohrung angepassten Durchmesser besitzt.Fluid flow device according to one of the preceding claims, characterized in that the two axially extended gears form an external gear arrangement which are arranged in a housing in such a way that the gears are rotatably fitted in a respective bore, the displacer having a diameter adapted to the inner diameter of the bore has.

Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Drehmomentbeaufschlagung an einer Antriebswelle angeordnet ist und als Zahnradpumpe ausgebildet ist.Fluid flow device according to one of the preceding claims, characterized in that it is arranged for the application of torque to a drive shaft and is designed as a gear pump.

Fluidflussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse aufweist und zumindest eine Welle, auf welcher eines der Zahnräder angeordnet ist, nach außerhalb des Gehäuses geführt und dazu ausgebildet ist, den Abgriff eines Drehmoment zu ermöglichen, wobei das Gehäuse weiter dazu ausgelegt ist, mit einer mit einem gegenüber dem Fluidausströmdruck höheren Fluiddruck angeströmt zu werden.Fluid flow device according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that it has a housing and at least one shaft, on which one of the toothed wheels is arranged, is guided outside the housing and is designed for this purpose, to enable the tapping of a torque, the housing being further designed to be supplied with a fluid pressure that is higher than the fluid outflow pressure.

Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen, auf welchen die zwei axial ausgedehnten Zahnräder angeordnet sind, außerhalb des Fluidförderbereichs miteinander gekoppelt sind und die axial ausgedehnten Zahnräder soweit verschieblich sind, dass sie vollständig außer Eingriff treten, und/oder worin die axial ausgedehnten Zahnräder eine allgemein zylindrische Kontur besitzen und bevorzugt zylindrische Stirnzahnräder sind und/oder worin die Fluidflussvorrichtung für eine Schmierfluid-Durchströmung, insbesondere Öl-Durchströmung, ausgebildet ist.Fluid flow device according to one of the preceding claims, characterized in that the shafts on which the two axially extended gearwheels are arranged are coupled to one another outside the fluid delivery region and the axially expanded gearwheels are displaceable to such an extent that they completely disengage, and / or in which the axially extended gears have a generally cylindrical contour and are preferably cylindrical spur gears and / or in which the fluid flow device is designed for a flow of lubricating fluid, in particular an oil flow.

Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mitrotierenden Verdränger axiale Finger aufweisen, die allgemein komplementär zu der Verzahnungsform der axial ausgedehnten Zahnräder sind, wobei bevorzugt die Verzahnung einen nicht konischen, sondern sich zur Zahnradmitte erweiternden Boden besitzt und die Verdrängerfinger in diesen eindringen.Fluid flow device according to one of the preceding claims, characterized in that the co-rotating displacers have axial fingers which are generally complementary to the toothing shape of the axially extended gearwheels, the toothing preferably having a bottom which is not conical but widening towards the center of the gearwheel and the displacement fingers in these penetration.

Getriebeanordnung, worin die Eingangswelle mit einer Fluidpumpe gebildet ist und die Ausgangswelle mit einer durch eine Fluiddruckdifferenz angetriebenen Vorrichtung bewegt wird, wobei wenigstens eine von Pumpe und fluidangetriebener Vorrichtung als Fluidflussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist und zwischen ihnen zumindest eine Fluidleitung für unter Druck stehendes Fluid vorgesehen ist, insbesondere ein Fluidkreislauf.Gear arrangement, wherein the input shaft is formed with a fluid pump and the output shaft is moved with a device driven by a fluid pressure difference, wherein at least one of the pump and the fluid-driven device is formed as a fluid flow device according to one of the preceding claims and between them at least one fluid line for pressurized Fluid is provided, in particular a fluid circuit.