DE102023202577A1

DE102023202577A1 - Gear for a gear fluid machine, method for producing such a gear and gear fluid machine

Info

Publication number: DE102023202577A1
Application number: DE102023202577.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Goss; Dominik KETTERER
Original assignee: Eckerle Technologies GmbH
Current assignee: Eckerle Technologies GmbH
Priority date: 2023-03-22
Filing date: 2023-03-22
Publication date: 2024-09-26
Also published as: WO2024194174A8; WO2024194174A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad (3, 4) für eine Zahnradfluidmaschine (1), mit einer mehrere Zähne (17) aufweisenden, als Außenverzahnung (7) oder als Innenverzahnung (8) ausgestalteten Verzahnung (7, 8). Dabei ist vorgesehen, dass in einem Zahnkopf (23) wenigstens eines der Zähne (17) eine randgeschlossene Zahnkopfausnehmung (27) und/oder in wenigstens einem zwischen zwei der Zähne (17) vorliegenden Zahngrund (24) eine randgeschlossene Zahngrundausnehmung (31) hergestellt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads (3, 4) für eine Zahnradfluidmaschine (1) sowie eine Zahnradfluidmaschine (1).The invention relates to a gear (3, 4) for a gear fluid machine (1), with a gear (7, 8) having a plurality of teeth (17) and designed as an external gear (7) or as an internal gear (8). It is provided that a tooth head recess (27) with a closed edge is produced in a tooth head (23) of at least one of the teeth (17) and/or a tooth base recess (31) with a closed edge is produced in at least one tooth base (24) located between two of the teeth (17). The invention further relates to a method for producing a gear (3, 4) for a gear fluid machine (1) and to a gear fluid machine (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad für eine Zahnradfluidmaschine, mit einer mehrere Zähne aufweisenden, als Außenverzahnung oder als Innenverzahnung ausgestalteten Verzahnung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Zahnrads sowie eine Zahnradfluidmaschine mit einem solchen Zahnrad.The invention relates to a gear for a gear fluid machine, with a toothing having a plurality of teeth and designed as an external toothing or as an internal toothing. The invention further relates to a method for producing such a gear and a gear fluid machine with such a gear.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2016 207 093 B4 bekannt. Diese beschreibt eine Zahnradfluidmaschine, mit einem eine als Außenverzahnung ausgestaltete erste Verzahnung aufweisenden Ritzel sowie einem um eine Hohlraddrehachse und bezüglich des Ritzels exzentrisch gelagerten Hohlrad, das eine bereichsweise mit der ersten Verzahnung kämmende, als Innenverzahnung ausgebildete zweite Verzahnung aufweist, oder mit einem ersten Zahnrad, das eine die erste Verzahnung bildende Außenverzahnung aufweist, sowie mit einem zweiten Zahnrad, das die bereichsweise mit der ersten Verzahnung kämmende, als Außenverzahnung ausgestaltete zweite Verzahnung aufweist, wobei die erste Verzahnung über mehrere erste Zähne und die zweite Verzahnung über mehrere zweite Zähne verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass die erste Verzahnung und/oder die zweite Verzahnung derart ausgestaltet sind, dass eine Eingriffslinie der beiden Verzahnungen wenigstens einen gekrümmten Bereich aufweist, sodass sich eine verlängerte Eingriffslinie ergibt.The state of the art includes, for example, the publication EN 10 2016 207 093 B4 This describes a gear fluid machine with a pinion having a first toothing designed as an external toothing and a ring gear mounted eccentrically about a ring gear axis of rotation and with respect to the pinion, which has a second toothing designed as an internal toothing that partially meshes with the first toothing, or with a first gear that has an external toothing forming the first toothing, and with a second gear that has the second toothing designed as an external toothing that partially meshes with the first toothing, wherein the first toothing has a plurality of first teeth and the second toothing has a plurality of second teeth. It is provided that the first toothing and/or the second toothing are designed such that an engagement line of the two toothings has at least one curved region, so that an extended engagement line is produced.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Zahnrad für eine Zahnradfluidmaschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Zahnrädern Vorteile aufweist, insbesondere einen optimierten Druckaufbau und Druckabbau in der Zahnradfluidmaschine ermöglicht.It is an object of the invention to propose a gear for a gear fluid machine which has advantages over known gears, in particular enables an optimized pressure build-up and pressure reduction in the gear fluid machine.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Zahnrad für eine Zahnradfluidmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in einem Zahnkopf wenigstens eines der Zähne eine randgeschlossene Zahnkopfausnehmung und/oder in wenigstens einem zwischen zwei der Zähne vorliegenden Zahngrund eine randgeschlossene Zahngrundausnehmung hergestellt ist.This is achieved according to the invention with a gear for a gear fluid machine with the features of claim 1. It is provided that a tooth head recess with a closed edge is produced in a tooth head of at least one of the teeth and/or a tooth base recess with a closed edge is produced in at least one tooth base between two of the teeth.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the dependent claims. It is pointed out that the embodiments explained in the description are not restrictive; rather, any variations of the features disclosed in the description, the claims and the figures can be implemented.

Das Zahnrad stellt bevorzugt einen Bestandteil der Zahnradfluidmaschine dar, kann jedoch selbstverständlich auch separat von dieser vorliegen. Die Zahnradfluidmaschine stellt eine Fluidfördereinrichtung dar und dient insoweit dem Fördern eines Fluids, beispielsweise einer Flüssigkeit oder eines Gases. Hierzu verfügt die Zahnradfluidmaschine über zwei Zahnräder, nämlich über ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad. Das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad oder sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad sind bevorzugt (jeweils) gemäß dem hier beschriebenen Zahnrad ausgestaltet. Die Zahnradfluidmaschine selbst kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, insbesondere liegt sie als Außenzahnradfluidmaschine oder als Innenzahnradfluidmaschine vor.The gear preferably represents a component of the gear fluid machine, but can of course also be present separately from it. The gear fluid machine represents a fluid conveying device and is used to convey a fluid, for example a liquid or a gas. For this purpose, the gear fluid machine has two gears, namely a first gear and a second gear. The first gear, the second gear or both the first gear and the second gear are preferably (each) designed according to the gear described here. The gear fluid machine itself can basically be designed in any way, in particular it is available as an external gear fluid machine or as an internal gear fluid machine.

Im Falle der Außenzahnradfluidmaschine verfügen beide Zahnräder über Außenverzahnungen, welche in einem Eingriffsbereich miteinander kämmen. Liegt die Zahnradfluidmaschine als Innenzahnradfluidmaschine vor, so weist das erste Zahnrad eine Außenverzahnung und das zweite Zahnrad eine Innenverzahnung oder umgekehrt auf. Das erste Zahnrad kann in diesem Fall auch als Ritzel und das zweite Zahnrad als Hohlrad bezeichnet werden. Die Verzahnungen der beiden Zahnräder greifen in Umfangsrichtung gesehen bereichsweise ineinander ein, kämmen also bereichsweise miteinander, nämlich in einem Eingriffsbereich. Unabhängig von der Ausgestaltung der Zahnradfluidmaschine sind die beiden Zahnräder zur Fluidförderung vorgesehen und aus diesem Grund derart ausgestaltet, dass sie bei einer Drehbewegung zum Fördern des Fluids zusammenwirken und hierbei ineinander eingreifen beziehungsweise miteinander kämmen. Das bedeutet, dass eine Drehbewegung des ersten Zahnrads unmittelbar auf das zweite Zahnrad und umgekehrt eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads unmittelbar auf das erste Zahnrad übertragen wird.In the case of the external gear fluid machine, both gears have external teeth that mesh with one another in an engagement area. If the gear fluid machine is an internal gear fluid machine, the first gear has external teeth and the second gear has internal teeth, or vice versa. In this case, the first gear can also be referred to as a pinion and the second gear as a ring gear. The teeth of the two gears mesh with one another in areas in the circumferential direction, i.e. they mesh with one another in areas, namely in an engagement area. Regardless of the design of the gear fluid machine, the two gears are intended for fluid conveyance and are therefore designed in such a way that they work together during a rotary movement to convey the fluid and mesh with one another or mesh with one another. This means that a rotary movement of the first gear is transmitted directly to the second gear and, conversely, a rotary movement of the second gear is transmitted directly to the first gear.

Sowohl das erste Zahnrad als auch das zweite Zahnrad sind vorzugsweise in einem Maschinengehäuse der Zahnradfluidmaschine angeordnet und in diesem drehbar gelagert. Das erste Zahnrad ist hierbei um eine erste Drehachse drehbar gelagert, wohingegen das zweite Zahnrad um eine zweite Drehachse drehbar gelagert ist. Bei der Innenzahnradfluidmaschine ist im Querschnitt gesehen, also in einer senkrecht auf den Drehachsen stehenden Schnittebene, das erste Zahnrad in dem zweiten Zahnrad angeordnet, nämlich derart, dass die Verzahnung, insbesondere Außenverzahnung, des ersten Zahnrads in dem Eingriffsbereich mit der Verzahnung, insbesondere Innenverzahnung, des zweiten Zahnrads kämmt beziehungsweise mit dieser in Eingriff steht.Both the first gear and the second gear are preferably arranged in a machine housing of the gear fluid machine and are rotatably mounted therein. The first gear is rotatably mounted about a first axis of rotation, whereas the second gear is rotatably mounted about a second axis of rotation. In the internal gear fluid machine, viewed in cross-section, i.e. in a cutting plane perpendicular to the axes of rotation, the first gear is arranged in the second gear, namely in such a way that the teeth, in particular external teeth, of the first gear mesh with the teeth, in particular internal teeth, of the second gear in the engagement region or are in engagement with them.

Im Rahmen dieser Beschreibung wird beispielhaft hauptsächlich auf die Ausgestaltung der Zahnradfluidmaschine als Innenzahnradfluidmaschine hingewiesen. Das beschriebene Zahnrad kann jedoch in einer beliebigen Zahnradfluidmaschine Verwendung finden, insbesondere auch für die Außenzahnradfluidmaschine. Die Ausführungen sind also stets analog auf eine als Außenzahnradfluidmaschine ausgestaltete Zahnradfluidmaschine übertragbar.In this description, the design of the gear fluid machine as an internal gear fluid machine is mainly used as an example. machine. However, the gear described can be used in any gear fluid machine, in particular also for the external gear fluid machine. The explanations can therefore always be transferred analogously to a gear fluid machine designed as an external gear fluid machine.

Der Eingriffsbereich ist beispielsweise gehäusefest angeordnet, dreht sich also nicht mit dem ersten Zahnrad beziehungsweise dem zweiten Zahnrad mit. In dem Eingriffsbereich greift ein Zahn einer der Verzahnungen in einen Zahnzwischenraum der jeweils anderen der Verzahnungen ein. Der Zahnzwischenraum ist in Umfangsrichtung von Zähnen der jeweiligen Verzahnung begrenzt. Beispielsweise greift ein Zahn der ersten Verzahnung in einen Zahnzwischenraum der zweiten Verzahnung oder umgekehrt ein Zahn der zweiten Verzahnung in einen Zahnzwischenraum der ersten Verzahnung ein. In dem Eingriffsbereich wirken die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung insoweit dichtend zusammen.The engagement area is, for example, arranged fixed to the housing, so it does not rotate with the first gear or the second gear. In the engagement area, a tooth of one of the gears engages in a tooth gap of the other of the gears. The tooth gap is limited in the circumferential direction by teeth of the respective gear. For example, a tooth of the first gear engages in a tooth gap of the second gear or, conversely, a tooth of the second gear engages in a tooth gap of the first gear. In the engagement area, the first gear and the second gear work together to form a seal.

Andererseits des Eingriffsbereichs, also vorzugsweise auf der dem Eingriffsbereich bezüglich der ersten Drehachse und/oder der zweiten Drehachse diametral gegenüberliegenden Seite, ist beispielsweise ein Füllstück angeordnet. Das Füllstück liegt zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad oder anders ausgedrückt zwischen der Außenverzahnung des ersten Zahnrads und der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads vor. Das Füllstück ist somit in einem Fluidraum angeordnet, welcher in radialer Richtung nach innen von dem ersten Zahnrad und in radialer Richtung nach außen von dem zweiten Zahnrad begrenzt ist, jeweils bezüglich der ersten Drehachse beziehungsweise der zweiten Drehachse. Das Füllstück liegt einerseits an der ersten Verzahnung und andererseits an der zweiten Verzahnung an. Genauer gesagt liegt das Füllstück dichtend an Zahnköpfen der ersten Verzahnung und dichtend an Zahnköpfen der zweiten Verzahnung an, um den Fluidraum in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer zu unterteilen. Jede der beiden Fluidkammern ist in Umfangsrichtung gesehen also einerseits von dem Füllstück und andererseits durch das dichte Ineinandergreifen der ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung in dem Eingriffsbereich begrenzt.On the other side of the engagement region, i.e. preferably on the side diametrically opposite the engagement region with respect to the first axis of rotation and/or the second axis of rotation, a filler piece is arranged, for example. The filler piece is located between the first gear and the second gear, or in other words between the external teeth of the first gear and the internal teeth of the second gear. The filler piece is thus arranged in a fluid space which is delimited in the radially inward direction by the first gear and in the radially outward direction by the second gear, in each case with respect to the first axis of rotation and the second axis of rotation. The filler piece rests on the one hand on the first toothing and on the other hand on the second toothing. More precisely, the filler piece rests sealingly on tooth tips of the first toothing and sealingly on tooth tips of the second toothing in order to divide the fluid space into a first fluid chamber and a second fluid chamber. Each of the two fluid chambers is therefore limited in the circumferential direction on the one hand by the filler piece and on the other hand by the tight meshing of the first toothing and the second toothing in the engagement area.

Bevorzugt ist das Füllstück mehrteilig ausgestaltet und weist insoweit mehrere Segmente auf. Die Segmente des Füllstücks sind in radialer Richtung nebeneinander angeordnet, sodass also ein erstes Segment auf der dem ersten Zahnrad zugewandten Seite eines zweiten Segments und umgekehrt das zweite Segment auf der dem zweiten Zahnrad zugewandten Seite des ersten Segments angeordnet ist. Das erste Segment liegt hierbei an dem ersten Zahnrad beziehungsweise dessen Außenverzahnung und das zweite Segment an dem zweiten Zahnrad beziehungsweise an der Innenverzahnung des zweiten Zahnrads dichtend an. Die beiden Segmente sind vorzugsweise in radialer Richtung gegeneinander verlagerbar.The filler piece is preferably designed in several parts and therefore has several segments. The segments of the filler piece are arranged next to one another in the radial direction, so that a first segment is arranged on the side of a second segment facing the first gear and vice versa, the second segment is arranged on the side of the first segment facing the second gear. The first segment lies sealingly against the first gear or its external teeth and the second segment lies sealingly against the second gear or the internal teeth of the second gear. The two segments can preferably be displaced relative to one another in the radial direction.

Besonders bevorzugt wird ein zwischen den Segmenten vorliegender Spalt während eines Betriebs der Zahnradfluidmaschine derart mit Fluiddruck beaufschlagt, dass das erste Segment in Richtung des ersten Zahnrads und das zweite Segment in Richtung des zweiten Zahnrads gedrängt wird, sodass die Segmente an dem jeweiligen Zahnrad beziehungsweise den Zahnköpfen der entsprechenden Verzahnung dichtend anliegen. Die Zahnradfluidmaschine ist somit radialkompensiert beziehungsweise in radialer Richtung spaltkompensiert. Jedes der Segmente kann nochmals weiter in Segmente unterteilt werden. Beispielsweise ist also das erste Segment einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Segmenten und/oder das zweite Segment ist einstückig oder besteht aus wenigstens zwei Segmenten. Auch diese Segmente des Füllstücks sind bevorzugt gegeneinander verlagerbar gelagert, können also unabhängig voneinander verlagert werden. Hierdurch wird eine besonders effektive Spaltkompensation erzielt.Particularly preferably, a gap between the segments is subjected to fluid pressure during operation of the gear fluid machine in such a way that the first segment is pushed in the direction of the first gear and the second segment in the direction of the second gear, so that the segments are in sealing contact with the respective gear or the tooth tips of the corresponding gearing. The gear fluid machine is thus radially compensated or gap-compensated in the radial direction. Each of the segments can be further divided into segments. For example, the first segment is one-piece or consists of at least two segments and/or the second segment is one-piece or consists of at least two segments. These segments of the filler piece are also preferably mounted so that they can be displaced relative to one another, i.e. can be displaced independently of one another. This achieves particularly effective gap compensation.

Alternativ zu dem Füllstück liegen andererseits des Eingriffsbereichs, also wiederum vorzugsweise auf der dem Eingriffsbereich bezüglich der ersten Drehachse und/oder der zweiten Drehachse diametral gegenüberliegenden Seite, zumindest ein Zahnkopf der Innenverzahnung und ein Zahnkopf der Außenverzahnung dichtend aneinander an, insbesondere mit einer von dem jeweiligen Kopfkreis der entsprechenden Verzahnung begrenzten Kopfkreisfläche des jeweiligen Zahns. Anders ausgedrückt wird eine Kopfkreisfläche des Zahnkopfs der Innenverzahnung von dem Kopfkreis der Innenverzahnung und eine Kopfkreisfläche des Zahnkopfs der Außenverzahnung von einem Kopfkreis der Außenverzahnung begrenzt. Die Kopfkreisfläche der Innenverzahnung und die Kopfkreisfläche der Außenverzahnung liegen nun dichtend aneinander an. Hierdurch wird wiederum der Fluidraum in die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer unterteilt. Jede der beiden Fluidkammern ist in Umfangsrichtung einerseits durch das dichte Aneinanderanliegen der Kopfkreisflächen und andererseits durch das dichte Ineinandergreifen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung in dem Eingriffsbereich begrenzt. Eine solche Ausgestaltung der Zahnradfluidmaschine kann auch als Zahnringfluidmaschine bezeichnet werden.As an alternative to the filler piece, on the other side of the engagement region, i.e. again preferably on the side diametrically opposite the engagement region with respect to the first axis of rotation and/or the second axis of rotation, at least one tooth tip of the internal toothing and one tooth tip of the external toothing lie against one another in a sealing manner, in particular with a tip circle surface of the respective tooth delimited by the respective tip circle of the corresponding toothing. In other words, a tip circle surface of the tooth tip of the internal toothing is delimited by the tip circle of the internal toothing and a tip circle surface of the tooth tip of the external toothing is delimited by a tip circle of the external toothing. The tip circle surface of the internal toothing and the tip circle surface of the external toothing now lie against one another in a sealing manner. This in turn divides the fluid space into the first fluid chamber and the second fluid chamber. Each of the two fluid chambers is delimited in the circumferential direction on the one hand by the close contact of the tip circle surfaces and on the other hand by the close intermeshing of the external toothing and the internal toothing in the engagement region. Such a design of the gear fluid machine can also be called a gear ring fluid machine.

Die beiden Zahnräder der Zahnradfluidmaschine sind zwischen Gehäusewänden des bereits erwähnten Maschinengehäuses der Zahnradfluidmaschine angeordnet. Beispielsweise sind die Zahnräder an und/oder in dem Maschinengehäuse, insbesondere an den Gehäusewänden, gelagert. The two gears of the gear fluid machine are between the housing walls of the previously mentioned machine housing of the gear fluid machine. For example, the gears are mounted on and/or in the machine housing, in particular on the housing walls.

Eine der Gehäusewände liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Gehäusewände auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite der Zahnräder vor, sodass die Gehäusewände die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Beispielsweise ist ein zwischen den Gehäusewänden und den Zahnrädern verbleibender Spalt derart klein bemessen, dass die Gehäusewände eine hinreichende Abdichtung des Fluidraums beziehungsweise der Fluidkammern bewirken.One of the housing walls is therefore located on a first side of the gears and a second of the housing walls is located on a second side of the gears opposite the first side in the axial direction, so that the housing walls accommodate the gears between them in the axial direction. For example, a gap remaining between the housing walls and the gears is dimensioned so small that the housing walls ensure adequate sealing of the fluid space or the fluid chambers.

Besonders bevorzugt ist jedoch in axialer Richtung bezüglich der ersten Drehachse neben dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad, also insbesondere zwischen einer der Gehäusewände und den Zahnrädern, eine Dichtscheibe angeordnet, die während eines Betriebs der Zahnradfluidmaschine dichtend an dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad anliegt. Beispielsweise liegt in axialer Richtung gesehen lediglich einerseits des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads die Dichtscheibe vor. Bevorzugt ist es jedoch vorgesehen, dass - wiederum in axialer Richtung gesehen - beidseitig der beiden Zahnräder jeweils eine derartige Dichtscheibe angeordnet ist. Im Rahmen dieser Beschreibung wird der besonders vorteilhafte Fall erläutert, dass mehrere Dichtscheiben vorliegen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die entsprechenden Ausführungen auch für eine Ausgestaltung der Zahnradfluidmaschine herangezogen werden können, bei welcher lediglich eine einzige Dichtscheibe Bestandteil der Zahnradfluidmaschine ist.However, it is particularly preferred that a sealing disk be arranged in the axial direction with respect to the first axis of rotation next to the first gear and the second gear, i.e. in particular between one of the housing walls and the gears, which sealing disk rests against the first gear and the second gear during operation of the gear fluid machine. For example, viewed in the axial direction, the sealing disk is only present on one side of the first gear and the second gear. However, it is preferably provided that - again viewed in the axial direction - such a sealing disk is arranged on both sides of the two gears. In the context of this description, the particularly advantageous case of multiple sealing disks being present is explained. It goes without saying, however, that the corresponding embodiments can also be used for a design of the gear fluid machine in which only a single sealing disk is part of the gear fluid machine.

Vorzugsweise wird die Dichtscheibe in axialer Richtung in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit einem unter Druck stehenden Fluid, sodass sie dichtend an den Zahnrädern anliegt. Liegen mehrere Dichtscheiben vor, so sind diese in axialer Richtung beidseitig der Zahnräder angeordnet. Eine der Dichtscheiben liegt also auf einer ersten Seite der Zahnräder und eine zweite der Dichtscheiben auf einer der ersten Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite der Zahnräder vor, sodass die Dichtscheiben die Zahnräder in axialer Richtung gesehen zwischen sich aufnehmen. Bevorzugt werden die Dichtscheiben in axialer Richtung aufeinander zu und somit jeweils in Richtung der Zahnräder gedrängt, beispielsweise durch Druckbeaufschlagung, also durch Beaufschlagung mit dem unter Druck stehenden Fluid, sodass die Dichtscheiben auf gegenüberliegenden Seiten dichtend an den Zahnrädern anliegen. Die Zahnradfluidmaschine ist insoweit axial kompensiert beziehungsweise in axialer Richtung spaltkompensiert. Hierdurch wird eine besonders hohe Effizienz der Zahnradfluidmaschine erzielt.The sealing disk is preferably forced in the axial direction towards the gears, for example by applying pressure, i.e. by applying a pressurized fluid, so that it lies sealingly against the gears. If there are several sealing disks, these are arranged on both sides of the gears in the axial direction. One of the sealing disks is therefore on a first side of the gears and a second of the sealing disks is on a second side of the gears opposite the first side in the axial direction, so that the sealing disks hold the gears between them in the axial direction. The sealing disks are preferably forced towards one another in the axial direction and thus each in the direction of the gears, for example by applying pressure, i.e. by applying the pressurized fluid, so that the sealing disks lie sealingly against the gears on opposite sides. The gear fluid machine is therefore axially compensated or gap-compensated in the axial direction. This achieves a particularly high level of efficiency for the gear fluid machine.

In Abhängigkeit von einer Drehrichtung der Zahnradfluidmaschine dient eine der Fluidkammern als Saugkammer und die jeweils andere der Fluidkammern als Druckkammer. Ist die Zahnradfluidmaschine als Pumpe ausgestaltet oder wird als Pumpe betrieben, so wird der jeweiligen Saugkammer Fluid zugeführt, welches die Zahnradfluidmaschine in Richtung der Druckkammer beziehungsweise in die Druckkammer fördert. Die Saugkammer kann entsprechend auch als Eintrittskammer und die Druckkammer als Austrittskammer bezeichnet werden; entscheidend ist, dass das Fluid während des Betriebs der Zahnradfluidmaschine stets von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert wird. Der in der Eintrittskammer vorliegende Druck ist bei dem Betrieb der Pumpe stets niedriger als der Druck in der Austrittskammer. Selbstverständlich kann jedoch bereits der Druck in der Eintrittskammer (deutlich) größer als ein Umgebungsdruck sein. Zum Beispiel wird mithilfe der Zahnradfluidmaschine unter Druck stehendes Fluid von der Eintrittskammer in Richtung der Austrittskammer gefördert.Depending on the direction of rotation of the gear fluid machine, one of the fluid chambers serves as a suction chamber and the other of the fluid chambers as a pressure chamber. If the gear fluid machine is designed as a pump or is operated as a pump, fluid is supplied to the respective suction chamber, which the gear fluid machine pumps towards the pressure chamber or into the pressure chamber. The suction chamber can accordingly also be referred to as the inlet chamber and the pressure chamber as the outlet chamber; the crucial point is that the fluid is always pumped from the inlet chamber towards the outlet chamber during operation of the gear fluid machine. The pressure in the inlet chamber is always lower than the pressure in the outlet chamber when the pump is operating. Of course, however, the pressure in the inlet chamber can already be (significantly) higher than ambient pressure. For example, the gear fluid machine is used to pump pressurized fluid from the inlet chamber towards the outlet chamber.

Liegt hingegen die Zahnradfluidmaschine als Motor vor beziehungsweise wird als Motor betrieben, so wird der Druckkammer Fluid zugeführt, welches unter Bewirkung einer Drehbewegung der Zahnräder in die Saugkammer eintritt. In diesem Fall liegt die Druckkammer als Eintrittskammer und die Saugkammer als Austrittskammer vor; der in der Eintrittskammer vorliegende Druck ist höher als der Druck in der Austrittskammer. Im Rahmen dieser Beschreibung wird nicht ausdrücklich auf den Betrieb der Zahnradfluidmaschine als Motor eingegangen, sondern die Zahnradfluidmaschine, ihr Aufbau und ihre Funktion werden für den Betrieb als Pumpe erläutert. Selbstverständlich ist j edoch auch die Verwendung als Motor möglich und die Ausführungen sind analog auf eine solche Ausgestaltung der Zahnradfluidmaschine beziehungsweise eine solche Verwendung anwendbar.If, however, the gear fluid machine is in the form of a motor or is operated as a motor, fluid is supplied to the pressure chamber, which enters the suction chamber, causing the gears to rotate. In this case, the pressure chamber is the inlet chamber and the suction chamber is the outlet chamber; the pressure in the inlet chamber is higher than the pressure in the outlet chamber. This description does not specifically address the operation of the gear fluid machine as a motor, but rather the gear fluid machine, its structure and its function are explained for operation as a pump. Of course, it can also be used as a motor and the explanations are analogously applicable to such a design of the gear fluid machine or such a use.

Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung die Saugkammer auch als Niederdruckkammer und die Druckkammer auch als Hochdruckkammer bezeichnet werden können. Analog hierzu entspricht die Saugseite der Zahnradfluidmaschine einer Niederdruckseite und die Druckseite einer Hochdruckseite. Unter den Begriffen „Niederdruck“ und „Hochdruck“ ist hierbei keine Einschränkung auf ein bestimmtes Druckniveau zu verstehen; vielmehr ist lediglich relativ gesehen der Druck in der Hochdruckkammer beziehungsweise auf der Hochdruckseite höher als der Druck in der Niederdruckkammer beziehungsweise auf der Niederdruckseite.Basically, it should be noted that in this description the suction chamber can also be referred to as a low-pressure chamber and the pressure chamber as a high-pressure chamber. Analogously, the suction side of the gear fluid machine corresponds to a low-pressure side and the pressure side to a high-pressure side. The terms "low pressure" and "high pressure" are not to be understood as a restriction to a specific pressure level; rather, the pressure in the high-pressure chamber or on the high-pressure side is simply higher, relatively speaking, than the pressure in the low-pressure chamber or on the low-pressure side.

Das Zahnrad, entsprechend dem ersten Zahnrad und/oder dem zweiten Zahnrad der Zahnradfluidmaschine, verfügt gemäß den vorstehenden Erläuterungen über die Verzahnung, welche mehrere Zähne aufweist und entweder als Außenverzahnung oder als Innenverzahnung ausgestaltet ist. Bei dem Ineinandergreifen der Verzahnungen der beiden Zahnräder während des Betriebs der Zahnradfluidmaschine liegt wenigstens ein Totraum vor, insbesondere in einem Zahnfußbereich der Verzahnung, der in Umfangsrichtung von Zähnen der Verzahnung und in radialer Richtung von einem zwischen den Zähnen der Verzahnung vorliegenden Zahngrund begrenzt ist. Der Totraum beziehungsweise dessen Volumen wird insbesondere von dem Kopfkreis und dem Fußkreis der Verzahnung bestimmt. Der Totraum beziehungsweise ein Volumen haben erheblichen Einfluss auf den Druckaufbau und den Druckabbau während des Betriebs der Zahnradfluidmaschine und damit auch auf ihre Effizienz.According to the above explanations, the gear wheel, corresponding to the first gear wheel and/or the second gear wheel of the gear fluid machine, has the toothing, which has a plurality of teeth and is designed either as external toothing or as internal toothing. When the toothing of the two gear wheels meshes during operation of the gear fluid machine, there is at least one dead space, in particular in a tooth root region of the toothing, which is delimited in the circumferential direction by teeth of the toothing and in the radial direction by a tooth base present between the teeth of the toothing. The dead space or its volume is determined in particular by the tip circle and the root circle of the toothing. The dead space or a volume have a significant influence on the pressure build-up and pressure reduction during operation of the gear fluid machine and thus also on its efficiency.

Weiterhin sind ein Kopfkreisdurchmesser des Kopfkreises sowie ein Fußkreisdurchmesser des Fußkreises wichtige Parameter bei der Auslegung der Zahnradfluidmaschine. Üblicherweise wird angestrebt, die Zahnradfluidmaschine hinsichtlich ihres Bauraums so klein wie möglich auszugestalten und den Kopfkreisdurchmesser und den Fußkreisdurchmesser entsprechend zu wählen. Dies beeinflusst jedoch auch den Totraum beziehungsweise dessen Volumen, sodass dieser unmittelbar von der Ausgestaltung der Zahnradfluidmaschine und ihrem Bauraum abhängt. Es können durch entsprechende Wahl des Kopfkreisdurchmessers und/oder des Fußkreisdurchmessers also entweder einerseits der Bauraum oder andererseits der Totraum und damit der Druckaufbau und der Druckabbau optimiert werden.Furthermore, a tip circle diameter of the tip circle and a root circle diameter of the root circle are important parameters when designing the gear fluid machine. The aim is usually to design the gear fluid machine as small as possible in terms of its installation space and to select the tip circle diameter and the root circle diameter accordingly. However, this also influences the dead space or its volume, so that this depends directly on the design of the gear fluid machine and its installation space. By selecting the tip circle diameter and/or the root circle diameter accordingly, either the installation space or the dead space and thus the pressure build-up and pressure reduction can be optimized.

Aus diesem Grund soll eine zusätzliche Ausnehmung in das Zahnrad eingebracht werden, welche randgeschlossen ausgestaltet ist. Die Ausnehmung liegt entweder in dem Zahnkopf wenigstens eines der Zähne vor und wird in diesem Fall auch als Zahnkopfausnehmung bezeichnet. Alternativ ist sie in dem Zahngrund hergestellt, der zwischen zwei der Zähne vorliegt und folglich einen Zahnzwischenraum in radialer Richtung begrenzt. In diesem Fall wird die Ausnehmung als Zahngrundausnehmung bezeichnet. Vorzugsweise ist die Ausnehmung lediglich in dem Zahnkopf oder lediglich in dem Zahngrund hergestellt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sowohl in dem Zahnkopf als auch in dem Zahngrund jeweils eine solche Ausnehmung vorliegt. Besonders bevorzugt ist selbstverständlich, dass in mehreren der Zahnköpfe, insbesondere in allen Zahnköpfen, jeweils eine solche Ausnehmung vorliegt. Zusätzlich oder alternativ liegt bevorzugt in mehreren der Zahngründen, bevorzugt in allen Zahngründen, jeweils eine Ausnehmung wie beschrieben vor. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von dem wenigstens einen der Zähne, dem wenigstens einen Zahn oder dem Zahn die Rede ist, so sind die Ausführungen stets äquivalent und aufeinander übertragbar. Das gleiche gilt für den Zahngrund, sodass die der wenigstens eine der Zahngründe, der wenigstens eine Zahngrund und Zahngrund äquivalent sind.For this reason, an additional recess should be made in the gear wheel, which is designed to be closed at the edge. The recess is either in the tooth head of at least one of the teeth and is in this case also referred to as a tooth head recess. Alternatively, it is made in the tooth base, which is located between two of the teeth and consequently delimits a tooth gap in the radial direction. In this case, the recess is referred to as a tooth base recess. Preferably, the recess is made only in the tooth head or only in the tooth base. However, it can also be provided that such a recess is present in both the tooth head and the tooth base. It is of course particularly preferred that such a recess is present in several of the tooth heads, in particular in all of the tooth heads. Additionally or alternatively, preferably a recess as described is present in several of the tooth bases, preferably in all of the tooth bases. If in the context of this description reference is made to the at least one of the teeth, the at least one tooth or the tooth, the statements are always equivalent and transferable to one another. The same applies to the tooth base, so that the at least one of the tooth bases, the at least one tooth base and the tooth base are equivalent.

Die Ausnehmung, also die Zahnkopfausnehmung beziehungsweise die Zahngrundausnehmung, ist randgeschlossen in dem Zahnkopf beziehungsweise dem Zahngrund hergestellt. Hierunter ist zu verstehen, dass die jeweilige Ausnehmung unter Ausbildung eines durchgehenden Rand in den Zahnkopf beziehungsweise den Zahngrund eingreift. Insbesondere bedeutet dies, dass die Ausnehmung das Zahnrad in axialer Richtung bezüglich der Drehachse des Zahnrads lediglich teilweise durchgreift. Vorzugsweise ist die Ausnehmung in axialer Richtung gesehen beidseitig von gegenüberliegenden Stirnseiten des Zahnrads beabstandet, sodass die Ausnehmung keine der Stirnseiten durchgreift. Die Mündungsöffnung der Ausnehmung durchgreift insoweit bevorzugt ausschließlich den Zahnkopf beziehungsweise den Zahngrund beziehungsweise ist nur in dieser hergestellt. Die Ausnehmung ist also als umseitig geschlossene Nut ausgeführt. Besonders bevorzugt verläuft die Ausnehmung durchgehend gerade. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass sie - zumindest im Schnitt gesehen - eine gerade Längsmittelachse aufweist, welche vorzugsweise zu der Drehachse des Zahnrads parallel beabstandet ist. Die beschriebene Ausgestaltung des Zahnrads ermöglicht es für gegebene Verzahnungsparameter der Verzahnung, insbesondere für gegebenen Kopfkreisdurchmesser und gegebenen Fußkreisdurchmesser, das Volumen des Fluidraums gegenüber einer Ausgestaltung des Zahnrads ohne Ausnehmung zu vergrößern. Entsprechend können der Druckaufbau und/oder der Druckaufbau, der während des Betriebs der Zahnradfluidmaschine auftritt, auch bei feststehenden Verzahnungsparametern noch beeinflusst werden.The recess, i.e. the tooth head recess or the tooth base recess, is made with a closed edge in the tooth head or the tooth base. This means that the respective recess engages in the tooth head or the tooth base, forming a continuous edge. In particular, this means that the recess only partially penetrates the gear in the axial direction with respect to the axis of rotation of the gear. Preferably, the recess is spaced apart on both sides from opposite end faces of the gear in the axial direction, so that the recess does not penetrate through either end face. The mouth opening of the recess preferably penetrates exclusively through the tooth head or the tooth base, or is only made in this. The recess is therefore designed as a groove that is closed on all sides. The recess is particularly preferably straight throughout. For this purpose, it can be provided that it has - at least in section - a straight longitudinal center axis, which is preferably spaced parallel to the axis of rotation of the gear. The described design of the gear makes it possible for given gearing parameters of the gearing, in particular for given tip circle diameter and given root circle diameter, to increase the volume of the fluid space compared to a gear design without a recess. Accordingly, the pressure build-up and/or the pressure build-up that occurs during operation of the gear fluid machine can still be influenced even with fixed gearing parameters.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Zahn in Umfangsrichtung bezüglich einer Drehachse des Zahnrads von zwei Zahnflanken begrenzt ist, die über eine den Zahn in radialer Richtung begrenzende Zahnkopffläche miteinander verbunden sind, wobei die Zahnkopfausnehmung die Zahnkopffläche unter Ausbildung eines durchgehenden, insbesondere von den Zahnflanken beabstandeten, Zahnkopfausnehmungsrands durchgreift. Der Zahn der Verzahnung weist einen Zahnkopf und einen Zahnfuß auf, wobei der Zahnkopf und zumindest bereichsweise auch der Zahnfuß in Umfangsrichtung von den Zahnflanken begrenzt sind. Eine der Zahnflanken begrenzt den Zahn hierbei auf einer ersten Seite und eine zweite der Zahnflanken auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite. Die beiden Zahnflanken nehmen den Zahn folglich in Umfangsrichtung zwischen sich auf.A further development of the invention provides that the at least one tooth is delimited in the circumferential direction with respect to a rotation axis of the gear by two tooth flanks, which are connected to one another via a tooth tip surface delimiting the tooth in the radial direction, wherein the tooth tip recess passes through the tooth tip surface to form a continuous tooth tip recess edge, in particular spaced apart from the tooth flanks. The tooth of the toothing has a tooth tip and a tooth root, wherein the tooth tip and at least partially also the tooth root are delimited in the circumferential direction by the tooth flanks. One of the tooth flanks delimits the tooth on a first side and a second of the tooth flanks on a second side opposite the first side. The two tooth flanks therefore hold the tooth between them in the circumferential direction.

Die Zahnflanken sind über die Zahnkopffläche miteinander verbunden, welche an dem Zahnkopf vorliegt und diesen in radialer Richtung begrenzt, insbesondere in radialer Richtung nach außen im Falle einer Außenverzahnung und in radialer Richtung nach innen im Falle einer Innenverzahnung. Die Zahnkopffläche entspricht vorzugsweise der bereits erwähnten Kopfkreisfläche beziehungsweise bildet einen Teil von dieser. Die Ausnehmung ist in der Zahnkopffläche ausgestaltet, nämlich derart, dass sie den durchgehenden Rand aufweist, welcher auch als Zahnkopfausnehmungsrand bezeichnet wird. Vorzugsweise ist die Ausnehmung in Umfangsrichtung von beiden Zahnflanken beabstandet angeordnet, insbesondere liegt sie mittig zwischen den Zahnflanken vor. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiger Druckaufbau und/oder Druckabbau erzielt.The tooth flanks are connected to one another via the tooth tip surface, which is present on the tooth tip and limits it in the radial direction, in particular in the radial direction outwards in the case of external gearing and in the radial direction inwards in the case of internal gearing. The tooth tip surface preferably corresponds to the aforementioned tip circle surface or forms part of it. The recess is designed in the tooth tip surface, namely in such a way that it has the continuous edge, which is also referred to as the tooth tip recess edge. The recess is preferably arranged at a distance from both tooth flanks in the circumferential direction, in particular it is located centrally between the tooth flanks. This achieves a particularly uniform pressure build-up and/or pressure reduction.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die den Zahngrund zwischen sich aufnehmenden Zähne auf einander zugewandten Seiten von Zahnflanken begrenzt sind, die über den Zahngrund miteinander verbunden sind, wobei die Zahngrundausnehmung eine in dem Zahngrund vorliegende Zahngrundfläche unter Ausbildung eines durchgehenden, insbesondere von den Zahnflanken beabstandeten, Zahngrundausnehmungsrands durchgreift. Jeweils zwei Zähne der Verzahnung begrenzen in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse des Zahnrads gesehen einen Zahnzwischenraum zwischen sich. Der Zahnzwischenraum ist in radialer Richtung von dem Zahngrund begrenzt, nämlich in radialer Richtung nach innen im Falle der Außenverzahnung und in radialer Richtung nach außen im Falle der Innenverzahnung.A further development of the invention provides that the teeth accommodating the tooth base between them are delimited on mutually facing sides by tooth flanks that are connected to one another via the tooth base, with the tooth base recess passing through a tooth base surface in the tooth base to form a continuous tooth base recess edge that is particularly spaced apart from the tooth flanks. Two teeth of the toothing delimit a tooth gap between them in the circumferential direction with respect to the axis of rotation of the gear. The tooth gap is delimited in the radial direction by the tooth base, namely in the radial direction inwards in the case of external teeth and in the radial direction outwards in the case of internal teeth.

Genauer gesagt wird der Zahnzwischenraum von den Zahnflanken der den Zahnzwischenraum begrenzenden Zähne in Umfangsrichtung begrenzt. Der Zahngrund erstreckt sich in Umfangsrichtung gesehen zwischen den Zahnflanken und erstreckt sich bis zu diesen hin. Über den Zahngrund sind die Zahnflanken insoweit miteinander verbunden. In dem Zahngrund liegt die Zahngrundfläche vor, insbesondere begrenzt die Zahngrundfläche den Zahnzwischenraum in radialer Richtung. Beispielsweise liegt die Zahngrundfläche zumindest bereichsweise oder vollständig in dem Fußkreis der Verzahnung. Die Ausnehmung ist in der Zahngrundfläche hergestellt, nämlich derart, dass sie diese unter Ausbildung des Zahngrundausnehmungsrands durchgreift. Dieser Zahngrundausnehmungsrand ist vorzugsweise in Umfangsrichtung von den Zahnflanken beabstandet. Alternativ erstreckt er sich jedoch bis hin zu den Zahnflanken. In jedem Fall kann mit der beschriebenen Ausgestaltung des Zahnrads ein gezieltes Einstellen des Druckaufbaus und/oder des Druckabbaus vorgenommen werden.More precisely, the space between the teeth is limited in the circumferential direction by the tooth flanks of the teeth that delimit the space between the teeth. The tooth base extends in the circumferential direction between the tooth flanks and extends to them. The tooth flanks are connected to one another via the tooth base. The tooth base surface is located in the tooth base, in particular the tooth base surface delimits the space between the teeth in the radial direction. For example, the tooth base surface lies at least partially or completely in the root circle of the gearing. The recess is made in the tooth base surface, namely in such a way that it penetrates it to form the tooth base recess edge. This tooth base recess edge is preferably spaced from the tooth flanks in the circumferential direction. Alternatively, however, it extends to the tooth flanks. In any case, the described design of the gear can be used to specifically adjust the pressure build-up and/or pressure reduction.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmung in Umfangsrichtung mittig in der Zahnkopffläche und/oder dem Zahn angeordnet ist, und/oder dass die Zahngrundausnehmung in Umfangsrichtung mittig in der Zahngrundfläche und/oder zwischen den Zähnen angeordnet ist. Diese Ausgestaltung ist zum einen konstruktiv einfach. Zum anderen ist das so ausgestaltet Zahnrad unabhängig von der beabsichtigten Drehrichtung verwendbar. Besonders vorteilhaft kommt es für eine Zahnradfluidmaschine zum Einsatz, welche für einen Reversierbetrieb vorgesehen ist, also zeitweise mit einer ersten Drehrichtung und zeitweise mit einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung betrieben wird.A further development of the invention provides that the tooth tip recess is arranged in the circumferential direction centrally in the tooth tip surface and/or the tooth, and/or that the tooth base recess is arranged in the circumferential direction centrally in the tooth base surface and/or between the teeth. This design is, on the one hand, structurally simple. On the other hand, the gear designed in this way can be used regardless of the intended direction of rotation. It is particularly advantageous for use in a gear fluid machine which is intended for reversing operation, i.e. which is operated temporarily with a first direction of rotation and temporarily with an opposite second direction of rotation.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmung in Umfangsrichtung außermittig in der Zahnkopffläche und/oder dem Zahn angeordnet ist, und/oder dass die Zahngrundausnehmung in Umfangsrichtung außermittig in der Zahngrundfläche und/oder zwischen den Zähnen angeordnet ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass sich die Zahngrundausnehmung in Umfangsrichtung bis in einen der Zähne erstreckt, also in Umfangsrichtung in ihn eingreift, wohingegen sie von dem jeweils anderen der Zähne in Umfangsrichtung beabstandet ist. Durch die außermittige Anordnung der Ausnehmung kann eine Optimierung auf eine bestimmte Drehrichtung vorgenommen werden.A further development of the invention provides that the tooth tip recess is arranged eccentrically in the tooth tip surface and/or the tooth in the circumferential direction, and/or that the tooth base recess is arranged eccentrically in the tooth base surface and/or between the teeth in the circumferential direction. In particular, it can be provided that the tooth base recess extends in the circumferential direction into one of the teeth, i.e. engages in it in the circumferential direction, whereas it is spaced apart from the other of the teeth in the circumferential direction. The eccentric arrangement of the recess allows optimization for a specific direction of rotation.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmung und/oder die Zahngrundausnehmung in axialer Richtung mittig zwischen Stirnseiten des Zahnrads angeordnet sind. Das Zahnrad ist in axialer Richtung auf gegenüberliegenden Seiten von seinen Stirnseiten begrenzt. Jede der Stirnseiten liegt vorzugsweise vollständig in einer gedachten Stirnseitenebene, welche senkrecht auf der Drehachse steht. Die Ausnehmung ist beidseitig von diesen Ebenen beabstandet angeordnet, insbesondere liegt sie mittig zwischen ihnen vor. Vorzugsweise erstreckt sie sich jedoch über einen erheblichen Anteil des Zahnrads in axialer Richtung, insbesondere über mindestens 50 %. Bevorzugt erstreckt sie sich über mindestens 60 %, mindestens 70 % oder mindestens 80 % des Zahnrads in axialer Richtung. Besonders bevorzugt ist die Erstreckung noch größer, beispielsweise erstreckt sich die Ausnehmung über wenigstens 80 %, wenigstens 90 % oder wenigstens 95 % des Zahnrads. So ist ein besonders effektives Einstellen des Druckaufbaus und/oder des Druckabbaus möglich.A further development of the invention provides that the tooth head recess and/or the tooth base recess are arranged in the axial direction centrally between the end faces of the gear. The gear is delimited in the axial direction on opposite sides by its end faces. Each of the end faces preferably lies completely in an imaginary end face plane which is perpendicular to the axis of rotation. The recess is arranged at a distance from these planes on both sides, in particular it is located centrally between them. However, it preferably extends over a significant portion of the gear in the axial direction, in particular over at least 50%. Preferably, it extends over at least 60%, at least 70% or at least 80% of the gear in the axial direction. The extension is particularly preferably even greater, for example the recess extends over at least 80%, at least 90% or at least 95% of the gear. This enables particularly effective adjustment of the pressure build-up and/or pressure reduction.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Tiefe der Zahnkopfausnehmung und/oder eine Tiefe der Zahngrundausnehmung in axialer Richtung gesehen zumindest bereichsweise ansteigt und/oder abnimmt, insbesondere stetig. Das bedeutet, dass sich die Tiefe der Ausnehmung über ihre Erstreckung in axialer Richtung bezüglich der Drehachse des Zahnrads ändert, vorzugsweise zumindest bereichsweise stetig ändert. Es kann vorgesehen sein, dass die Tiefe der Ausnehmung in einer Mitte der Ausnehmung konstant ist und zumindest einerseits, vorzugsweise jedoch beiderseits, in axialer Richtung nach außen abnimmt, sodass die Ausnehmung sanft in die Zahnkopffläche beziehungsweise die Zahngrundfläche übergeht. Auch kann eine ballige Ausgestaltung der Ausnehmung vorliegen. Bei dieser nimmt die Tiefe der Ausnehmung in axialer Richtung ausgehend von einer ersten Seite der Ausnehmung zunächst durchgehend und kontinuierlich zu, nämlich bis zu einem Umkehrpunkt. An diesem ist im Schnitt gesehen die größte Tiefe der Ausnehmung erreicht. Ausgehend von dem Umkehrpunkt nimmt die Tiefe in axialer Richtung bis hin zu einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Ausnehmung ab, nämlich wiederum durchgehend und kontinuierlich. Der Umkehrpunkt liegt zum Beispiel mittig zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite der Ausnehmung. Auch eine außermittige Anordnung kann jedoch vorgesehen sein. Die Ausnehmung verläuft insoweit bogenförmig, der jeweilige Ausnehmungsgrund nimmt insoweit eine Kurve auf, welche durchgehend gekrümmt ist. Ein Krümmungsradius der Kurve kann über die Erstreckung der Ausnehmung in axialer Richtung konstant sein oder aber sich in axialer Richtung verändern. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht einen vergleichsweise geringen Abstand der Ausnehmung von den Stirnseiten des Zahnrads ohne eine strukturelle Beeinträchtigung des Zahnrads zu verursachen.A further development of the invention provides that a depth of the tooth tip recess and/or a depth of the tooth base recess increases and/or decreases at least in some areas, in particular continuously, in the axial direction. This means that the depth of the recess changes over its extension in the axial direction with respect to the axis of rotation of the gear, preferably changes continuously at least in some areas. It can be provided that the depth of the recess is constant in a center of the recess and decreases outwards in the axial direction at least on one side, but preferably on both sides, so that the recess smoothly transitions into the tooth tip surface or the tooth base surface. The recess can also have a spherical design. In this case, the depth of the recess increases in the axial direction starting from a first side of the recess, initially continuously and continuously, namely up to a reversal point. At this point, the greatest depth of the recess is reached in section. Starting from the reversal point, the depth decreases in the axial direction to a second side of the recess opposite the first side, namely again continuously and continuously. The reversal point is, for example, in the middle between the first side and the second side of the recess. However, an off-center arrangement can also be provided. The recess runs in an arc shape, the respective recess base takes up a curve that is curved throughout. A radius of curvature of the curve can be constant over the extent of the recess in the axial direction or can change in the axial direction. The described design enables a comparatively small distance between the recess and the front sides of the gear without causing any structural impairment of the gear.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmung einen Zahnkopfausnehmungsgrund aufweist, der über eine die Zahnkopfausnehmung umlaufend begrenzende und den Zahnkopfausnehmungsrand ausbildende Zahnkopfausnehmungswand in die Zahnkopffläche übergeht, und/oder dass die Zahngrundausnehmung einen Zahngrundausnehmungsgrund aufweist, der über eine die Zahngrundausnehmung umlaufend begrenzende und den Zahngrundausnehmungsrand ausbildende Zahngrundausnehmungswand in die Zahngrundfläche übergeht. Die Zahnkopfausnehmung wird also von dem Zahnkopfausnehmungsgrund in radialer Richtung und von der Zahnkopfausnehmungswand zumindest in Umfangsrichtung, vorzugsweise zusätzlich auch in axialer Richtung begrenzt. Für die Zahngrundausnehmung gilt entsprechendes. Diese wird also in radialer Richtung von dem Zahngrundausnehmungsgrund und von der Zahngrundausnehmungswand zumindest in Umfangsrichtung, vorzugsweise zusätzlich jedoch in axialer Richtung, begrenzt. Die jeweilige Wand der Ausnehmung bildet den jeweiligen Rand aus, nämlich durch das Durchgreifen der Zahnkopffläche beziehungsweise der Zahngrundfläche. Der Zahnkopfausnehmungsgrund ist hierbei über die Zahnkopfausnehmungswand an die Zahnkopffläche und der Zahngrundausnehmungsgrund über die Zahngrundausnehmungswand an die Zahngrundfläche angebunden. Mit einer solchen Ausgestaltung des Zahnrads werden die bereits genannten Vorteile erzielt.A further development of the invention provides that the tooth tip recess has a tooth tip recess base which merges into the tooth tip surface via a tooth tip recess wall which circumferentially delimits the tooth tip recess and forms the tooth tip recess edge, and/or that the tooth base recess has a tooth base recess base which merges into the tooth base surface via a tooth base recess wall which circumferentially delimits the tooth tip recess and forms the tooth base recess edge. The tooth tip recess is thus delimited by the tooth tip recess base in the radial direction and by the tooth tip recess wall at least in the circumferential direction, preferably additionally in the axial direction. The same applies to the tooth base recess. This is therefore delimited in the radial direction by the tooth base recess base and by the tooth base recess wall at least in the circumferential direction, but preferably additionally in the axial direction. The respective wall of the recess forms the respective edge, namely by reaching through the tooth tip surface or the tooth base surface. The tooth tip recess base is connected to the tooth tip surface via the tooth tip recess wall and the tooth base recess base is connected to the tooth base surface via the tooth base recess wall. The advantages already mentioned are achieved with such a design of the gear.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zahnkopfausnehmungsgrund und/oder der Zahngrundausnehmungsgrund durchgehend plan ist. Anders ausgedrückt liegt der Zahnkopfausnehmungsgrund beziehungsweise der Zahngrundausnehmungsgrund durchgehend in einer gedachten Ebene. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung der Ausnehmung, beispielsweise durch Fräsen. Die Erstreckung eines planen Bereichs des Zahnkopfausnehmungsgrunds und/oder des Zahngrundausnehmungsgrunds erstreckt sich in axialer Richtung vorzugsweise über wenigstens 50 %, wenigstens 70 % oder wenigstens 90 % einer Erstreckung der Ausnehmung in derselben Richtung.A further development of the invention provides that the tooth head recess base and/or the tooth base recess base is completely flat. In other words, the tooth head recess base or the tooth base recess base lies completely in an imaginary plane. This enables the recess to be produced particularly easily, for example by milling. The extension of a flat region of the tooth head recess base and/or the tooth base recess base extends in the axial direction preferably over at least 50%, at least 70% or at least 90% of an extension of the recess in the same direction.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmungswand mit dem Zahnkopfausnehmungsgrund und/oder der Zahnkopffläche einen Winkel von mindestens 15° und höchstens 90° einschließt, und/oder dass die Zahngrundausnehmungswand mit dem Zahngrundausnehmungsgrund und/oder der Zahngrundfläche einen Winkel von mindestens 15° und höchstens 90° einschließt. Die Zahnkopfausnehmungswand ist insoweit wenigstens bereichsweise gegenüber dem Zahnkopfausnehmungsgrund und/oder der Zahnkopffläche angewinkelt. Beispielsweise gilt dies für Bereiche der Zahnkopfausnehmungswand, welche in axialer Richtung gesehen endseitig der Zahnkopfausnehmung vorliegen. Die Zahnkopfausnehmungswand ist folglich schräg angeordnet, sodass ein sanfter Übergang zwischen dem Zahnkopfausnehmungsgrund und der Zahnkopffläche erzielt ist. Beispielsweise ist die Zahnkopfausnehmungswand zumindest in diesem Bereich durchgehend plan, liegt also vollständig in einer gedachten Ebene. Entsprechendes gilt für die Zahngrundausnehmungswand analog. Mit der beschriebenen Ausgestaltung wird der sanfte Übergang erzielt und insoweit eine strukturelle Schwächung des Zahnrads vermieden.A further development of the invention provides that the tooth tip recess wall forms an angle of at least 15° and at most 90° with the tooth tip recess base and/or the tooth tip surface, and/or that the tooth base recess wall forms an angle of at least 15° and at most 90° with the tooth tip recess base and/or the tooth base surface. The tooth tip recess wall is thus angled at least in some areas relative to the tooth tip recess base and/or the tooth tip surface. For example, this applies to areas of the tooth tip recess wall which, viewed in the axial direction, are located at the end of the tooth tip recess. The tooth tip recess wall is therefore arranged at an angle so that a smooth transition is achieved between the tooth tip recess base and the tooth tip surface. For example, the tooth tip recess wall is completely flat at least in this area, i.e. lies completely in an imaginary plane. The same applies analogously to the tooth base recess wall. The described design achieves a smooth transition and thus avoids structural weakening of the gear.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmungswand und/oder die Zahngrundausnehmungswand sich aus mehreren Wandsegmenten zusammensetzt, wobei jedes der Wandsegmente entweder durchgehend gerade oder durchgehend gekrümmt ist. Die Wandsegmente schließen sich vorzugsweise unmittelbar aneinander an. Jedes der Wandsegmente ist entweder durchgehend gerade oder durchgehend gekrümmt, wobei in letzterem Fall besonders bevorzugt ein durchgehend konstanter Krümmungsradius vorliegt. Beispielsweise liegen zwei gerade und zwei gekrümmte Wandsegmente vor, wobei die beiden geraden Wandsegmente parallel zueinander angeordnet sind und sich die gekrümmten Wandsegmente endseitig an sie anschließen und sie miteinander verbinden. Hierdurch ist eine stadionförmige Ausnehmung umgesetzt. Die beschriebene Ausgestaltung des Zahnrads ermöglicht die bereits erläuterten Vorteile.A further development of the invention provides that the tooth head recess wall and/or the tooth base recess wall is composed of several wall segments, each of the wall segments being either continuously straight or is continuously curved. The wall segments preferably adjoin one another directly. Each of the wall segments is either continuously straight or continuously curved, with the latter case particularly preferably having a constant radius of curvature. For example, there are two straight and two curved wall segments, with the two straight wall segments being arranged parallel to one another and the curved wall segments adjoining them at the ends and connecting them to one another. This creates a stadium-shaped recess. The described design of the gear enables the advantages already explained.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmungswand über eine Krümmung oder eine Fase in den Zahnkopfausnehmungsgrund übergeht, und/oder dass die Zahngrundausnehmungswand über eine Krümmung oder eine Fase in den Zahngrundausnehmungsgrund übergeht. Die jeweilige Wand läuft also nicht senkrecht in den jeweiligen Grund ein, sondern es ist ein sanfter Übergang über die Krümmung beziehungsweise die Fase umgesetzt. Hierdurch wird eine hohe strukturelle Festigkeit des Zahnrads erzielt.A further development of the invention provides that the tooth tip recess wall merges into the tooth tip recess base via a curve or a bevel, and/or that the tooth base recess wall merges into the tooth base recess base via a curve or a bevel. The respective wall therefore does not run vertically into the respective base, but rather a smooth transition is implemented via the curve or the bevel. This achieves a high structural strength of the gear.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnflanken als Evolventenzahnflanken vorliegen. Die Verzahnung ist als Evolventenverzahnung ausgestaltet, zumindest bereichsweise oder vollständig. Das bedeutet, dass die Zahnflanken im Querschnitt gesehen Evolventen folgen, welche sich aus den Verzahnungsparametern der Verzahnung ergeben. Die Evolventenverzahnung eignet sich in besonderem Maße für die Zahnradfluidmaschine, da sie einen hohen Wirkungsgrad und geringe Leckageverluste ermöglicht.A further development of the invention provides that the tooth flanks are involute tooth flanks. The gearing is designed as involute gearing, at least in some areas or completely. This means that the tooth flanks, seen in cross section, follow involutes, which result from the gearing parameters of the gearing. The involute gearing is particularly suitable for the gear fluid machine, as it enables high efficiency and low leakage losses.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnrads für eine Zahnradfluidmaschine, insbesondere eines Zahnrads gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Zahnrad über eine mehrere Zähne aufweisende, als Außenverzahnung oder als Innenverzahnung ausgestaltete Verzahnung verfügt. Dabei ist vorgesehen, dass in einem Zahnkopf wenigstens eines der Zähne eine randgeschlossene Zahnkopfausnehmung und/oder in wenigstens einem zwischen zwei der Zähne vorliegenden Zahngrund eine randgeschlossene Zahngrundausnehmung hergestellt wird.The invention further relates to a method for producing a gear for a gear fluid machine, in particular a gear according to the statements in the context of this description, wherein the gear has a toothing having a plurality of teeth and designed as an external toothing or as an internal toothing. It is provided that a tooth head recess with a closed edge is produced in a tooth head of at least one of the teeth and/or a tooth base recess with a closed edge is produced in at least one tooth base between two of the teeth.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung des Zahnrads wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Zahnrad als auch das Verfahren zu seinem Herstellen können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure or such a design of the gear have already been pointed out. Both the gear and the method for its manufacture can be further developed in accordance with the statements in the context of this description, so reference is made to these in this respect.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnkopfausnehmung und/oder die Zahngrundausnehmung nach einem Ausbilden der Verzahnung durch spanabtragendes Bearbeiten hergestellt werden. Es ist also vorgesehen, zunächst die Verzahnung vollständig auszubilden, beispielsweise ebenfalls durch spanabtragendes Bearbeiten, insbesondere durch Räumen. Erst wenn die Verzahnung in ihrer endgültigen Gestalt vorliegt, welche sie vorzugsweise später auch während des Betriebs der Zahnradfluidmaschine aufweist, wird die jeweilige Ausnehmung hergestellt. Das hierbei verwendete spanabtragendes Bearbeiten kann beispielsweise ein Fräsen sein, sodass also die Ausnehmung beziehungsweise die mehreren Ausnehmungen einzeln in die Verzahnung eingebracht werden. Dies ermöglicht das gezielte Einstellen des Volumens des Totraums und entsprechend des Druckaufbaus und des Druckabbaus. Selbstverständlich können jedoch die Verzahnung und die Ausnehmung beziehungsweise Ausnehmungen auch während desselben Arbeitsgangs hergestellt werden.A further development of the invention provides that the tooth tip recess and/or the tooth base recess are produced by machining after the toothing has been formed. It is therefore provided that the toothing is first completely formed, for example also by machining, in particular by broaching. Only when the toothing is in its final shape, which it preferably also has later during operation of the gear fluid machine, is the respective recess produced. The machining used here can be milling, for example, so that the recess or the multiple recesses are individually introduced into the toothing. This enables the volume of the dead space and the pressure build-up and pressure reduction to be set in a targeted manner. Of course, however, the toothing and the recess or recesses can also be produced during the same work step.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Zahnradfluidmaschine, mit einem eine erste Verzahnung mit mehreren Zähnen aufweisenden und um eine erste Drehachse drehbar gelagerten ersten Zahnrad, insbesondere einem Zahnrad gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, und einem eine mit der ersten Verzahnung in einem Eingriffsbereich bereichsweise kämmende zweite Verzahnung mit mehreren Zähnen aufweisenden und um eine von der ersten Drehachse verschiedene zweite Drehachse drehbar gelagerten zweiten Zahnrad, insbesondere einem Zahnrad gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Dabei ist vorgesehen, dass in einem Zahnkopf wenigstens eines der Zähne eine randgeschlossene Zahnkopfausnehmung und/oder in wenigstens einem zwischen zwei der Zähne vorliegenden Zahngrund eine randgeschlossene Zahngrundausnehmung hergestellt ist.The invention also relates to a gear fluid machine, with a first gear having a first toothing with a plurality of teeth and mounted so as to be rotatable about a first axis of rotation, in particular a gear according to the statements in the context of this description, and a second gear having a second toothing with a plurality of teeth that partially meshes with the first toothing in an engagement region and is mounted so as to be rotatable about a second axis of rotation that is different from the first axis of rotation, in particular a gear according to the statements in the context of this description. It is provided that a tooth head recess with a closed edge is produced in a tooth head of at least one of the teeth and/or a tooth base recess with a closed edge is produced in at least one tooth base between two of the teeth.

Erneut wird hinsichtlich der Vorteile und möglicher vorteilhafter Weiterbildungen auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.With regard to the advantages and possible advantageous further developments, reference is again made to the explanations within the scope of this description.

Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention. Thus, embodiments that are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures are also to be regarded as being encompassed by the invention. however, arise from the embodiments explained or are derivable from them.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Zahnradfluidmaschine mit einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad,
2 eine schematische Schnittdarstellung des ersten Zahnrads in einer ersten Ausführungsform,
3 eine schematische Detaildarstellung einer ersten Variante der ersten Ausführungsform des ersten Zahnrads,
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform des ersten Zahnrads,
5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads,
6 eine schematische Detaildarstellung einer ersten Variante der zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads,
7 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads,
8 eine schematische Schnittdarstellung des zweiten Zahnrads in einer ersten Ausführungsform,
9 eine schematische Detaildarstellung einer ersten Variante der ersten Ausführungsform des zweiten Zahnrads,
10 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform des zweiten Zahnrads,
11 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des zweiten Zahnrads,
12 eine schematische Detaildarstellung einer ersten Variante der zweiten Ausführungsform des zweiten Zahnrads,
13 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der zweiten Ausführungsform des zweiten Zahnrads,
14 eine schematische Schnittdarstellung einer in dem ersten Zahnrad hergestellten Ausnehmung in einer ersten Variante, sowie
15 eine schematische Schnittdarstellung der Ausnehmung in einer zweiten Variante.

The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawing, without limiting the invention. In the drawing:

1 a schematic sectional view through a gear fluid machine with a first gear and a second gear,
2 a schematic sectional view of the first gear in a first embodiment,
3 a schematic detailed representation of a first variant of the first embodiment of the first gear,
4 a schematic representation of a second variant of the first embodiment of the first gear,
5 a schematic representation of a second embodiment of the first gear,
6 a schematic detailed representation of a first variant of the second embodiment of the first gear,
7 a schematic representation of a second variant of the second embodiment of the first gear,
8 a schematic sectional view of the second gear in a first embodiment,
9 a schematic detailed representation of a first variant of the first embodiment of the second gear,
10 a schematic representation of a second variant of the first embodiment of the second gear,
11 a schematic representation of a second embodiment of the second gear,
12 a schematic detailed representation of a first variant of the second embodiment of the second gear,
13 a schematic representation of a second variant of the second embodiment of the second gear,
14 a schematic sectional view of a recess produced in the first gear in a first variant, and
15 a schematic sectional view of the recess in a second variant.

Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Zahnradfluidmaschine 1, welche hier als Innenzahnradfluidmaschine vorliegt und ein Maschinengehäuse 2 aufweist, in welchem ein erstes Zahnrad 3 und ein zweites Zahnrad 4 drehbar gelagert sind. Das erste Zahnrad 3 kann auch als Ritzel und das zweite Zahnrad 4 als Hohlrad bezeichnet werden. Das erste Zahnrad 3 ist um eine erste Drehachse 5 und das zweite Zahnrad 4 um eine zweite Drehachse 6 drehbar in dem Maschinengehäuse 2 gelagert. Es ist erkennbar, dass die erste Drehachse 5 und die zweite Drehachse 6 parallel beabstandet voneinander angeordnet sind, sodass also das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 unterschiedliche Drehachsen aufweisen. Das erste Zahnrad 3 weist eine als Außenverzahnung ausgestaltete erste Verzahnung 7 und das zweite Zahnrad 4 eine als Innenverzahnung ausgestaltete zweite Verzahnung 8 auf, die in einem Eingriffsbereich 9 miteinander kämmen, also miteinander in Eingriff stehen.The 1 shows a schematic cross-sectional view of a gear fluid machine 1, which here is an internal gear fluid machine and has a machine housing 2 in which a first gear 3 and a second gear 4 are rotatably mounted. The first gear 3 can also be referred to as a pinion and the second gear 4 as a ring gear. The first gear 3 is rotatably mounted in the machine housing 2 about a first axis of rotation 5 and the second gear 4 about a second axis of rotation 6. It can be seen that the first axis of rotation 5 and the second axis of rotation 6 are arranged parallel and spaced from one another, so that the first gear 3 and the second gear 4 have different axes of rotation. The first gear 3 has a first toothing 7 designed as an external toothing and the second gear 4 has a second toothing 8 designed as an internal toothing, which mesh with one another in an engagement region 9, i.e. are in engagement with one another.

Das erste Zahnrad 3 und das zweite Zahnrad 4 begrenzen gemeinsam einen Fluidraum 10. Das erste Zahnrad 3 begrenzt den Fluidraum 10 hierbei in radialer Richtung nach innen und das zweite Zahnrad 4 in radialer Richtung nach außen. Der Fluidraum 10 wird durch das Kämmen der Zahnräder 3 und 4 einerseits sowie ein Füllstück 11 andererseits in Umfangsrichtung in eine erste Fluidkammer 12 sowie eine zweite Fluidkammer 13 unterteilt. Je nach Drehrichtung der Zahnradfluidmaschine 1 liegt eine der Fluidkammern 12 und 13 als Saugkammer und eine andere der Fluidkammern 12 und 13 als Druckkammer vor. Das Füllstück 11 ist mehrteilig ausgestaltet und weist hierbei mehrere Segmente 14 und 15 auf. Zwischen den Segmenten 14 und 15 liegt ein Spalt 16 vor, welcher mit unter Druck stehendem Fluid beaufschlagbar ist. Durch diese Fluidbeaufschlagung werden die Segmente 14 und 15 in Richtung des jeweiligen Zahnrads 3 beziehungsweise 4 gedrängt. Somit liegt eine Radialkompensation der Zahnradfluidmaschine 1 vor.The first gear 3 and the second gear 4 together delimit a fluid space 10. The first gear 3 delimits the fluid space 10 in the radially inward direction and the second gear 4 in the radially outward direction. The fluid space 10 is divided in the circumferential direction into a first fluid chamber 12 and a second fluid chamber 13 by the meshing of the gears 3 and 4 on the one hand and a filler piece 11 on the other. Depending on the direction of rotation of the gear fluid machine 1, one of the fluid chambers 12 and 13 is a suction chamber and another of the fluid chambers 12 and 13 is a pressure chamber. The filler piece 11 is designed in several parts and has several segments 14 and 15. Between the segments 14 and 15 there is a gap 16 which can be filled with pressurized fluid. Due to this fluid loading, the segments 14 and 15 are pushed in the direction of the respective gear 3 or 4. This results in radial compensation of the gear fluid machine 1.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung des ersten Zahnrads 3 in einer ersten Ausführungsform. Es wird deutlich, dass die Außenverzahnung 7 des ersten Zahnrads 3 mehrere Zähne 17 aufweist, zwischen welchen jeweils ein Zahnzwischenraum 18 vorliegt. Jeder der Zahnzwischenräume 18 wird in Umfangsrichtung bezüglich der ersten Drehachse 5 von jeweils zwei der Zähne 17 begrenzt. Die Außenverzahnung 7 ist durch mehrere Verzahnungsparameter gekennzeichnet, insbesondere einen Fußkreisdurchmesser eines Fußkreises 19 und einen Kopfkreisdurchmesser eines Kopfkreises 20. Die Zähne 17 erstrecken sich jeweils in radialer Richtung von innen nach außen ausgehend von dem Fußkreis 19 bis hin zu dem Kopfkreis 20. The 2 shows a schematic representation of the first gear 3 in a first embodiment. It is clear that the external toothing 7 of the first gear 3 has a plurality of teeth 17, between each of which there is a tooth gap 18. Each of the tooth gaps 18 is delimited in the circumferential direction with respect to the first axis of rotation 5 by two of the teeth 17. The external toothing 7 is characterized by a plurality of toothing parameters, in particular a root circle diameter of a root circle 19 and a tip circle diameter of a tip circle 20. The teeth 17 each extend in the radial direction from the inside to the outside, starting from the root circle 19 up to the tip circle 20.

Jeder der Zähne 17 ist in Umfangsrichtung von zwei Zahnflanken 21 und 22 begrenzt und verfügt über einen Zahnkopf 23. Die beiden Zahnflanken 21 und 22 sind in radialer Richtung außen über eine Zahnkopffläche 24 des jeweiligen Zahnkopfs 23 miteinander verbunden. Die Zahnkopffläche 24 verläuft vorzugsweise entlang des Kopfkreises 20. In radialer Richtung innen sind die Zahnflanken 21 und 22 von einem Zahngrund 25, genauer gesagt einer Zahngrundfläche 26 verbunden. Der Zahngrund 25 beziehungsweise die Zahngrundfläche 26 verlaufen bevorzugt entlang des Fußkreises 19.Each of the teeth 17 is delimited in the circumferential direction by two tooth flanks 21 and 22 and has a tooth tip 23. The two tooth flanks 21 and 22 are connected to one another in the radial direction on the outside via a tooth tip surface 24 of the respective tooth tip 23. The tooth tip surface 24 preferably runs along the tip circle 20. In the radial direction on the inside, the tooth flanks 21 and 22 are connected by a tooth base 25, more precisely a tooth base surface 26. The tooth base 25 or the tooth base surface 26 preferably run along the root circle 19.

Bei der hier dargestellten Außenverzahnung 7 ist in dem Zahnkopf 23 eine Zahnkopfausnehmung 27 hergestellt. Die Zahnkopfausnehmung 27 durchgreift die Zahnkopffläche 24 unter Ausbildung eines durchgehenden Zahnkopfausnehmungsrands 28. Das heißt, dass der Zahnkopfausnehmungsrand 28 durchgehend in der Zahnkopffläche 24 vorliegt und insbesondere von Stirnseiten des Zahnrads 7 beabstandet ist. Bevorzugt ist die Zahnkopfausnehmung 27, wie hier dargestellt, in Umfangsrichtung mittig in dem Zahn 17 beziehungsweise dem Zahnkopf 23 angeordnet. Sie weist eine Tiefe auf, welche mindestens 5 %, mindestens 10 % oder mindestens 15 % einer Zahnhöhe des Zahns 17 entspricht, also einer Differenz zwischen dem Kopfkreisdurchmesser und dem Fußkreisdurchmesser.In the external toothing 7 shown here, a tooth head recess 27 is made in the tooth head 23. The tooth head recess 27 passes through the tooth head surface 24 to form a continuous tooth head recess edge 28. This means that the tooth head recess edge 28 is continuous in the tooth head surface 24 and is particularly spaced from the front sides of the gear 7. Preferably, the tooth head recess 27, as shown here, is arranged centrally in the circumferential direction in the tooth 17 or the tooth head 23. It has a depth which corresponds to at least 5%, at least 10% or at least 15% of a tooth height of the tooth 17, i.e. a difference between the tip circle diameter and the root circle diameter.

Die 3 zeigt eine erste Variante der ersten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3. Es ist erkennbar, dass die Zahnkopfausnehmung 27 im wesentlichen stadionförmig ist. Sie verfügt über einen Zahnkopfausnehmungsgrund 29 und eine Zahnkopfausnehmungswand 30, wobei sie von dem Zahnkopfausnehmungsgrund 29 in radialer Richtung nach innen und von der Zahnkopfausnehmungswand 30 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung begrenzt ist. Die Zahnkopfausnehmungswand 30 steht hier im Wesentlichen senkrecht auf dem Zahnkopfausnehmungsgrund 29 und der Zahnkopffläche 24.The 3 shows a first variant of the first embodiment of the first gear 3. It can be seen that the tooth tip recess 27 is essentially stadium-shaped. It has a tooth tip recess base 29 and a tooth tip recess wall 30, wherein it is limited by the tooth tip recess base 29 in the radial direction inwards and by the tooth tip recess wall 30 both in the circumferential direction and in the axial direction. The tooth tip recess wall 30 is here essentially perpendicular to the tooth tip recess base 29 and the tooth tip surface 24.

Die 4 zeigt eine zweite Variante der ersten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3. Im Unterschied zu der ersten Variante liegt eine im Wesentlichen rechteckige Ausgestaltung der Zahnkopfausnehmung 27 vor, wobei die Zahnkopfausnehmungswand 30 in axialer Richtung innenseitig angewinkelt ist, um einen sanften Übergang in die Zahnkopffläche 24 zu erreichen.The 4 shows a second variant of the first embodiment of the first gear 3. In contrast to the first variant, the tooth tip recess 27 has a substantially rectangular design, wherein the tooth tip recess wall 30 is angled on the inside in the axial direction in order to achieve a smooth transition into the tooth tip surface 24.

Die 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des ersten Zahnrads 3. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform liegt nun nicht die Zahnkopfausnehmung 27, sondern eine Zahngrundausnehmung 31 vor. Die Zahngrundausnehmung 31 durchgreift die Zahngrundfläche 26 und erstreckt sich in dem hier dargestellten Beispiel in Umfangsrichtung von der Zahnflanke 21 bis hin zu der Zahnflanke 22. Die Zahngrundausnehmung 31 durchgreift die Zahngrundfläche 26 unter Ausbildung eines durchgehenden Zahngrundausnehmungsrands 32. Das bedeutet wiederum, dass der Zahngrundausnehmungsrand 32 durchgehend in der Zahngrundfläche 26 hergestellt ist und die Zahngrundausnehmung 31 insbesondere nicht die Stirnseiten des Zahnrads 3 durchgreift.The 5 shows a second embodiment of the first gear 3. In contrast to the first embodiment, there is now not the tooth head recess 27, but a tooth base recess 31. The tooth base recess 31 passes through the tooth base surface 26 and, in the example shown here, extends in the circumferential direction from the tooth flank 21 to the tooth flank 22. The tooth base recess 31 passes through the tooth base surface 26, forming a continuous tooth base recess edge 32. This in turn means that the tooth base recess edge 32 is made continuously in the tooth base surface 26 and the tooth base recess 31 in particular does not pass through the front sides of the gear 3.

Die 6 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Variante der zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3. Analog zu der ersten Variante der ersten Ausführungsform ist die Zahngrundausnehmung 31 stadionförmig und wird in radialer Richtung nach innen von einem Zahngrundausnehmungsgrund 33 und in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung von einer Zahngrundausnehmungswand 34 begrenzt.The 6 shows a schematic representation of a first variant of the second embodiment of the first gear 3. Analogous to the first variant of the first embodiment, the tooth base recess 31 is stadium-shaped and is delimited in the radial direction inwards by a tooth base recess base 33 and in the circumferential direction and in the axial direction by a tooth base recess wall 34.

Die 7 zeigt eine zweite Variante der zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3. Hier ist wiederum eine im wesentlichen rechteckige Form der Zahngrundausnehmung 31 vorgesehen, analog zu der zweiten Variante der ersten Ausführungsform.The 7 shows a second variant of the second embodiment of the first gear 3. Here again, a substantially rectangular shape of the tooth base recess 31 is provided, analogous to the second variant of the first embodiment.

Die 8 zeigt eine erste Ausführungsform des zweiten Zahnrads 4 mit der Innenverzahnung 8. Auf die vorstehenden Ausführungen zu dem ersten Zahnrad 3 wird ausdrücklich Bezug genommen; die entsprechenden Definitionen werden auch hier herangezogen und sind analog anwendbar. Zusätzlich zu dem Fußkreis 19 und dem Kopfkreis 20 ist nun noch ein Grundkreis 35 angedeutet, bis zu dem sich die Zahnflanken 21 und 22 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Analog zu der ersten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3 ist in dem Zahnkopf 23 des Zahns 17 eine Zahnkopfausnehmung 27 ausgestaltet, die von einem Zahnkopfausnehmungsrand 28 begrenzt ist.The 8 shows a first embodiment of the second gear 4 with the internal toothing 8. Express reference is made to the above statements on the first gear 3; the corresponding definitions are also used here and are applicable analogously. In addition to the root circle 19 and the tip circle 20, a base circle 35 is now indicated, up to which the tooth flanks 21 and 22 extend radially outwards. Analogous to the first embodiment of the first gear 3, a tooth tip recess 27 is formed in the tooth tip 23 of the tooth 17, which is delimited by a tooth tip recess edge 28.

Die 9 zeigt eine erste Variante der ersten Ausführungsform des zweiten Zahnrads 4. Es wird vollumfänglich auf die Ausführungen zu der ersten Variante der ersten Ausführungsform des Zahnrads 3 hingewiesen.The 9 shows a first variant of the first embodiment of the second gear 4. Reference is made in full to the statements on the first variant of the first embodiment of the gear 3.

Die 10 zeigt eine zweite Variante der ersten Ausführungsform des zweiten Zahnrads 4. Auch hier wird auf die Ausführungen zu der zweiten Variante der ersten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3 verwiesen.The 10 shows a second variant of the first embodiment of the second gear 4. Here, too, reference is made to the explanations regarding the second variant of the first embodiment of the first gear 3.

Die 11 zeigt eine zweite Ausführungsform des zweiten Zahnrads 4. In Analogie zu der zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3 liegt anstelle der Zahnkopfausnehmung 27 eine Zahngrundausnehmung 31 vor. Auf die vorstehenden Ausführungen wird zur weiteren Erläuterung Bezug genommen.The 11 shows a second embodiment of the second gear 4. In analogy to the second embodiment of the first gear 3, there is a tooth base recess 31 instead of the tooth head recess 27. Reference is made to the above statements for further explanation.

Die 12 zeigt eine erste Variante der zweiten Ausführungsform des zweiten Zahnrads 4 und die 13 eine zweite Variante der zweiten Ausführungsform des zweiten Zahnrads 4. Es wird auf die Ausführungen zu der ersten Variante und der zweiten Variante der zweiten Ausführungsform des ersten Zahnrads 3 hingewiesen. Alternativ zu der gezeigten Ausgestaltung kann sich die Zahngrundausnehmung selbstverständlich in Umfangsrichtung auch beidseitig bis hin zu den Zähnen 17 beziehungsweise den Zahnflanken 21 und 22 erstrecken, wie dies auch für die zweite Ausführungsform des ersten Zahnrads 3, insbesondere für die erste Variante und die zweite Variante, beschrieben wurde.The 12 shows a first variant of the second embodiment of the second gear 4 and the 13 a second variant of the second embodiment of the second gear 4. Reference is made to the statements on the first variant and the second variant of the second embodiment of the first gear 3. As an alternative to the embodiment shown, the tooth base recess can of course also extend in the circumferential direction on both sides up to the teeth 17 or the tooth flanks 21 and 22, as was also described for the second embodiment of the first gear 3, in particular for the first variant and the second variant.

Die 15 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das Zahnrad 3 beziehungsweise 4 im Bereich der Zahnkopfausnehmung 27 für die erste Variante der verschiedenen Ausführungsformen. Bei dieser steht die Zahnkopfausnehmungswand 30 senkrecht auf dem der Zahnkopffläche 24 und dem Zahnkopfausnehmungsgrund 29.The 15 shows a cross-sectional view through the gear 3 or 4 in the area of the tooth head recess 27 for the first variant of the various embodiments. In this case, the tooth head recess wall 30 is perpendicular to the tooth head surface 24 and the tooth head recess base 29.

Die 15 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das Zahnrad 3 beziehungsweise 4 im Bereich der Zahnkopfausnehmung 27 für die zweite Variante der verschiedenen Ausführungsformen. Die Ausführungen sind analog auf die Zahngrundausnehmung 31 übertragbar. Es ist ersichtlich, dass der Zahnkopfausnehmungsgrund 29 über die Zahnkopfausnehmungswand 30 in die Zahnkopffläche 24 übergeht. Ein Übergang zwischen dem Zahnkopfausnehmungsgrund 29 und der Zahnkopfausnehmungswand 30 ist hier beispielhaft über eine Krümmung 36 umgesetzt. Sowohl der Zahnkopfausnehmungsgrund 29 als auch die Zahnkopfausnehmungswand 30 sind abseits der Krümmung 36 vollständig plan, wobei die Zahnkopfausnehmungswand 30 bezüglich des Zahnkopfausnehmungsgrunds 29 angewinkelt ist, insbesondere mit ihm einen Winkel einschließt, der mindestens 15° und höchstens 90° beträgt.The 15 shows a cross-sectional view through the gear wheel 3 or 4 in the area of the tooth head recess 27 for the second variant of the various embodiments. The statements can be transferred analogously to the tooth base recess 31. It is clear that the tooth head recess base 29 merges into the tooth head surface 24 via the tooth head recess wall 30. A transition between the tooth head recess base 29 and the tooth head recess wall 30 is implemented here, for example, via a curve 36. Both the tooth head recess base 29 and the tooth head recess wall 30 are completely flat apart from the curve 36, with the tooth head recess wall 30 being angled with respect to the tooth head recess base 29, in particular enclosing an angle with it that is at least 15° and at most 90°.

Selbstverständlich können an ein und demselben Zahnrad 3 oder 4 jeweils sowohl die Zahnkopfausnehmung 27 als auch die Zahngrundausnehmung 31 vorliegen, insbesondere an jedem der jeweiligen Zähne 17. Die beschriebene Ausgestaltung der Zahnräder 3 und 4 ermöglicht ein gezieltes Einstellen des Druckaufbaus und des Druckabbaus während eines Betriebs der Zahnradfluidmaschine 1.Of course, both the tooth tip recess 27 and the tooth base recess 31 can be present on one and the same gear 3 or 4, in particular on each of the respective teeth 17. The described design of the gears 3 and 4 enables a targeted adjustment of the pressure build-up and the pressure reduction during operation of the gear fluid machine 1.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

11: ZahnradfluidmaschineGear fluid machine
22: MaschinengehäuseMachine housing
33: 1. Zahnrad1. Gear
44: 2. Zahnrad2. Gear
55: 1. Drehachse1. Rotation axis
66: 2. Drehachse2. Rotation axis
77: 1. Verzahnung1. Gearing
88: 2. Verzahnung2. Gearing
99: EingriffsbereichIntervention area
1010: FluidraumFluid space
1111: FüllstückFiller piece
1212: 1. Fluidkammer1. Fluid chamber
1313: 2. Fluidkammer2. Fluid chamber
1414: Segmentsegment
1515: Segmentsegment
1616: Spaltgap
1717: ZahnTooth
1818: ZahnzwischenraumInterdental space
1919: FußkreisFoot circle
2020: KopfkreisHead circle
2121: ZahnflankeTooth flank
2222: ZahnflankeTooth flank
2323: ZahnkopfTooth head
2424: ZahnkopfflächeTooth head surface
2525: ZahngrundTooth base
2626: ZahngrundflächeTooth base area
2727: ZahnkopfausnehmungTooth head recess
2828: ZahnkopfausnehmungsrandTooth head recess edge
2929: ZahnkopfausnehmungsgrundTooth head recess base
3030: ZahnkopfausnehmungswandTooth head recess wall
3131: ZahngrundausnehmungTooth base recess
3232: ZahngrundausnehmungsrandTooth base recess edge
3333: ZahngrundausnehmungsgrundTooth base recess base
3434: ZahngrundausnehmungswandTooth base recess wall
3535: GrundkreisBase circle
3636: Krümmungcurvature

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102016207093 B4 [0002]

Claims

Gear (3, 4) for a gear fluid machine (1), with a toothing (7, 8) having a plurality of teeth (17) and designed as an external toothing (7) or as an internal toothing (8), characterized in that an edge-closed tooth head recess (27) is produced in a tooth head (23) of at least one of the teeth (17) and/or an edge-closed tooth base recess (31) is produced in at least one tooth base (24) present between two of the teeth (17).

Gear after Claim 1 , characterized in that the at least one tooth (17) is delimited in the circumferential direction with respect to an axis of rotation (5, 6) of the gear wheel (3, 4) by two tooth flanks (21, 22) which are connected to one another via a tooth head surface (24) delimiting the tooth (17) in the radial direction, wherein the tooth head recess (27) passes through the tooth head surface (24) to form a continuous tooth head recess edge (28).

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the teeth (17) receiving the tooth base (25) between them are delimited on mutually facing sides by tooth flanks (21, 22) which are connected to one another via the tooth base (25), wherein the tooth base recess (31) passes through a tooth base surface (26) present in the tooth base (25) to form a continuous tooth base recess edge (32).

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth tip recess (27) is arranged in the circumferential direction centrally in the tooth tip surface (24) and/or the tooth (17), and/or that the tooth base recess (31) is arranged in the circumferential direction centrally in the tooth base surface (26) and/or between the teeth (17).

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth head recess (27) and/or the tooth base recess (31) are arranged centrally in the axial direction between end faces of the gear (3, 4).

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that a depth of the tooth head recess (27) and/or a depth of the tooth base recess (31) increases and/or decreases at least in some regions when viewed in the axial direction.

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth tip recess (27) has a tooth tip recess base (29) which merges into the tooth tip surface (24) via a tooth tip recess wall (30) which circumferentially delimits the tooth tip recess (27) and forms the tooth tip recess edge (28), and/or that the tooth base recess (31) has a tooth base recess base (33) which merges into the tooth base surface (26) via a tooth base recess wall (34) which circumferentially delimits the tooth base recess (31) and forms the tooth base recess edge (32).

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth head recess base (29) and/or the tooth base recess base (33) is continuously flat.

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth tip recess wall (30) encloses an angle of at least 15° and at most 90° with the tooth tip recess base (29) and/or the tooth tip surface (24), and/or that the tooth base recess wall (34) encloses an angle of at least 15° and at most 90° with the tooth base recess base (33) and/or the tooth base surface (26).

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth tip recess wall (30) and/or the tooth base recess wall (34) is composed of a plurality of wall segments, wherein each of the wall segments is either continuously straight or continuously curved.

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth tip recess wall (30) merges into the tooth tip recess base (29) via a curvature (36) or a chamfer, and/or that the tooth base recess wall (34) merges into the tooth base recess base (33) via a curvature (36) or a chamfer.

Gear according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth flanks (21, 22) are involute tooth flanks.

Method for producing a gear (3, 4) for a gear fluid machine (1), in particular a gear (3, 4) according to one or more of the preceding claims, wherein the gear (3, 4) has a toothing (7, 8) having a plurality of teeth (17) and designed as an external toothing (7) or as an internal toothing (8), characterized in that in a tooth head (23) at least one of the teeth (17) is provided with a closed-edge tooth head recess (27) and/or at least one tooth base (25) between two of the teeth is provided with a closed-edge tooth base recess (31).

Procedure according to Claim 13 , characterized in that the tooth head recess (27) and/or the tooth base recess (31) are produced by machining after forming the toothing (7, 8).

Gear fluid machine (1), with a first gear (3) having a first toothing (7) with a plurality of teeth (17) and mounted rotatably about a first axis of rotation (5), in particular a gear according to one or more of the Claims 1 until 12 , and a second gear (4) having a second gear (8) with a plurality of teeth (17) which partially meshes with the first gear (7) in an engagement region (9) and is mounted rotatably about a second rotation axis (6) different from the first rotation axis (5), in particular a gear (4) according to one or more of the Claims 1 until 12 , characterized in that a tooth head recess (27) with a closed edge is produced in a tooth head (23) of at least one of the teeth (17) and/or a tooth base recess (31) with a closed edge is produced in at least one tooth base (25) present between two of the teeth (17).