本發(fā)明涉及泵設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，特別涉及一種齒輪泵，其可用作內(nèi)燃機(jī)中的油泵。

背景技術(shù)：

齒輪泵使用齒輪(齒輪)的嚙合來通過流體位移泵送流體。齒輪泵是用于液壓應(yīng)用的最常見類型的泵之一。例如，在內(nèi)燃機(jī)中使用的油泵通常實(shí)施為齒輪泵。齒輪泵也廣泛用于化工設(shè)備中以泵送高粘度流體?；旧洗嬖趦煞N不同類型的齒輪泵，即使用兩個(gè)外部正齒輪的外部齒輪泵和使用一個(gè)外部正齒輪和一個(gè)內(nèi)部正齒輪的內(nèi)部齒輪泵。

當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪齒在泵的引入側(cè)(吸入側(cè))上脫離嚙合，從而產(chǎn)生空隙和相應(yīng)的吸力?？障队闪黧w填充，流體由齒輪輸送到泵的出口側(cè)(壓力側(cè))，其中齒輪的嚙合使流體移位。機(jī)械間隙很小(大約幾十微米的量級)，并且緊密間隙與旋轉(zhuǎn)速度一起有效地防止流體回漏。通常，齒輪和殼體的剛性設(shè)計(jì)會(huì)考慮到非常高的壓力和泵送高粘性流體的能力。

外齒輪泵通常設(shè)計(jì)成使得在引入側(cè)，流體(例如油)沿徑向方向朝向齒輪流動(dòng)(徑向流入)。在這方面，術(shù)語“徑向”和“軸向”是指齒輪的旋轉(zhuǎn)。特別地，當(dāng)兩個(gè)嚙合齒輪的兩個(gè)嚙合齒在泵的引入側(cè)將要脫離嚙合時(shí)，上述空隙還沒有與引入通道形成徑向連接，并且流體的路徑仍然被齒輪的齒阻擋。同時(shí)，兩個(gè)嚙合齒之間的體積(尚未填充流體)變大，這導(dǎo)致該體積中的壓力下降。當(dāng)兩個(gè)齒最終分離時(shí)，上述空隙和引入口之間的徑向連接突然打開，這可能導(dǎo)致局部壓力的突然增加，并且在最壞的情況下導(dǎo)致空化。所產(chǎn)生的壓力變化可能阻礙流體流入空隙，降低泵的容積效率，并增加不期望的泄漏。特別地，打開齒的突然壓降可能會(huì)通過小的密封間隙(間隙密封)從泵的壓力側(cè)吸入油，這引起額外的泄漏。

考慮到上述說明，本發(fā)明的一個(gè)目的可以是提供一種具有提高的效率的齒輪泵。該目的通過權(quán)利要求1的齒輪泵實(shí)現(xiàn)。各種實(shí)施例和進(jìn)一步的發(fā)展在從屬權(quán)利要求闡明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文描述了一種齒輪泵。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述齒輪泵包括與第二齒輪嚙合的第一齒輪以及殼體，齒輪在該殼體中被支撐。所述殼體包括至少部分地鄰接所述第一齒輪的第一側(cè)面的第一空隙以及至少部分地鄰接所述第一齒輪的第二側(cè)面的第二空隙。所述齒輪泵還包括被構(gòu)造成將流體引向齒輪的流體引入通道，其中至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)器布置在流體引入口內(nèi)，使得入射流體流朝向所述第一空隙以及所述第二空隙轉(zhuǎn)移。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述偏轉(zhuǎn)器成形并定位成使得所述入射流體流被分成第一部分和至少第二部分，其中所述流體流的所述第一部分朝向所述第一空隙轉(zhuǎn)移，并且所述流體流的所述第二部分朝向所述第二空隙轉(zhuǎn)移。所述偏轉(zhuǎn)器可以成形為使得防止所述入射流體流沿徑向方向直接流向所述齒輪的圓周表面。所述偏轉(zhuǎn)器可以是殼體的一體部件或者安裝到引入通道或殼體的內(nèi)表面的單獨(dú)部件。另一個(gè)偏轉(zhuǎn)器可以布置成將所述流體流的所述第一部分引向所述第一空隙。

所述第一空隙可以由形成在殼體的蓋的內(nèi)表面中的凹部形成。所述第二空隙可以由形成在殼體的內(nèi)表面中的凹部形成。另外或可替代地，所述第二空隙可由形成在所述引入口內(nèi)與所述第一齒輪的所述第二側(cè)面相鄰的凹陷形成。在各種實(shí)施例中，所述第一和所述第二空隙在齒輪的相對側(cè)上與齒輪軸向相鄰。

在一些實(shí)施例中，形成流體引入口的管道相對于形成流體出口的管道傾斜(不共線)。所述引入通道可以至少部分地布置在殼體的內(nèi)部中。另外或可替代地，所述引入通道可以至少部分地由外部附接到殼體的管道形成。

附圖說明

參照以下附圖和描述可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的元件未必按比例繪制，而是將重點(diǎn)放在說明本發(fā)明的原理。此外，在圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。在附圖中：

圖1示出了示例性齒輪泵的等軸剖視圖。

圖2示出了圖1的齒輪泵的另一個(gè)剖視圖。

圖3示意性地示出了齒輪泵的第一實(shí)施例，該圖示出了齒輪泵的引入側(cè)，其中流體基本上在徑向方向上通過引入口。

圖4示意性地示出了齒輪泵的第二實(shí)施例，該圖示出了齒輪泵的引入側(cè)，其中流體基本上在軸向方向上通過引入口。

圖5a和圖5b示出齒輪泵的第三實(shí)施例的(a)等軸剖視圖和(b)另一個(gè)剖視圖。

圖6示出了圖5的實(shí)施例的泵殼體的蓋。

具體實(shí)施方式

以下描述涉及作為齒輪泵的說明性示例的油泵。這種油泵可以例如用作內(nèi)燃系統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)的一部分。然而，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本文所述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的齒輪泵可容易地用于非汽車應(yīng)用中，并且還用于泵送除油之外的流體。

圖1示出了一個(gè)示例性的齒輪泵1，其可以用于將油例如從油箱泵送到內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋。圖1示出了齒輪泵的殼體10，其包括殼體蓋11。圖1是穿過泵的引入部分的剖視圖，使得引入通道12的內(nèi)部以及被支撐在殼體10內(nèi)的兩個(gè)齒輪中的一個(gè)(第一齒輪20)是可見的。在形成泵的引入通道12的管道中，設(shè)置有擋板30，其將流入的油引向齒輪。箭頭示意性地指示流入油的方向。由于擋板，油到達(dá)齒輪，部分在齒輪的下側(cè)面處(基本沿軸向方向)，部分(基本沿徑向方向)在齒輪的周向側(cè)。

圖2示出了圖1所示的示例性泵的另一剖視圖。在圖2中，蓋11已被移除以允許從頂部觀察齒輪泵1的殼體10。圖2示出了兩個(gè)嚙合的齒輪(第一齒輪20和第二齒輪21)以及在泵的壓力側(cè)上形成出口13的管道的一部分。如上所述，當(dāng)齒輪20、21的兩個(gè)接合的齒脫離時(shí)，可能發(fā)生突然的壓力下降，導(dǎo)致泄漏增加和效率降低。此外，擋板30(也參見圖1)產(chǎn)生一種“瓶頸”，其節(jié)流可用于使油朝向齒輪通過的橫截面積。除此之外，靠近齒輪(即，在齒輪20的下側(cè)面下方的空隙15中)的油流可能引起由相對于齒輪運(yùn)動(dòng)的油流的反向運(yùn)動(dòng)造成的湍流。

為了改善這種情況，形成油引入通道12的管道可以被設(shè)計(jì)成使得流入的油被轉(zhuǎn)移到空隙中，所述空隙位于齒輪20、21中的至少一個(gè)的軸向上的左側(cè)和右側(cè)。所述轉(zhuǎn)移通過設(shè)置在齒輪泵的引入通道12內(nèi)的偏轉(zhuǎn)器或偏轉(zhuǎn)器系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)?？障犊梢杂缮w11和殼體10中的凹部形成。至少一個(gè)空隙可以由鄰近齒輪20的側(cè)面的引入通道12中的凹陷形成。偏轉(zhuǎn)器將入射油流向所述空隙轉(zhuǎn)移，由此首先在空隙內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)壓力，其次，防止入射油流從徑向方向直接到達(dá)齒輪20、21的圓周表面。

圖3示出了實(shí)現(xiàn)上述概念的一個(gè)簡單示例性實(shí)施例。圖3是示出支撐在具有可移除殼體蓋11的殼體10中的齒輪泵的齒輪20的剖視圖。形成油引入通道12的管道基本上沿徑向方向(垂直于齒輪的旋轉(zhuǎn)軸a)延伸。第一凹部15a設(shè)置在蓋11中，第二凹部15b設(shè)置在殼體10中。兩個(gè)凹部形成空隙，所述空隙位于齒輪20的左側(cè)和右側(cè)(當(dāng)沿徑向方向觀察時(shí))并且至少部分地鄰接齒輪20的下(左)側(cè)和上(右)側(cè)面16a、16b。偏轉(zhuǎn)器31布置在引入通道12內(nèi)。如上所述，偏轉(zhuǎn)器31被設(shè)計(jì)成使其將(徑向)入射油流朝向由凹部15a和15b形成的空隙轉(zhuǎn)移，從而在齒輪的兩側(cè)的空隙中產(chǎn)生動(dòng)態(tài)壓力(即，齒輪的軸向上方和軸向下方)。

圖4示出了實(shí)現(xiàn)上述概念的另一簡單實(shí)施例。圖4是示出了支撐在具有可移除殼體蓋11的殼體10中的齒輪泵的齒輪20的剖視圖。與圖3的先前示例相反，形成油引入通道12的管道基本上沿軸向方向(平行于齒輪的旋轉(zhuǎn)軸a)延伸。與前述示例類似，在蓋11中設(shè)置第一凹部15a，并且在殼體10中設(shè)置第二凹部15b，其中兩個(gè)凹部形成至少部分地鄰接齒輪20(和圖4中未示出的第二齒輪21)的側(cè)面16a、16b的空隙。第二凹部15b也可以被認(rèn)為是在鄰近齒輪20的側(cè)面16b的引入通道12中的凹陷。偏轉(zhuǎn)器31布置在引入通道12內(nèi)，并且在本示例中，偏轉(zhuǎn)器31被設(shè)計(jì)成使得其將(軸向)入射油流朝向由凹部15a和15b形成的空隙轉(zhuǎn)移。偏轉(zhuǎn)器的效果實(shí)際上與圖3的先前示例中的相同。在這兩種情況下，入射油流“分”成兩部分，其中一部分被轉(zhuǎn)移到第一凹部15a，而另一部分被轉(zhuǎn)移到第二凹部15b。

圖5示出了實(shí)現(xiàn)本文所述概念的另一個(gè)示例性齒輪泵。圖5a和圖5b是同一實(shí)施例的不同剖視圖(關(guān)于不同的截面)。在兩個(gè)視圖中，剖面穿過泵的引入通道12，以便使引入通道12的內(nèi)部可視化。因此，圖5示出了支撐在包括蓋11的殼體10中的齒輪20。驅(qū)動(dòng)齒輪22布置在殼體10的外部并且機(jī)械地聯(lián)接到齒輪20。類似于前述示例，凹部15a設(shè)置在蓋11的內(nèi)表面中，以形成至少部分地鄰接齒輪20的上側(cè)面的空隙(即，空隙在齒輪20的軸向上方)。凹陷15b'在殼體10的內(nèi)部的引入通道12中形成另外的空隙。另外的空隙鄰接齒輪20的下表面(即，空隙在齒輪20的軸向下方)。類似于前述示例，至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)器31布置在引入通道12中。在本示例中，布置在引入通道12的下部中的第一偏轉(zhuǎn)器31被設(shè)計(jì)成將入射油流分成兩部分，其中入射油流的第一(下)部分沿著偏轉(zhuǎn)器31的下表面轉(zhuǎn)移到空隙15b'，并且其中入射油流的第二(上部)部分沿著偏轉(zhuǎn)器31的上表面轉(zhuǎn)移到凹部15a。根據(jù)本示例，另一個(gè)偏轉(zhuǎn)器32布置在蓋11的內(nèi)表面上。偏轉(zhuǎn)器32成形為使得入射油流的上部被有效地引導(dǎo)到齒輪20、21上方的凹部15a，而不引起太多的湍流。

在本文描述的示例中，第一偏轉(zhuǎn)器31布置在齒輪泵的流體引入通道12中，其中流體引入通道12在殼體10的內(nèi)部。也就是說，在泵的吸入側(cè)上形成流體引入通道12的管道主要通過殼體10的內(nèi)部的特定成形而形成。然而，應(yīng)當(dāng)理解，通常，流體引入口的至少一部分可以由單獨(dú)的部件形成，該單獨(dú)的部件在殼體10的外部并且在齒輪泵的組裝期間附接到殼體10。

在所有實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器31可以是殼體10的一體部分。殼體可以由例如鑄鐵或鑄鋁制成。也就是說，偏轉(zhuǎn)器31和殼體10的主要部分可以是一體。在引入通道12中形成空隙的凹部15b或凹陷15b'可以通過使用適當(dāng)成形的鑄模或使用隨后的磨削加工工藝來制造，例如通過將凹部銑削為鑄造殼體10。或者，偏轉(zhuǎn)器31可以是在組裝期間安裝在齒輪泵的引入通道12中的單獨(dú)部件。從而，偏轉(zhuǎn)器31可以旋擰、焊接或膠合到引入通道12的內(nèi)表面。通常，偏轉(zhuǎn)器31本身可以是一體的或由接合以形成偏轉(zhuǎn)器31的兩個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件組成。在任何實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器可以具有任何幾何形狀并且安裝在任何位置，只要偏轉(zhuǎn)器31的形狀和位置使得入射流體流被分成第一部分和至少第二部分，其中流體流的第一部分朝向第一空隙(凹部15a)轉(zhuǎn)移，并且流體流的第二部分朝向第二空隙(凹部15b或凹陷15b'，參見圖3至圖6)轉(zhuǎn)移。

圖6示出了蓋11的一個(gè)示例。從圖6中可以看出，蓋11的內(nèi)表面可以包括套筒，其分別形成齒輪20、21的滑動(dòng)軸承25、26的一部分。蓋11的內(nèi)表面還包括形成在齒輪20、21的軸向上方的空隙的凹部15a(參見圖5b)。此外，圖6示出了布置在蓋11的內(nèi)表面上的第二偏轉(zhuǎn)器32。在本示例中，偏轉(zhuǎn)器32是蓋11的一體部分，其中蓋11和偏轉(zhuǎn)器32一體地制成。例如，蓋11以及殼體10的主體可以由鑄鐵或鑄鋁制成。然而，凹部15a也可以通過隨后的磨削加工工藝來制造，例如將凹部銑削為鑄件蓋11。

雖然已經(jīng)參照一種或多種實(shí)施方式示出并描述了本發(fā)明，但是在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對所示示例進(jìn)行變化和/或修改。特別地，參照由上述元件或結(jié)構(gòu)(單元、組件、裝置、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這些元件的術(shù)語(包括參照“裝置”)旨在(除非另外指明)與實(shí)現(xiàn)所述元件的描述的功能的任何元件或結(jié)構(gòu)對應(yīng)(例如，也就是說在功能上等效)，即使在結(jié)構(gòu)上不等效于實(shí)現(xiàn)本文說明的發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施方式的功能的公開的結(jié)構(gòu)。

此外，雖然本發(fā)明的特定的特征可能只參照幾個(gè)實(shí)施方式中的一個(gè)被公開，但是這個(gè)特征可以和任何給定或特定的應(yīng)用所期望并對自己有利的其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征相結(jié)合。此外，就在詳細(xì)描述和權(quán)利要求書中使用術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“備有”這樣的術(shù)語或變體旨在是包含性的，方式類似于術(shù)語“包括”。