DK170382B1 - Tandhjulssæt med ensartet radial frigang - Google Patents

Description

DK 170382 B1

Opfindelsen angår tandhjulssæt af den art, der er angivet i indledningen til krav l, 2 eller 3, til en tandhjulsmaskine og specielt tandhjulssæt med valgte konstruktionsparametre .

5 Som bekendt inden for denne tekpik består et tand hjulssæt af den omhandlede type, en såkaldt "Gerotor", af en indvendig rotor med et antal N udvendige tænder og en udvendig rotor med et antal N + 1 indvendige tænder. Aksen i den indvendige rotor er forskudt i forhold til aksen i 10 den udvendige rotor med en excentricitet E. Ved den relative kredsende og roterende bevægelse af den indvendige og udvendige rotor dannes et antal ekspanderende og kontraherende arbejdskamre, hvorved tandhjulssættet kan benyttes som et væskefortrængningsapparat. Typiske anvendelser af disse 15 tandhjulssæt er i hydrauliske motorer med lav hastighed og højt drejningsmoment, hydrauliske pumper og hydrostatiske styrereguleringsventiler.

I en kendt pumpemekanisme af typen med udvendigt og indvendigt tandhjul (FR patentskrift 917659) har tænderne i 20 det indvendige tandhjulselement form af en indhylning af ens cirkulære buer slået fra en kurve, der er frembragt af et punkt inden for periferien af en cirkel, der ruller uden slip på en anden cirkel, der er koncentrisk med aksen for det indvendige tandhjulselement, og som har en diameter, 25 som er større end den største diameter for det indvendige . element, hvilket punkt er beliggende i en afstand fra centrum i den førstnævnte cirkel, som er lig med excentriciteten for akserne for det udvendige og indvendige tandhjulselement. Fortrinsvis er tænderne på det udvendige tandhjulselement 30 delvis cirkulære set fra rotorenden og har en radius, som er i det væsentlige lig med radierne for de nævnte buer.

Betegnelsen "Gerotor" er et forkortet udtryk for "GEnerated ROTOR" , fordi det ene element i tandhjulssættet har et sæt tænder eller rulletænder, som traditionelt er 35 cirkulære, og det andet element har et profil, der kan betragtes som værende blevet "genereret", ved hjælp af tænderne på det første element.

DK 170382 B1 2

Et vigtigt aspekt ved konstruktionen af et tandhjulssæt af den omhandlede type er det matematiske forhold (frigang eller interferens) mellem de tilstødende tænder på de to elementer (rotorer) . Selv om opfindelsen ikke er begrænset 5 til nogen speciel anvendelse af tandhjulssættet, er det vigtigt, at forstå, at den endelige anvendelse af tandhjulssættet og det fluidumtryk, som det udsættes for, vil bestemme den nominelle, radiale tandtopfrigang mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på 10 den udvendige rotor. Når tandhjulssættet f.eks. benyttes i en hydrostatisk kraftstyreenhed til en bil, må der være en positiv frigang mellem den indvendige og den udvendige rotor, således at der ikke sker nogen binding af rotoren når føreren af bilen drejer rattet. Når tandhjulssættet på den anden 15 side anvendes i en hydraulisk motor med lav hastighed og højt drejningsmoment og er udsat for en trykdifferens på 140 eller 210 bar (2000 eller 3000 psi) eller mere, må tandhjulssættet være konstrueret til at have en nominel, radial tandtopfrigang, som i det mindste matematisk er en prespas-20 ning, for at kompensere for virkningen af trykket på den udvendige rotor, således at der stadig er tilstrækkelig tætning mellem højtrykskamrene og lavtrykskamrene.

Et tandhjulssæt af den omhandlede art har to vigtige tætningssteder, som optræder skiftende under den relative 25 kredsende og roterende bevægelse af rotorerne. Det første * er en enkeltpunktfrigang (SPC), dvs. den tætning mellem ekspanderende og kontraherende kamre, der optræder mellem en enkelt udvendig og indvendig tand (se fig. 3, No. 4), og det andet er en dobbeltpunktfrigang (DPC), dvs. den tætning 30 mellem ekspanderende og kontraherende kamre, der optræder mellem to udvendige og to indvendige tænder (se fig. 4, No.

4 og No. 5). I de tilfælde, hvor et tandhjulssæt ikke må have nogen interferens eller binding, ville, hvis konstruktionsværdierne af SPC og DPC var forskellige, den foreskrevne 35 fremstillingstolerance gøre det nødvendigt at vælge en tandtopf rigang, der var større end det faktisk ønskes, for at udelukke enhver mulighed for radial interferens. Resultatet DK 170382 Bl 3 ville være, at tandhjulssættet ville have en lavere volume-trisk virkningsgrad, end hvis konstruktionsværdierne af SPC og DPC havde været ens. Hvis anvendelsen af tandhjulssættet tilsvarende kræver en vis minimal prespasning, vil konstruk-5 tionsfejl eller forskelle mellem SPC og DPC-konstruktionsværdierne gøre det nødvendigt at forøge den maksimale prespasning (formindske tandtopfrigangen til yderligere negativ værdi). Dette ville resultere i en nedsat mekanisk virkningsgrad .

10 Det er derfor formålet med opfindelsen at tilveje bringe et forbedret tandhjulssæt af den omhandlede art, hvor den radiale topfrigang mellem den indvendige rotor og den udvendige rotor vil være mere ensartet og nærmere den forud fastsatte tandtopfrigang.

15 Et hermed beslægtet formål med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde til valg af konstruktionsparametre i et tandhjulssæt, der vil resultere i en konstruktion, i hvilken frigangene ved tætningsstederne (SPC og DPC) vil være mere ensartede og nærmere den ønskede tandtopfrigang.

20 De ovenfor anførte formål med opfindelsen opnås ved at udforme de omhandlede tandhjulssæt, som er angivet i den kendetegnende del af krav 1, 2 og 3.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor 25 f ig. 1 er et planbillede af et tandhjulssæt til en.

tandhjulsmotor af den omhandlede art, fig. 1A et noget forstørret delbillede af fig. 1, fig. 2 en nogen skematisk fremstilling af fremgangsmåden til fremstilling af et planethjul til det omhandlede 30 tandsæt, fig. 3 konturerne af et tandhjulssæt i hovedsagen svarende til fig. l og visende tandhjulssættet i stilling ved enkeltpunktfrigang (SPC), og fig. 4 konturerne af et tandhjulssæt stort set sva- 35 rende til fig. 1 og visende tandhjulenes stilling ved dobbeltpunkt f rigang (DPC).

På tegningen, der blot illustrerer en foretrukken DK 170382 B1 4 udførelsesform for opfindelsen, viser fig. 1 et tandhjulssæt, af den type, der kan anvendes i forskellige hydrauliske maskiner såsom motorer med lav hastighed og højt drejningsmoment af den type, som er beskrevet i beskrivelsen til US 5 patent nr. 4 533 302, hvortil der her refereres.

Tandhjulssæt af den i fig. l viste type kan også anvendes i mange forskellige andre fluidumfortrængningsmaskiner eller -transportapparater såsom hydrauliske pumper, brændstofpumper og·som måleapparat i en hydrostatisk kraftlo styreenhed af den type, som sælges af ansøgerne under varemærket •Orbitrol". Det vil forstås at den senere anvendelse af tandhjulssættet ikke på nogen måde begrænser rækkevidden af opfindelsen.

Fig. 1 viser et tandhjulssæt, der af ansøgerne sælges 15 som en del til en hydraulikmotor under varemærket "Geroler" tandhjulssæt. Tandhjulssættet, der som en helhed er betegnet 11 i fig. 1, består af et indvendigt fortandet ringformet element 13 (også betegnes som den udvendige rotor), som afgrænser et antal i hovedsagen halvcylindriske lommer eller 20 åbninger. En cylindrisk rulle 15 (også betegnet som en rulletand) er anbragt i hver af lommerne og danner de indvendige tænder i ringen 13. Det vil forstås, at det i det følgende omhandlede tandhjulssæt ("Gerotor") omfatter både et sæt med rulletænder, som vist i fig. 1, og et konventionelt 25 tandhjulssæt af denne type, hvor de indvendige knaster eller, tænder er udformede integrerede med det ringformede element 13. Et udvendigt fortandet planethjul 17 (også betegnet som den indvendige rotor) er anbragt excentrisk inden i ringen 13. Planethjulet 17 har et antal udvendige tænder eller 30 knaster 19.

I tandhjulssæt af den her omhandlede type har planethjulet 17 et antal N udvendige tænder 19, medens ringen 13 har et antal N + 1 indvendige tænder eller rulletænder 15.

I den beskrevne og viste udførelsesform er N lig med 6 (og * 35 N + 1 er lig med 7), selv om opfindelsen lige så godt kan anvendes i et tandhjulssæt, hvor N er mindre eller større end 6, og N kan være både et lige og et ulige antal. Planet- DK 170382 B1 5 hjulet 17 kan kredse og rotere i forhold til ringen 13, hvorved der ved denne bevægelse dannes et antal ekspanderende og kontraherende arbejdskamre 21. Det vil forstås, at enten ringen 13 eller planethjulet 17 kan være det element, der 5 har en kredsende bevægelse, eller det piement, der har en roterende bevægelse.

I fig. 1A er vist et forstørret delbillede af tandhjulssættet i fig. l med henblik på at vise visse hjælpeparametre i tandhjulssættet li. Ringen 13 har en rotationsakse 10 23, og planethjulet 17 har en rotationsakse 25, idet afstan den mellem akserne 23 og 25 er excentriciteten E i tandhjulssættet 11. Akserne 23 og 25 fastlægger tilsammen en imaginær excentricitetslinie LE. I et tandhjulssæt, hvor ringen 13 er stationær, og planethjulet 17 kredser og rote-15 rer, vil excentricitetslinien LE som bekendt dreje om aksen 23 gennem ringen 13 med samme hastighed og i modsat retning som planethjulets 17 kredsende bevægelse. Som det også er almindelig kendt har excentricitetslinien LE den betydning, at hvis planethjulet 17 kredser i urvisernes retning i fig.

20 1 og 1A, vil arbejdskamrene 21 til højre for excentricitets linien LE straks ekspandere, medens arbejdskamrene til venstre for linien LE vil trække sig sammen.

Idet der stadig refereres til fig. 1A er den radiale afstand fra planethjulets 17 akse 25 til tandtoppen af hver 25 af de udvendige tænder 19 betegnet som tandtopradius TR. _ Den radiale afstand fra ringens 13 akse 23 til centrum af hver af rulletænderne 15 betegnes som rulletands-basisradius LBR. Endelig er radius af hver af rulletænderne 15 betegnet LR.

30 I fig. 2 er illustreret den konventionelle metode til frembringelse af planethjulet 17, der også kaldes en udvendigt-genereret rotor (EGR). Det vil forstås, at opfindelsen ligeså godt kan finde anvendelse i forbindelse med en indvendigt-genereret rotor (IGR). Den i fig. 2 viste 35 frembringermetode beskrives her blot tilstrækkelig detaljeret til at danne udgangspunkt for beskrivelse af opfindelsen, idet den grundlæggende, geometriske frembringermetode er DK 170382 B1 6 velkendt for fagfolk og ikke udgør nogen del af den foreliggende opfindelse.

Ved fremstilling af profilet af planethjulet 17 er det nødvendigt at begynde med forskellige "givne" parametre, .

5 indbefattende excentriciteten E af planethjulet 17 i ringen 13, tandtopradius TR for planethjulet 17, og antallet af tænder N på planethjulet. Det er også nødvendigt at vælge en frembringerradius GR som repræsenterer radius af et teoretisk skæreværktøj anvendt til udskæring af en profilform 10 P for planethjulet 17. Teoretisk og som udgangspunkt kan frembringerradius GR vælges lig med rulletandsradius LR.

Det første trin ved planlægning af frembringermetoden er at definere en stor cirkel med radius A, hvor radius A er lig med eller større end den valgte tandtopradius TR.

15 Samtidig anbringes en mindre cirkel tangerende den store cirkel og med en radius B, som er lig med A divideret med antallet af tænder N. I den lille cirkel bestemmes et punkt C ved at tegne en radial linie ud fra centrum i den lille cirkel og med en længde, der er lig med excentriciteten E.

20 Det næste trin består i at frembringe en epicycloide EPC ved at lade den lille cirkel rulle på den store cirkel, idet alle punkterne C ligger på eller definerer epicycloiden EPC. Det sidste trin i metoden består i at "placere" centrum af frembringercirklen med radius GR på epicycloiden EPC og 25 derefter bevæge centrum af frembringercirklen (det teoretiske · skæreværktøj) langs hele epicycloiden EPC, indtil frembringercirklen vender tilbage til sin udgangsstilling. Planethjulets 17 frembragte profil P dannes af alle punkterne, hvor frembringercirklen tangerer (to stillinger af cirklen 30 er vist i fig. 2).

I fig. 3 og 4 er tandhjulssættet 11 vist i kontur i to forskellige indbyrdes drejende stillinger. Et af formålene med fig. 3 og 4 er at illustrere de forskellige tand-til--tandmellemrum, som vil blive omtalt i forbindelse med det * 35 i det følgende givne taleksempel på en udførelsesform for opfindelsen. Et andet formål med fig. 3 og 4 er at illustrere de forskellige mellemrum eller frigange, der har primær DK 170382 B1 7 interesse for tandhjulssættets evne til at danne tætning eller adskille fluidum i de kontraherende arbejdskamre fra fluidum i de ekspanderende arbejdskamre. Idet der først refereres til fig. 3, og det antages at planethjulet 17 5 kredser i urviserens retning, er arbejdskamrene 21 til højre for excentricitetslinien LE ekspanderende, medens arbejdskamrene til venstre for linien LE trækker sig sammen. I fig. 3 er en længde, der er seks gange excentriciteten (6E) afsat nedad fra aksen 25 langs excentricitetslinien LE.

10 Fra dette punkt er trukket en linie til centrum eller aksen i hver af rulletænderne 15. Hver af de således trukne linier skærer profilet af planethjulet 17 og af rulletanden 15 ved deres "kontaktsted", idet hver af linierne står vinkelret på en linie, der tangerer både rulletanden 15 og den tilstø-15 dende overflade af planethjulet 17. Den her benyttede betegnelse "kontaktsted" i forbindelse med planethjulet og ringens tænder betegner blot det punkt, hvor de momentant befinder sig nærmest ved hinanden. Dette nævnes, fordi opfindelsen ligeså godt kan anvendes med tandhjulssæt, hvor der er en 20 positiv frigang mellem ringen og planethjulet, som til tandhjulssæt, hvor der er prespasning (negativ frigang) mellem ringen og planethjulet.

I fig. 3 er de forskellige kontaktpunkter (eller mellemrum eller frigange) angivet ved numrene 1 til 7, hvor 25 frigangen mærket nr. 4 er en enkeltpunktfrigang SPC, fordi -frigangen nr. 4, når planethjulet 17 står i stilling i fig.

3, er det eneste tætningspunkt mellem de ekspanderende arbejdskamre til højre for linien LE og de kontraherende arbejdskamre til venstre for linien LE.

30 Idet der stadig refereres til fig. 3 ses det, at rulletænderne 15 og planethjulet 17 tilsyneladende ligger symmétrisk om excentricitetslinien LE. Teoretisk og matematisk vil frigang nr. 1 derfor være lig med frigang nr. 7, frigang nr. 2 være lig med frigang nr. 6, og frigang nr. 3 35 være lig med frigang nr. 5.

Idet der herefter refereres til fig. 4, ses det, at planethjulet 17 har udført en kredsende bevægelse over flere DK 170382 B1 8 grader imod urvisernes retning fra stillingen i fig. 3. På det i fig. 4 viste tidspunkt samvirker ringen og planethjulet ved dannelsen af et skiftear be jdskammer 21c, idet betegnelsen "skifte" refererer til den omstændighed, at arbejdskammeret 5 21c momentant hverken ekspanderer eller kontraherer. I det i fig. 4 viste øjeblik, skal frigangene nr. 4 og nr. 5 være lig med hinanden og definere en frigang, der betegnes som en dobbeltpunktfrigang DPC, fordi frigangene nr. 4 og nr.

5 momentant danner .to tætningspunkter mellem de ekspanderende 10 arbejdskamre og de kontraherende arbejdskamre.

Af fig. 4 ses det, at rulletænderne 15 og planethjulet 17 stadig er symmetriske om excentricitetslinien LE. I stillingen i fig. 4 er frigang nr. 1 matematisk sat til at være lig med 0. Frigang nr. 2 er så lig med frigang nr. 7, frigang 15 nr. 3 er lig med frigang nr. 6, og som foran beskrevet er frigang nr. 4 lig med frigang nr. 5.

Som nævnt i beskrivelsesindledningen er det et formål med opfindelsen at tilvejebringe en konstruktion af tandhjulssæt med ensartet radial frigang. Som det vil fremgå af 20 det efterfølgende numeriske eksempel, refererer betegnelsen "ensartet" med hensyn til radial frigang mellem rulletændeme og profilet af planethjulet ikke til frigangene nr. 1, 2, 3, 6 og 7, der som foran forklaret, ikke er tætningspunkter.

Derimod benyttes betegnelsen "ensartet" radial frigang her 25 kun om enkeltpunktfrigangen SPC og dobbeltpunktfrigangen.

DPC. Hvis med andre ord enkeltpunktf rigangen SPC og dobbeltpunktf rigangen DPC er lige store, kan man sige at tandhjulssættet har "konstant radial frigang". Det vil ud fra den foregående forklaring forstås, at når planethjulet 17 30 kredser og roterer i forhold til ringen 13, vil planethjulsprofilet og rulletænderne skiftevis definere en enkeltpunkt-frigang (SPC) og en dobbeltpunktfrigang (DPC). Det er essensen i opfindelsen at vælge de forskellige konstruktionsparametre i tandhjulssættet således, at SPC og DPC nominelt * 35 er i hovedsagen lig med hinanden eller i det mindste er så tæt ved hinanden, som konstruktøren ønsker.

Idet der igen henvises til fig. 2 sammenholdt med DK 170382 B1 9 fig. 3 og 4 bemærkes det, at det er velkendt inden for denne teknik, at ændre en hvilken som helst af konstruktionsparametrene, således at tandtopradius TR, eller rulletand—basisradius LBR eller frembringerradius GR vil ændre det resul-5 terende planethjulsprofil såvel som frigangen (eller interferensen) ved de forskellige frigangsnumre 1 til 7. Et vigtigt træk ved opfindelsen er erkendelsen af, at ændring af en hvilken som helst af de ovenfor anførte parametre vil have en anden virkning på enkeltpunktfrigangen SPC end på 10 dobbeltpunktfrigangen DPC, og man må antage, at den omstændighed at fagfolk hidtil ikke har erkendt denne forskel, har været en væsentlig årsag til at man ikke tidligere har været i stand til at tilvejebringe et tandhjulssæt med sand ensartet frigang, hvor termen "ensartet" defineres som oven-15 for.

Som eksempel på den forskellige virkning på SPC og DPC ved ændring af en af tandhjulssættet parametre refereres til fig. 3, som nær ved frigang nr. 1 viser en trekant, der fremstiller trykvinklen PA på "kontaktstedet" ved frigang 20 nr. 1. Hvis frembringerradius GR gøres større, vil resultatet blive smallere udvendige tænder 19. På grund af kontaktvinklen mellem planethjulet og ringen (ved frigangene nr. 1 og 7) kan en smallere udvendig tand 19 bevæge sig længere radialt udad (ned i fig. 3) mellem naborul letænderne 15 og derved 25 forøge enkeltpunktfrigangen SPC i fig. 3. Det vil imidlertid. ses af fig. 4, at en forøgelse af frembringerradius GR og smallere udvendige tænder 19 vil have mindre virkning på planethjulet 17's stilling i forhold til ringen 13 og derfor vil have meget mindre virkning på dobbeltpunktfrigangen DPC 30 end på enkeltpunktf rigangen SPC. Som vist i det efterfølgende numeriske eksempel vil tilsvarende en ændring enten af tandtopradius TR eller rulle-basisradius LBR resultere i en større ændring i enkeltpunktfrigang SPC end i dobbeltpunkt-frigang DPC.

35 Med opfindelsen er anvist en fremgangsmåde til valg af konstruktionsparametre ( GR, LBR, TR osv.) til et tandhjulssæt, hvorved det er muligt at opnå en forud fastsat DK 170382 B1 10 tandtopfrigang TC (der som foran nævnt kan være enten en positiv frigang eller interferens). Ved tandhjulssættet ifølge opfindelsen vælges først parametre, der skal resultere i en teoretisk tandtopfrigang på nul, dvs., at der uden 5 fremstillingsfejl hverken ville være positiv frigang eller interferens mellem ringen og planethjulet, men i stedet ville være en perfekt linie-til-linie pasning mellem ringen og planethjulet over hele den relative bevægelse mellem dem. En tandtopfrigang på nul er imidlertid sjældent målet for 10 en konstruktør af tandhjulssættet, og det næste konstruktionstrin er at ændre en af parametrene, (f.eks. frembringerradius GR eller tandtopradius TR) for at opnå den ønskede tandtopfrigang TC. Hvis der f.eks. ønskes en tandtopfrigang på 0,025 mm (0,001") (interferens), ville en konventionel . 15 metode simpelt hen være at formindske frembringerradius GR med 0,013 mm (0,0005"). Som foran forklaret, og som det vil ses af det efterfølgende taleksempel, vil en formindskelse af GR med 0,013 mm (0,0005") ikke formindske både SPC og DPC med 0,025 mm (0,001") og vil derfor ikke resultere i en 20 konstruktion med konstant radial frigang. En anden konventionel metode ville være at forøge tandtopradius TR med 0,013 mm (0,0005"), i hvilket tilfælde dobbeltpunktfrigangen DPC ville ligge ganske nær ved den ønskede tandtopfrigang TC på 0,025 mm (0,001"), men enkeltpunktfrigangen SPC ville 25 ikke ligge tæt ved den ønskede tandtopf rigang TC. I begge . tilfælde må det erkendes, at faktorer såsom trykvinklen PA og den relative tykke eller smalle udformning af planethjulstanden vil have en væsentlig virkning på den grad, hvori SPC og DPC hver varierer med variationer i parametre 30 såsom frembringerradius GR og tandtopradius TR.

Det er et vigtigt træk ved den foreliggende opfindelse, at man flere gange ændrer en parameter, (f.eks. GR) og derefter en anden parameter (f.eks. TR eller LBR), idet man hele tiden overvåger de resulterende SPC- og DPC-værdier 35 og fortsætter den iterative proces, indtil både enkeltpunkt-frigangen SPC og dobbeltpunktfrigangen DPC i hovedsagen er lig med den ønskede tandtopfrigang TC. Udtrykket "i hoved- DK 170382 B1 11 sagen lig med" skal her betyde lig med inden for en eller anden acceptabel, forud fastsat tolerance. Det vil for en fagmand fremgå, at opfindelsen slet og ret tilvejebringer et sæt konstruktionsparametre til tandhjulssættet, som mate-5 matisk vil resultere i at både enkeltpunktfrigangen SPC og dobbeltpunktfrigangen DPC er lig med den ønskede tandtopfri-gang TC, men ikke tager hensyn til unøjagtigheder i fremstillingsprocessen. På den anden side vil en fagmand erkende, at det er langt mere ønskeligt at starte med konstruktions-10 parametre, som matematisk vil tilvejebringe en konstruktion med konstant frigang, end at starte med parametre som vil give SPC- og DPC-værdier, som er forskellige, og så tilføje fremstillingsunøjagtigheder til den første konstruktionsfejl.

15 Eksempel

Det antages, at den iterative proces ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen bedst kan illustreres med et virkeligt taleksempel på brugen af fremgangsmåden. I eksemplet var de først valgte konstruktionsparametre følgende: 20 N = 6 E = 3,81 mm (0,15") TR = 26,655 mm (1,0494") GR = 11,138 mm (0,4385") 25 LBR = 33,983 mm (1,3379") LR = 11,138 mm (0,4385")

De første konstruktionsparametre er, som foran anført, valgt til at give en tandtopfrigang TC, som er lig med nul.

30 I dette eksempel ønskes imidlertid en tandtopfrigang TC, som er en positiv frigang på 0,1016 mm (0,0040"). Det antages, at en fagmand ved udøvelsen af den foreliggende opfindelse er i stand til at anvende ethvert af de til rådighed værende CAD systemer (computer-aided design) til at udtage 35 parametre såsom de ovenfor opregnede og til matematisk at frembringe både planethjulet 17 og ringen 13 og derpå placere planethjulet i de i henholdsvis fig. 3 og fig. 4 viste SPC- DK 170382 B1 12 og DPC-stillinger og benytte CAD-programmet til at bestemme hver af frigangene nr. 1 til 7.

Trin 1 5 Selv om den ønskede tandtopfrigang TC er 0,1016 mm (0,0040") foretrækkes det ved brug af den iterative proces ifølge opfindelsen ikke at ændre en bestemt parameter med hele værdien af den ønskede ændring af frigang, men i hvert trin at foretage én ændring lig med ca. halvdelen af den 10 ønskede frigangsændring. Dette er imidlertid blot en fore-trukken metode, men er ikke væsentligt for udøvelsen af opfindelsen. I overensstemmelse med den nævnte foretrukne metode er det første trin at reducere tandtopradius TR med 0,051 mm (0,002") til 26,604 mm (1,0474"). Som resultat af 15 denne ændring af TR, vil konstruktionen nu have følgende frigangsdimensioner:

Frigang Nr. Fig. 3 Fig. 4 20 i 0,048 mm (0,0019") 0,000 mm (ο,οοοο") 2 0,099 mm (0,0039") 0,041 mm (0,0016") 3 0,157 mm (0,0062") 0,079 mm (0,0031") 4 0,178 mm (0,0070") 0,097 mm (0,0038") 5 0,157 mm (0,0062") 0,097 mm (0,0038") 25 6 0,099 mm (0,0039") 0,079 mm (0,0031") 7 0,048 mm (0,0019") 0,041 mm (0,0016") ’ I overensstemmelse med den foregående forklaring ses det, at formindskelsen af TR med 0,051 mm (0,002") forøger 30 dobbeltpunktfrigangen DPC (frigang nr. 4 og 5, fig. 4) til 0,097 (0,0038"), meget tæt ved den ønskede tandtopf rigang TC på 0,1016 mm (0,0040"), men samtidig forøger enkeltpunktfri-gangen SPC (frigang nr. 4, fig. 3) til 0,178 (0,0070"), dvs. meget større end den ønskede tandtopfrigang TC på 0,1016 i 35 (0,0040").

Trin 2

For at bringe enkeltpunktfrigangen SPC noget nærmere, DK 170382 B1 13 blev frembringerradius GR reduceret med 0,025 mm (0,0010") fra 11,138 mm (0,4385") til 11,113 mm (0,4375"), hvilket som foran forklaret vil virke til at gøre de udvendige tænder 19 noget tykkere, hvilket ,skulle reducere enkeltpunktfrigan-5 gen SPC. Som resultat af denne ændring af GR, blev DPC som forventet reduceret noget, (men kun i den fjerde eller femte decimal målt i henholdsvis mm og i tommer, medens tallene i tidligere trin af tandeksemplet kun blev anført til og med tredje henholdsvis.fjerde decimal). Samtidig blev SPC redu-10 ceret fra 0,178 mm (0,0070") til 0,145 mm (0,0057").

Trin 3

Da SPC (som på dette tidspunkt er længere fra den ønskede tandtopfrigang TC end DPC) stadig var 0,043 mm 15 (0,0017") over den ønskede tandtopf rigang TC, blev frembrin gerradius GR reduceret med yderligere 0,025 mm (0,0010") til 11,087 mm (0,4365"), hvilket igen lod DPC i hovedsagen uændret på 0,097 mm (0,0038"), men reducerede SPC til 0,109 mm (0,0043").

20

Trin 4

Idet SPC nu nærmede sig den ønskede TC på 0,1016 mm (0,0040"), var det næste trin at reducere tandtopradius TR med en værdi omtrent lig med halvdelen af forskellen mellem 25 DPC fra trin 3 og den ønskede TC. Derfor blev TR reduceret. fra 26,604 (1,0474") til 26,601 mm (1,0473"), hvilket forøgede DPC fra 0,097 mm (0,0038") til 0,099 (0,0039"), men samtidig resulterede i, at SPC blev forøget fra 0,109 mm, (0,0043") til 0,114 mm (0,0045").

30

Trin 5

Det næste trin var at formindske frembringerradius GR yderligere med ca. halvdelen af forskellen mellem SPC fra trin 4 og den ønskede TC på 0,1016 mm (0,0040"). Frem-35 bringerradius GR blev derfor reduceret med 0,013 mm (0,0005") fra 11,087 mm (0,4365") til 11,074 mm (0,4360"), hvilket lod DPC stort set uændret ved 0,099 mm (0,0039"), men redu- DK 170382 B1 14 cerede SPC fra 0,114 mm (0,0045") til 0,097 (0,0038"), således at SPC så i virkeligheden var under den ønskede TC.

Trin 6 5 For mere præcist at illustrere fremgangsmåden ifølge opfindelsen i dette og de efterfølgende trin, anføres SPC og DPC med fire henholdsvis fem decimaler målt i mm henholdsvis tommer. Idet både SPC og DPC nu er mindre end den ønskede TC, og SPC er længere fra den ønskede TC, blev tand-10 topradius TR i det næste trin formindsket cirka halvdelen af forskellen mellem den ønskede TC og DPC fra trin 4. TR blev derfor reduceret fra 26,6022 mm (1,047329") til 26,6020 mm (1,047323"), dvs. 0,0528 mm (0,002077") mindre end den oprindelige TR, hvorved DPC voksede fra 0,1011 mm (0,00398") 15 til 0,1013 mm (0,00399"), og SPC samtidig voksede fra 0,0983 mm (0,00387") til 0,0988 mm (0,00389").

Trin 7

Idet SPC stadig er længere fra den ønskede TC end 20 DPC, blev frembringerradius GR i det næste trin forøget fra 11,074 mm (0,4360") til 11,077 mm (0,4361"), hvorved DPC voksede fra 0,1013 mm (0,00399") til 0,1016 mm (0,00400"), og SPC voksede fra 0,0988 mm (0,00389") til 0,1026 mm (0,00404").

25

Trin 8

Idet SPC stadig er længere fra den ønskede TC end DPC og er større end den ønskede TC, var det næste trin at formindske frembringerradius GR fra 11,077 mm (0,4361") til 30 11,0762 mm (0,43607"), dvs. 0,0617 mm (0,00243") mindre end den oprindelige GR, hvilket stort set lod DPC uændret ved 0,1016 mm (0,00400"), medens SPC aftog fra 0,1026 mm (0,00404") til 0,1016 mm (0,00400").

Som foran nævnt er det ikke nødvendigt at fortsætte * 35 den iterative proces, indtil der er opnået absolut matematisk lighed mellem SPC og DPC, selv om processen i det foran beskrevne eksempel blev fortsat indtil både SPC og DPC var DK 170382 B1 15 lig med den ønskede tandtopfrigang TC med fem decimaler, især for at illustrere, hvad det er muligt at opnå med opfindelsen. Det vil imidlertid forstås, at processen kan standses flere trin tidligere, men alligevel falde inden for opfindel-5 sens rammer.

Det vil også for en fagmand være klart, at selv om processen er beskrevet som iterativ, er det ikke et væsentligt træk ved opfindelsen at ændringen af parametrene altid sker på en alternerende basis. De foranstående eksempler 10 blev frembringerradius GR således reduceret både i trin 2 og 3, selv om en fagmand efter at have anvendt metoden ifølge opfindelsen flere gange sandsynligvis ville have kombineret reduktionerne af GR i trin 2 og 3 i et enkelt trin. Ligeledes indebar trin 7 og 8 begge en ændring af frembringerradius 15 GR, idet trin 7 medførte en forøgelse af GR (og som det ses en for stor forøgelse) efterfulgt af en lille formindskelse af GR i trin 8. Med andre ord resulterede ændringen i trin 7 i en for stor værdi af TC og blev efterfulgt af en korrektion i trin 8. Her igen ville en fagmand sandsynligvis efter 20 nogen erfaring med opfindelsen kombinere ændringerne i trin 7 og 8 i en enkelt, mere korrekt ændring. Ændringerne i trin 7 og 8 vil naturligvis også falde inden for den her anvendte betegnelse "iterativ".

Det vil også forstås at en formindskelse af rulletæn-25 dernes radius LR med en vis størrelse vil have omtrent samme -virkning på SPC og DPC som en forøgelse af frembringerradius GR med samme størrelse. På tilsvarende måde vil en forøgelse af rulletands-basisradius LBR med en vis størrelse have omtrent samme effekt på SPC og DPC som en formindskelse af 30 tandtopradius TR med samme størrelse. Det er derfor ved hjælp af opfindelsen muligt enten at begynde med en ring, og derefter at konstruere et planethjul for at opnå den ønskede radiale frigang, eller at begynde med et planethjul og derefter at konstruere en ring, således at den ønskede 35 radiale frigang tilvejebringes. Det bemærkes imidlertid, at hver gang der udføres en justering af rulletandradius LR, er det nødvendigt at udføre en kompenserende justering af 16 DK 170382 B1 rulletand-basisradius LBR, således at der ikke er nogen nettovirkning på ringens og planethjulets tangerende cirkler.

Det vil også forstås, at selv om de indvendige tænder eller knaster på et konventionelt tandhjulssæt har cirkulære # 5 profiler, er opfindelsen ikke begrænset hertil. De indvendige tænder ville i stedet kunne have et ovalt eller elliptisk profil, medens fremgangsmåden ifølge opfindelsen stadig ville kunne anvendes.

r.

Claims (5)

1. Tandhjulssæt (11) af den type, som indbefatter en indvendig rotor (17) med et antal N udvendige tænder (19), der definerer en tandtopradius TR, og en udvendig rotor 5 (13) med et antal N + 1 indvendige tænder (15), hvor aksen (25) i den indre rotor er forskudt med en excentricitet E i forhold til aksen (23) i den udvendige rotor, og hvor den indvendige rotor har et profil, der er teoretisk fremstillet ved hjælp af en tænkt indvendig tand på den udvendige rotor, 10 hvilken tand har en frembringerradius GR, og hvor relativ kredsende og roterende bevægelse af den indvendige og den udvendige rotor skiftevis fastlægger en enkeltpunktfrigang SPC og en dobbeltpunktfrigang DPC mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på den ud-15 vendige rotor, kendetegnet ved, at tandhjulssættet har en konstruktions-tandtopradius TR og en konstruktionsfrembringerradius GR bestemt i overensstemmelse med følgende trin: (a) først valg af den ønskede radiale tandtopfrigang

20 TC mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på den udvendige rotor, og derefter (b) iterativ justering af den ene af værdierne tandtopradius TR og frembringerradius GR med en 25 størrelse lig med eller mindre end forskellen mellem den ønskede tandtopfrigang TC og enten enkeltpunktfrigangen SPC eller dobbeltpunkt-frigangen DPC, og (c) gentagelse af trin (b) indtil både enkeltpunkt- 30 frigangen SPC og dobbeltpunktfrigangen DPC med tilnærmelse er lig med den ønskede tandtopfrigang TC inden for en acceptabel tolerance.

2. Tandhjulssæt (li) af den type, som indbefatter en indvendig rotor (17) med et antal N udvendige tænder (19), 35 der definerer en tandtopradius TR, og en udvendig rotor (13) med et antal N + 1 indvendige tænder (15), hvor aksen (25) i den indvendige rotor er forskudt med en excentricitet DK 170382 B1 18 E fra aksen (23) i den udvendige rotor, og hvor profilet af den ene af rotorerne er tilvejebragt ved teoretisk fremstilling ved hjælp af en tænkt tand med frembringerradius GR på den anden rotor, og hvor relativ kredsende og roterende bevæ-5 gelse af den indvendige og udvendige rotor skiftevis fastlægger en enkeltpunktfrigang SPC og en dobbeltpunktfrigang * DPC mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på den udvendige rotor, kendetegnet ved, at tandhjulssættet har en konstruktions-10 -tandtopradius TR og en konstruktions-frembringerradius GR bestemt i overensstemmelse med følgende trin: (a) først valg af den ønskede radiale tandtopfrigang TC mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på 15 den udvendige rotor, og derefter (b) iterativ justering af den ene af værdierne, tandtopradius TR og frembringerradius GR med en størrelse lig med eller mindre end forskellen mellem den ønskede tandtopfrigang TC 20 og enten enkeltpunktfrigangen SPC eller dob- beltpunktfrigangen DPC, og (c) gentagelse af trin (b), indtil både enkelt-punktfrigangen SPC og dobbeltpunktfrigangen DPC med tilnærmelse er lig med den ønskede 25 tandtopfrigang TC inden for en acceptabel tolerance.

3. Tandhjulssæt (11) af den type, som indbefatter en indvendig rotor (17) med et antal N udvendige tænder (19), der definerer en tandtopradius TR, og en udvendig rotor 30 (13) med et antal N + 1 indvendige tænder (15), hvor aksen (25) i den indvendige rotor er forskudt med en excentricitet E fra aksen (23) i den udvendige rotor, og hvor profilet af den ene af rotorerne er tilvejebragt ved teoretisk fremstilling ved hjælp af en tænkt tand med en frembringerradius c

35 GR på den anden rotor, og hvor relativ kredsende og roterende bevægelse af den indvendige og udvendige rotor skiftevis fastlægger en enkeltpunktfrigang SPC og en dobbeltpunktfri- DK 170382 B1 19 gang DPC mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på den udvendige rotor, kendetegnet ved, at tandhjulssættet har en konstruktions-tandtopradius TR og en konstruktions-frembringerradius GR 5 bestemt i overensstemmelse med følgende trin: (a) først valg af den ønskede radiale tandtopfri-gang TC mellem de udvendige tænder på den indvendige rotor og de indvendige tænder på den udvendige rotor, og derefter 10 (b) alternerende justering af tandtopradius TR og frembringerradius GR med en størrelse lig med eller mindre end forskellen mellem den ønskede tandtopfrigang TC og enten enkeltpunktfri-gangen SPC eller dobbeltpunktfrigangen DPC, og 15 (c) gentagelse af trin (b) indtil både enkeltpunkt- frigangen SPC og dobbeltpunktfrigangen DPC med tilnærmelse er lig med den ønskede tandtopfrigang TC inden for en acceptabel tolerance .