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Bearbeitungsvorrichtung, die mit
einem drehbaren bzw. Drehwerkzeug ausgerüstet ist.
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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Bearbeitungsvorrichtung, welche mit einem Drehwerkzeug ausgerüstet ist,
und insbesondere auf eine Bearbeitungsvorrichtung von einem Typ,
der ein schraubbares bzw. Schraubelement aufweist, das an eine drehbar
angebrachte, drehbare Spindel zum lösbaren bzw. abnehmbaren Befestigen
bzw. Anbringen eines Drehwerkzeugs an der drehbaren Spindel angeschraubt
ist.
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Bei der Herstellung von Halbleiterchips
wird eine Mehrzahl von rechteckförmigen
Regionen durch Straßen
demarkiert bzw. abgegrenzt, die in einem Gittermuster an der Fläche eines
Halbleiterwafers angeordnet sind, und es wird eine Halbleiter-Schaltung bzw. -schaltkreis
in jeder der rechteckförmigen Regionen
angeordnet. Dieser Halbleiterwafer wird entlang der Straßen geschnitten,
um die rechteckförmigen
Regionen individuell bzw. einzeln zu trennen, um hierdurch Halbleiterchips
zu bilden. Um den Halbleiterwafer entlang der Straßen zu schneiden, wird eine
Bearbeitungsvorrichtung, die als ein "Dicer" bzw. Substratzerteiler bezeichnet wird,
wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-203885 offenbart,
in vorteilhafter Weise verwendet. Eine derartige Bearbeitungsvorrichtung
ist mit einer rotierenden bzw. drehbaren Spindel, die rotier- bzw. drehbar angebracht
ist, einer Drehantriebsquelle zum drehbaren Antreiben der drehbaren
Spindel und einem Drehwerkzeug ausgerüstet, das an der drehbaren
Spindel abnehmbar angebracht ist. Das Drehwerkzeug besteht aus einer
ringförmigen Schneidklinge
bzw. -messer, das Diamantkörner
enthält.
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Ein Schraubelement, das an die drehbare Spindel
anzuschrauben ist, wird zum Anbringen des Drehwerkzeugs an der drehbaren
Spindel verwendet. Insbesondere wird, wie in der oben erwähnten, offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-203885 offenbart, ein Befestigungs-
bzw. Anbringungsgerät
bzw. -vorrichtung an einem vorderen Endbereich der drehbaren Spindel
befestigt, und das Drehwerkzeug wird an dem Anbringungsgerät befestigt.
Ein konischer bzw. sich verjüngender
Bereich, der sich im Außendurchmesser
in Richtung zu dem vorderen Ende der drehbaren Spindel allmählich vermindert,
ist in dem vorderen Endbereich der drehbaren Spindel gebildet und
ein Durchgangsloch, das sich im Innendurchmesser in Richtung zu
dem vorderen Ende des Anbringungsgeräts allmählich vermindert, ist in dem
Anbringungsgerät
gebildet, so dass das Durchgangsloch des Anbringungsgeräts über bzw.
auf dem sich verjüngenden
Bereich der drehbaren Spindel angebracht ist. Ein Außengewinde
ist an dem vorderen Ende der drehbaren Spindel gebildet oder ein
mit Innengewinde versehenes Loch bzw. Öffnung ist an dem vorderen
Ende der drehbaren Spindel gebildet. Ein Mutterelement ist auf das
Außengewinde
geschraubt oder es ist ein Bolzen- bzw. Schraubbolzenelement in
das Innengewinde geschraubt, mit dem Ergebnis, dass das Anbringungsgerät durch
den Kopf des Mutterelements oder des Schraubbolzenelements rückwärts gezwungen
bzw. getrieben wird. Auf diese Art und Weise wird das Durchgangsloch
des Anbringungsgeräts
um den sich verjüngenden
Bereich der drehbaren Spindel satt anliegend angebracht, wodurch
das Anbringungsgerät an
der drehbaren Spindel vollständig
zuverlässig
befestigt wird.
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Jedoch sind die folgenden Probleme
bzw. Schwierigkeiten, welche zu lösen sind, bei der herkömmlichen
Bearbeitungsvorrichtung vorhanden, die wie oben beschrieben ausgestaltet
ist: beim Anbringen des Drehwerkzeugs an der drehbaren Spindel oder
beim Entfernen des Drehwerkzeugs, welches bei Gebrauch verschlissen
bzw. abgenutzt worden ist, von der drehbaren Spindel für Austausch
bzw. Ersatz, ist es erforderlich, das Schraubelement relativ zu
der drehbaren Spindel zu drehen, um hierdurch das Schraubelement
an die drehbare Spindel zu schrauben oder das Schraubelement von
der drehbaren Spindel abzuschrauben. Für dieses Anschrauben oder Abschrauben
besteht die Notwendigkeit, das Schraubelement zu drehen, während die
Drehung der drehbaren Spindel verhindert wird. Eine manuelle Operation
zum parallelen Ausführen
der Drehung des Schraubelements und der Verhinderung der Drehung
der drehbaren Spindel ist in beträchtlicher Weise kompliziert
und schwierig. Um die Drehung der drehbaren Spindel ausreichend
zuverlässig
zu verhindern, ist ein spezielles Werkzeug zum Ergreifen der drehbaren
Spindel erforderlich.
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Die Erfindung besteht darin, eine
neue und verbesserte Bearbeitungsvorrichtung zu schaffen, welche,
wenn ein drehbares bzw. Drehwerkzeug an einer drehbaren Spindel
angebracht oder von dieser entfernt wird, die Drehung der drehbaren
Spindel zuverlässig
verhindern kann, ohne ein spezielles Werkzeug oder eine komplizierte
manuelle Operation zu erfordern, und welche folglich die Anbringung
des Drehwerkzeugs an der drehbaren Spindel und dessen Entfernung
von der drehbaren Spindel mit ausreichender Leichtigkeit ausführen kann.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist,
um die obige Aufgabe zu lösen,
eine Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen, welche eine drehbare Spindel,
die drehbar angebracht ist, eine Drehantriebsquelle zum drehbaren
Antreiben der drehbaren Spindel, ein Drehwerkzeug, das an der drehbaren Spindel
abnehmbar angebracht ist, und wenigstens ein Schraubelement aufweist,
welches an die drehbare Spindel zur Anbringung des Drehwerkzeugs
an der drehbaren Spindel angeschraubt ist, wobei ein eine Drehung
selektiv verhinderndes Mittel zum selektiven Verhindern der Drehung
der drehbaren Spindel angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist das eine Drehung
selektiv verhindernde Mittel wenigstens eine Stopp- bzw. Anschlag-Konkavität bzw. -Austiefung,
die an einer Außenumfangsfläche der
drehbaren Spindel gebildet ist, und ein Stopp- bzw. Anschlagelement
auf, um selektiv an einer Operationsposition, an der das Anschlagelement
mit der Anschlag-Konkavität
in Eingriff kommt, und an einer Nichtoperationsposition angeordnet
zu werden, an der das Anschlagelement von der Anschlag-Konkavität zurückgeht bzw.
zurückweicht.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Anschlag-Konkavitäten an Intervallen
bzw. Zwischenräumen
in einer Umfangsrichtung gebildet. Es wird bevorzugt, dass das eine
Drehung selektiv verhindernde Mittel ein Anpassungs- bzw. Unterbringungselement
aufweist, welches ein hierin gebildetes Anpassungs- bzw. Unterbringungsloch
aufweist, welches eine zu der Außenumfangsfläche der
drehbaren Spindel gegenüberliegende
bzw. entgegengesetzte Öffnung
aufweist, und dass das Anschlagelement in dem Unterbringungsloch
gleit- bzw. verschiebbar aufgenommen bzw. untergebracht ist, und,
wenn das Anschlagelement an der Operationsposition angeordnet ist,
sein vorderer Endbereich teilweise von der Öffnung des Unterbringungsloches
vorsteht, während,
wenn das Anschlagelement an der Nichtoperationsposition angeordnet
ist, seine wesentliche Gesamtheit in dem Unterbringungsloch untergebracht ist.
Vorzugsweise weist das eine Drehung selektiv verhindernde Mittel
ein elastisches Vorspannungsmittel, um das Anschlagelement zu der
Nichtoperationsposition elastisch vorzuspannen, und ein gezwungenes
bzw. getriebenes Gleit- bzw. Schiebemittel zum selektiven Gleiten
bzw. Schieben des Anschlagelements zu der Operationsposition gegen
die elastische Vorspannungsaktion bzw. -wirkung des elastischen
Vorspannungsmittels auf. Das gezwungene Schiebemittel veranlasst
vorzugsweise Druckluft dazu, auf das hintere Ende des Anschlagelements
einzuwirken. Das Drehwerkzeug kann eine Form mit einer ringförmigen Schneidklinge
bzw. -messer aufweisen, welches Diamantkörner enthält.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Gesamtheit
einer bevorzugten Ausführungsform
einer Bearbeitungsvorrichtung, die entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Halbleiterwafers,
welcher durch die Bearbeitungsvorrichtung nach 1 zu schneiden ist, wobei der Halbleiterwafer
an einem Rahmen mit Hilfe eines Befestigungsbandes angebracht ist.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der grundlegenden,
auf das Schneiden bezogenen Bestandteile der Bearbeitungsvorrichtung
nach 1.
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4 ist
eine Schnittansicht zur Veranschaulichung eines Schneidmittels bei
der Bearbeitungsvorrichtung nach 1.
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5-A bis 5-C sind Schnittansichten,
die gemäß der Linie
V-V nach 4 genommen
sind.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgebildete Bearbeitungsvorrichtung wird nunmehr in größeren Einzelheiten
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, welche deren bevorzugten Ausführungsformen darstellen.
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1 zeigt
eine als ein "Dicer" bzw. Substratzerteiler
bezeichnete Bearbeitungsvorrichtung, welche ein typisches Beispiel
einer Bearbeitungsvorrichtung ist, bei welcher die vorliegende Erfindung angewendet
wird. Die veranschaulichte Bearbeitungsvorrichtung weist ein Gehäuse 2 auf,
wobei eine Ladezone 4, eine Standby- bzw. Bereitschaftszone 6, eine
Futter- bzw. Einspannzone 8, eine Ausrichtungszone 10,
eine Schneidzone 12 und eine Reinigungs/Trockenzone 14 an
dem Gehäuse 2 definiert sind.
Ein Anhebe/Absenktisch 16 ist in der Ladezone 4 angeordnet,
und es wird eine Kassette 18 an dem Anhebe/Absenktisch 16 geladen.
Eine Mehrzahl von Halbleiterwafern 20 (2) ist innerhalb der Kassette 18 mit
Beabstandung in einer Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
untergebracht.
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Wie aus 2 klar zu ersehen ist, wird der in der
Kassette 18 untergebrachte Halbleiterwafer 20 an
einem Rahmen 24 mit Hilfe eines Anbringungsbandes 22 angebracht.
Der Rahmen 24, der aus Metall oder einem synthetischen
Harz gebildet sein kann, weist eine verhältnismäßig große, kreisförmige Öffnung 26 an seiner
Mitte auf. Das Anbringungsband 22 erstreckt sich quer über die
kreisförmige Öffnung 26 und
ist an der Rückseite
des Rahmens 24 festgeklemmt bzw. fest angebracht. Der Halbleiterwafer 20 wird
innerhalb der kreisförmigen Öffnung 26 angeordnet
und seine Rückseite
wird an dem Anbringungsband 22 fest angebracht. Die Straßen 28 sind in
einem Gittermuster an der Fläche
des Halbleiterwafers 20 angeordnet und eine Mehrzahl von
rechteckförmigen
Regionen ist durch diese Straßen 28 abgegrenzt.
Eine Halbleiterschaltung ist in jeder der rechteckförmigen Regionen
angeordnet.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 wird erläutert, dass
ein erstes Transportmittel 32 in Verbindung mit der Ladezone 4 und
der Standby-Zone 6 angeordnet ist. Das erste Transportmittel 32 wird
entsprechend dem Ansteigen und Absenken des Anhebe/Absenktisches 16 betätigt, wodurch
die Rahmen 24, von denen jeder an dem zu schneidenden Halbleiterwafer 20 angebracht
sind, sequentiell aus der Kassette 18 auf die Standby-Zone 6 getragen
werden. (Wie ferner weiter unten erläutert wird, wird der Rahmen 24,
der an dem Halbleiterwafer 20 angebracht ist, welcher geschnitten,
gereinigt und getrocknet worden ist, von der Standby-Zone 6 in
die Kassette 18 getragen). Ein zweites Transportmittel 34 ist
in Verbindung mit der Standby-Zone 6, der Einspannzone 8 und
der Reinigungs/Trockenzone 14 angeordnet. Der aus der Kassette 18 auf
die Standby-Zone 6 getragene Rahmen 24 wird zu
der Einspannzone 8 durch das zweite Transportmittel 34 transportiert.
In der Einspannzone 8 werden der Rahmen 24 und
der hieran angebrachte Halbleiterwafer 20 durch Einspannmittel 36 gehalten.
In näheren
Einzelheiten weist das Einspannmittel 36 eine Einspannplatte 38 mit
einer im Wesentlichen horizontalen Anziehungsfläche auf und es ist eine Mehrzahl
von Sauglöchern
bzw. -öffnungen
oder -nuten in der Einspannplatte 38 gebildet. Der an dem
Rahmen 24 angebrachte Halbleiterwafer 20 wird
an der Einspannplatte 38 platziert und durch Unterdruck
an die Einspannplatte 38 angezogen. Ein Paar von Greifmitteln 40 ist
in dem Einspannmittel 36 angeordnet und der Rahmen 24 wird
durch das Paar von Greifmitteln 40 ergriffen.
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Wie ferner weiter unten beschrieben
wird, wird das Einspannmittel 36 in einer ersten Richtung, das
heißt
in einer X-Achsen-Richtung, an einer im Wesentlichen horizontalen
Ebene bewegt. Der durch das Einspannmittel 36 gehaltene
Halbleiterwafer 20 wird entsprechend der Bewegung des Einspannmittels 36 bewegt
und zu der Ausrichtungszone 10 und zu der Schneidzone 12 in
dieser Reihenfolge transportiert. Bei der veranschaulichten Ausführungsform sind
Faltenbalg-Mittel 41, die entsprechend der Bewegung des
Einspannmittels 36 expandiert bzw. ausgedehnt und kontrahiert
bzw. zusammengezogen werden, an beiden Seiten (das heißt, an der
Stromabwärtsseite
und der Stromaufwärtsseite)
des Einspannmittels 36 angeordnet, wenn in der X-Achsen-Richtung
beobachtet. Das Ausrichtungsmittel 42 ist in Verbindung
mit der Ausrichtungszone 10 angeordnet. In der Ausrichtungszone 10 wird
ein Bild der Fläche
des an dem Einspannmittel 36 gehaltenen Halbleiterwafers 20 erzeugt
und der Halbleiterwafer 20 wird entsprechend diesem Bild
ausreichend präzise
positioniert, wie erforderlich. Sodann wird der Halbleiterwafer 20 entlang
der Straßen 28 in
der Schneidzone 12 durch die Wirkung des Schneidmittels 44 geschnitten.
Die rechteckförmigen
Regionen 30 werden durch dieses Schneiden einzeln getrennt, jedoch
wird das Anbringungsband 22 hierdurch niemals geschnitten.
Folglich sind die einzeln getrennten, rechteckförmigen Regionen 30 weiterhin
an dem Rahmen 24 mit Hilfe des Anbringungsbandes 22 angebracht.
Das Ausrichtungsmittel 42 und das Schneidmittel 44 werden
in näheren
Einzelheiten später
beschrieben.
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Nachdem der Halbleiterwafer 20 in
der Schneidzone 12, wie erforderlich, geschnitten worden
ist, wird das Einspannmittel 36 zu der Einspannzone 8 zurück gebracht.
Ein drittes Transportmittel 46 ist in Verbindung mit der
Einspannzone 8 und der Reinigungs/Trockenzone 14 angeordnet.
Der Rahmen 24 und der hieran angebrachte Halbleiterwafer 20 werden
in die Reinigungs/Trockenzone 14 durch das dritte Transportmittel 46 getragen.
In der Reinigungs/Trockenzone 14 wird der Halbleiterwafer 20, der
geschnitten worden ist, durch das (nicht gezeigte) Reinigungs/Trockenmittel
gereinigt und getrocknet. Sodann werden der Rahmen 24 und
der hieran angebrachte Halbleiterwafer 20 zu der Standby-Zone 6 durch
das zweite Transportmittel 34 zurück gebracht und sodann in die
Kassette 18 durch das erste Transportmittel 32 zurück gebracht.
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In 3 sind
die obere Wand des Gehäuses 2 und
die Faltenbalgmittel 41, die an beiden Seiten des Einspannmittels 36 angeordnet
sind, weggelassen und die unter diesen angeordneten Bestandteile sind
veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 3 zusammen
mit 1 wird erläutert, dass
ein Stütz- bzw.
Tragbrett bzw. -platte 48 innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet
ist. Ein Paar von sich in der X-Achsen-Richtung erstreckenden Führungsschienen 50 ist
an der Stützplatte 48 befestigt
und ein Gleitblock 52 ist an dem Paar der Führungsschienen 50 in
der Weise befestigt, um in der X-Achsen-Richtung bewegbar zu sein.
Ein sich in der X-Achsen-Richtung erstreckender, mit Gewinde versehener
Schaft bzw. Welle 54 ist zwischen dem Paar von Führungsschienen 50 drehbar
angebracht und eine Ausgangswelle eines Schrittmotors bzw. Schrittschaltmotors 56 ist mit
der mit Gewinde versehenen Welle 54 verbunden. Der Gleitblock 52 weist
einen (nicht gezeigten) herab hängenden
Bereich, der sich abwärts
erstreckt, auf und ein mit Innengewinde versehenes Loch, das sich
als ein Durchgangsloch in der X-Achsen-Richtung erstreckt, ist in
dem herab hängenden Bereich
gebildet. Die mit Gewinde versehene Welle 54 ist in das
mit Innengewinde versehene Loch geschraubt. Ein Stütz- bzw.
Tragtisch 59 ist an dem Gleitblock 52 mittels
eines zylindrischen Elements befestigt und das Einspannmittel 36 ist
ebenfalls hieran angebracht. Folglich werden, wenn der Schrittmotor 56 in
der normalen Richtung gedreht wird, der Stütztisch 59 und das
Einspannmittel 36 in einer durch einen Pfeil 60 angegebenen
Schneidrichtung bewegt. Wenn der Schrittmotor 56 in der
umgekehrten Richtung gedreht wird, werden der Stütztisch 59 und das
Einspannmittel 36 in einer durch einen Pfeil 62 angegebenen
Rückwärtsrichtung
bewegt. Die Einspannplatte 38 und das Paar von Greifmitteln 40,
welche das Einspannmittel 36 bilden, sind in der Weise
angeordnet, dass sie um eine mittlere Achse drehbar sind, die sich
im Wesentlichen vertikal erstreckt. Ein (nicht gezeigter) Schrittmotor
zum Drehen der Einspannplatte 38 und des Paares von Greifmitteln 40 ist
innerhalb des zylindrischen Elements 58 angeordnet.
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Ein Paar von sich in einer Y-Achsen-Richtung
erstreckenden Führungsschienen 64 ist
an der Stützplatte 48 befestigt
und ein Gleitblock 66 ist an dem Paar der Führungsschienen 64 in
der Weise angebracht, um in der Y-Achsen-Richtung bewegbar zu sein.
Ein sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckender, mit Gewinde versehener
Schaft bzw. Welle 68 ist zwischen dem Paar von Führungsschienen 64 drehbar
angebracht und eine Ausgangswelle des Schrittmotors 72 ist
mit der mit Gewinde versehenen Welle 68 verbunden. Der
Gleitblock 66 weist eine annähernde L-Gestalt auf und weist
einen horizontalen Basisbereich 74 und einen aufrechten Bereich 76 auf,
der sich von dem horizontalen Basisbereich 74 aufwärts erstreckt.
Ein (nicht gezeigter) herab hängender
Bereich, der sich nach abwärts
erstreckt, ist in dem horizontalen Basisbereich 74 gebildet
und ein mit Innengewinde versehenes Loch, das sich als ein Durchgangsloch
in der Y-Achsen-Richtung erstreckt, ist in dem herab hängenden
Bereich gebildet. Die mit Gewinde versehene Welle 68 ist
in das mit Innengewinde versehene Loch geschraubt. Ein Paar von Führungsschienen 80 (nur
das obere Ende einer der Führungsschienen 80 ist
in 3 gezeigt), die sich
in einer Z-Achsen-Richtung erstrecken, ist in dem aufrechten Bereich 76 des
Gleitblocks 66 gebildet. Ein Verbindungsblock 82 ist
an dem Paar der Führungsschienen 80 in
der Weise angebracht, um in der Z-Achsen-Richtung bewegbar zu sein.
Ein (nicht gezeigter) mit Gewinde versehener Schaft bzw. Welle, die
sich in der Z-Achsen-Richtung erstreckt, ist an dem aufrechten Bereich 76 des
Gleitblocks 66 drehbar angebracht und eine Ausgangswelle
eines Schrittmotors 84 ist mit der mit Gewinde versehenen Welle
verbunden. Ein (nicht gezeigter) Vorsprung, der in Richtung zu dem
aufrechten Bereich 76 des Gleitblocks 66 vorsteht,
ist in dem Verbindungsblock 82 gebildet und ein mit Innengewinde
versehenes Loch, das sich als ein Durchgangsloch in der Z-Achsen-Richtung
erstreckt, ist in dem Vorsprung gebildet. Die oben erwähnte, mit
Gewinde versehene Welle, die sich in der Z-Achsen-Richtung erstreckt,
ist in das mit Innengewinde versehene Loch geschraubt. Das vorher
erwähnte
Schneidmittel 44 ist an dem Verbindungsblock 82 angebracht.
Das Schneidmittel 44 weist ein an dem Verbindungsblock 82 befestigtes Gehäuse 86 auf
und eine drehbare bzw. drehbare Spindel 88 (4), die sich in der Y-Achsen-Richtung
erstreckt, ist innerhalb des Gehäuses 86 drehbar
angebracht. Ein drehbares bzw. Drehwerkzeug 90 ist an dem vorderen
Endbereich der drehbaren Spindel 88 abnehmbar bzw. lösbar angebracht.
Ein Kühlflüssigkeits-Ausspritz-
bzw. Ausstoßmittel 92 zum
Ausstoßen
einer Kühlflüssigkeit,
welche reines Wasser sein kann, ist an dem vorderen Ende des Gehäuses 86 angeordnet.
Das Schneidmittel 44, das die drehbare Spindel 88 und
das Drehwerkzeug 90 aufweist, wird in näheren Einzelheiten weiter unten
beschrieben.
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Wenn der Schrittmotor 72 in
der normalen Richtung gedreht wird, wird der Gleitblock 66 in
der Y-Achsen-Richtung vorwärts
weiter geschaltet, wodurch das Drehwerkzeug 90 in der Y-Achsen-Richtung
vorwärts
weiter geschaltet wird. Wenn der Schrittmotor 72 in der
umgekehrten Richtung gedreht wird, wird der Gleitblock 66 rückwärts in der
Y-Achsen-Richtung weiter geschaltet, wodurch das Drehwerkzeug 90 rückwärts in der
Y-Achsen-Richtung weiter geschaltet wird. Wenn der Schrittmotor 84 in der
normalen Richtung gedreht wird, wird der Verbindungsblock 82 in
der Z-Achsen-Richtung
abgesenkt, wodurch das Drehwerkzeug 90 in der Z-Achsen-Richtung
abgesenkt wird. Wenn der Schrittmotor 84 in der umgekehrten
Richtung gedreht wird, wird der Verbindungsblock 82 in
der Z-Achsen-Richtung angehoben, wodurch das Drehwerkzeug 90 in
der Z-Achsen-Richtung angehoben wird.
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Ein Stüz- bzw. Tragblock 94,
der in der X-Achsen-Richtung vorsteht, ist an dem Gehäuse 86 befestigt
und ein Mikroskop 96, welches das vorher erwähnte Ausrichtungsmittel 42 bildet,
ist an dem Stützblock 94 angebracht.
Wenn das Einspannmittel 36 in der Ausrichtungszone 10 angeordnet
ist, ist das Einspannmittel 36 unterhalb des Mikroskops 96 angeordnet,
woraufhin ein optisches Bild der Fläche des Halbleiterwafers 20,
der an dem Einspannmittel 36 gehalten ist, an dem Mikroskop 96 einfällt. Das
in das Mikroskop 96 eintretende, optische Bild wird durch
(nicht gezeigte) Abbildungsmittel, die aus einer CCD gebildet sein
können,
für die
erforderliche Bildverarbeitung aufgenommen bzw. empfangen. Bildsignale
nach der Bildverarbeitung werden zu Steuer- bzw. Regelmitteln übertragen,
wo die Bildsignale für Ausrichtung
zwischen der Straße 28 des
Halbleiterwafers 20 und dem Drehwerkzeug 90 des
Schneidmittels 44 verwendet werden. Die Bildsignale werden ebenfalls
zu einem Monitor 98 übertragen,
der an dem Gehäuse 2 angeordnet
ist, und an dem Monitor 98 angezeigt.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird erläutert, dass zwei radiale Luftlager 100 und 102 mit
einem Abstand bzw. Entfernung in der axialen Richtung innerhalb
des Gehäuses 86 des
Schneidmittels 44 angeordnet sind und ein Axial- bzw. Axialdruck-Luftlager 104,
das zwischen diesen radialen Luftlagern 100 und 102 angeordnet
ist, ist innerhalb des Gehäuses 86 angeordnet.
Ein Luftzufuhrkanal 106, der sowohl mit den radialen Luftlagern 100 und 102 als
auch mit dem Axialdruck-Luftlager 104 in Verbindung steht,
ist ebenfalls in dem Gehäuse 86 gebildet.
Der Luftzufuhrkanal 106 ist mit einer Druckluftquelle 108 verbunden,
so dass Druckluft zu den radialen Luftlagern 100 und 102 und
zu dem Axialdruck-Luftlager 104 durch den Luftzufuhrkanal 106 zugeführt wird.
Die drehbare Spindel 88 ist durch die radialen Luftlager 100 und 102 und
das Axialdruck-Luftlager 104 drehbar angebracht. Ein ringförmiger Flansch 107,
der durch das Axialdruck-Luftlager 104 getragen bzw. abgestützt ist,
ist an der drehbaren Spindel 88 gebildet. Wegen der Abstützung des
ringförmigen
Flansches 107 durch das Axialdruck-Luftlager 104 wird die
axiale Bewegung der drehbaren Spindel 88 eingeschränkt.
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Eine Drehantriebsquelle 110 zum
Drehen der drehbaren Spindel 88 mit einer hohen Drehzahl ist
innerhalb des hinteren Endbereichs des Gehäuses 86 angeordnet.
Die drehbare Antriebsquelle 110 bei der veranschaulichten
Ausführungsform
ist aus einem Elektromotor gebildet, der einen Rotor 112, der
an einem hinteren Endbereich der drehbaren Spindel 88 angebracht
ist, und einen Stator 114 aufweist, der um den Rotor 112
herum angeordnet ist. Der Rotor 112 ist aus einem Permanentmagneten
gebildet, während
der Stator 114 aus einer Spule gebildet ist.
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Ein vorderer Endbereich der drehbaren
Spindel 88 steht von dem Gehäuse 86 vor und das
Drehwerkzeug 90 ist an diesem vorderen Endbereich mittels
eines Anbringungsgeräts
bzw. -werkzeugs 116 angebracht. In näheren Einzelheiten ist ein
kegelförmiger
bzw. sich verjüngender
Bereich 118, der im Außendurchmesser
in Richtung zu dem vorderen Ende (linkes Ende in 4) der drehbaren Spindel 88 graduell
bzw. allmählich
abnimmt, in dem vorderen Endbereich der drehbaren Spindel 88 angeordnet,
welche aus einem geeigneten Metall, zum Beispiel aus einem nicht-rostendem
Stahl gebildet sein kann. Ein mit Außengewinde versehener Bereich 120 ist
vor dem sich verjüngendem
Bereich 118 angeordnet. Der mit Außengewinde versehene Bereich 120 weist einen
Außendurchmesser
auf, der fast dem minimalen Außendurchmesser
des sich verjüngendem
Bereichs 118 entspricht, und es ist ein Außengewinde an
der Außenumfangsfläche des
mit Außengewinde versehenen
Bereichs 120 gebildet. Ein Durchgangsloch 122,
das im Innendurchmesser in Richtung zu dem vorderen Ende des Anbringungsgeräts 116 graduell
bzw. allmählich
abnimmt, ist in dem Anbringungsgerät 118 angeordnet,
welches in ähnlicher Weise
aus einem geeigneten Metall, zum Beispiel nicht-rostendem Stahl gebildet sein kann.
Der Konus- bzw. Kegelwinkel des sich verjüngendem Bereichs 118,
der in der drehbaren Spindel 88 angeordnet ist, und der
Konus- bzw. Kegelwinkel des Durchgangslochs 122, das in
dem Anbringungsgerät 116 angeordnet
ist, sind so eingestellt, um im Wesentlichen gleich zu sein. Ein
radial auswärts
vorstehender Flansch 124 ist in einem inneren Bereich des
Anbringungsgeräts 116 gebildet
und ein nach vorne vorstehender, ringförmiger Vorsprung 126 ist
an der vorderen Fläche
des Außenumfangsrandbereichs
des Flanschbereichs 124 gebildet. Die vordere Fläche des
ringförmigen
Vorsprungs 126 ist im Wesentlichen zu der mittleren Achse
des Anbringungsgeräts 116 rechtwinklig.
Ein Anbringungsbereich 128 und ein mit Außengewinde
versehener Bereich 130 sind vor dem ringförmigen Vorsprung 126 angeordnet.
Der Anbringungsbereich 128 weist eine zylindrische Außenumfangsfläche auf.
Der mit Außengewinde
versehene Bereich 130 weist beinahe den gleichen Außendurchmesser
wie der Außendurchmesser
des Anbringungsbereichs 128 auf und er weist ein Außengewinde
auf, das an seiner Außenumfangsfläche gebildet
ist. Ein nach vorne vorstehender, ringförmiger Vorsprung 132 ist
an der vorderen Fläche
des Anbringungsgeräts 116 gebildet
und die vordere Endfläche des
ringförmigen
Vorsprungs 132 ist zu der mittleren Achse des Anbringungsgeräts 116 im
Wesentlichen rechtwinklig. Wie in 4 gezeigt,
ist das Durchgangsloch 122 des Anbringungsgeräts 116 über dem sich
verjüngenden
Bereich 118 der drehbaren Spindel 88 angebracht.
Ein schraubbares bzw. Schraub- bzw. Gewindeelement, das heißt ein Mutterelement 134,
ist an dem mit Außengewinde
versehenen Bereich 120 der drehbaren Spindel 88 angebracht. Folglich
wird eine Kraft, um das Anbringungsgerät 116 rückwärts (rechtswärts in 4) zu drängen, durch das Mutterelement 134 auf
den ringförmigen Vorsprung 132 des
Anbringungsgeräts 116 aufgebracht,
wodurch das Durchgangsloch 122 des Anbringungsgeräts 116 in
engen Kontakt mit dem sich verjüngenden
Bereich 118 der drehbaren Spindel 88 gebracht
wird. In Folge dessen ist das Anbringungsgerät 116 an der drehbaren
Spindel 88 befestigt.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 4 wird erläutert, dass
das Drehwerkzeug 90 bei der veranschaulichten Ausführungsform
aus einer Nabe 136 und einer ringförmigen Schneidklinge bzw. -messer 138
besteht. Ein Durchgangsloch 140, welches im Wesentlichen
den gleichen Innendurchmesser wie der Außendurchmesser des Anbringungsbereichs 128 des
Anbringungsgeräts 116 aufweist,
ist an einem mittleren Bereich der Nabe 136 gebildet, welche aus
einem geeigneten Metall, zum Beispiel Aluminium gebildet sein kann.
Ein ringförmiger
Flansch 142 ist an dem hinteren Ende der Nabe 136 gebildet.
Eine hintere Fläche
der Nabe 136 (das heißt,
die hintere Fläche
des ringförmigen
Flansches 142) und eine vordere Fläche der Nabe 136 erstrecken
sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der mittleren Achse der Nabe 136.
Das ringförmige
Schneidmesser 138 ist in der Form einer ringförmigen,
dünnen
Platte, deren innerer Umfangsbereich an einem äußeren Umfangsbereich der hinteren
Fläche
des ringförmigen
Flansches 142 der Nabe 136 befestigt ist, und
deren äußerer Umfangsbereich über den äußeren Umfangsrand
des ringförmigen
Flansches 136 hinaus vorsteht. Das ringförmige Schneidmesser 138 kann
beispielsweise ein sogenanntes elektrogeformtes bzw. durch Galvanoformung
bzw.
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Elektroformung gebildetes Messer
sein, das durch Dispergieren von Diamantkörnern in einem Galvanisierungsmetall,
zum Beispiel Nickel, gebildet ist, um an dem ringförmigen Flansch 142 der
Nabe 136 galvanisiert bzw. galvanisch beschichtet zu werden.
Das somit ausgestaltete Drehwerkzeug 90, wie in 4 klar veranschaulicht,
wird an dem Anbringungsbereich 128 des Anbringungsgeräts 116 angebracht,
und sodann wird das Schraub- bzw. Gewindeelement, das heißt das Mutterelement 144,
auf den mit Außengewinde
versehenen Bereich 130 des Anbringungsgeräts 116 aufgeschraubt,
wodurch das Drehwerkzeug 90 an dem Anbringungsgerät 116 abnehmbar
angebracht ist. Das Mutterelement 144 weist eine hintere
Fläche
auf, die im Wesentlichen rechtwinklig zu dessen mittlerer Achse
ist. Das Mutterelement 144 ist auf den mit Außengewinde
versehenen Bereich 130 des Anbringungsbereichs 116 geschraubt,
um das Drehwerkzeug 90 zwischen dem ringförmigen Vorsprung 126 des
Anbringungsbereichs 116 und der hinteren Fläche des
Mutterelements 144 anzuordnen, um hierdurch das Drehwerkzeug 90 an
Ort und Stelle zu befestigen.
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Bei der Bearbeitungsvorrichtung,
die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, ist es wichtig,
dass ein eine Drehung selektiv verhinderndes Mittel zum selektiven
Verhindern der Drehung der drehbaren Spindel 88 angeordnet
ist. Unter Bezugnahme auf die 5-A bis 5-C zusammen mit 4 weist ein eine Drehung
selektiv verhinderndes Mittel, das insgesamt mit einer Ziffer 146 bezeichnet
ist, wenigstens eine Stopp- bzw. Anschlag-Konkavität 148,
die in einer Außenumfangsfläche der
drehbaren Spindel 88 gebildet ist (vorzugsweise eine Mehrzahl
von Anschlag-Konkavitäten 148,
die mit gleichen Intervallen bzw.
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Zwischenräumen in der Umfangsrichtung gebildet
sind) und ein Stopp- bzw. Anschlagelement 150 auf, das
mit der Anschlag-Konkavität 148 zusammenarbeitet.
In näheren
Einzelheiten sind bei der veranschaulichten Ausführungsform drei der Anschlag-Konkavitäten 148 mit
gleichen Zwischenräumen
in der Umfangsrichtung der Außenumfangsfläche der
drehbaren Spindel 88 gebildet. Jede der Anschlag-Konkavitäten 148 kann
im Querschnitt kreisförmig
sein. Auf der anderen Seite ist ein Anpassungs- bzw. Unterbringungselement 152 an
dem Gehäuse 86 angebracht.
Dieses Unterbringungselement 152 ist durch Zusammenkoppeln
bzw. -verbinden eines Basisbereichs 154 in der Form eines
rechteckförmigen
Parallelepipeds und eines vorstehenden Bereichs 156 in
der Gestalt einer zylindrischen Säule, welche von der inneren
Seitenfläche
des Basisbereichs 154 vorsteht, durch ein geeignetes Mittel,
zum Beispiel Verklebung bzw. Adhäsion,
gebildet. Ein Durchgangsloch 158 mit einem Innendurchmesser, der
dem Außendurchmesser
des vorstehenden Bereichs 156 des Unterbringungselements 152 entspricht,
ist in der Wand des Gehäuses 86 gebildet. Das
Unterbringungselement 152 wird an dem Gehäuse 86 dadurch
befestigt, dass der vorstehende Bereich 156 des Unterbringungselements 152 in
das Durchgangsloch 158 des Gehäuses 86 eingesetzt wird
und ein (nicht gezeigtes) geeignetes Befestigungsmittel, zum Beispiel
eine Befestigungsschraube, angewendet wird. Ein Unterbringungsloch 160 ist in
dem Unterbringungselement 152 gebildet. Das Unterbringungsloch 160 erstreckt
sich von dem vorderen Ende des vorstehenden Bereichs 156 zu
der Mitte in der Dickenrichtung des Basisbereichs 154.
Die Querschnittsgestalt des Unterbringungslochs 160 kann
kreisförmig
sein. Die Öffnung
an dem vorderen Ende des Unterbringungslochs 160 liegt
der Außenumfangsfläche der
drehbaren Spindel 88 gegenüber. Ein Vorsprung 162 ist
an der Mitte der unteren Fläche des
Unterbringungslochs 160 gebildet. Ein ringförmiger Vorsprung 164 ist
an dem vorderen Ende des Unterbringungslochs 160 gebildet.
Das Anschlagelement 150 weist einen zylindrischen Kopfbereich 166 mit
einem verhältnismäßig großen Durchmesser
und einen zylindrischen Schaftbereich 168 mit einem verhältnismäßig kleinen
Durchmesser auf und ist in dem Unterbringungsloch 160 des
Unterbringungselements 152 untergebracht. Ein elastisches
Vorspannmittel 170, das aus einer zylindrischen Schraubendruckfeder
besteht, ist ebenfalls in dem Unterbringungsloch 160 untergebracht.
Das elastische Vorspannmittel 170 ist um den Schaftbereich 168 des Anschlagelements 150 herum
angeordnet und ist zwischen dem ringförmigen Vorsprung 164 des
Unterbringungslochs 160 und dem Kopfbereich 166 des Anschlagelements 150 dazwischen
gesetzt. Folglich spannt das elastische Vorspannmittel 170 das
Anschlagelement 150 in einer Richtung weg von der drehbaren
Spindel 88 elastisch vor und, wie in 5-A gezeigt, spannt es das Anschlagelement 150 zu
einer Nichtoperationsposition elastisch vor, wo der Kopfbereich 166 des
Anschlagelements 150 den Vorsprung 162 berührt, der
an der unteren Fläche
des Unterbringungslochs 160 gebildet ist. Wenn das Anschlagelement 150 an
der in 5-A gezeigten
Nichtoperationsposition angeordnet ist, steht das Anschlagelement 150 von
der Öffnung
an dem vorderen Ende des Unterbringungslochs 160 nicht
vor und seine wesentliche Gesamtheit ist in dem Unterbringungsloch 160 untergebracht.
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Ein Luftzufuhrkanal 172,
der mit einem hinteren Endbereich (rechter Endbereich in 5-A) des Unterbringungslochs 160 in
Verbindung steht, ist ebenfalls in dem Basisbereich 154 des
Unterbringungselements 152 gebildet. Der Luftzufuhrkanal
172 wird
selektiv in Verbindung mit der Druckluftquelle 108 und
der Atmosphäre
mittels eines Wahlventils 174 gebracht. Wenn der Luftzufuhrkanal 172 in
Verbindung mit der Atmosphäre
ist, ist das Anschlagelement 150 an der in 5-A gezeigten Nichtoperationsposition
mittels der elastischen Vorspannwirkung des elastischen Vorspannmittels 170 angeordnet. Wenn
andererseits der Luftzufuhrkanal 172 in Verbindung mit
der Druckluftquelle 108 gebracht ist, wird Druckluft zu
dem hinteren Endbereich des Unterbringungslochs 160 durch
den Luftzufuhrkanal 172 zugeführt und diese Druckluft wirkt
auf das hintere Ende des Anschlagelements 150, wodurch
das Anschlagelement 150 linkswärts in 5-A gegen die elastische Vorspannwirkung
des elastischen Vorspannmittels 170 gezwungen bzw. getrieben
wird. Wie in 5-B gezeigt,
wird, wenn irgendeine der Anschlag-Konkavitäten 148, die in der
drehbaren Spindel 88 gebildet sind, nicht in Ausrichtung
mit dem freien Ende des Anschlagelements 150 ist, das freie Ende
des durch die Druckluft gedrängten
Anschlagelements 150 gegen die Außenumfangsfläche der drehbaren
Spindel 88 gedrückt
bzw. gepresst. Wenn die drehbare Spindel 88 etwas gedreht
wird, um eine der Anschlag-Konkavitäten 148 in Ausrichtung
mit dem freien Ende des Anschlagelements 150 zu bringen,
wird das durch Druckluft gedrängte
Anschlagelement 150 zu einer in 5-C gezeigten Operationsposition vorgeschoben,
wodurch sein freies Ende mit dem Inneren der Anschlag-Konkavität 148 in
Eingriff kommt. In Folge dessen wird die Drehung der drehbaren Spindel 88 verhindert.
Wenn der Luftzufuhrkanal 172 in Verbindung mit der Atmosphäre gebracht
ist, um Druckluft aus dem Unterbringungsloch 160 abzugeben,
wird das Anschlagelement 150 zu der in 5-A gezeigten Nichtoperationsposition
zurückgebracht.
Folglich weicht das freie Ende des Anschlagelements 150 von
der Anschlag-Konkavität 148 zurück, so dass
die Drehung der drehbaren Spindel 88 erlaubt ist.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 5 zusammen mit 4 wird erläutert, dass,
wenn die Drehantriebsquelle 110, die aus dem Elektromotor besteht,
in dem oben beschriebenen Schneidmittel 44 entregt bzw.
von der Stromquelle getrennt wird, sich die drehbare Spindel 88 in
einem frei drehbaren Zustand befindet. Folglich ist es, wenn das
Mutterelement 134, das zum Anbringen des Drehwerkzeugs 90 an
der drehbaren Spindel 88 verwendet wird, an der drehbaren
Spindel 88 anzubringen ist oder von der drehbaren Spindel 88 abzunehmen
ist, oder, wenn das Mutterelement 144 an dem Anbringungsgerät 116 anzubringen
oder von dem Anbringungsgerät 116 abzunehmen
ist, erforderlich, die Drehung der drehbaren Spindel 88 zu
verhindern und das Mutterelement 134 oder 144 in
einer vorbestimmten Richtung zu drehen. Bei der entsprechend der
vorliegenden Erfindung ausgebildeten Bearbeitungsmaschine kann die
Drehung der drehbaren Spindel 88 einfach durch Betätigen des
Wahlventils 174 verhindert werden, um den Luftzufuhrkanal 172 in
Verbindung mit der Druckluftquelle 108 zu bringen. Wenn der
Luftzufuhrkanal 172 in Verbindung mit der Druckluftquelle 108 gebracht
ist, wird das Anschlagelement 150 linkswärts in 5-A gegen die elastische
Vorspannwirkung des elastischen Vorspannmittels 170 gezwungen
bzw. getrieben. Wenn eine der Anschlag-Konkavitäten 148 in Ausrichtung
mit dem freien Ende des Anschlagelements 150 ist, wird
das Anschlagelement 150 zu der in 5-C gezeigten Operationsposition bewegt,
wodurch das freie Ende des Anschlagelements 150 mit der
Anschlag-Konkavität 148 in
Eingriff kommt. In Folge dessen wird die Drehung der drehbaren Spindel 88 verhindert.
Wenn eine der Anschlag-Konkavitäten 148 aus
der Ausrichtung mit dem freien Ende des Anschlagelements 150 heraus
ist, wird die drehbare Spindel 88 etwas gedreht, bis eine
der Anschlag-Konkavitäten 148 mit dem
freien Ende des Anschlagelements 150 ausgerichtet ist.
Nach einer gewissen Drehung der drehbaren Spindel 88 wird
das freie Ende des Anschlagelements 150 in Eingriff mit
der Anschlag-Konkavität 148 gebracht.
Folglich wird die Drehung der drehbaren Spindel 88 verhindert.
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Wie oben erwähnt, sind die bevorzugten Ausführungsformen
der entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Bearbeitungsmaschine in
Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
worden. Jedoch versteht es sich, dass verschiedene Modifikationen
und Änderungen
bzw. Abwandlungen durchgeführt
werden können,
ohne von dem Umfang und dem Gedanken der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Bei den veranschaulichten Ausführungsformen
wird beispielsweise das Anschlagelement 150 zu der Operationsposition
durch Druckluft gedrängt. Statt
dessen kann das Anschlagelement 150 zu der Operationsposition
durch eine elektromagnetische Zylinderspule bzw. Solenoid oder ein
anderes Betätigungsmittel
gedrängt
werden. Darüber
hinaus kann, wenn erwünscht,
ein geeigneter manueller Betätigungshebel
angeordnet werden und das Anschlagelement 150 kann zu der
Operationsposition mittels manueller Betätigung eines derartigen manuellen Betätigungshebels
gedrängt
werden. In diesem Falle ist es wünschenswert,
an dem manuellen Betätigungshebel
einen Verriegelungsmechanismus anzuhängen, welcher den manuellen
Betätigungshebel
in einem Zustand lösbar
verriegeln kann, in dem das Anschlagelement 150 zu der
Operationsposition gedrängt
worden ist.
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Darüber hinaus wird bei den veranschaulichten
Ausführungsformen
das Drehwerkzeug 90 mit dem an der Nabe 136 befestigten,
ringförmigen Schneidmesser 138 verwendet.
Jedoch können
verschiedene Typen von Drehwerkzeugen verwendet werden, zum Beispiel
ein Drehwerkzeug von dem Typ, der aus dem ringförmigen Schneidmesser allein besteht
(ein derartiges Drehwerkzeug kann an der drehbaren Spindel 88 dadurch
angebracht werden, dass das Drehwerkzeug zwischen dem Anbringungsgerät 116 und
einem entsprechenden Greifelement gehalten wird).
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Außerdem ist bei den veranschaulichten Ausführungsformen
das Mutterelement 134 an das Außengewinde geschraubt, das
in dem vorderen Endbereich der drehbaren Spindel 88 gebildet
ist. Statt dessen ist es zulässig,
ein Innengewindeloch in der vorderen Endfläche der drehbaren Spindel 88 zu bilden
und ein Bolzen- bzw. Schraubbolzenelement in dieses Innengewindeloch
zu schrauben, um hierdurch eine Kraft aufzubringen, welche das Anbringungsgerät 116 rückwärts von
dem Kopf des Schraubbolzenelements zu der vorderen Fläche des Anbringungsgeräts 116 drängt.