DE102011078031A1

DE102011078031A1 - Feststellmechanismus sowie Spannkopfvorrichtung und Befestigungsklemmemit Feststellmechanismus

Info

Publication number: DE102011078031A1
Application number: DE102011078031A
Authority: DE
Inventors: Guimo Yang
Original assignee: Shandong Weida Machinery Co Ltd
Current assignee: Shandong Weida Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2011-12-29
Also published as: CN101869996A; US20110316240A1; US9296046B2; CN101869996B

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Feststellmechanismus bereitgestellt, mit dem der fixierte Arretierungszustand nicht versehentlich gelöst wird und der Arretierungszustand zuverlässig fixiert werden kann, sowie eine Spannkopfvorrichtung und eine Befestigungsklemme mit dem Feststellmechanismus. In einem Drehsteuerkörper 30 zum Fixieren des Befestigungs- und Arretierungszustands sind ein Feststellzahnrad 34, dessen Drehbewegung blockiert ist, und ein Mutternzahnrad 32, das in axialer Richtung blockiert ist und dessen Drehrichtung blockiert ist, jeweils mit Umfangsflächenverzahnungen 325, 348 und mit Rastungen 326, 346 versehen, wobei die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in axialer Richtung eingreifen und die Rastungen 326 und 346 in radialer Richtung eingreifen. Zusätzlich umfasst der Feststellmechanismus ferner eine Mitnehmerkugel 33 und eine Führungsrille 314, die zum Umschalten zwischen dem Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Umfangsflächenverzahnungen 325, 348 und die Rastengen 326, 346 in Eingriff stehen, und dem Freigabezustand, in dem der Eingriff zwischen den Umfangsflächenverzahnungen 325, 348 und den Rastungen 326, 346 aufgehoben ist, verwendet werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannkopfvorrichtung, die in der mittigen Welle einer sich drehenden Halterung wie einer Schraubendreherhalterung oder einer Bohrerhalterung oder Ähnlichem steckt und dort fixiert ist, eine Befestigungsklemme zum Befestigen des befestigten Teils und einen Feststellmechanismus derselben, die in Elektrowerkzeugen wie elektrischen Schraubendrehern oder Schlagbohrern und Ähnlichem verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Vorliegend wird eine Spannkopfvorrichtung vorgeschlagen, die mit einem Feststellmechanismus oder Sperrgetriebe versehen ist, die am vorderen Ende des elektrischen Schraubendrehers oder Ähnlichem angeordnet ist. Der Feststellmechanismus fixiert die mittige Welle der eingesetzten sich drehenden Halterung unter Verwendung von Spannbacken aus drei Richtungen und fixiert den Befestigungszustand (siehe Patentschrift Nr. 1 bezüglich der Spannkopfvorrichtung mit dem Feststellmechanismus).
Die Spannkopfvorrichtung ist mit einem Spannring versehen, der die Bewegung in Achsrichtung relativ zum Hauptkörper des Spannkopfs einschränkt, und mit einem Haltering, der sich entlang der Achsrichtung relativ zum Hauptkörper einer Sperrklinke bewegen kann. Des Weiteren ist auf der Seite gegenüber dem Spannring beziehungsweise dem Haltering ein Sperrrad angeordnet, das in freier Richtung in Eingriff steht.
Daher sorgt die axiale Bewegung des Halterings dafür, dass der Spannring mit dem Sperrrad des Halterings in Eingriff steht, so die Drehbewegung in die Befestigungsentriegelungsrichtung im Befestigungs- und Arretierungszustand eingeschränkt ist und der Befestigungszustand fixiert werden kann.
Der Haltering ist jedoch so hergestellt, dass er sich in axialer Richtung bewegt, sodass der Spannring mit dem Sperrrad des Halterings in Eingriff steht. Wenn sich der Haltering versehentlich in die Richtung entgegengesetzt zur axialen Richtung bewegt, kann es deshalb passieren, dass sich der Feststellzustand versehentlich löst.

Soweit die Patentschrift Nr. 1: Japanische Patentschrift Nr. H06-277913 .

Kurzdarstellung der vorliegenden Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Feststellmechanismus bereitgestellt werden, mit dem der fixierte Arretierungszustand nicht versehentlich gelöst wird und der Arretierungszustand zuverlässig fixiert werden kann, und eine Spannkopfvorrichtung und eine Befestigungsklemme mit dem Feststellmechanismus.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Feststellmechanismus, der ausgebildet ist, einen Befestigungs- und Arretierungszustand eines männlichen Schraubenkörpers und eines weiblichen Schraubenkörpers, die miteinander verschraubt sind, zu fixieren, in einer Verschraubungsstruktur umfassend den männlichen Schraubenkörper mit einem männlichen Gewindeteil an der äußeren Umfangsfläche und einen weiblichen Schraubenkörper mit einem weiblichen Gewindeteil, das sich an der inneren Umfangsfläche befindet und mit dem männlichen Gewindeteil verschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellmechanismus umfasst: ein Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite, das in der Verschraubungsdrehrichtung relativ zum männlichen Schraubenkörper arretiert wurde, und ein Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite, das relativ zum weiblichen Schraubenkörper in der Verschraubungsrichtung, d. h. der axialen Richtung, und in der Verschraubungseingangsdrehrichtung arretiert wurde, wobei das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite jeweils mit Verzahnungen, die in der Verschraubungsdrehrichtung eingreifen, und mit Rastungen, die nur in der Abschraubdrehrichtung der Verschraubungsdrehrichtungen eingreifen, versehen sind und wobei die einen von Verzahnungen und Rastungen in axialer Richtung eingreifen und die anderen in radialer Richtung eingreifen, wobei der Feststellmechanismus ferner eine Feststellumschalteinheit umfasst, die zum Umschalten zwischen dem Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Verzahnungen und die Rastungen in Eingriff stehen, und dem Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnungen und der Rastungen aufgehoben ist, verwendet wird.
Das männliche Gewindeteil bei dem männlichen Schraubenkörper und das weibliche Gewindeteil bei dem weiblichen Schraubenkörper, die aus einem Schraubengewinde und einer Gewinderille zusammengesetzt sind, können als Schraubteil verwendet werden, die verschraubt werden können.
Die Verschraubungsdrehrichtung ist die Drehrichtung zum Festschrauben/Lösen des männlichen Schraubenkörpers und des weiblichen Schraubenkörpers. Die Verschraubungseingangsdrehrichtung kann als Eingangsdrehrichtung zum Festschrauben/Lösen des männlichen Schraubenkörpers und des weiblichen Schraubenkörpers dienen.
Das sogenannte ”in axialer Richtung eingreifen” bezeichnet den Fall, wenn die Verzahnungsrichtung von Zähnen, d. h. die Richtung der Höhe der Zähne, die axiale Richtung ist. Dementsprechend bezeichnet das sogenannte ”in radialer Richtung eingreifen” den Fall, in dem die Verzahnungsrichtung von Zähnen, d. h. die Richtung der Höhe der Zähne, die radiale Richtung ist.
Erfindungsgemäß wird der fixierte Arretierungszustand nicht versehentlich gelöst und der Arretierungszustand kann zuverlässig fixiert werden.
Ausführlich erläutert stehen im Feststellzustand, in dem die Umschaltung der Umschalteinheit blockiert ist, die Verzahnungen und die Rastungen sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung in Eingriff. Im Vergleich zu dem Feststellmechanismus, bei dem die Rastungen nur in axialer Richtung in Eingriff stehen, kann deshalb mit diesem Feststellmechanismus der Befestigungszustand zuverlässig fixiert werden.
Als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der weibliche Schraubenkörper das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite mit dem weiblichen Gewindeteil an der inneren Umfangsfläche und ein weibliches Schraubenbetätigungsteil, das den Vorgang des Festschraubens/Lösens des Zahnradteils der weiblichen Verschraubungsseite durchführt und eine Differentialbewegung relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite ausführen kann. Daneben umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Relativänderungseinheit, die verwendet wird, um durch die Differentialbewegung des weiblichen Schraubenbetätigungsteils relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite für eines von dem Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und dem Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite eine relative Änderung relativ zu dem anderen zu bewirken, wobei die Feststellumschalteinheit aus der Relativänderungseinheit besteht, die den Eingriffszustand der Verzahnung und der Rastung über die zuvor erwähnte relative Änderung verändert.
Dass das eine vom Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und vom Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite eine relative Änderung relativ zu dem anderen bewirkt, bedeutet, dass mindestens ein Teil dazu gebracht wird, sich relativ zu dem anderen zu bewegen oder sich mindestens ein Teil relativ zum anderen verformt.
Erfindungsgemäß ist die Relativänderungseinheit durch die Differentialbewegung des weiblichen Schraubenbetätigungsteils relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite derart ausgebildet, dass sich das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite relativ ändern, mit dem Ergebnis, dass die Eingriffszustände der Verzahnung und der Rastung umgeschaltet werden können. Der Befestigungs- und Arretierungszustand kann deshalb durch das Umschalten des Feststellzustands mittels relativer Veränderung bzw. Verformung zuverlässig fixiert werden.
Zusätzlich sind als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite auf derselben Achse wie die zuvor genannte axiale Richtung angeordnet. Des Weiteren sind das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite jeweils mit Axialrichtungsgegenflächen, die eine entgegengesetzte axiale Richtung aufweisen, und mit Radialrichtungsgegenflächen, die eine entgegengesetzte radiale Richtung aufweisen, versehen. Die Rastung, bei der die Zahnrichtung leicht aktinomorph ist, ist jeweils an der Axialrichtungsgegenfläche vorgesehen und die Verzahnung, bei der die Zahnrichtung die axiale Richtung ist, ist jeweils an der Radialrichtungsgegenfläche angeordnet. Eine Axialrichtungsrelativbewegungseinheit, die als Relativänderungseinheit ausgebildet ist, ist derart eingerichtet, dass sich das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite oder das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite relativ zu dem anderen in axialer Richtung zwischen der Eingriffsposition, in der die Rastungen einander berühren, und der Trennposition, in der die Rastungen getrennt sind, bewegt.
Erfindungsgemäß ist die Axialrichtungsrelativbewegungseinheit derart ausgebildet, dass sich das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite in axialer Richtung relativ zueinander bewegen, und dass die Rastung, die an der Axialrichtungsgegenfläche angeordnet ist, und die Verzahnung, die an der Radialrichtungsgegenfläche angeordnet ist, in Eingriff stehen, sodass der Befestigungs- und Arretierungszustand fixiert werden kann.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein Trennzustandslager umfassen, das verwendet wird, um die Drehung des weiblichen Schraubenkörpers, der sich in der Trennposition befindet, zu unterstützen.
Erfindungsgemäß kann aufgrund des Lagereffekts des Trennzustandslagers der fixierte Befestigungs- und Arretierungszustand selbst während des Aufhebens des fixierten Befestigungs- und Arretierungszustands ganz einfach aufgehoben werden.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Vorspanneinheit umfassen, die verwendet wird, um das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite gegen das zuvor genannte der Axialrichtungsgegenfläche gegenüberliegende Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite vorzuspannen. Die Axialrichtungsrelativbewegungseinheit kann zusammengesetzt sein aus einer Schiebeeinheit und einer Führungsrille, wobei die Schiebeeinheit das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinheit in die Richtung drückt, in der es von der Axialrichtungsgegenfläche getrennt wird, und die Führungsrille an dem weiblichen Schraubenbetätigungsteil angeordnet ist. Durch die Differentialdrehung des weiblichen Schraubenbetätigungsteils relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite wird sie geführt, nachdem sie in eine Schiebeposition, die einem bestimmten Schiebewert entspricht, gedrückt wurde.
Die Vorspanneinheit kann aus einer Spiralfeder, einer Tellerfeder, einer Blattfeder oder einem Gummiring aufgebaut sein.
Erfindungsgemäß kann durch die Vorspannkraft der Vorspanneinheit der Eingriffszustand der Rastung, die an der Axialrichtungsgegenfläche angeordnet ist, erhalten bleiben.
Zusätzlich ist die Schiebeeinheit, die von der Führungsrille geführt wird und den bestimmten Schiebewert aufweist, derart eingerichtet, dass die Axialrichtungsgegenflächen voneinander getrennt werden und der Eingriffszustand gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinheit zuverlässig gelost werden kann.
In einem weiteren Zustand der vorliegenden Erfindung führt die Führungsrille die Schiebeeinheit in die Freigabeposition, die durch den ersten Schiebewert gebildet wird, bei der der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben wurde, die Befestigungs- und Feststellposition, die durch den zweiten Schiebewert gebildet wird, bei der die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, und die unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition, die durch den dritten Schiebewert gebildet wird, bei der nur die oben genannte Rastung in Eingriff steht, wobei die Schiebewerte durch die stufenweise ansteigende Abfolge des ersten Schiebewerts, des dritten Schiebewerts und des zweiten Schiebewerts vorgegeben sind. Die Rastung ist folgendermaßen ausgebildet: Im Feststellzustand, in dem die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, ist die Verzahnungshöhe in der axialen Richtung geringer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert und dem zweiten Schiebewert; und im Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben ist, ist der Trennabstand in der axialen Richtung kürzer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert und dem dritten Schiebewert. Des Weiteren ist die Verzahnung folgendermaßen ausgebildet: Im Feststellzustand, in dem die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, ist die Länge der Verzahnung in der axialen Richtung geringer als der Unterschied zwischen dem dritten Schiebewert und dem zweiten Schiebewert; und im Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben ist, ist der Trennabstand in der axialen Richtung kürzer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert und dem zweiten Schiebewert.
Zwischen den Schiebewerten, die durch die stufenweise absteigende Abfolge des ersten Schiebewerts, des dritten Schiebewerts und des zweiten Schiebewerts vorgegeben sind, kann der Schiebewert null sein, solange der zweite Schiebewert, der minimal ist, niedriger ist als der dritte Schiebewert.
Erfindungsgemäß kann das Umschalten zwischen dem Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, dem unidirektionalen Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Drehkraft in einer Richtung blockiert wird, während die Drehung in die andere Richtung erfolgen kann, nachdem die Rastung in Eingriff steht, und dem Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben ist, erfolgen.
Ausführlich erläutert führt die Führungsrille die Schiebeeinheit in die Freigabeposition des ersten Schiebewerts, die unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition des dritten Schiebewerts und die Befestigungs- und Feststellposition des zweiten Schiebewerts, sodass das Umschalten zwischen dem Freigabezustand, dem unidirektionalen Befestigungs- und Feststellzustand und dem Befestigungs- und Feststellzustand erfolgen kann.
Zusätzlich wird durch den Eingriffszustand der Rastungen und die Vorspannkraft der Vorspanneinheit die Schiebeeinheit automatisch aus der unidirektionalen Befestigungs- und Feststellposition in die Befestigungs- und Feststellposition geführt, sodass der unidirektionale Befestigungs- und Feststellzustand in den Befestigungs- und Feststellzustand umgeschaltet wird.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Spannkopfvorrichtung, die an der Antriebsvorrichtung montiert ist, die mit einer drehbaren Antriebswelle versehen ist. Die Spannkopfvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie die oben genannte Feststellvorrichtung umfasst und ferner einen leicht zylindrischen Spannkopfhauptkörper, mehrere Spannkopfbacken, einen Mutternring sowie eine Feststellflanschscheibe, wobei der Spannkopfhauptkörper auf der koaxialen Achse der Antriebswelle angeordnet ist und an der Vorderseite mit einer Wellenbohrung zum Einführen der mittigen Welle der sich drehenden Halterung versehen ist; dass die Spannkopfbacken mit der Wellenbohrung verbunden sind und sich relativ zum Spannkopfhauptkörper bewegen können und mit einem männlichen Gewindeteil an der Umfangsfläche versehen sind; dass der Mutternring auf dem Spannkopfhauptkörper in einem sich drehenden Zustand gehalten werden kann, mit einem weiblichen Gewindeteil an der inneren Umfangsfläche versehen ist, das mit dem männlichen Gewindeteil, das an der äußeren Umfangsfläche von mehreren Spannkopfbacken angeordnet ist, verschraubt ist, und mehrere Spannkopfbacken synchron bewegen kann; dass die Feststellflanschscheibe entlang der Mittelachse relativ zum Spannkopfhauptkörper verschoben werden kann und ihre Drehbewegung blockiert ist. Bei der vorstehenden Ausführung sind der Mutternring und die Feststellflanschscheibe entlang der Mittelachse benachbart am Rand des Spannkopfhauptkörpers angeordnet. Des Weiteren umfasst die Spannkopfvorrichtung auch eine Drehungsbegrenzungseinheit, die zum Begrenzen der relativen Drehung des Mutternrings und der Feststellflanschscheibe in Richtung des Lösens des Mutternrings im Befestigungs- und Feststellzustand verwendet wird, und eine Begrenzungsaufhebeeinheit, die zum Aufheben der Begrenzung der Drehungsbegrenzungseinheit bei der relativen Drehbewegung des Mutternrings und der Feststellflanschscheibe verwendet wird. Der Spannkopfhauptkörper ist als männlicher Schraubenkörper ausgebildet; die Feststellflanschscheibe ist als Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite ausgebildet; der Mutternring ist als Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite ausgebildet; die Drehungsbegrenzungseinheit ist mit der Verzahnung und der Rastung ausgebildet, und die Begrenzungsaufhebeeinheit ist als Feststellumschalteinheit ausgebildet.
Die Antriebsvorrichtung mit der drehbaren Antriebswelle kann als sich drehendes Elektrowerkzeug, beispielsweise als elektrischer Schlagbohrer oder elektrischer Schraubendreher und Ähnliches, verwendet werden.
Die sich drehende Halterung kann als sich drehende Halterung eines Elektrobohrers, als Kreuzschlitzschraubendreher oder als Schlitzschraubendreher verwendet werden.
Die mittige Welle der sich drehenden Halterung kann auch als Werkzeugschaft bezeichnet werden und die Spannkopfbacke kann auch als Spannbacke bezeichnet werden.
Erfindungsgemäß kann der Feststellmechanismus im Spannkopfhauptkörper den Befestigungs- und Arretierungszustand der mittigen Welle der sich drehenden Halterung des Feststellmechanismus fixieren, wobei der Befestigungs- und Arretierungszustand durch die Spannkopfbacke erreicht wird, und kann den Befestigungs- und Arretierungszustand aufheben.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Befestigungswerkzeug zum Eindrehen und Festziehen von Bolzen und Muttern, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Befestigungswerkzeug den Feststellmechanismus umfasst, wobei der männliche Schraubenkörper mit dem männlichen Gewindeteil an der äußeren Umfangsfläche den oben genannten Bolzen bildet; dass der weibliche Schraubenkörper mit dem weiblichen Gewindeteil, das an der inneren Umfangsfläche angeordnet ist und mit dem männlichen Gewindeteil verschraubt werden kann, das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite, das in der Verschraubungsdrehrichtung relativ zum männlichen Schraubenkörper fixiert wurde, und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite, das in axialer Richtung und in der Verschraubungseingangsdrehrichtung relativ zum weiblichen Schraubenkörper blockiert wurde, die oben genannte Mutter bilden.
Erfindungsgemäß kann der Feststellmechanismus den Befestigungs- und Arretierungszustand der Befestigungsklemme, die durch den Bolzen und die Mutter gebildet ist, fixieren und kann gleichzeitig auch den fixierten Befestigungs- und Arretierungszustand aufheben.
Erfindungsgemäß sind ein Feststellmechanismus, der den fixierten Arretierungszustand nicht versehentlich aufhebt und den Arretierungszustand zuverlässig fixieren kann, sowie eine Spannkopfvorrichtung und eine Feststellklemme mit dem Feststellmechanismus bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen in der Beschreibung vermitteln ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und stellen einen Teil der Anmeldung dar. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und die Erläuterung dazu dienen der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, schränken jedoch die vorliegende Erfindung nicht unzulässig ein. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung der Spannkopfvorrichtung;
2 eine Längsschnittdarstellung der Spannkopfvorrichtung;
3 eine perspektivische Darstellung zum Erläutern der Baugruppe aus dem Spannkopfhauptkörper und dem Feststellmechanismus;
4 eine erläuternde Explosionszeichnungen zur Veranschaulichung der Vorderseite und Seitenansicht einzelner, am Aufbau beteiligter Elemente der Spannkopfvorrichtung;
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung einzelner, am Aufbau beteiligter Elemente des Feststellmechanismus in der Spannkopfvorrichtung;
6 eine erläuternde Zeichnung des Feststellmechanismus;
7 eine erläuternde Zeichnung der am Aufbau beteiligten Hauptelemente des Feststellmechanismus;
8 eine erläuternde Zeichnung der Führungsrille und des Schiebewerts;
9 eine erläuternde Zeichnung des Feststellmechanismus im Freigabezustand;
10 eine erläuternde Zeichnung des Konzepts vom Freigabezustand des Feststellmechanismus;
11 eine erläuternde Zeichnung des Feststellmechanismus im unidirektionalen Feststellzustand;
12 eine erläuternde Zeichnung des Konzepts vom unidirektionalen Feststellzustand des Feststellmechanismus;
13 eine erläuternde Zeichnung des Feststellmechanismus im Feststellzustand;
14 eine erläuternde Zeichnung des Konzepts vom Feststellzustand des Feststellmechanismus;
15 eine perspektivische Explosionsdarstellung einzelner, am Aufbau beteiligter Elemente des Feststellmechanismus in der Spannkopfvorrichtung mit den anderen Strukturen;
16 eine erläuternde Zeichnung der Spannkopfvorrichtung mit den anderen Strukturen;
17 eine erläuternde Explosionszeichnung zur Veranschaulichung der Vorderseite und Seitenansicht einzelner, am Aufbau beteiligter Elemente der Befestigungsklemme;
18 eine perspektivische Explosionsdarstellung einzelner, am Aufbau beteiligter Elemente der Befestigungsklemme;
19 eine perspektivische lokale Darstellung der Befestigungsklemme und
20 eine Längsschnittdarstellung der Befestigungsklemme.
Ausführliche Beschreibung
Nachstehend werden unter Bezug auf die Zeichnungen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
4 zeigt ferner die erläuternden Explosionszeichnungen zur Veranschaulichung der Vorderseite (Rückseite) und Seitenansicht (Querschnitt) einzelner, am Aufbau beteiligter Elemente der Spannkopfvorrichtung 1. Ausführlicher erklärt zeigt 4 die Rückansicht eines Feststellzahnrads 34 und eines Abschraubschutzrings 36 und zeigt auch die Vorderansicht der anderen am Aufbau beteiligten Elemente. Zusätzlich zeigt 4 die Längsschnittdarstellung eines Axiallagers 21, zweier Unterlagen 22, eines Mutternrings 31, eines Mutternzahnrads 32 und eines Feststellzahnrads 34 sowie die Seitenansicht der anderen am Aufbau beteiligten Elemente.
Zusätzlich ist 6(a) eine perspektivische Darstellung eines Drehsteuerkörpers 30 und 6(b) ist eine Längsschnittdarstellung des Drehsteuerkörpers 30. Außerdem ist 7(a) eine perspektivische Explosionszeichnung des Mutternrings 31, des Mutternzahnrads 32, der Mitnehmerkugel 33 und des Feststellzahnrads 34, die die am Aufbau beteiligten Hauptelemente des Drehsteuerkörpers 30 sind, von der oberen linken Richtung der Vorderseite aus betrachtet, und 7(b) ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der am Aufbau beteiligten Hauptelemente des Drehsteuerkörpers 30, von der oberen rechten Richtung der Rückseite aus betrachtet.
8 ist eine erläuternde Zeichnung der Tiefe t in der Führungsrille 314 und des Schiebewerts p. 8(a) ist eine vergrößerte Vorder- und Teilansicht der Führungsrille 314 und 8(b) ist eine Längsschnittdarstellung und Teilansicht der Führungsrille 314. Des Weiteren zeigen 9 und 10 den Freigabezustand des Drehsteuerkörpers 30, 11 und 12 zeigen den unidirektionalen Feststellzustand und 13 und 14 zeigen die erläuternde Zeichnung des Feststellzustands.
Zusätzlich zeigen 10, 12 und 14 die Darstellung des Konzepts von den einzelnen Zuständen.
Ausführlich erläutert zeigen 9, 11 und 13(a) die Vorderansicht des Drehsteuerkörpers 30 in jedem Zustand und 13(b) zeigt die Längsschnittdarstellung. 10, 12 und 14(a) zeigen die geschnittene Teilansicht der Führungsrille 314 in jedem Zustand; 14(b) zeigt eine vergrößerte Vorder- und Teilansicht der Führungsrille 314 und 14(c) zeigt eine vergrößerte Längsschnittdarstellung des Eingriffszustands des Mutternzahnrads 32 und des Feststellzahnrads 34.
Die Spannkopfvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung ist am vorderen Ende eines Elektrowerkzeugs (nicht dargestellt) montiert. Das Elektrowerkzeug umfasst beispielsweise eine Umhüllung eines Griffteils, das von einem Benutzer während der Benutzung gehalten wird, und eine Spindel, die vorn an der Umhüllung angeordnet ist.
Die Spannkopfvorrichtung 1 wird dann am vorderen Ende der Spindel montiert, um die mittige Welle der Drehhalterung zu befestigen und zu fixieren. Die Spindel wird durch die Drehantriebskraft eines Motors gedreht, der sich im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn drehen kann und in der Umhüllung angeordnet ist.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Spannkopfvorrichtung 1, die am Elektrowerkzeug montiert ist, aus dem Spannkopfhauptkörper 10, der das Hauptbauteil ist, dem Drehsteuerkörper 30 und einem Zusatzteil 20 zusammengesetzt. Das Zusatzteil 20 ist jedoch für die Spannkopfvorrichtung 1 nicht erforderlich, kann ein Ersatz sein und kann bei der Umsetzung der folgenden Funktionen wegfallen.
Wie in 4 dargestellt ist, ist der Spannkopfhauptkörper 10 aus einem Spannkopfscheibenkörper 11 und einer Spannbacke 12 zusammengesetzt.
Der Spannkopfscheibenkörper 11 ist von hinten aus zusammengesetzt aus einem hinteren Körperteil 111, einem mittleren Körperteil 112 und einem vorderen Körperteil 113 und weist in etwa eine Zylinderform auf, die mit einem Einsteckloch 114 in Richtung der Mittelachse L in der Mitte des Zylinders versehen ist.
Des Weiteren sind an drei Positionen des Spannkopfscheibenkörpers 11 in Umfangsrichtung drei Spannbacken-Aufnahmebohrungen 115 angeordnet, die mit dem Einsteckloch 114 in Verbindung stehen, in der Richtung quer zur Mittelachse L vom mittleren Körperteil 112 zum vorderen Körperteil 113 und von der äußeren Umfangsseite zur inneren Umfangsseite (wie in 4 dargestellt ist).
Des Weiteren liegt der Schnittpunkt der Verlängerungslinien in der diagonalen Richtung der drei Spannbacken-Aufnahmebohrungen 115 nach innen auf der Mittelachse L.
Zusätzlich ist an der äußeren Umfangsfläche nahe der Mitte des vorderen Körperteils 113 eine Umfangsflächenverzahnung 116 in Richtung der Mittelachse L angeordnet.
Die Spannbacke 12 weist in etwa eine Zylinderform auf, und ist mit einer Schraubrille 12a versehen, die an der hinteren äußeren Seitenfläche angeordnet und mit der Schraubrille 324 des Mutternrings 32 (nachstehend veranschaulicht) verschraubt ist. Zusätzlich ist an der vorderen inneren Umfangsfläche der Spannbacke 12 eine Druckfläche 12b, die etwa parallel zur Mittelachse L schräg zur Richtung der Hauptachse der Zylinderform verläuft, angeordnet. In der Mitte der Breite ist entlang der Druckfläche 12b ein Streifen (oder Stück) 12c aus Carbid vorgesehen. Wie zuvor erwähnt, ist die Spannbacke 12 mit der zuvor erwähnten Struktur in drei Richtungen der Umfangsrichtung konfiguriert und die Druckfläche 12b verläuft parallel zur Mittelachse L.
Die Spannbacke 12 wird in die Spannbacken-Aufnahmebohrung 115 des Spannkopfscheibenkörpers 11 mit der zuvor erwähnten Struktur gesteckt, sodass der Spannkopfhauptkörper 10 ausgebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt steckt die Spannbacke 12 in der Spannbacken-Aufnahmebohrung 115 und die Schraubrille 12a zeigt über den Durchmesser hinaus nach außen.
Wie in 4 dargestellt ist, ist das Zusatzteil 20 aus dem Axiallager 21 und den zwei Unterlagen 22 zusammengesetzt.
Das Axiallager 21 ist aus einem Abstandsring 21b aufgebaut, der in Umfangsrichtung ein Lagerspiel zu mit mehreren Lagerkugeln 21a aufweist. Die Unterlagen 22 sind ein Ringkörper aus dünnem Stahlblech und weisen denselben Durchmesser wie das Axiallager 21 auf. Des Weiteren ist das Zusatzteil 20 am vorderen Körperteil 113 angebracht, sodass das Axiallager 21 von den beiden Unterlagen 22 von vorn und hinten festgehalten wird und an der Vorderfläche (wie auf der rechten Seite von 4 dargestellt ist) des mittleren Körperteils 112 des Scheibenkörpers 11 des Spannkopfs anliegt.
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst der Drehsteuerkörper 30 vom hinteren Bereich der Mittelachse L aus nacheinander den Mutternring 31, das Mutternzahnrad 32, die Mitnehmerkugel 33, das Feststellzahnrad 34, eine runde Feder 35, den Abschraubschutzring 36 und eine Federkappe 37.
Wie in 4 und 7 dargestellt ist, umfasst der Mutternring 31 einen zylindrischen Hauptkörper 311, der in etwa zylinderförmig ist und innen mit einer kreisförmigen Öffnung 315 versehen ist, und ein Flanschteil 312, das an der inneren Umfangsfläche hinten im zylindrischen Hauptkörper 311 angeordnet ist und in die Mitte hineinragt, das heißt in Richtung zur Mittelachse L.
Des Weiteren ist der Mutternring 31 an der Innenseite einer Außenhülle (in der Figur nicht dargestellt), mit der der Benutzer direkt arbeitet, befestigt und in die Außenhülle integriert.
Des Weiteren ist an drei Positionen in Umfangsrichtung des Flanschteils 312 ein Vorsprungteil 313, das in die Mitte hineinragt, angeordnet. Zusätzlich ist an der Vorderseite des Vorsprungteils 313 die Führungsrille 314, die zum Festhalten der Mitnehmerkugel 33 verwendet wird, angeordnet (wie auf der rechten Seite von 4 dargestellt ist). Des Weiteren besteht zwischen den konvexen Spielpassungsteilen 329 und den konkaven Spielpassungsteilen 316 in Umfangsrichtung eine Spielpassung, wobei die konvexen Spielpassungsteile 329 am Mutternzahnrad 32 ausgebildet und zwischen den Vorsprungteilen 313 angeordnet sind.
Zusätzlich ist an der vorderen inneren in Richtung zur Mittelachse L weisenden Umfangsfläche des zylindrischen Hauptkörpers 311 eine Festklemmrille 317 angeordnet, die zum Festklemmen des Abschraubschutzrings 36 verwendet wird.
Des Weiteren wird, wie in 8(a) dargestellt ist, die Führungsrille 314 von einer Rille gebildet, die einen kreisbogenförmigen Querschnitt und einen konkaven Teil 314a für die Freigabeposition umfasst, der in Festziehdrehrichtung R (Drehung im Uhrzeigersinn an der Vorderseite) am vorderen Ende angeordnet ist, einen konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, der in Festziehdrehrichtung R am hinteren Ende angeordnet ist, einen konkaven Teil 314c für die Feststellposition, der in Festziehdrehrichtung R vor dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition angeordnet ist, und einen Verbindungsrillenteil 314d zum Verbinden der zuvor genannten Teile aufweist.
Ausführlich erläutert sind der konkave Teil 314a für die Freigabeposition, der konkave Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, der konkave Teil 314c für die Feststellposition und der Verbindungsrillenteil 314d der Führungsrille 314 auf demselben Kreis angeordnet.
Wie in 8(b) dargestellt ist, ist die Tiefe des konkaven Teils 314a für die Freigabeposition, des konkaven Teils 314b für die unidirektionale Feststellposition und des konkaven Teils 314c für die Feststellposition, von der Oberfläche aus gemessen, ta, tb beziehungsweise tc und gleichzeitig ta < tb < tc. Das bedeutet, dass relativ zum Verbindungsrillenteil 314d in der Reihenfolge konkaves Teil 314a für die Freigabeposition, konkaves Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition und konkaves Teil 314c für die Feststellposition die Tiefe immer tiefer ist.
Dadurch entspricht, wie in 8(c) dargestellt ist, der Schiebewert pa, mit dem die Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition festgehalten wird, das Feststellzahnrad 34 schiebt, dem Unterschied zwischen der Tiefe ta des konkaven Teils 314a für die Freigabeposition und der Tiefe tc des konkaven Teils 314c für die Feststellposition, das heißt dem Betrag der Bewegung der Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition mit der tiefsten Tiefe t festgehalten wird, entlang der Mittlachse L.
Dementsprechend entspricht der Schiebewert pb, mit dem die Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition festgehalten wird, das Feststellzahnrad 34 schiebt, dem Unterschied zwischen der Tiefe tb des konkaven Teils 314b für die unidirektionale Feststellposition und der Tiefe tc des konkaven Teils 314c für die Feststellposition.
Des Weiteren ist der Schiebewert pc der Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition mit der tiefsten Tiefe t festgehalten wird, in der vorliegenden Ausführungsform mit Null angegeben.
Wie in 4 und 7 dargestellt ist, ist das Mutternzahnrad 32 mit einem in etwa zylindrischen Mutterhauptkörper 321 und einem Flanschscheibenteil 322, das vor dem Mutterhauptkörper 321 angeordnet ist, versehen. In dem Mutternzahnrad 32 ist eine kreisförmige Öffnung 323 angeordnet, die von vorn nach hinten hindurchgeht und von der Vorderseite aus betrachtet kreisförmig ist.
Darüber hinaus ist der Durchmesser des Mutternhauptkörpers 321 so ausgestaltet, dass die kreisförmige Öffnung 315 im Durchmesser des Vorsprungteils 313 eingelassen sein kann. Der Durchmesser des Flanschscheibenteils 322 ist zudem derart vorgesehen, dass das Flanschscheibenteil im Durchmesser des zylindrischen Hauptkörpers 311 eingelassen sein kann.
An der inneren Umfangsfläche des Mutternhauptkörpers 321, der mit der kreisförmigen Öffnung 323 versehen ist, ist die Schraubrille 324 vorgesehen, deren Durchmesser in Richtung zur Mittelachse L hin zunehmend kleiner wird (mit kleinem vorderen Ende) und die mit der Schraubrille 12a der Spannbacke 12 in Eingriff steht.
Eine Innenumfangsflächenverzahnung 325, die in die kreisförmige Öffnung 323 ragt, ist in der Richtung der Achsenmitte L vor der Schraubrille 324 angeordnet, die an der inneren Umfangsfläche des Mutternhauptkörpers 321 und des Flanschscheibenteils 322 angeordnet ist. Darüber hinaus verläuft die Zahnrichtung der Innenumfangsflächenverzahnung 325 parallel zur Richtung der Mittelachse L.
Im vorderen Bereich des Flanschscheibenteils 322 ist eine in der Zahnrichtung leicht aktinomorphe Rastung 326 angeordnet. Darüber hinaus ist eine Einsteckrille 327, die von der Vorderseite aus betrachtet in etwa kreisförmig ist, nahe der Mitte der radialen Richtung der Rastung angeordnet, die in der Zahnrichtung leicht aktinomorph ausgebildet ist (unter Bezug auf die vergrößerte Teilansicht in 4a).
Des Weiteren ist eine Führungsbegrenzungsbohrung 328, die mit Spiel mit der Mitnehmerkugel 33 zusammenpasst und zum Festklemmen der Führungsrille 314 verwendet wird, in der Position angeordnet, in der das Flanschscheibenteil 322 und die Führungsrille 314 einander gegenüberstehen.
Zusätzlich sind an drei Positionen in radialer Richtung zwischen den Führungsbegrenzungsbohrungen 328 konvexe Spielpassungsteile 329 angeordnet, die am Außenumfang des Mutternhauptkörpers 321 angeordnet sind. Die konvexen Spielpassungsteile 329 ragen über den Durchmesser hinaus und passen in Umfangsrichtung mit Spiel in die konkaven Spielpassungsteile 316.
Die Mitnehmerkugeln 33, die in den Führungsrillen 314 klemmen und gleichzeitig mit Spiel in die Führungsbegrenzungsbohrungen 328 passen, sind Stahlkugeln, deren Anzahl drei ist, was genauso viel ist wie die Anzahl der Führungsrillen 314 und der Führungsbegrenzungsbohrungen 328, die an drei Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Wie in 4 und 7 dargestellt ist, ist das Feststellzahnrad 34 mit einem zylindrischen Hauptkörper 341 versehen, der in etwa zylinderförmig ist, einem Flanschscheibenteil 342, das am hinteren Ende des zylindrischen Hauptkörpers 341 angeordnet ist, und einem Rückseiten-Ring-Vorsprungteil 347, das entlang des Rands des Innenumfangs des Flanschscheibenteils 342 ein Stück nach hinten ragt und von hinten aus betrachtet ringförmig ist. In dem zylindrischen Hauptkörper 341 ist eine kreisförmige Öffnung 343 angeordnet, die von vorn nach hinten hindurchgeht und von der Vorderseite aus betrachtet kreisförmig ist. Darüber hinaus ist der Durchmesser des Rückseiten-Ring-Vorsprungteils 347 so ausgestaltet, dass es in die kreisförmige Öffnung 323 des Mutternzahnrads 32 eingesetzt werden kann.
Eine Innenumfangsflächenverzahnung 344, die mit der Umfangsflächenverzahnung 116 des Spannkopfscheibenkörpers 11 in Eingriff steht, ist an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Hauptkörpers 341 angeordnet, der mit der kreisförmigen Öffnung 343 versehen ist.
Im hinteren Teil des Flanschscheibenteils 342 ist eine Rastung 346 angeordnet, die mit der Rastung 326, die am Flanschscheibenteil 322 angeordnet ist, in Eingriff steht. Darüber hinaus kann aufgrund des Eingriffs zwischen der Rastung 326, die an dem Flanschscheibenteil 322 angeordnet ist, und der Rastung 346, die an dem Flanschscheibenteil 342 angeordnet ist, die Drehung in die Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der relativen Befestigungsdrehrichtung R, das heißt die Drehung in die Lösedrehrichtung, beschränkt werden (unter Bezug auf 8(a)).
Des Weiteren ist eine Außenumfangsflächenverzahnung 348, die mit der Innenumfangsflächenverzahnung 325 in Eingriff steht, an der äußeren Umfangsfläche des Rückseiten-Ring-Vorsprungteils 347 angeordnet. Die Zahnrichtung der Außenumfangsflächenverzahnung 348 ist parallel zur Richtung der Mittelachse L und ist mit der Zahnbreite entsprechend dem überstehenden Maß über das Flanschscheibenteil 342 zum Rückseiten-Ring-Vorsprungteil 347 versehen (unter Bezug auf die vergrößerte Teilansicht von 4b).
Zudem ist ein konvexes Einsteckteil 345, das in die Einsteckrille 327 eingesteckt ist und von der Rückseite aus betrachtet in etwa kreisförmig ist, nahe der Mitte der radialen Richtung der Rastung 346 angeordnet, die in der Zahnrichtung leicht aktinomorph ausgebildet ist (unter Bezug auf die vergrößerte Teilansicht von 4c).
Des Weiteren ist das konvexe Einsteckteil 345 in radialer Richtung von der Mittelachse 1 aus in der Position angeordnet, die denselben Mittelpunkt aufweist wie die Mitnehmerkugel 33, die mit Spiel in die Führungsbegrenzungsbohrung 328 passt.
Die runde Feder 35 ist eine gewickelte Feder, die das Feststellzahnrad 34 mit der Federkappe 37 als Reaktionskraft gegen das Mutternzahnrad 32 vorspannt (nachfolgend beschrieben).
Der Abschraubschutzring 36 kann aus einem elastischen Körper geformt sein, der von der Vorderseite aus betrachtet in etwa C-förmig ist und in die Einsteckrille 37a eingesetzt werden kann, die an der äußeren Umfangsfläche der Federkappe 37 angeordnet ist.
Die Federkappe 37 ist ein Ringkörper, der mit einer bestimmten Dicke ausgebildet ist und mit der Einsteckrille 37a zum Einsetzen des Abschraubschutzrings 36 an der äußeren Umfangsfläche und einem Einsteckraum 37b zum Einsetzen der runden Feder 35 in den Ringkörper versehen ist.
Wie zuvor erwähnt ist, sind der Mutternring 31, das Mutternzahnrad 32, die Mitnehmerkugel 33, das Feststellzahnrad 34, die runde Feder 35, der Abschraubschutzring 36 und die Federkappe 37 zusammengesetzt, um den Drehsteuerkörper 30 zu bilden (unter Bezug auf 6). Ausführlich erläutert sind die Rastung 326 des Flanschscheibenteils 322 und die Rastung 346 des Flanschscheibenteils 342 in der Richtung der Mittelachse L entgegengesetzt angeordnet, und das Feststellzahnrad 34 und das Mutternzahnrad 32 mit der Führungsbegrenzungsbohrung 328, in der die Mitnehmerkugel 33 steckt, sitzen in der kreisförmigen Öffnung 315 des Mutternrings 31.
Zu diesem Zeitpunkt passt das konvexe Spielpassungsteil 329 des Mutternzahnrads 32 mit Spiel in die konkaven Spielpassungsteile 316, die zwischen den Vorsprungteilen 313 des Mutternrings 31 angeordnet sind. Zusätzlich sind die Außenumfangsflächenverzahnung 348, die an dem Rückseiten-Ring-Vorsprungteil 347 gebildet ist, und die Innenumfangsflächenverzahnung 325, die an dem Mutternzahnrad 32 gebildet ist, entgegengesetzt angeordnet und stehen in radialer Richtung miteinander in Eingriff.
Des Weiteren ist in dem Zustand, in dem das konvexe Spielpassungsteil 329 mit Spiel in die konkaven Spielpassungsteile 316 passt, die Führungsrille 314, die am Vorsprungteil 313 angeordnet ist, in Richtung der Mittelachse L gegenüber der Führungsbegrenzungsbohrung 328 angeordnet. Zusätzlich wird die Mitnehmerkugel 33, die in der Führungsbegrenzungsbohrung 328 steckt, in Richtung der Mittelachse L von vorn und hinten von der Führungsrille 314 und dem konvexen Einsteckteil 345 des Feststellzahnrads 34 festgehalten.
Ferner wird von der Vorderseite des Feststellzahnrads 34 aus die runde Feder 35 in die kreisförmige Öffnung 315 gesteckt und die Federkappe 37 des Abschraubschutzrings 36 wird in die Einsteckrille 37a eingesetzt, sodass der Abschraubschutzring 36 in der Festklemmrille 317 festgeklemmt werden kann.
Damit wird die Federkappe 37 in der kreisförmigen Öffnung 315 in Richtung der Mittelachse L durch den Abschraubschutzring 36, der in der Führungsrille 317 festgeklemmt ist, befestigt. Die runde Feder 35 spannt folglich mit der Federkappe 37 als Reaktionskraft das Feststellzahnrad 34 gegen das Mutternzahnrad 32 vor, das heißt in Richtung der hinteren Richtung der Richtung der Mittelachse L.
Durch die Vorspannkraft der runden Feder 35 stehen die Rastung 346 des Feststellzahnrads 34 und die Rastung 326 des Mutternzahnrads 32 miteinander in Eingriff; und die Innenumfangsflächenverzahnung 325 und die Außenumfangsflächenverzahnung 348 sind in radialer Richtung entgegengesetzt angeordnet und stehen miteinander in Eingriff.
Der Eingriff zwischen der Rastung 346 des Feststellzahnrads 34 und der Rastung 326 des Mutternzahnrads 32 sowie zwischen der Innenumfangsflächenverzahnung 325 und der Außenumfangsflächenverzahnung 348 im Drehsteuerkörper 30 mit der zuvor erwähnten Struktur wird nachfolgend unter Bezug auf den Zusammenhang mit dem Schiebewert der Mitnehmerkugel 33, die in der Führungsrille 314 klemmt, ausführlich beschrieben.
Wie zuvor erwähnt ist, stimmt die Richtung der Höhe der Zähne der Rastungen 326 und 346 mit der Richtung der Mittelachse L überein. Das Umschalten kann deshalb zwischen Eingriff und Trennung der Rastungen 326 und 346 je nach Position des Feststellzahnrads 34 entlang der Mittelachse L erfolgen, die durch die Mitnehmerkugel 33 eingeschränkt wird.
Andererseits ist die Zahnrichtung der Umfangsflächenverzahnung 325 und 348, die in radialer Richtung in Eingriff stehen, die radiale Richtung. Die Innenumfangsflächenverzahnung 325 wird deshalb je nach Position des Feststellzahnrads 34 entlang der Mittelachse L, die durch die Mitnehmerkugel 33 einschränkt wird, relativ zur Außenumfangsflächenverzahnung 348 entlang der Mittelachse L geschoben, und es kann zwischen Eingriff und Trennung der Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 umgeschaltet werden.
Von dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition und dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition der Führungsrille 314, in der die Mitnehmerkugel 33 zum Einschränken der Position des Feststellzahnrads 34 entlang der Mittelachse L fixiert ist, sind die Rastungen 326 und 346, die in Richtung der Mittelachse L in Eingriff stehen, und die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348, die in radialer Richtung in Eingriff stehen, bei dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition, dessen Höhe t am geringsten ist, beide getrennt, wie in 9 und 10 dargestellt ist. Ausführlich erläutert ist die Tiefe t des konkaven Teils 314a der Freigabeposition in der Führungsrille 314 am geringsten, sodass die Position der Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition fixiert ist, in Richtung der Mittelachse L die Vorderseite wird (die vertikale Richtung ist die obere Richtung der Mittelachse L, wie in 10(a) dargestellt ist).
Die Mitnehmerkugel 33 drückt dadurch das konvexe Einsteckteil 345 gegen die Vorspannkraft der runden Feder 35 in Richtung des vorderen Bereichs der Richtung der Mittelachse L. Mit anderen Worten ist der Schiebewert p, der von der Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314a für die Freigabeposition fixiert ist, auf das konvexe Einsteckteil 345 aufgebracht wird, höher als der Schiebewert, wenn sich die Mitnehmerkugel 33 im konkaven Teil 314c für die Feststellposition befindet, sodass die Rastungen 326 und 346, die in Richtung der Mittelachse L in Eingriff stehen, und die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348, die in radialer Richtung in Eingriff stehen, beide getrennt sind. In diesem Fall gelangen das Mutternzahnrad 32 und das Feststellzahnrad 34 in den Freigabezustand, in dem sich das Mutternzahnrad 32 und das Feststellzahnrad 34 relativ drehen können.
Andererseits stehen, wenn die Mitnehmerkugel 33 im konkaven Teil 314c für die Feststellposition, der am tiefsten ist, fixiert ist, wie in 13 und 14 dargestellt ist, die Rastungen 326 und 346, die in Richtung der Mittelachse L in Eingriff stehen, und die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348, die in radialer Richtung in Eingriff stehen, miteinander in Eingriff.
Ausführlich erläutert ist die Tiefe t des konkaven Teils 314c für die Feststellposition in der Führungsrille 314 am tiefsten, sodass die Position der Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition fixiert ist, in Richtung der Mittelachse L die Rückseite wird (die vertikale Richtung ist die untere Richtung der Mittelachse L, wie in 14(a) dargestellt ist).
Es kommt dadurch nicht dazu, dass die Mitnehmerkugel 33 gegen die Vorspannkraft der runden Feder 35 das konvexe Einsteckteil 345 in Richtung des vorderen Bereichs der Richtung der Mittelachse L drückt. Durch die Vorspannkraft der runden Feder 35 stehen deshalb sowohl die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L als auch die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung in Eingriff. In diesem Fall gelangen das Mutternzahnrad 32 und das Feststellzahnrad 34 in den Feststellzustand, in dem ihre Drehbewegung blockiert ist.
Wenn die Mitnehmerkugel 33 im konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, der tiefer ist als der konkave Teil 314a für die Freigabeposition und flacher als der konkave Teil 314c für die Feststellposition, stehen die Rastungen 326 und 346, wie in 11 und 12 dargestellt ist, in Richtung der Mittelachse L in Eingriff und die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung sind voneinander getrennt.
Ausführlich erläutert ist die Tiefe tb des konkaven Teils 314b für die unidirektionale Feststellposition tiefer als die des konkaven Teils 314a für die Freigabeposition, der von dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition getrennt ist, und flacher als die des konkaven Teils 314c für die Feststellposition, der mit dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition verbunden ist, sodass die Position der Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition fixiert ist, in Richtung der Mittelachse L die mittlere Position wird.
Die Mitnehmerkugel 33 drückt dadurch das konvexe Einsteckteil 345 gegen die Vorspannkraft der runden Feder 35 ein Stück in Richtung des vorderen Bereichs der Richtung der Mittelachse L. Mit anderen Worten ist der Schiebewert p, der von der Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition fixiert ist, auf das konvexe Einsteckteil 345 aufgebracht wird, größer als der Schiebewert, wenn die Mitnehmerkugel 33 im konkaven Teil 314c für die Feststellposition fixiert ist, jedoch geringer als der Schiebewert pa der Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314a für die Freigabeposition fixiert ist.
Die Rastungen 326 und 346 stehen deshalb miteinander in Richtung der Mittelachse L in Eingriff und die in radialer Richtung eingreifenden Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 sind voneinander getrennt. In diesem Fall sind die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L mit der Sperrklinkenform versehen, bei der die Drehung in die Lösedrehrichtung R' begrenzt wurde. Das Mutternzahnrad 32 und das Feststellzahnrad 34 befinden sich folglich in einem unidirektionalen Feststellzustand, in dem nur eine unidirektionale relative Drehung in die Festziehdrehrichtung R ermöglicht werden kann.
Zusätzlich beschreibt die vorliegende Erfindung zur Abgrenzung von Eingriff und Trennung zwischen den Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L und zwischen den Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung entsprechend dem Schiebewert p, der von der Mitnehmerkugel 33, die sich in der Feststellposition der Führungsrille 314 befindet, auf das konvexe Einsteckteil 345 aufgebracht wird, folgende Zusammenhänge.
Als Erstes sind die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L folgendermaßen ausgebildet: Wie in 14(c) dargestellt ist, ist im Feststellzustand, in dem sowohl die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L als auch die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung miteinander in Eingriff stehen, die Verzahnungshöhe X1 der Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L, das heißt die Höhe des teilweise überdeckenden Teils der Rastungen 326 und 346 in Eingriffszustand in Richtung der Mittelachse L, geringer als der Tiefenunterschied (tc – ta) zwischen dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition mit dem maximalen Schiebewert p und dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition mit dem minimalen Schiebewert p, das heißt der Unterschied zwischen den Schiebewerten (pa – pc).
Zusätzlich ist, wie in 10(c) dargestellt ist, im Freigabezustand, in dem sowohl die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L als auch die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung voneinander getrennt sind, der Trennabstand Y1 der Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L kürzer eingestellt als der Tiefenunterschied (tb – ta) zwischen dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition mit dem maximalen Schiebewert p und dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, dessen Schiebewert p den unidirektionalen Feststellzustand bildet, das heißt der Unterschied zwischen den Schiebewerten (pa – pb).
Des Weiteren sind die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung folgendermaßen ausgebildet:
Wie in 14(c) dargestellt ist, ist im Feststellzustand vorgesehen, dass die Verzahnungsbreite X2 der Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in Richtung der Mittelachse L, das heißt die Breite des teilweise überdeckten Teils der Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in Eingriffszustand in Richtung der Mittelachse L, geringer ist als der Tiefenunterschied (tc – tb) zwischen dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, dessen Schiebewert p den unidirektionalen Feststellzustand bildet, und dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition mit dem minimalen Schiebewert p, das heißt der Unterschied zwischen den Schiebewerten (pb – pc).
Zusätzlich ist, wie in 10(c) dargestellt ist, im Freigabezustand vorgesehen, dass der Trennabstand Y2 der Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in Richtung der Mittelachse L kürzer eingestellt ist als der Tiefenunterschied (tc – ta) zwischen dem konkaven Teil 314a für die Freigabeposition mit dem maximalen Schiebewert p und dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition mit dem minimalen Schiebewert p, das heißt der Unterschied zwischen den Schiebewerten (pa – pc).
Wie zuvor erwähnt ist, kann durch die Einstellung der Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L, der Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung und der Tiefe einzelner Führungsrillen 314 (das heißt des Schiebewerts p) unter Verwendung der Mitnehmerkugeln 33, die in der Führungsrille 314 fixiert sind, zwischen Eingriff und Trennung der Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L und der Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung umgeschaltet werden.
Wie in 3 dargestellt ist, ergeben sich nach dem vorstehend beschriebenen Zusammensetzen der am Aufbau beteiligten Elemente der Spannkopfhauptkörper 10 und der Drehsteuerkörper 30 mit dem Zusatzteil 20 dazwischen, wodurch die Spannkopfvorrichtung 1 entsteht.
Zu diesem Zeitpunkt steht die Innenumfangsflächenverzahnung 344 des Drehsteuerkörpers 30 mit der Umfangsflächenverzahnung 116 des Spannkopfscheibenkörpers 11 in Eingriff. Darüber hinaus ist die Schraubrille 324 des Drehsteuerkörpers 30 mit der Schraubrille 12a der Spannbacke 12 des Spannkopfhauptkörpers 10 verschraubt. Durch den Eingriff zwischen der Innenumfangsflächenverzahnung 344 und der Umfangsflächenverzahnung 116 ist deshalb die Drehbewegung des Feststellzahnrads 34 des Drehsteuerkörpers 30 in die Drehrichtungen R und R' relativ zum Spannkopfhauptkörper 10 eingeschränkt und die Gleitbewegung in Richtung der Mittelachse L kann erfolgen.
In diesem Fall bewegen sich die Spannbacken-Aufnahmebohrungen 115 durch Drehen des Drehsteuerkörpers 30 in die Festziehdrehrichtung R aufgrund der drei Spannbacken 12 synchron nach vorn in die Mittelachse L, wobei die Schraubrille 324 des Mutternzahnrads 32 mit der Schraubrille 12a verschraubt ist.
Des Weiteren kann die mittige Welle der Bohrerhalterung (nicht dargestellt) im Befestigungs- und Arretierungszustand, in dem sie von der Druckfläche 12b gedrückt wird, mittels der Streifen 12c aus drei Richtungen außerhalb des Durchmessers fixiert werden.
Die Drehbewegung des Mutternzahnrads 32, das mit der Schraubrille 12a der Spannbacke 12, in der die mittlere Welle befestigt wurde, verschraubt ist, ist im Befestigungs- und Arretierungszustand blockiert, sodass die Außenhülle (nicht dargestellt) den Mutternring 31 in die Festziehdrehrichtung R dreht und der Mutternring 31 eine Differentialdrehung mit der Festziehdrehrichtung R relativ zum Mutternzahnrad 32 ausführt.
Wie in 11(a) und 12 dargestellt ist, führt der Mutternring 31 eine Differentialdrehung mit der Festziehdrehrichtung R relativ zum Mutternzahnrad 32 aus, mit dem Ergebnis, dass sich die Mitnehmerkugel 33, die mit Spiel in der Führungsbegrenzungsbohrung 328 des Mutternzahnrads 32 sitzt und drehbar arretiert ist, zum konkaven Teil 314b der einseitig gerichteten Feststellposition der Führungsrille 314 bewegt.
Wie in 12(c) dargestellt ist, stehen die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L miteinander in Eingriff und die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung sind voneinander getrennt, mit dem Ergebnis, dass die Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition klemmt, in den unidirektionalen Feststellzustand gelangt, in dem sich das Mutternzahnrad 32 und das Feststellzahnrad 34 nur in die Festziehdrehrichtung R drehen können.
In diesem Fall ist, wie in 11(a) dargestellt ist, die in der Festziehdrehrichtung R vordere Seite des Vorsprungteils 313 mit der in der Festziehdrehrichtung R hinteren Seite des konvexen Spielpassungsteils 329 verbunden. Der Mutternring 31 dreht sich deshalb durch die Außenhülle (nicht dargestellt) in die Festziehdrehrichtung R, um das Mutternzahnrad 32 in die Festziehrichtung in die Spannbacke 12 zu schrauben. Da die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L miteinander in Eingriff stehen, ist die Drehung in die Lösedrehrichtung R' jedoch eingeschränkt und der Befestigungs- und Arretierungszustand ist fixiert.
Des Weiteren stehen die Rastungen 326 und 346 im vorstehend beschriebenen unidirektionalen Feststellzustand, wie in 12(c) dargestellt ist, in der mittleren Position der Zahnhöhe miteinander in Eingriff. Im unidirektionalen Feststellzustand wird deshalb die Bewegung, die die Außenhülle durchführt, angehalten, mit anderen Worten wird der Drehvorgang in die Festziehdrehrichtung R angehalten, sodass das Feststellzahnrad 34 von der runden Feder 35 zum Mutternzahnrad 32 vorgespannt wird, mit dem Ergebnis, dass er automatisch in den Feststellzustand übergeht. im Feststellzustand stoßen die Rastungen 326 und 346 wegen der Vorspannkraft der Drehfeder 35 aneinander.
Ausführlich erläutert führt das Mutternzahnrad 32 mittels der Vorspannkraft der runden Feder 35 eine Differentialdrehung in die Lösedrehrichtung R' relativ zum Mutternring 31 aus, sodass die Rastungen 326 und 346 aneinander anstoßen und sich die Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition klemmt, zum konkaven Teil 314c für die Feststellposition bewegt.
Auf diese Weise wird die Mitnehmerkugel 33 in dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition festgehalten und die Rastungen 326 und 346 stoßen aneinander an, mit dem Ergebnis, dass die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung auch miteinander in Eingriff stehen und sie in den Feststellzustand gelangt, wie in 14(c) dargestellt ist.
In diesem Fall stehen abgesehen davon, dass die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L miteinander in Eingriff stehen, die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung ebenfalls miteinander in Eingriff. Es sind deshalb die Drehbewegung sowohl in die Festziehdrehrichtung R als auch die Lösedrehrichtung R' eingeschränkt und der Befestigungs- und Arretierungszustand der Spannkopfvorrichtung 1 ist fixiert.
Wenn die Spannkopfvorrichtung 1 im Befestigungs- und Arretierungszustand und die mittige Welle, die von den Spannbacken 12 gehalten wird, gelöst werden und die sich drehende Halterung entfernt wird, dreht sich der Mutternring 31 durch die Außenhülle (nicht dargestellt) in die Lösedrehrichtung R'. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Drehsteuerkörper 30 im Feststellzustand, sodass der Mutternring 31 eine Differentialdrehung in die Lösedrehrichtung R' relativ zum Mutternzahnrad 32 ausführt.
Als Ergebnis der Differentialdrehung, die der Mutternring 31 relativ zum Mutternzahnrad 32 ausführt, bewegt sich die Mitnehmerkugel 33, die in dem konkaven Teil 314c für die Feststellposition klemmt, durch die Führungsbegrenzungsbohrung 328 des Mutternrings 31, der die Differentialdrehung ausführt, zum konkaven Teil 314a für die Freigabeposition.
Die Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314a für die Freigabeposition klemmt und den Schiebewert pa aufweist, drückt und bewegt das Feststellzahnrad 34 gegen die Vorspannkraft der runden Feder 35 in den vorderen Bereich der Mittelachse L. Aufgrund der Schiebewirkung der Mitnehmerkugel 33 werden, wie in 10(c) dargestellt ist, die Rastungen 326 und 346 in Richtung der Mittelachse L und die Umfangsflächenverzahnungen 325 und 348 in radialer Richtung getrennt. Der Feststellzustand des Drehsteuerkörpers 30 wird deshalb aufgehoben und das Mutternzahnrad 32 und das Feststellzahnrad 34 gelangen in den Freigabezustand, in dem eine relative Drehung möglich ist.
Durch das Aufheben des Feststellzustands des Drehsteuerkörpers 30 dreht sich der Mutternring 31 in die Lösedrehrichtung R'. Wie in 9(a) dargestellt ist, ist deshalb aufgrund der Differentialdrehung in die Lösedrehrichtung R die in Lösedrehrichtung R' vordere Seite des Vorsprungteils 313 mit der in Festziehdrehrichtung R hinteren Seite des konvexen Spielpassungsteils 329 verbunden. Das Mutternzahnrad 32, bei dem die Schraubrille 324 in der Schraubrille 12a der Spannbacken 12 verschraubt ist, dreht sich deshalb in die Lösedrehrichtung R', sodass der Befestigungszustand der Drehwerkzeughauptwelle, der von den Spannbacken 12 hergestellt wird, aufgehoben werden kann.
Des Weiteren drückt die Mitnehmerkugel 33, die im konkaven Teil 314a für die Freigabeposition klemmt, im Freigabezustand das konvexe Einsteckteil 345 des Feststellzahnrads 34 in den vorderen Bereich der Richtung der Mittelachse L und die kugelförmige Mitnehmerkugel 33 rollt, von der Rückseite aus betrachtet, auf der Oberfläche des kreisförmigen konvexen Einsteckteils 345.
Was das Mutternzahnrad 32 betrifft, das die relative Drehung relativ zum Feststellzahnrad 34 ausführt, übernimmt damit die Mitnehmerkugel 33 im zuvor erwähnten Zustand die Aufgabe des Lagers, sodass die Drehbelastung, die durch die relative Drehung verursacht wird, vermindert werden kann und die Drehung in die Lösedrehrichtung R' ganz einfach erfolgen kann, wobei sich das Feststellzahnrad 34 nicht auf dem Spannkopfscheibenkörper 11 drehen kann.
Als nächstes wird nachfolgend anhand von 15 und 16 die Spannkopfvorrichtung 1' mit einem Drehsteuerkörper 30' in der anderen Ausgestaltung ausführlich beschrieben. Des Weiteren zeigt 16(a) eine perspektivische Darstellung der Spannkopfvorrichtung 1' und 16(b) zeigt eine Längsschnittdarstellung.
Die Spannkopfvorrichtung 1' ist aus einem Spannkopfhauptkörper 10', einem Zusatzteil 20' und dem Drehsteuerkörper 30 zusammengesetzt. Der wichtigste Unterschied zwischen der Spannkopfvorrichtung 1' und der Spannkopfvorrichtung 1 ist: Der Mutternring 31, der bei der Spannkopfvorrichtung 1 ein integriertes Bauteil ist, ist bei der Spannkopfvorrichtung 1' aus mehreren Teilen zusammengesetzt. Des Weiteren ist der Mutternring 31' mit der Schraubrille 324 versehen, die das vorstehende Mutternzahnrad 32 besitzt.
Des Weiteren wird der Drehsteuerkörper 30 durch Montieren des Mutternzahnrads 32, des Feststellzahnrads 34, der Drehfeder 35, des Abschraubschutzrings 36 und der Federkappe 37 in den Mutternring 31 bereitgestellt. Der Drehsteuerkörper 30' in der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch am Spannkopfhauptkörper 10' montiert.
Ausführlich erläutert ist der Spannkopfhauptkörper 10' aus einem Spannkopfscheibenkörper 11' und den Spannbacken 12 zusammengesetzt, wie in 16(b) dargestellt ist.
Wie in 15 dargestellt ist, umfasst der Spannkopfscheibenkörper 11' von hinten nach vorn ein hinteres Körperteil 111', ein mittleres Körperteil 112' und ein vorderes Körperteil 113' und weist in etwa eine Zylinderform mit einer Umfangsflächenverzahnung am Umfang im hinteren Bereich des vorderen Körperteil 113' auf. Die anderen Teile, das Einsteckloch 114, die Spannbacken-Aufnahmebohrungen 115 oder die Spannbacken 12, stimmen mit denen des Spannkopfhauptkörpers 10 überein, sodass an dieser Stelle keine unnötigen Details mehr genannt werden.
Zusätzlich dazu ist im vorderen Bereich des vorderen Körperteils 113' des Spannkopfscheibenkörpers 11' eine Begrenzungsringklemmrille 117' angeordnet, um den Begrenzungsring 37' des Drehsteuerkörpers 30' festklemmen zu können. Die Begrenzungsringklemmrille 117' hat dieselben Funktionen wie die Festklemmrille 317 des Mutternrings 31 des Drehsteuerkörpers 30.
Das Zusatzteil 20' ist aus der Unterlage 22 und dem Axiallager 21 des Zusatzteils 20 zusammengesetzt. Die Unterschiede zwischen dem Zusatzteil 20 und dem Zusatzteil 20' sind folgende: Im Zusatzteil 20 wird das Axiallager 21 von den Unterlagen 22 von vorn und hinten in Richtung der Mittelachse L festgehalten, sodass der Lagereffekt sichergestellt werden kann, während im Zusatzteil 20' die Lagerkugel 21a, die am Axiallager 21 montiert ist, zwischen der Unterlage 22 und dem Flanschscheibenteil 612 rollt, das den Mutternhauptkörper 61 des Mutternrings 31' bildet, sodass die Unterlage 22 im vorderen Bereich in Richtung der Mittelachse L bei der Struktur wegfällt.
Der Drehsteuerkörper 30' ist aus dem Mutternringkörper 31', dem Mutternzahnrad 32', der Mitnehmerkugel 33, dem Feststellzahnrad 34', der Schraubenfeder 35' und dem Begrenzungsfederring 37' zusammengesetzt. Des Weiteren entsprechen die Mitnehmerkugel 33' und die Schraubenfeder 35' der Mitnehmerkugel 33 und der runden Feder 35 im Drehsteuerkörper 30, sodass an dieser Stelle keine unnötigen Details mehr genannt werden.
Der Mutternringkörper 31' ist zusammengesetzt aus dem Mutternhauptkörper 61, einer zylindrischen äußeren Abdeckung 62 und einem Betätigungsring 63.
Der Mutternhauptkörper 61 umfasst einen zylindrischen Hauptkörper 611, der in etwa zylinderförmig ist und darin mit einer kreisförmigen Öffnung 613 versehen ist, und ein Flanschscheibenteil 612, das an der hinteren äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Hauptkörpers 611 angeordnet ist und nach außen über den Durchmesser hinausragt.
Des Weiteren ist an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Hauptkörpers 611 eine Schraubrille 614 angeordnet, die in die kreisförmige Öffnung 613 ragt. Die Schraubrille 614 entspricht der Schraubrille 324, die am Mutternzahnrad 32 des Drehsteuerkörpers 30 angeordnet ist, und ist ein Gewinde, das mit der Schraubrille 12a der Spannbacken 12 verschraubt ist.
Die zylindrische äußere Abdeckung 62 ist eine äußere Abdeckung, die ermöglicht, dass der zylindrische Hauptkörper 611 festgehalten und fixiert werden kann, und ist mit Spielpassungs-Kerbteilen 622 im vorderen Bereich der Richtung der Mittelachse L versehen, die in Richtung des hinteren Bereichs in Richtung der Mittelachse L verlaufen. In Umfangsrichtung sind drei Spielpassungs-Kerbteile 622 angeordnet, die durch die Breite, die in Umfangsrichtung verläuft, gebildet werden, wenn der Verbindungsstab 632 des Betätigungsrings 63 in Umfangsrichtung eine Spielpassung hat.
Der Betätigungsring 63 ist aus einem Ringhauptkörper 631, der eine bestimmte Dicke aufweist und von vorn betrachtet kreisförmig ist, und Verbindungsstäben 632 zusammengesetzt, die sich entlang der äußeren Umfangsfläche des Ringhauptkörpers 631 über den Durchmesser hinaus erstrecken. Des Weiteren sind die Verbindungsstäbe 632 an drei Positionen in Umfangsrichtung angeordnet, die den Spielpassungs-Kerbteilen 622 entsprechen. Wie zuvor erwähnt ist, sind die Verbindungsstäbe 632, die sich außerhalb des Durchmessers vom Ringhauptkörper 631 erstrecken, mit der Außenhülle (nicht dargestellt) verbunden und drehen sich durch den Drehvorgang der Außenhülle.
Des Weiteren ist eine Führungsrille 634, die genauso aufgebaut ist wie die Führungsrille 314 des am Drehsteuerkörper 30 angeordneten Mutternrings 31 an der in Richtung der Mittelachse L vorderen Seite des Ringhauptkörpers 631 und der Verbindungsstäbe 632 angeordnet.
Am Ringhauptkörper 322', der eine bestimmte Dicke aufweist und von vorn betrachtet kreisförmig ist, umfasst das Mutternzahnrad 32' eine Innenumfangsflächenverzahnung 325, eine Rastung 326' und eine Führungsbegrenzungsbohrung 328'.
Ausführlich erläutert weist das Mutternzahnrad 32' denselben Durchmesser wie die zylindrische äußere Abdeckung 62 auf und ist mit einem konvexen Einsteckteil 329' an der in Richtung der Mittelachse L hinteren Stirnfläche des Ringhauptkörpers 322' versehen, wobei das konvexe Einsteckteil 329' in dem Spielpassungs-Kerbteil 622 der zylindrischen äußeren Abdeckung 62 steckt. Das Mutternzahnrad 32' und die zylindrische äußere Abdeckung 62, bei der in dem Spielpassungs-Kerbteil 622 das konvexe Einsteckteil 329' steckt, bilden in Drehrichtung eine Einheit und drehen sich gemeinsam.
Des Weiteren ist die Innenumfangsflächenverzahnung 325', die der Innenumfangsflächenverzahnung 325 entspricht, die am Mutternzahnrad 32 des Drehsteuerkörpers 30 angeordnet ist, und genauso aufgebaut ist wie die Innenumfangsflächenverzahnung 325, an der inneren Umfangsfläche des Ringhauptkörpers 322' angeordnet und ragt in die kreisförmige Öffnung 323 in der Mitte des Ringhauptkörpers 322', der von vorn betrachtet kreisförmig ist.
Die Rastung 326', deren Zahnrichtung leicht aktinomorph ist, ist im vorderen Bereich des Ringhauptkörpers 322 angeordnet. Die Führungsbegrenzungsbohrung 328', die die Spielpassung der Mitnehmerkugel 33 ermöglicht, die in der Führungsrille 634 klemmt, ist am Ringhauptkörper 322' in der Position gegenüber der Führungsrille 634 angeordnet.
Das Feststellzahnrad 34' ist genauso aufgebaut wie das Feststellzahnrad 34 des Drehsteuerkörpers 30, sodass an dieser Stelle keine unnötigen Details mehr genannt werden, wobei das Feststellzahnrad 34' einen zylindrischen Hauptkörper 341' mit der kreisförmigen Öffnung 343' und ein Flanschscheibenteil 342 des zylindrischen Hauptkörpers umfasst und mit einer Innenumfangsflächenverzahnung 344', einem konvexen Einsteckteil 345', einer Rastung 346', dem Rückseiten-Ring-Vorsprungteil 347' und einer Außenumfangsflächenverzahnung 348' versehen ist.
Der Begrenzungsring 37' ist ein flaches platten- und ringförmiges Begrenzungsteil, das mit einem Kerbteil 371' versehen ist, das durch Einschneiden eines Teils des Umfangs gebildet ist. Das Kerbteil 371' kann zum Festklemmen in der Begrenzungsringklemmrille 117', die am Spannkopfscheibenkörper 11' angeordnet ist, geöffnet werden.
Der Drehsteuerkörper 30', der aus den am Aufbau beteiligten Elementen mit der zuvor erwähnten Struktur gebildet ist, wird über das Zusatzteil 20' am Spannkopfhauptkörper 10' montiert (unter Bezug auf 16).
Zu diesem Zeitpunkt ist die Schraubrille 614 des Mutternhauptkörpers 61 mit der Schraubrille 12a der Spannbacke 12 verschraubt.
Des Weiteren steht die Innenumfangsflächenverzahnung 344' des Feststellzahnrads 34' mit der Umfangsflächenverzahnung 116' des Spannkopfscheibenkörpers 11' in Eingriff, mit dem Ergebnis, dass die Drehung durch das Feststellzahnrad 34', das sich in einem Zustand befindet, in dem es in Richtung der Mittelachse L relativ zum Spannkopfscheibenkörper 11' verschoben werden kann, beschränkt wird.
Das Mutternzahnrad 32' mit dem konvexen Einsteckteil 329', das in dem Spielpassungs-Kerbteil 622 steckt, und der Mutternhauptkörper 61, der in der zylindrischen äußeren Abdeckung 62 eingeklemmt ist, bilden in der Drehrichtung eine Einheit.
Des Weiteren spannt die runde Feder 35 mit der runden Feder 35 als Reaktionskraft, wobei die runde Feder 35 im vorderen Bereich in Richtung der Mittelachse L des Drehsteuerkörpers 30' angeordnet ist und in der Begrenzungsringklemmrille 117' klemmt, das Feststellzahnrad 34' gegen das Mutternzahnrad 32' vor.
Selbstverständlich haben die Verzahnungshöhe X1 und der Trennabstand Y1 der Rastungen 326' und 346 im Drehsteuerkörper 30', die Verzahnungshöhe X2 und der Trennabstand Y2 der Umfangsflächenverzahnungen 325' und 348' sowie die Tiefen t (das heißt der Schiebewert p) in der Führungsrille 634 dieselbe Beziehung wie beim vorstehenden Drehsteuerkörper 30.
Des Weiteren sitzen die Verbindungsstäbe 632 des Betätigungsrings 63 mit Spiel im Spielpassungs-Kerbteil 622 der zylindrischen äußeren Abdeckung 62. Die Verbindungsstäbe 632 können deshalb durch Drehen der Außenhülle (nicht dargestellt) eine Differentialdrehung relativ zum Mutternzahnrad 32' ausführen.
Der Drehsteuerkörper 30' der Spannkopfvorrichtung 1 führt deshalb die Mitnehmerkugel 33, die mit Spiel in der Führungsbegrenzungsbohrung 328' des Mutternzahnrads 32' sitzt, in die Einklemmposition in der Führungsrille 634, sodass im Drehsteuerkörper 30 der unidirektionalen Feststellzustand, der Feststellzustand und der Freigabezustand erreicht werden können. Der Drehsteuerkörper 30' kann dieselbe Wirkung wie der Drehsteuerkörper 30 erzielen.
Als nächstes wird anhand von 17 bis 20 die Befestigungsklemme 2 mit dem Feststellmechanismus ausführlich beschrieben.
17 ist ferner eine erläuternde Explosionszeichnung, in der gleichzeitig die Vorderseite (Rückseite) und Seitenansicht (Querschnitt) jedes am Aufbau beteiligten Elements der Befestigungsklemme 2 dargestellt sind. Ausführlich erläutert zeigt 17 die Rückansicht des Mutternfeststellzahnrads 54 und der Federkappe 56 und zeigt auch die Vorderansicht der anderen am Aufbau beteiligten Elemente. Zusätzlich zeigt 17 die Seitenansicht des Bolzens 40 mit der Feststellfunktion und die Längsschnittdarstellung der anderen am Aufbau beteiligten Elemente.
Des Weiteren sind die Metallplatten A und B, die in 18 mit zwei punktierten Linien dargestellt sind, Befestigungsteile, die mit der Befestigungsklemme 2 gehalten werden, und sind nicht in den am Aufbau beteiligten Elementen der Befestigungsklemme 2 enthalten.
Des Weiteren zeigt 19 eine perspektivische Darstellung der Metallplatten A und B und der Mutter 50 mit der Feststellfunktion, die entlang der Längsprofilrichtung in dem Zustand geschnitten ist, in dem die Metallplatten A und B mit der Befestigungsklemme 2 verbunden sind.
Die Befestigungsklemme 2 ist aus dem Bolzen 40 mit der Feststellfunktion, der flachen Unterlage 45 und der Mutter 50 mit der Feststellfunktion zusammengesetzt. Die flache Unterlage 45 ist jedoch für die Spannkopfvorrichtung 2 kein notwendiger Bestandteil, kann ein Ersatz sein und kann bei der Umsetzung der folgenden Funktionen wegfallen.
Wie in 17 dargestellt ist, umfasst der Bolzen 40 mit der Feststellfunktion einen Bolzenkopf 41 und einen Bolzenschaft 42.
Der Bolzenkopf 41 ist von hinten betrachtet kreisförmig. Obwohl die Abbildung davon weggelassen wurde, ist an der Rückseite des Bolzenkopfs 41 eine Sechskantmutter angeordnet, die dafür verwendet wird, als Befestigungsklemme eingesetzt zu werden und von hinten betrachtet wie ein Sechskanteinsteckloch mit einer sechseckigen Form aussieht.
Der Bolzenschaft 42 weist eine zylindrische Form auf, die entlang der Mittelachse L vergleichsweise lang ist, und ist mit einer Schraubrille 42a an der äußeren Umfangsfläche versehen.
Des Weiteren ist, wie in der Vorderansicht von 17 dargestellt ist, der Bolzenschaft 42 an drei Positionen des Umfangs mit Festklemmrillen 43 versehen, wobei die Festklemmrillen 43 gebildet werden, indem die Schraubrille 42a entlang der Richtung parallel zur Richtung der Mittelachse L eingeschnitten wird.
Die flache Unterlage 45 wird verwendet, um die Drehung der Mutter 50 mit der Feststellfunktion relativ zur Metallplatte B während des Festziehens zu gewährleisten, und weist eine flache Platten- und Ringform auf, in die der Bolzenschaft 42 gesteckt werden kann.
Die Mutter 50 mit der Feststellfunktion umfasst einen Sechskantmutternring 51, ein Mutternzahnrad 52, einen Mitnehmerstift 53, ein Mutternfeststellzahnrad 54, eine Scheibenfeder 55 und eine Federkappe 56.
Der Sechskantmutternring 51 mit demselben Aufbau wie der oben genannte Mutternring 31 umfasst einen zylindrischen Sechskant-Hauptkörper 511, der in etwa eine Sechskant-Zylinderform aufweist und mit einer kreisförmigen Öffnung 515 darin versehen ist, und ein Flanschteil 512, das an der hinteren Innenfläche des zylindrischen Sechskant-Hauptkörpers 511 angeordnet ist und in die Mitte hineinragt, das heißt in Richtung zur Achsenmitte L hin (unter Bezug auf 17 und 18).
Des Weiteren sind an drei Positionen in der Umfangsrichtung des Flanschteils 512 drei Vorsprungteile 513, die in die Mitte hineinragen, angeordnet. Zusätzlich ist vor dem Flanschteil 512 eine Führungsrille 514, die zum Festhalten des Mitnehmerstifts 53 verwendet wird, angeordnet (wie auf der rechten Seite von 4 dargestellt ist). Des Weiteren ist ein konkaves Spielpassungsteil 516, das mit Spiel zum konvexen Spielpassungsteil 529 des Mutternzahnrads 52 in Umfangsrichtung passt, zwischen den Vorsprungteilen 513 angeordnet.
Des Weiteren hat die Führungsrille 514 die gleiche Struktur wie die oben genannte Führungsrille 314. Ausführlich erläutert haben der konkave Teil 514a für die Freigabeposition und der konkave Teil 314a für die Freigabeposition, der konkave Teil 514b für die unidirektionale Feststellposition und der konkave Teil 314b für die unidirektionale Feststellposition, der konkave Teil 514c für die Feststellposition und der konkave Teil 314c für die Feststellposition sowie das Verbindungsrillenteil 514d und das Verbindungsrillenteil 314d jeweils die gleiche Struktur.
Das Mutternzahnrad 52 hat die gleiche Struktur wie das vorstehende Mutternzahnrad 32. Ausführlich erläutert haben der Mutternhauptkörper 521 und der Mutternhauptkörper 321, das Flanschscheibenteil 522 und das Flanschscheibenteil 322 sowie die kreisförmige Öffnung 523 und die kreisförmige Öffnung 323 jeweils die gleiche Struktur.
Zusätzlich unterscheidet sich die Schraubrille 524, die an der inneren Umfangsfläche des Mutternhauptkörpers 521 angeordnet ist, der zum Bilden der kreisförmigen Öffnung 523 verwendet wird, von der oben genannten Schraubrille 324. Die Schraubrille 524 ist zudem mit der Schraubrille 42a des Bolzenschafts 42 verschraubt und deshalb parallel zur Richtung der Mittelachse L angeordnet.
Des Weiteren haben die Innenumfangsflächenverzahnung 525 und die Innenumfangsflächenverzahnung 325, die Rastung 526 und die Rastung 326, die Einsteckrille 527 und die Einsteckrille 327, die Führungsbegrenzungsbohrung 528 und die Führungsbegrenzungsbohrung 328 sowie das konvexe Spielpassungsteil 529 und das konvexe Spielpassungsteil 329 jeweils die gleiche Struktur.
Der Mitnehmerstift 53, der in der Führungsrille 514 klemmt, ist ein Stiftkörper, der mit zwei halbkreisförmigen Enden versehen ist. Der Mitnehmerstift 53 sitzt mit Spiel in jeder Führungsbegrenzungsbohrung 528, sodass die beiden halbkreisförmigen Enden in Richtung der Mittelachse L angeordnet sind.
Das Mutternfeststellzahnrad 54 hat die gleiche Struktur wie das oben genannte Feststellzahnrad 34. Ausführlich erläutert haben der zylindrische Hauptkörper 541 und der zylindrische Hauptkörper 341, das Flanschscheibenteil 542 und das Flanschscheibenteil 342, die kreisförmige Öffnung 543 und die kreisförmige Öffnung 343, das konvexe Einsteckteil 545 und das konvexe Einsteckteil 345, die Rastung 546 und die Rastung 346, das Rückseiten-Ring-Vorsprungteil 547 und das Rückseiten-Ring-Vorsprungteil 347 sowie die Außenumfangsflächenverzahnung 548 und die Außenumfangsflächenverzahnung 348 jeweils die gleiche Struktur.
Des Weiteren weist ein konvexes Innenumfangsflächenteil 544 die Form einer kleinen Abstützung auf, die in die kreisförmige Öffnung 543 und den in Richtung der Mittelachse L hinteren Bereich ragt. Davon abgesehen kann die kleine Abstützung in die Festklemmrille 43 geklemmt werden, die am Bolzenschaft 42 entlang der Mittelachse L angeordnet ist.
Die Scheibenfeder 55 weist eine Miniaturtrapez-Seitenfläche auf, die zur vorderen Spitze in Richtung der Mittelachse L dünner wird und die Feder des Mutternfeststellzahnrads 54 in Richtung des Mutternzahnrads 52 mit der Federkappe 56 als Reaktionskraft vorspannt.
Die Federkappe 56 ist ein Ringkörper, der mit einer bestimmten Dicke ausgebildet ist und darin mit einem Einsteckraum 56a zum Einsetzen der Scheibenfeder 55 versehen ist.
Wie zuvor erwähnt ist, sind der Sechskantmutternring 51, das Mutternzahnrad 52, der Mitnehmerstift 53, das Mutternfeststellzahnrad 54, die Scheibenfeder 55 und die Federkappe 56 zusammengesetzt, um die Mutter 50 mit der Feststellfunktion zu bilden (unter Bezug auf 19 und 20).
Ausführlich erläutert sind die Rastung 526 des Flanschscheibenteils 522 und die Rastung 546 des Flanschscheibenteils 542 in Richtung der Mittelachse L entgegengesetzt angeordnet, und das Feststellzahnrad 54 und das Mutternzahnrad 52, bei dem der Mitnehmerstift 53 in der Führungsbegrenzungsbohrung 528 steckt, sitzen in der kreisförmigen Öffnung 515 des Sechskantmutternrings 51.
In diesem Fall passt das konvexe Spielpassungsteil 529 des Mutternzahnrads 52 mit Spiel in die konkaven Spielpassungsteile 516, die zwischen den Vorsprungteilen 513 des Sechskantmutternrings 51 angeordnet sind. Zusätzlich sind die Außenumfangsflächenverzahnung 548 des Rückseiten-Ring-Vorsprungteils 547 und die Innenumfangsflächenverzahnung 525 des Mutternzahnrads 52 entgegengesetzt angeordnet und stehen in radialer Richtung miteinander in Eingriff.
Des Weiteren ist in dem Zustand, in dem das konvexe Spielpassungsteil 529 mit Spiel in die konkaven Spielpassungsteile 516 passt, die Führungsrille 514, die am Vorsprungteil 513 angeordnet ist, in Richtung der Mittelachse L gegenüber der Führungsbegrenzungsbohrung 528 angeordnet. Zusätzlich wird der Mitnehmerstift 53, der in der Führungsbegrenzungsbohrung 528 steckt, in Richtung der Mittelachse L von vorn und hinten von der Führungsrille 514 und dem konvexen Einsteckteil 545 des Feststellzahnrads 54 festgehalten.
Darüber hinaus werden die Scheibenfeder 55 und die Federkappe 56 von der Vorderseite des Mutternfeststellzahnrads 54 aus in den zylindrischen Sechskant-Hauptkörper 511 gedrückt.
Damit wird die Drehbewegung der Federkappe 56 in Richtung der Mittelachse L in der kreisförmigen Öffnung 515 eingeschränkt, mit dem Ergebnis, dass die Scheibenfeder 55 mit der Federkappe 56 als Reaktionskraft das Mutternfeststellzahnrad 54 in Richtung des Mutternzahnrads 32 vorspannt, das heißt zum in Richtung der Mittelachse L hinteren Bereich.
Durch die Vorspannkraft der Scheibenfeder 55 stehen die Rastung 546 des Mutternfeststellzahnrads 54 und die Rastung 526 des Mutternzahnrads 52 miteinander in Eingriff; und die Innenumfangsflächenverzahnung 525 und die Außenumfangsflächenverzahnung 548 sind in radialer Richtung gegenüberliegend angeordnet und stehen miteinander in Eingriff.
In der Mutter 50 mit der Feststellfunktion, die wie zuvor erwähnt aufgebaut ist, stehen die Rastung 546 des Mutternfeststellzahnrads 54 und die Rastung 526 des Mutternzahnrads 52 miteinander in Eingriff; die Außenumfangsflächenverzahnung 548 und die Innenumfangsflächenverzahnung 525 stehen miteinander in Eingriff. Der Zusammenhang zwischen dem zuvor erwähnten Eingriff und dem Schiebewert des Mitnehmerstifts 53, der in der Führungsrille 514 klemmt, ist derselbe wie der Zusammenhang bei dem Drehsteuerkörper 30, sodass an dieser Stelle keine unnötigen Details mehr genannt werden.
Der Bolzen 40 mit der Feststellfunktion und die Mutter 50 mit der Feststellfunktion werden verwendet, um die Metallplatten A und B zu befestigen, sodass der Befestigungszustand fixiert werden kann.
Nachstehend folgt eine ausführliche Erläuterung. Wenn der Bolzen 40 mit der Feststellfunktion und die Mutter 50 mit der Feststellfunktion verwendet werden, um die Metallplatten A und B zu befestigen, wird als erstes der Bolzenschaft 42 des Bolzens 40 mit der Feststellfunktion durch die Schraubenlöcher Aa und Ba der Metallplatten A und B gesteckt und anschließend wird die Mutter 50 mit der Feststellfunktion auf den Bolzenschaft 42 geschraubt, der auf der entgegengesetzten Seite herausragt.
Zu diesem Zeitpunkt klemmt das konvexe Innenumfangsflächenteil 544 der Mutter 50 mit der Feststellfunktion in der Festklemmrille 43 des Bolzenschafts 42. Des Weiteren ist die Schraubrille 524 der Mutter 50 mit der Feststellfunktion mit der Schraubrille 42a des Bolzens 40 mit der Feststellfunktion verschraubt, sodass das Mutternfeststellzahnrad 54 der Mutter 50 mit der Feststellfunktion, in dem Zustand, in dem der Bolzen 40 mit der Feststellfunktion in Richtung der Mittelachse L relativ verschoben werden kann, in die Drehrichtung R und R' Einschränkungen bei der Drehbewegung erfährt, weil das konvexe Innenumfangsflächenteil 544 in der Festklemmrille 43 klemmt.
Des Weiteren dreht sich die Mutter 50 mit der Feststellfunktion in die Festziehdrehrichtung R und wird auf den Bolzen 40 mit der Feststellfunktion geschraubt, sodass die Metallplatten A und B, die von dem Bolzenkopf 41 und der Mutter 50 mit der Feststellfunktion gehalten werden, befestigt werden können.
Im Befestigungszustand dreht sich der Sechskantmutternring 51 weiter in die Festziehdrehrichtung R, wobei der Sechskantmutternring 51 eine Differentialdrehung relativ zum Mutternzahnrad 52 in den vorderen Bereich der Festziehdrehrichtung R vollführt, da die Drehung des Mutternzahnrads 52, das sich im Befestigungszustand befand, fixiert war.
Aufgrund der Differentialdrehung relativ zum Mutternzahnrad 52 zur Vorderseite der Festziehdrehrichtung R wird der Mitnehmerstift 53, der mit Spiel in der Führungsbegrenzungsbohrung 528 des Mutternzahnrads 52 sitzt, dessen Drehung blockiert ist, wie in 12 dargestellt ist, im konkaven Teil 514b für die unidirektionale Feststellposition der Führungsrille 514 eingeklemmt.
Die Rastungen 526 und 546 stehen in Richtung der Mittelachse L miteinander in Eingriff und die Innenumfangsflächenverzahnung 525 und die Außenumfangsflächenverzahnung 546 sind in radialer Richtung voneinander getrennt. Der Mitnehmerstift 53, der im konkaven Teil 514b für die unidirektionale Feststellposition klemmt, gelangt deshalb, wie in 12(c) dargestellt ist, in den unidirektionalen Feststellzustand, in dem sich das Mutternzahnrad 52 und das Mutternfeststellzahnrad 54 nur in die Festziehdrehrichtung R drehen können.
In diesem Fall ist, wie in 12(b) dargestellt ist, die in der Festziehdrehrichtung R vordere Seite des Vorsprungteils 513 mit der in der Festziehdrehrichtung R hinteren Seite des konvexen Spielpassungsteils 529 verbunden. Der Sechskantmutternring 51 kann deshalb durch Drehen des Sechskantmutternrings 51 in die Festziehdrehrichtung R weiter in den Bolzenschaft 42 geschraubt werden. Da die Rastungen 526 und 546 in Richtung der Mittelachse L miteinander in Eingriff stehen, ist die Drehung in die Lösedrehrichtung R' jedoch eingeschränkt und der Befestigungs- und Arretierungszustand ist fixiert.
Des Weiteren stehen die Rastungen 526 und 546 im unidirektionalen Feststellzustand, wie in 12(c) dargestellt ist, in der mittleren Position der Zahnhöhe miteinander in Eingriff. Im unidirektionalen Feststellzustand, wenn der Drehvorgang in die Festziehdrehrichtung R angehalten wird, geht deshalb der unidirektionale Feststellzustand dann, weil die Scheibenfeder 55 das Mutternfeststellzahnrad 54 durch die Vorspannkraft der Scheibenfeder 55 zum Mutternzahnrad 52 vorspannt, automatisch in den Feststellzustand über, in dem die Rastungen 526 und 546 aneinander anliegen.
Ausführlich erläutert führt der Mutternring 51 durch die Vorspannkraft der Scheibenfeder 55 eine Differentialdrehung in die Lösedrehrichtung R' relativ zum Mutternring 52 aus, sodass die Rastungen 526 und 546 aneinander anstoßen und sich der Mitnehmerstift 53, der in dem konkaven Teil 514b für die unidirektionale Feststellposition klemmt, zum konkaven Teil 514c für die Feststellposition bewegt.
Auf diese Weise wird der Mitnehmerstift 53 in dem konkaven Teil 514c für die Feststellposition festgehalten und die Rastungen 526 und 546 stoßen aneinander an, sodass die Umfangsflächenverzahnungen 525 und 548 in radialer Richtung auch miteinander in Eingriff stehen und in den Feststellzustand gelangen, wie in 14(c) dargestellt ist. In diesem Fall stehen nicht nur die Rastungen 526 und 546 in Richtung der Mittelachse L miteinander in Eingriff, sondern es stehen auch die Umfangsflächenverzahnungen 525 und 548 in radialer Richtung miteinander in Eingriff, weshalb die Drehbewegung sowohl in die Festziehdrehrichtung R als auch in die Lösedrehrichtung R' eingeschränkt ist, und der Befestigungszustand der Befestigungsklemme 2 fixiert wird.
Beim Lösen und Auseinanderbauen der Befestigungsklemme 2 im Befestigungszustand wird der Sechskantmutternring 51 dazu gebracht, sich in die Lösedrehrichtung R' zu drehen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Mutter 50 mit der Feststellfunktion im Feststellzustand, sodass der Sechskantmutternring 51 eine Differentialdrehung in die Lösedrehrichtung R' relativ zum Mutternzahnrad 52 ausführt.
Durch die Differentialdrehung, die der Sechskantmutternring 51 relativ zum Mutternzahnrad 52 ausführt, bewegt sich der Mitnehmerstift 53, der in dem konkaven Teil 514c für die Feststellposition klemmt, durch die Führungsbegrenzungsbohrung 528 des Sechskantmutternrings 31, der die Differentialdrehung ausführt, zum konkaven Teil 514a für die Freigabeposition, wie in 10 dargestellt ist.
Der Mitnehmerstift 53, der im konkaven Teil 514a für die Freigabeposition klemmt und den Schiebewert pa aufweist, drückt und bewegt das Mutternfeststellzahnrad 54 gegen die Vorspannkraft der Scheibenfeder 55 in den vorderen Bereich der Richtung der Mittelachse L. Durch den Druck des Mitnehmerstifts 53 werden, wie in 10(c) dargestellt ist, die Rastungen 526 und 546 in Richtung der Mittelachse L und die Umfangsflächenverzahnungen 525 und 548 in radialer Richtung getrennt.
Der Feststellzustand der Mutter 50 mit der Feststellfunktion wird deshalb aufgehoben und das Mutternzahnrad 52 und das Mutternfeststellzahnrad 54 gelangen in den Freigabezustand, indem eine relative Drehung möglich ist.
Durch das Aufheben des Feststellzustands der Mutter 50 mit der Feststellfunktion wird der Sechskantmutternring 51 dazu gebracht, sich in die Lösedrehrichtung R' zu drehen. Wie in 10(b) dargestellt ist, wird deshalb aufgrund der Differentialdrehung in die Lösedrehrichtung R' die in Lösedrehrichtung R' vordere Seite des Vorsprungteils 513 mit der in Festziehdrehrichtung R' hinteren Seite des konvexen Spielpassungsteils 529 verbunden. Das Mutternzahnrad 52, bei dem die Schraubrille 524 mit der Schraubrille 42a verschraubt ist, dreht sich deshalb in die Lösedrehrichtung R', sodass die Mutter 50 mit der Feststellfunktion festgeschraubt werden kann.
Zusätzlich drückt der Mitnehmerstift 53, der im konkaven Teil 314a für die Freigabeposition klemmt, im Freigabezustand das konvexe Einsteckteil 545 des Mutternfeststellzahnrads 54 in den vorderen Bereich der Richtung der Mittelachse L und der Mitnehmerstift 53 mit den kreisförmigen Enden verschiebt sich auf der Oberfläche des konvexen Einsteckteils 545, das von der Rückseite aus betrachtet kreisförmig ist.
Damit übernimmt der Mitnehmerstift 53 bei dem Mutternzahnrad 52, das die relative Drehung relativ zum Mutternfeststellzahnrad 54 ausführt, im zuvor erwähnten Zustand die Aufgabe des Lagers, sodass die Drehbelastung, die durch die relative Drehung verursacht wird, vermindert werden kann und die Drehung in die Lösedrehrichtung R' ganz einfach erfolgen kann, wobei sich das Mutternfeststellzahnrad 54 nicht auf dem Spannkopfscheibenkörper 11 drehen kann.
Der Drehsteuerkörper 30 und die Mutter 50 mit der Feststellfunktion mit der zuvor erwähnten Struktur können folgendermaßen die angegebene Wirkung erzielen.
Bei der Erläuterung der Wirkung der vorliegenden Erfindung weist der Drehsteuerkörper 30 zudem dieselben Bestandteile wie der Drehsteuerkörper 30 auf, sodass die Bezugszeichen des Drehsteuerkörpers 30' weggelassen wurden.
Der Drehsteuerkörper 30 und die Mutter 50 mit der Feststellfunktion sind der Feststellmechanismus wie folgt: In den Verschraubungsstrukturen (1, 2), die die männlichen Schraubenkörper (12, 14) mit den männlichen Gewindeteilen (12a, 42a) an der äußeren Umfangsfläche und die weiblichen Schraubenkörper mit den weiblichen Gewindeteilen (324, 524), die sich an der inneren Umfangsfläche befinden und mit den männlichen Gewindeteilen (12a, 42a) verschraubt sind, umfassen, wird der Feststellmechanismus zum Fixieren des Befestigungs- und Arretierungszustands (Befestigungszustand) der männlichen Schraubenkörper (12, 14) und der weiblichen Schraubenkörper, die verschraubt sind, verwendet.
Des Weiteren umfassen der Drehsteuerkörper 30 und die Mutter 50 mit der Feststellfunktion die Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54), die in der Verschraubungsdrehrichtung relativ zu den männlichen Schraubenkörpern (12, 14) arretiert wurden, und die Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52), die in der Einschraub- und Löserichtung des weiblichen Schraubenkörpers, d. h. der axialen Richtung (1), und den Verschraubungseingangsdrehrichtungen (R, R'), arretiert wurden, wobei die Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und die Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) jeweils mit den Verzahnungen (325, 348, 525, 548), die in der Verschraubungsdrehrichtung in Eingriff stehen, und den Rastungen (326, 346, 526, 546), die nur in der Abschraubdrehrichtung in Eingriff stehen, versehen sind. Gleichzeitig steht von den Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und den Rastungen (326, 346, 526, 546) eins in axialer Richtung (1) in Eingriff und das andere steht in radialer Richtung in Eingriff. Aufgrund der Feststellumschalteinheiten (33, 314, 53, 514), die zum Umschalten zwischen dem Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff stehen, und dem Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und der Rastungen (326, 346, 526, 546) aufgehoben ist, verwendet werden, wird der fixierte Befestigungs- und Arretierungszustand (Befestigungszustand) nicht versehentlich gelöst, und der Befestigungs- und Arretierungszustand (Befestigungszustand) kann zuverlässig fixiert werden.
Ausführlich erläutert stehen die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) im Feststellzustand, der mit den Feststellumschalteinheiten (33, 314, 53, 514) eingestellt wird, in axialer Richtung (1) und radialer Richtung in Eingriff. im Vergleich zu dem Feststellmechanismus, in dem die Rastungen nur in axialer Richtung (1) in Eingriff stehen, kann deshalb mit dem Feststellmechanismus der vorliegenden Erfindung der Befestigungszustand zuverlässig fixiert werden.
Des Weiteren ist der weibliche Schraubenkörper zusammengesetzt aus den Zahnradteilen der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) mit den weiblichen Gewindeteilen (324, 524) an der inneren Umfangsfläche und den weiblichen Schraubenbetätigungsteilen (31, 51), die den Vorgang des Festschraubens/Lösens der Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) durchführen und eine Differentialbewegung relativ zu den Zahnradteilen der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) ausführen können. Der weibliche Schraubenkörper umfasst zudem die Relativänderungseinheiten (33, 314, 53, 514), die die Differentialbewegung relativ zu den Zahnradteilen der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) über die weiblichen Schraubenbetätigungsteile (31, 51) ausführen, sodass das eine von den Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und den Zahnradteilen der weiblichen (32, 52) eine relative Änderung zu dem anderen bewirkt. Aufgrund der Differentialdrehung der weiblichen Schraubenbetätigungsteile (31, 51) relativ zu den Zahnradteilen der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) bewirken die Relativänderungseinheiten (33, 314, 53, 514) deshalb eine relative Änderung der Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und der Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52), um den Eingriffzustand der Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und der Rastungen (326, 346, 526, 546) umzuschalten. Der Feststellzustand wird damit durch die relative Verformung eingestellt und der Befestigungs- und Arretierungszustand (Befestigungszustand) kann zuverlässig fixiert werden.
Außerdem sind, während die Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und die Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) in derselben Achse wie die axiale Richtung (L) angeordnet sind, die Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und die Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) zudem jeweils mit den Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) versehen, die in axialer Richtung (1) entgegengesetzt sind, und mit den Radialrichtungsgegenflächen (die innere Umfangsfläche von 321, die innere Umfangsfläche von 347 und 521 und 547), die in radialer Richtung entgegengesetzt sind. Die Rastungen (326, 346, 526, 546), bei denen die Zahnrichtung leicht aktinomorph ist, sind an den Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) angeordnet und die Verzahnungen (325, 348, 525, 548), bei denen die Zahnrichtung die axiale Richtung (1) ist, sind an den Radialrichtungsgegenflächen (die innere Umfangsfläche von 321, die innere Umfangsfläche von 347 und 521 und 547) angeordnet. Aufgrund der Relativbewegung der Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und der Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) bewirken die Relativariderungseinheiten (33, 314, 53, 514), dass die Rastungen (326, 346, 526, 546), die an den Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) angeordnet sind, und die Verzahnungen (325, 348, 525, 548), die an den Radialrichtungsgegenflächen (die innere Umfangsfläche von 321, die innere Umfangsfläche von 347 und 521 und 547) angeordnet sind, in Eingriff stehen, sodass sich das eine von den Zahnradteilen der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) und den Zahnradteilen der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) relativ zu dem anderen in axialer Richtung (1) zwischen der Eingriffsposition, in der die Rastungen (326, 346, 526, 546) einander berühren, und der Trennposition, in der die Rastungen (326, 346, 526, 546) getrennt sind, bewegt, wodurch der Befestigungs- und Arretierungszustand (Befestigungszustand) fixiert werden kann.
Des Weiteren umfasst der Feststellmechanismus auch Trennzustandslager (33, 53), die verwendet werden, um die Drehung des weiblichen Schraubenkörpers, der sich in der Trennposition befindet, zu unterstützen, sodass selbst beim Aufheben des fixierten Befestigungs- und Arretierungszustands (Befestigungszustand) der fixierte Befestigungs- und Arretierungszustand (Befestigungszustand) aufgrund des Lagereffekts der Trennzustandslager (33, 53) ganz einfach aufgehoben werden kann.
Zusätzlich umfasst der Feststellmechanismus die Vorspanneinheiten (35, 55) auf Seiten der Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52), wobei die Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) einander gegenüberliegen, die verwendet werden, um die Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) vorzuspannen. Des Weiteren sind die Axialrichtungsrelativbewegungseinheiten (33, 314, 53, 514) zusammengesetzt aus den Schiebeeinheiten (33, 53) und den Führungsrillen (314, 514, 634), wobei die Schiebeeinheiten (33, 53) die Zahnradteile der männlichen Verschraubungsseite (34, 54) in die Richtung drücken, in der sie gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinheiten (33, 53) von den Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) getrennt werden, und die Führungsrillen (314, 514, 634) sind an den weiblichen Verschraubungsbetätigungsteilen (31, 51) angeordnet und führen den Führungsvorgang durch, nachdem sie aufgrund der Differentialdrehung der weiblichen Verschraubungsbetätigungsteile (31, 51) relativ zu den Zahnradteilen der weiblichen Verschraubungsseite (32, 52) in die Schiebeposition, die dem bestimmten Schiebewert p entspricht, gedrückt wurden. Durch die Vorspannkraft der Vorspanneinheiten (35, 55) kann deshalb der Eingriffszustand der Rastungen (326, 346, 526, 546), die an den Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) angeordnet sind, erhalten bleiben.
Des Weiteren bewirken die Schiebeeinheiten (33, 53), die den bestimmten Schiebewert erhalten, indem sie von den Führungsrillen (314, 514, 634) geführt werden, dass die Axialrichtungsgegenflächen (322, 342, 522, 542) gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinheiten (35, 55) voneinander getrennt werden, damit der Eingriffszustand zuverlässig gelöst werden kann.
Gleichzeitig führen die Führungsrillen (314, 514, 634) die Schiebeeinheiten (33, 53) in die Freigabeposition (314a, 514a), die mit dem ersten Schiebewert pa gebildet wird, in der der Eingriff der Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und der Rastungen (326, 346, 526, 546) aufgehoben ist, die Befestigungs- und Feststellposition (314c, 514c), die mit dem zweiten Schiebewert pc gebildet wird, in der die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff stehen, und die unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition (314b, 514b), die mit dem dritten Schiebewert pb gebildet wird, in der nur die Rastungen (326, 346, 526, 546) in nicht die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff stehen, wobei die Schiebewerte durch die stufenweise ansteigende Abfolge des ersten Schiebewerts pa, des dritten Schiebewerts pb und des zweiten Schiebewerts pc vorgegeben sind. Die Rastungen (326, 346, 526, 546) sind des Weiteren folgendermaßen eingerichtet: Im Feststellzustand, in dem die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff stehen, ist die Verzahnungshöhe X1 in der axialen Richtung (L) geringer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert pa und dem zweiten Schiebewert pc; und im Freigabezustand, in dem der Eingriff zwischen den Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und den Rastungen (326, 346, 526, 546) aufgehoben ist, ist der Trennabstand Y1 in der axialen Richtung (L) kürzer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert pa und dem dritten Schiebewert pb. Die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) sind zusätzlich folgendermaßen eingerichtet: Im Feststellzustand, in dem die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff stehen, ist die Verzahnungshöhe X2 in der axialen Richtung (1) geringer als der Unterschied zwischen dem dritten Schiebewert pb und dem zweiten Schiebewert pc; und im Freigabezustand, in dem der Eingriff zwischen den Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und den Rastungen (326, 346, 526, 546) aufgehoben ist, ist der Trennabstand Y2 in der axialen Richtung (1) kürzer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert pa und dem zweiten Schiebewert pc. Das Umschalten kann deshalb zwischen dem Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff stehen, dem unidirektionalen Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Drehbewegung in nur einer Richtung blockiert ist, während die Drehung in die andere Richtung möglich ist, indem nur die Rastungen (326, 346, 526, 546) in Eingriff gebracht werden, und dem Freigabezustand, in dem der Eingriff zwischen den Verzahnungen (325, 348, 525, 548) und den Rastungen (326, 346, 526, 546) aufgehoben ist, erfolgen.
Ausführlich erläutert führen die Führungsrillen (314, 514, 634) die Schiebeeinheiten (33, 53) in die Freigabeposition (314a, 514a) des ersten Schiebewerts pa, die unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition (314b, 514b) des dritten Schiebewerts pb und die Befestigungs- und Feststellposition (314c, 514c) des zweiten Schiebewerts pc, sodass zwischen dem Freigabezustand, dem unidirektionalen Befestigungs- und Feststellzustand und dem Befestigungs- und Feststellzustand umgeschaltet werden kann.
Gleichzeitig wird sie durch den Eingriffszustand der Rastungen (326, 346, 526, 546) und die Vorspannkraft der Vorspanneinheiten (35, 55) automatisch aus der unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition (314b, 514b) in die Befestigungs- und Feststellposition (314c, 514c) geführt, sodass vom unidirektionalen Befestigungs- und Feststellzustand in den Befestigungs- und Feststellzustand umgeschaltet werden kann.
Bei den entsprechenden Zusammenhängen zwischen den Strukturen der vorliegenden Erfindung (der vorliegenden Ausführungsform) und den zuvor erwähnten Ausführungsformen entsprechen die männlichen Gewindeteile der Schraubrille 12a und 42a.
Ebenso entspricht der männliche Schraubenkörper, der Spannkopfhauptkörper oder der Bolzen den Spannbacken 12 und dem Bolzenschaft 42.
Das weibliche Gewindeteil entspricht den Schraubrillen 324, 324' und 524.
Der weibliche Schraubenkörper, die Zahnradteile der weiblichen Verschraubungsseite oder der Mutternring entsprechen den Mutternzahnrädern 32, 32' und 52 und der Mutter 50 mit der Feststellfunktion.
Die Verschraubungsstruktur, die Spannkopfvorrichtung oder die Befestigungsklemme entspricht den Spannkopfvorrichtungen 1, 1' und der Befestigungsklemme 2.
Der Feststellmechanismus entspricht den Drehsteuerkörpern 30 und 30' und der Mutter 50 mit der Feststellfunktion.
Das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite oder der Feststellflansch entspricht den Feststellzahnrädern 34 und 34' und dem Mutternfeststellzahnrad 54.
Die Verzahnung entspricht den Innenumfangsflächenverzahnungen 325, 325 und 525 und den Außenumfangsflächenverzahnungen 348, 348' und 548.
Die axiale Richtung entspricht der Richtung der Mittelachse L.
Die Feststellumschalteinheit, die Relativänderungseinheit, die Begrenzungsaufhebeeinheit oder die Axialrichtungsrelativbewegungseinheit entspricht der Mitnehmerkugel 33, dem Mitnehmerstift 53 oder den Führungsrillen 314, 514 und 634.
Das weibliche Schraubenbetätigungsteil entspricht dem Mutternring 31, dem Mutternringkörper 31' oder dem Sechskantmutternring 51.
Die Axialrichtungsgegenfläche entspricht den Flanschscheibenteilen 322, 342, 342', 522 und 542 oder dem Ringhauptkörper 322'.
Die Radialrichtungsgegenfläche entspricht der inneren Umfangsfläche des Mutternhauptkörpers 321 und 521 und der Rückseiten-Ring-Vorsprungteile 347, 347' und 547.
Das Trennzustandslager oder die Schiebeeinheit entspricht der Mitnehmerkugel 33 oder dem Mitnehmerstift 53.
Die Vorspanneinheit entspricht der Schraubenfeder 35 oder der Scheibenfeder 55.
Die Freigabeposition entspricht den konkaven Teilen 314a und 514a für die Freigabeposition.
Die Befestigungs- und Arretierungsposition entspricht den konkaven Teilen 314c und 514c für die Feststellposition.
Die unidirektionale Befestigungs- und Arretierungsposition entspricht den konkaven Teilen 314b und 514b für die unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition.
Die Spannkopfbacke entspricht der Spannbacke 12.
Die Mutter entspricht der Mutter 50 mit der Feststellfunktion.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor erwähnten Ausführungsformen beschränkt und es können viele andere Ausführungsformen vorgesehen sein.
So bewirkt in der vorstehenden Beschreibung zum Beispiel die Führungsrille 314 (514, 634) gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 35 (55), dass sich die Rastungen 326, 346 (326', 346, 526, 546), die in Richtung der Mittelachse L in Eingriff stehen, und die Umfangsflächenverzahnungen 325, 348 (525, 548) in Richtung der Mittelachse L verschieben, damit zwischen dem Eingriffszustand und dem Trennzustand umgeschaltet wird. Das Umschalten zwischen dem Eingriffszustand und dem Trennzustand der Zähne kann jedoch durch die Veränderungen in radialer Richtung erfolgen, sodass die Rastungen in radialer Richtung in Eingriff stehen und die Verzahnungen in Richtung der Mittelachse L in Eingriff stehen.
Des Weiteren ist in der vorstehenden Beschreibung die Tiefe des konkaven Teils 314a für die Freigabeposition, des konkaven Teils 314b für die unidirektionale Feststellposition und des konkaven Teils 314c für Feststellposition in der Führungsrille 314 (514, 634), von der Oberfläche aus gemessen, ta, tb beziehungsweise tc. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch der Mutternring 31 vorgesehen sein, bei dem die Tiefe tb des konkaven Teils 314b für die unidirektionale Feststellposition dieselbe ist wie die Tiefe tc des konkaven Teils 314c für die Feststellposition.
Der Mutternring 31 mit dieser Struktur wird während des Umschaltens in den Feststellzustand nicht in den unidirektionalen Feststellzustand umgeschaltet, sodass keine Rastungsgeräusche der Rastungen 326, 346 (526, 546) erzeugt werden. Deshalb kann der Feststellmechanismus für Benutzer, die Rastungsgeräusche nicht mögen, vergleichsweise sehr befriedigend hergestellt werden.
Zusätzlich können durch die Einstellung der Tiefe tb des konkaven Teils 314b der einseitig gerichteten Feststellposition die Rastungsgeräusche, die von den Rastungen 326, 346 (526, 546) im unidirektionalen Feststellzustand erzeugt werden, eingestellt werden.
Selbst in diesem Fall kann die zuvor erwähnte Wirkung ebenfalls erreicht werden, indem der Mutternring 31 in den anderen Strukturen mit einer anderen Tiefe tb des konkaven Teils 314b für die unidirektionale Feststellposition montiert wird. Mit der vorliegenden Erfindung können deshalb im Vergleich zu dem Fall, in dem mehrere Drehsteuerkörper 30 angeordnet sind, um die zuvor erwähnte Wirkung zu erreichen, Kosten reduziert werden.
Die vorstehenden Beschreibungen sind lediglich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die nicht zum Einschränken der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Für den Fachmann kann die vorliegende Erfindung verschiedene Änderungen und Abwandlungen aufweisen. Sämtliche Änderungen, gleichwertigen Ersetzungen, Verbesserungen usw. im Geiste und nach dem Grundsatz der vorliegenden Erfindung fallen komplett in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Spannkopfvorrichtung
2: Befestigungsklemme
12: Spannbacke
12a: Schraubrille
30, 30': Drehsteuerkörper
31: Mutternring
31': Mutternringkörper
32, 32': Mutternzahnrad
33: Mitnehmerkugel
34, 34: Feststellzahnrad
35: Schraubenfeder (runde Feder)
42: Bolzenschaft
42a: Schraubrille
50: Mutter mit Feststellfunktion
51: Sechskantmutternring
52: Mutternzahnrad
53: Mitnehmerstift
54: Mutternfeststellzahnrad
55: Scheibenfeder
314, 514, 634, 634: Führungsrille
314a, 514a: Konkaves Teil für die Freigabeposition
314b, 514b: Konkaves Teil für die unidirektionale Feststellposition
314c, 514c: Konkaves Teil der Feststellposition
321, 521: Mutternhauptkörper
322, 342, 342', 522, 542: Flanschscheibenteil
322': Ringhauptkörper
324, 524, 614: Schraubrille
325, 325', 525: Verzahnung an der inneren Umfangsfläche
326, 346, 326', 346', 526, 546: Rastung
347, 347', 547: Rückseiten-Ring-Vorsprungteil
347, 348', 548: Verzahnung an der äußeren Umfangsfläche
L: Mittelachse
X1: Verzahnungshöhe
X2: Verzahnungsbreite
Y1, Y2: Trennabstand
pa: Der erste Schiebewert
pb: Der zweite Schiebewert
pc: Der dritte Schiebewert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 277913 [0005]

Claims

Feststellmechanismus, der ausgebildet ist, einen Befestigungs- und Arretierungszustand eines männlichen Schraubenkörpers und eines weiblichen Schraubenkörpers, die miteinander verschraubt sind, zu fixieren, in einer Verschraubungsstruktur umfassend den männlichen Schraubenkörper mit einem männlichen Gewindeteil an der äußeren Umfangsfläche und den weiblichen Schraubenkörper mit einem weiblichen Gewindeteil, das sich an der inneren Umfangsfläche befindet und mit dem männlichen Gewindeteil verschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellmechanismus umfasst: ein Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite, das in der Verschraubungsdrehrichtung relativ zum männlichen Schraubenkörper arretiert wurde, und ein Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite, das relativ zum weiblichen Schraubenkörper in der Verschraubungsrichtung, d. h. der axialen Richtung, und in der Verschraubungseingangsdrehrichtung arretiert wurde, wobei das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite jeweils mit Verzahnungen, die in der Verschraubungsdrehrichtung eingreifen, und mit Rastungen, die nur in der Abschraubdrehrichtung der Verschraubungsdrehrichtungen eingreifen, versehen sind und die einen von Verzahnungen und Rastungen in axialer Richtung eingreifen und die anderen in radialer Richtung eingreifen, wobei der Feststellmechanismus ferner eine Feststellumschalteinheit umfasst, die zum Umschalten zwischen dem Befestigungs- und Feststellzustand, in dem die Verzahnungen und Rastungen in Eingriff stehen, und dem Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnungen und Rastungen aufgehoben ist, verwendet wird.
Feststellmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weibliche Schraubenkörper zusammengesetzt ist aus dem Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite mit dem Innengewindeteil an der inneren Umfangsfläche und einem weiblichen Schraubenbetätigungsteil, das den Vorgang des Einschraubens/Lösens des Zahnradteils der weiblichen Verschraubungsseite durchführt und eine Differentialbewegung relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite ausführen kann, und wobei der Feststellmechanismus ferner eine Relativänderungseinheit umfasst, die bewirkt, dass eines von dem Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und dem Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite durch die Differentialbewegung des Innengewinde-Betätigungsteils relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite eine relative Änderung relativ zu dem anderen bewirkt, wobei die Feststellumschalteinheit aus der Relativänderungseinheit gebildet ist, die den Eingriffszustand der Verzahnungen und der Rastungen über die relative Änderung verändert.
Feststellmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite auf derselben Achse wie die axiale Richtung vorgesehen sind, dass das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und das Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite jeweils mit Axialrichtungsgegenflächen, die eine entgegengesetzte axiale Richtung aufweisen, und mit Radialrichtungsgegenflächen, die in radialer Richtung entgegengesetzt sind, versehen sind, dass die Rastung, bei der die Zahnrichtung leicht aktinomorph ist, jeweils an der Axialrichtungsgegenfläche angeordnet ist, und die Verzahnung, bei der die Zahnrichtung die axiale Richtung ist, jeweils an der Radialrichtungsgegenfläche angeordnet ist, und dass eine Axialrichtungsrelativbewegungseinheit als Relativänderungseinheit ausgebildet ist und bewirkt, dass sich eines von dem Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite und dem Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite in axialer Richtung zwischen einer Eingriffsposition, in der die Rastungen einander berühren, und einer Trennposition, in der die Rastungen getrennt sind, relativ bewegt.
Feststellmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellmechanismus ferner ein Trennzustandslager umfasst, das dafür ausgebildet ist, die Drehung des weiblichen Schraubenkörpers in der Trennposition zu unterstützen.
Feststellmechanismus nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellmechanismus ferner eine Vorspanneinheit umfasst, die dafür ausgebildet ist, das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite zu dem der Axialrichtungsgegenfläche gegenüberliegenden Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite hin vorzuspannen, wobei die Axialrichtungsrelativbewegungseinheit zusammengesetzt ist aus einer Schiebeeinheit und einer Führungsrille, wobei die Schiebeeinheit das Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinheit in die Richtung drückt, in der es von der Axialrichtungsgegenfläche getrennt wird; und wobei die Führungsrille an dem weiblichen Schraubenbetätigungsteil ausgebildet ist, und durch die Differentialdrehung des weiblichen Schraubenbetätigungsteils relativ zum Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite geführt wird, nachdem sie in eine Schiebeposition, die einem bestimmten Schiebewert entspricht, gedrückt wurde.
Feststellmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrille die Schiebeeinheit in die Freigabeposition, die mit dem ersten Schiebewert gebildet wird, in der der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben wurde, in die Befestigungs- und Feststellposition, die mit dem zweiten Schiebewert gebildet wird, in der die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, und in die unidirektionale Befestigungs- und Feststellposition, die mit dem dritten Schiebewert gebildet wird, in der nur die Rastung in Eingriff steht, führt, die Schiebewerte durch die stufenweise ansteigende Abfolge des ersten Schiebewerts, des dritten Schiebewerts und des zweiten Schiebewerts vorgegeben sind, die Höhe der Rastung folgendermaßen eingerichtet ist: Im Feststellzustand, in dem die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, ist die Verzahnungshöhe in der axialen Richtung geringer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert und dem zweiten Schiebewert; und im Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben ist, ist der Trennabstand in der axialen Richtung kürzer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert und dem dritten Schiebewert, die Länge der Verzahnung folgendermaßen eingerichtet ist: Im Feststellzustand, in dem die Verzahnung und die Rastung in Eingriff stehen, ist die Verzahnungsbreite in der axialen Richtung geringer als der Unterschied zwischen dem dritten Schiebewert und dem zweiten Schiebewert; und im Freigabezustand, in dem der Eingriff der Verzahnung und der Rastung aufgehoben ist, ist der Trennabstand in der axialen Richtung kürzer als der Unterschied zwischen dem ersten Schiebewert und dem zweiten Schiebewert.
Spannkopfvorrichtung, die an einer Antriebsvorrichtung montiert ist, die mit einer drehbaren Antriebswelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkopfvorrichtung umfasst: die Spannkopfvorrichtung, die mit dem Feststellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist, und ferner umfassend: einen Spannkopfhauptkörper, der in etwa zylinderförmig ist, der mit der Antriebswelle entlang der gleichen Mittelachse angeordnet ist und an der Vorderseite eine Wellenbohrung zum Einführen der mittigen Welle einer sich drehenden Halterung aufweist; mehrere Spannkopfbacken, die mit der Wellenbohrung verbunden sind und sich relativ zum Spannkopfhauptkörper bewegen können und mit männlichen Gewindeteilen an der äußeren Umfangsfläche versehen sind; einen Mutternring, der auf dem Spannkopfhauptkörper drehbar angeordnet werden kann und an der inneren Umfangsfläche mit einem weiblichen Gewindeteil versehen ist, das mit dem männlichen Gewindeteil, das an der äußeren Umfangsfläche von mehreren Spannkopfbacken angeordnet ist, verschraubt ist, um mehrere Spannkopfbacken synchron zu bewegen; und eine Feststellflanschscheibe, die in Richtung der Mittelachse relativ zum Spannkopfhauptkörper verschoben werden kann und deren Drehbewegung fixiert ist, wobei der Mutternring und die Feststellflanschscheibe in Richtung der Mittelachse am äußeren Umfangsabschnitt des Spannkopfhauptkörpers benachbart angeordnet sind, und ferner umfassend: eine Drehungsbegrerizungseinheit, die zum Begrenzen der relativen Drehung des Mutternrings und der Feststellflanschscheibe in Richtung des Lösens des Mutternrings im Befestigungs- und Feststellzustand eingerichtet ist, und eine Begrenzungsaufhebeeinheit, die zum Aufheben der Begrenzung der Drehbegrenzungseinheit bei der relativen Drehung des Mutternrings und der Feststellflanschscheibe eingerichtet ist, wobei der Spannkopfhauptkörper als männlicher Schraubenkörper ausgebildet ist; die Feststellflanschscheibe als Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite ausgebildet ist; der Mutternring als Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite ausgebildet ist; die Drehbegrenzungseinheit mit der Verzahnung und der Rastung ausgebildet ist und die Begrenzungsaufhebeeinheit als Feststellumschalteinheit ausgebildet ist.
Befestigungsklemme zum Verschrauben eines Befestigungsbolzens und einer Mutter, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsklemme Folgendes umfasst: den Feststellmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der männliche Schraubenkörper mit dem männlichen Gewindeteil an der äußeren Umfangsfläche als der Bolzen ausgebildet ist, und die Mutter zusammengesetzt ist aus dem weiblichen Schraubenkörper mit dem weiblichen Gewindeteil, das an der inneren Umfangsfläche angeordnet ist und mit dem männlichen Gewindeteil verschraubt ist, dem Zahnradteil der männlichen Verschraubungsseite, das in der Verschraubungsdrehrichtung relativ zum männlichen Verschraubungskörper arretiert wurde, und dem Zahnradteil der weiblichen Verschraubungsseite, das in axialer Richtung und in der Verschraubungseingangsdrehrichtung relativ zum weiblichen Schraubenkörper arretiert wurde.