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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rolle mit eingebautem Motor, welche ein Energieübertragungselement aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine der Komponenten, die eine Rolle mit eingebautem Motor bilden, und insbesondere ein Energieübertragungselement zum Übertragen der Energie eines Motors auf eine Rolle.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Rolle mit eingebautem Motor ist als eine Komponente für einen Rollenförderer oder dergleichen bekannt. Eine Rolle mit eingebautem Motor weist einen Motor und einen Drehzahlminderer in ihrem Rollenkörper auf, und sie dreht den Rollenkörper an der Außenseite, indem sie den Motor auf der Innenseite antreibt. Insbesondere ist die Rolle mit eingebautem Motor mit einem Energieübertragungselement zum Übertragen der Energie des Motors auf den Rollenkörper versehen, und sie ist dazu konfiguriert, eine Rotationskraft des Motors auf den Rollenkörper durch das Energieübertragungselement zu übertragen.
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Die meisten Energieübertragungselemente zum Übertragen von Energie auf den Rollenkörper sind herkömmlicherweise so konfiguriert, dass sie integral gesichert an der Innenwand des Rollenkörpers im Hinblick auf die Energieübertragungseffizienz, eine einfache Herstellbarkeit und dergleichen angebracht sind, wie z. B. in dem Patentdokument 1 (
US 7 207 433 B2 ) offenbart. Ein Verfahren zum Presspassen eines Energieübertragungselements in einen Rollenkörper hinein ist als ein herkömmliches Verfahren zum sicheren Anbringen eines Energieübertragungselements an einem Rollenkörper bekannt.
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DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENT
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE PROBLEME
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Das oben beschriebene, pressgepasste Energieübertragungselement hat eine einfache Struktur und ist auch einfach zusammenzubauen.
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Das pressgepasste Energieübertragungselement kann jedoch nicht sicher an dem Rollenkörper angebracht werden, oder das Energieübertragungsvermögen auf den Rollenkörper kann infolge von Variationen beim Herstellen des Rollenkörpers, insbesondere Variationen des Innendurchmessers des Rollenkörpers, unzureichend sein.
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Das heißt, falls der innere Durchmesser des Rollenkörpers in gewisser Hinsicht groß ist, dann ist die Kontaktkraft zwischen dem Rollenkörper und dem Energieübertragungselement unzureichend, und es ist weniger wahrscheinlich, dass die Reibungskraft zwischen dem Rollenkörper und dem Energieübertragungselement wirkt, so dass das Energieübertragungselement in dem Rollenkörper leer durchdreht.
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Mit anderen Worten: Um eine adäquate Reibungskraft zwischen dem Rollenkörper und dem Energieübertragungselement zu erzeugen, müssen die innere periphere Fläche des Rollenkörpers und die äußere periphere Fläche des Energieübertragungselements genau gefertigt sein. Der äußere Durchmesser des Energieübertragungselements muss in gewisser Weise geringfügig größer sein als der innere Durchmesser des Rollenkörpers.
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Falls der äußere Durchmesser des Energieübertragungselements so gefertigt ist, dass er eine angemessene Größe für den inneren Durchmesser des Rollenkörpers hat, dann nimmt jedoch die Reibungskraft zwischen dem Rollenkörper und dem Energieübertragungselement infolge einer langanhaltenden Veränderung ab, und sie rotieren relativ zueinander während der Verwendung der Rolle mit eingebautem Motor.
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Wenn der Rollenkörper einige Herstellungsfehler aufweist und es Variationen des inneren Durchmessers bei jedem Rollenkörper gibt, ist eine Antriebswelle der Rolle mit eingebautem Motor in der Mitte des Rollenkörpers angeordnet, und das Energieübertragungselement muss in der Mitte des Rollenkörpers angeordnet werden, so dass die Mitte des Energieübertragungselements ebenfalls mit der Antriebswelle fluchtet. Das heißt, die Mitte des Energieübertragungselements muss mit der Mitte eines jeden Rollenkörpers fluchten, so dass sie für Rollenkörper passt, deren Innendurchmesser Variationen aufweisen.
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Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die in Anbetracht der genannten Probleme im Stand der Technik konzipiert wurde, ein Energieübertragungselement anzugeben, welches fest an einem Rollenkörper gesichert befestigt werden kann, und dessen Mitte selbst dann mit der Mitte des Rollenkörpers fluchtend ausgerichtet werden kann, wenn es Variationen beim Herstellen des Rollenkörpers gibt, und eine Rolle mit eingebautem Motor anzugeben, welche solch ein Energieübertragungselement aufweist.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Lösen der obigen Probleme gibt eine Rolle mit eingebautem Motor an, welche Folgendes aufweist: einen Rollenkörper, eine Antriebseinheit, welche eine Motor aufweist, und ein Energieübertragungselement, wobei die Antriebseinheit und das Energieübertragungselement im Rollenkörper aufgenommen sind, und wobei eine Rotationskraft der Antriebseinheit auf den Rollenkörper durch das Energieübertragungselement übertragen wird,
wobei das Energieübertragungselement Folgendes aufweist: ein Verbindungselement, welches einen ringförmigen Bereich aufweist, wobei ein Teil oder die Gesamtheit von dessen äußerer peripherer Fläche mit einem bogenförmigen Bereich versehen ist, und wobei dessen innere periphere Fläche mit einem konkav-konvexen Bereich versehen ist; ein Zwischenelement, das eine Elastizität aufweist; und ein Eingriffselement, das einen äußeren Eingriffsbereich und einen inneren Eingriffsbereich aufweist,
wobei das Verbindungselement, das Zwischenelement und das Eingriffselement von dem Rollenkörper getrennt sind,
wobei der bogenförmige Bereich an der äußeren peripheren Fläche des Verbindungselements in Kontakt mit der inneren peripheren Fläche des Rollenkörpers ist, und wobei das Verbindungselement innerhalb des Rollenkörpers mittels einer Sicherungseinrichtung sicher befestigt ist, wobei die Sicherungseinrichtung zumindest eine von Bonden, Schweißen, einem Befestigungselement und einem mechanischen Eingriff ist, der erhalten wird, indem ein Eindringen in den Rollenkörper erfolgt,
wobei das Zwischenelement mit dem konkav-konvexen Bereich des Verbindungselements und dem äußeren Eingriffsbereich des Eingriffselements in Eingriff kommt, um den inneren Eingriffsbereich des Eingriffselements in der Mitte des Rollenkörpers zu halten, und
wobei die Antriebseinheit mit dem inneren Eingriffsbereich des Eingriffselements in Eingriff kommt.
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt der Erfindung kann die Energie der Antriebseinheit zuverlässig von dem Verbindungselement des Energieübertragungselements auf den hohlen Rollenkörper durch die Sicherungseinrichtung übertragen werden, welche zumindest eine von Bonden, Schweißen, einem Befestigungselement und einem mechanischen Eingriff ist, der erhalten wird, indem ein Eindringen in den Rollenkörper erfolgt, und zwar unabhängig von der Reibung. Das Befestigungselement kann ein Niet, ein Stift, eine Schraube oder dergleichen sein.
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Bei dem vorliegenden Aspekt der Erfindung gilt Folgendes: Da die Seite der inneren peripheren Fläche des ringförmigen Bereichs mit dem konkav-konvexen Bereich versehen ist, das Eingriffselement den äußeren Eingriffsbereich besitzt, und das Zwischenelement in Eingriff mit dem konkav-konvexen Bereich des Verbindungselements und dem äußeren Eingriffsbereich des Eingriffselements kommt, können das Verbindungselement, das Zwischenelement und das Eingriffselement des Energieübertragungselements nicht relativ zueinander rotieren.
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Da die Antriebseinheit mit dem inneren Eingriffsbereich des Eingriffselements in Eingriff kommt, überträgt auch die Antriebseinheit Energie auf das Energieübertragungselement. Wenn die Antriebseinheit Energie auf das Eingriffselement überträgt, rotieren daher das Verbindungselement, das Zwischenelement und das Eingriffselement in integraler Weise.
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Der bogenförmige Bereich an der äußeren peripheren Fläche des Verbindungselements ist in Kontakt mit der inneren peripheren Fläche des Rollenkörpers, und das Verbindungselement ist integral mit dem Rollenkörper durch den mechanischen Eingriff sicher verbunden, der erhalten wird, indem ein Eindringen in den Rollenkörper und/oder das Befestigungselement erfolgt, so dass die Energie zuverlässig auf den Rollenkörper durch das Energieübertragungselement beim Betrieb der Antriebseinheit übertragen wird. Folglich rotiert der Rollenkörper. Das bedeutet, da das Verbindungselement und der Rollenkörper zumindest insofern integral sicher verbunden sind, dass sie nicht relativ zueinander rotieren, wird die Energie zuverlässig zwischen den beiden übertragen.
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Das Zwischenelement ist elastisch und kommt in Eingriff mit dem konkav-konvexen Bereich des Verbindungselements und dem äußeren Eingriffsbereich des Eingriffselements, und der innere Eingriffsbereich des Eingriffselements wird an der Mitte des Rollenkörpers gehalten. Dadurch kommt der innere Eingriffsbereich des Eingriffselements mit der Antriebseinheit in Eingriff. Das heißt, falls die Mitte des Rollenkörpers und die Mitte des Energieübertragungselements nicht übereinstimmen, dann verformt sich das Zwischenelement elastisch und kompensiert die Fehlausrichtung, so dass der innere Eingriffsbereich des Eingriffselements mit der Antriebseinheit in Eingriff kommen kann, und zwar so, dass die Mitte des Energieübertragungselements und die Mitte des Rollenkörpers zueinander fluchtend ausgerichtet sind.
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Das Verbindungselement ist vorzugsweise verformbar. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das Verbindungselement radial kontrahierbar oder komprimierbar ist.
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Gemäß diesem bevorzugten Aspekt ermöglicht es die Verformbarkeit des Verbindungselements, dass sich das Verbindungselement auf einfache Weise an die innere periphere Fläche des hohlen Rollenkörpers anpasst. Das heißt, wenn der innere Durchmesser des Rollenkörpers kleiner ist als das Verbindungselement, dann wird es dem Verbindungselement ermöglicht, sich zu verformen und in den Rollenkörper einzudringen.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen auf, die jeweils in einer Mehrzahl von Positionen auf dem gleichen Umfang angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Aussparungen, welche jeweils radial nach innen in dem ringförmigen Bereich ausgespart sind, wobei die bogenförmigen Bereiche, die aneinander angrenzen, mittels der Aussparung verbunden sind.
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Gemäß diesem bevorzugten Aspekt gilt Folgendes: Wenn das Verbindungselement gegen die innere Fläche des hohlen Rollenkörpers gedrückt wird, werden die Aussparungen einer Verformung unterzogen, und die bogenförmigen Bereiche kommen näher zueinander, so dass das Verbindungselement auf einfache Weise im Durchmesser verringert werden kann und innerhalb des Rollenkörpers angeordnet werden kann.
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Das Befestigungselement ist vorzugsweise ein Niet.
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Gemäß diesem bevorzugten Aspekt kann das Verbindungselement auf einfache Weise mit dem Rollenkörper verbunden werden. Das Verbindungselement kann außerdem auf preiswerte Weise mit dem Rollenkörper verbunden werden.
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Das Verbindungselement weist vorzugsweise einen inneren Vorsprung auf, der zumindest mit dem bogenförmigen Bereich des ringförmigen Bereichs zusammenhängend ausgebildet ist und radial nach innen verläuft.
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Gemäß diesem bevorzugten Aspekt wird der bogenförmige Bereich des Verbindungselements verstärkt. Das heißt, es ist weniger wahrscheinlich, dass sich der bogenförmige Bereich verformt, wenn eine externe Kraft radial nach innen auf den bogenförmigen Bereich einwirkt. Der Rollenkörper und das Verbindungselement werden demgemäß auf einfache Weise mittels der Sicherungseinrichtung gesichert.
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Ein ringförmig kontinuierlicher innerer Vorsprung, der einen nach innen gerichteten Ringflansch bildet, verbessert die Steifigkeit des gesamten Verbindungselements.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen auf, welche mit einer Innenwand versehen sind, die mit dem bogenförmigen Bereich an dessen axialen Ende zusammenhängend ausgebildet ist und welche radial nach innen verlaufen, und eine Mehrzahl von Aussparungen, welche mit keiner Innenwand versehen sind, oder mit einer Innenwand, die kleiner ist als diejenige des bogenförmigen Bereichs, wobei die bogenförmigen Bereiche und die Aussparungen ringförmig verbunden sind.
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Gemäß diesem Aspekt kann die Elastizität der Aussparung von der Elastizität des bogenförmigen Bereichs verschieden ausgebildet werden. Mit anderen Worten: Die Elastizität der Aussparung kann kleiner gemacht werden als diejenige des bogenförmigen Bereichs. Wenn der ringförmige Bereich im Durchmesser durch die Kompression verringert wird, behält der bogenförmige Bereich demgemäß eine Bogenform bei, und die Aussparung wird einer Verformung unterzogen. Daher ist die Bogenform in engem Kontakt mit dem Rollenkörper, wenn das Verbindungselement in den Rollenkörper eingeführt wird.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen und eine Mehrzahl von Aussparungen auf, die im Vergleich zu dem bogenförmigen Bereich einfacher elastisch verformbar sind, wobei die bogenförmigen Bereiche und die Aussparungen ringförmig verbunden sind.
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Gemäß diesem Aspekt ist die Bogenform in engem Kontakt mit dem Rollenkörper, wenn das Verbindungselement in den Rollenkörper eingeführt wird.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen und eine Mehrzahl von Aussparungen auf, wobei die bogenförmigen Bereiche und die Aussparungen ringförmig verbunden sind, und wobei die Aussparung bogenförmig ist.
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Gemäß diesem Aspekt gilt Folgendes: Wenn das Verbindungselement in den Rollenkörper eingeführt wird, dann verformt sich jeder Teil der Aussparung einheitlich, und es ist wahrscheinlich, dass die Bogenform beibehalten wird.
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Das Verbindungselement ist wünschenswerterweise innerhalb des Rollenkörpers angeordnet, wobei der ringförmige Bereich radial komprimiert wird.
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Vorzugsweise ist die äußere periphere Fläche des Zwischenelements mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen versehen, die radial nach außen vorstehen, und einer Mehrzahl von zurückgezogenen Bereichen, die radial nach innen zurückgezogen sind, und die Vorsprünge, die aneinander angrenzen, sind mittels der zurückgezogenen Bereiche verbunden, wobei der Vorsprung und der zurückgezogene Bereich des Zwischenelement mit dem korrespondierenden konkav-konvexen Bereich des Verbindungselements in Eingriff sind.
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Gemäß diesem bevorzugten Aspekt kann eine Rotationskraft zuverlässig zwischen dem Zwischenelement und dem Verbindungselement übertragen werden, und zwar unabhängig von der Reibung.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt ein Energieübertragungselement an, welches innerhalb eines hohlen Rollenkörpers einer Rolle mit eingebautem Motor enthalten ist, und welches eine Rotationskraft von einer Ausgangswelle einer Antriebseinheit, die einen Motor aufweist, der innerhalb des Rollenkörpers angeordnet ist, auf den Rollenkörper überträgt,
wobei das Energieübertragungselement Folgendes aufweist: ein Verbindungselement, welches einen ringförmigen Bereich aufweist, wobei ein Teil oder die Gesamtheit von dessen äußerer peripherer Fläche mit einem bogenförmigen Bereich versehen ist, und wobei dessen innere periphere Fläche mit einem konkav-konvexen Bereich versehen ist; ein Zwischenelement, das elastisch ist; und ein Eingriffselement, das einen äußeren Eingriffsbereich und einen inneren Eingriffsbereich aufweist,
wobei das Verbindungselement, das Zwischenelement und das Eingriffselement von dem Rollenkörper getrennt sind,
wobei der bogenförmige Bereich an der äußeren peripheren Fläche des Verbindungselements in Kontakt mit der inneren peripheren Fläche des Rollenkörpers ist, und wobei das Verbindungselement innerhalb des Rollenkörpers mittels einer Sicherungseinrichtung sicher befestigt ist, wobei die Sicherungseinrichtung zumindest eine von Bonden, Schweißen, einem Befestigungselement und einem mechanischen Eingriff ist, der erhalten wird, indem ein Eindringen in den Rollenkörper erfolgt,
wobei das Zwischenelement mit dem konkav-konvexen Bereich des Verbindungselements und dem äußeren Eingriffsbereich des Eingriffselements in Eingriff kommt, um den inneren Eingriffsbereich des Eingriffselements in der Mitte des Rollenkörpers zu halten, und
wobei die Antriebseinheit mit dem inneren Eingriffsbereich des Eingriffselements in Eingriff kommt.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungselement des Energieübertragungselements fest und integral innerhalb des Rollenkörpers mittels der Sicherungseinrichtungen sicher befestigt, welche zumindest eine von Bonden, Schweißen, einem Befestigungselement und einem mechanischen Eingriff umfassen, der erhalten wird, indem ein Eindringen in den Rollenkörper erfolgt.
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Ferner ermöglicht es die elastische Verformung des Zwischenelements, dass das Energieübertragungselement fluchtend mit der Mitte des Rollenkörpers ausgerichtet ist, und folglich kann die Energie der Antriebseinheit zuverlässig von dem Verbindungselement des Energieübertragungselements auf den hohlen Rollenkörper übertragen werden.
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Das Verbindungselement des Energieübertragungselements ist vorzugsweise verformbar.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements des Energieübertragungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen auf, die in einer Mehrzahl von Positionen auf dem gleichen Umfang angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Aussparungen, welche jeweils radial nach innen in dem ringförmigen Bereich ausgespart sind, wobei die bogenförmigen Bereiche, die aneinander angrenzen, mittels der Aussparung verbunden sind.
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Das Befestigungselement des Energieübertragungselements ist wünschenswerterweise ein Niet.
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Das Verbindungselement des Energieübertragungselements weist vorzugsweise einen inneren Vorsprung auf, welcher zumindest mit dem bogenförmigen Bereich des ringförmigen Bereichs zusammenhängend ausgebildet ist und radial nach innen verläuft.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements des Energieübertragungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen auf, welche mit einer Innenwand versehen sind, die mit dem bogenförmigen Bereich an dessen axialem Ende zusammenhängend ausgebildet ist und welche radial nach innen verlaufen, und eine Mehrzahl von Aussparungen, welche mit keiner Innenwand versehen sind, oder mit einer Innenwand, die kleiner ist als diejenige des bogenförmigen Bereichs, wobei die bogenförmigen Bereiche und die Aussparungen ringförmig verbunden sind.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements des Energieübertragungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen und eine Mehrzahl von Aussparungen auf, wobei die bogenförmigen Bereiche und die Aussparungen ringförmig verbunden sind, und wobei jede der Aussparungen im Vergleich zu dem bogenförmigen Bereich einfach elastisch verformbar ist.
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Vorzugsweise weist der ringförmige Bereich des Verbindungselements des Energieübertragungselements eine Mehrzahl von bogenförmigen Bereichen und eine Mehrzahl von Aussparungen auf, wobei die bogenförmigen Bereiche und die Aussparungen ringförmig verbunden sind, und wobei jede der Aussparungen bogenförmig ist.
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Vorzugsweise ist die äußere periphere Fläche des Zwischenelements der Energieübertragung mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen versehen, die radial nach außen vorstehen, und einer Mehrzahl von zurückgezogenen Bereichen, die radial nach innen zurückgezogen sind, und die Vorsprünge, die aneinander angrenzen, sind mittels der zurückgezogenen Bereiche verbunden, und die Vorsprünge und die zurückgezogenen Bereiche des Zwischenelements sind mit den korrespondierenden konkav-konvexen Bereichen des Verbindungselements in Eingriff.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Die Verwendung der Rolle mit eingebautem Motor der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, dass die Energie der Antriebseinheit zuverlässig von dem Verbindungselement des Energieübertragungselements auf den hohlen Rollenkörper übertragen wird, und zwar unabhängig von der Reibung.
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Außerdem ermöglicht es die Verwendung des Energieübertragungselements der vorliegenden Erfindung, dass die Energie der Antriebseinheit zuverlässig auf den hohlen Rollenkörper übertragen wird, und zwar unabhängig von der Reibung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Vorderansicht einer Rolle mit eingebautem Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Schnittansicht der Rolle mit eingebautem Motor gemäß 1;
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Rolle mit eingebautem Motor gemäß 1;
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4 ist eine Schnittansicht einer Motoreinheit innerhalb der Rolle mit eingebautem Motor gemäß 1;
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Energieübertragungselements;
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6A ist eine perspektivische Explosionsansicht des Energieübertragungselements gemäß 5, und
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6B ist eine perspektivische Explosionsansicht des Energieübertragungselements gemäß 6A bei Betrachtung aus einer anderen Richtung;
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7A bis 7C sind Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in einem Rollenkörper angebracht werden soll, und sie zeigen eine Prozedur zum Anbringen eines konkav-konvexen Elements in einem Rollenkörper, wobei ein Niet den Rollenkörper durchdringt und in das konkav-konvexe Element eindringt;
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8A bis 8C sind Fortsetzungen der 7A bis 7C und zeigen Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in dem Rollenkörper angebracht werden soll, und zeigen ferner eine Prozedur zum Anbringen eines Zwischenelements in dem konkav-konvexen Element, das mit dem Rollenkörper integriert ist;
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9A bis 9C sind Fortsetzungen der 8A bis 8C und zeigen Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in dem Rollenkörper angebracht werden soll, und zeigen ferner eine Prozedur zum Anbringen eines Eingriffselements in dem Zwischenelement, das mit dem Rollenkörper integriert ist;
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10A ist eine teilweise Schnittansicht der Rolle mit eingebautem Motor, wobei das Energieübertragungselement, das in dem Rollenkörper gemäß den Prozeduren angebracht worden ist, die in den 7A bis 9C gezeigt sind, mit einer Antriebseinheit in Eingriff steht, und 10B ist eine Schnittansicht von einem Pfeil A-A in 10A;
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11A bis 11C sind Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in einem Rollenkörper angebracht werden soll, und sie zeigen eine Prozedur zum Anbringen eines konkav-konvexen Elements in einem Rollenkörper, wobei ein Niet den Rollenkörper durchdringt;
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12A bis 12C die Fortsetzungen der 11A bis 11C und zeigen Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in dem Rollenkörper angebracht werden soll, und sie zeigen eine Prozedur zum Anbringen eines Zwischenelements in dem konkav-konvexen Element, das mit dem Rollenkörper integriert ist;
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13A bis 13C sind Fortsetzungen der 12A bis 12C und zeigen Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in dem Rollenkörper angebracht werden soll, und zeigen ferner eine Prozedur zum Anbringen eines Eingriffselements in dem Zwischenelement, das mit dem Rollenkörper integriert ist;
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14A ist eine teilweise Schnittansicht der Rolle mit eingebautem Motor, wobei das Energieübertragungselement, das in dem Rollenkörper gemäß den Prozeduren angebracht worden ist, die in den 11A bis 13C gezeigt sind, mit einer Antriebseinheit in Eingriff steht;
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15A bis 15C sind teilweise Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in einem Rollenkörper angebracht werden soll, und sie zeigen eine Prozedur zum Anbringen des konkav-konvexen Elements in dem Rollenkörper;
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16A bis 16C sind teilweise Schnittansichten des Energieübertragungselements, das in einem Rollenkörper angebracht werden soll, und sie zeigen eine Prozedur zum Anbringen des Eingriffselements in dem Rollenkörper;
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17A ist eine perspektivische Ansicht eines Niets und einer Halteeinrichtung, und
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17B ist eine perspektivische Ansicht des Niets und einer anderen Halteeinrichtung als der, die in 17A gezeigt ist;
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18A bis 18D sind Schnittansichten, die veranschaulichen, wie der Niet verformt wird, wenn der Niet in Richtung der in 17A gezeigten Halteeinrichtung getrieben wird;
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19A bis 19D sind Schnittansichten, die veranschaulichen, wie der Niet verformt wird, wenn der Niet in Richtung der in 17B gezeigten Halteeinrichtung getrieben wird;
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20A ist eine teilweise Schnittansicht des Rollenkörpers und des konkav-konvexen Elements, die den Rollenkörper und das konkav-konvexe Element darstellen, die durch mechanischen Eingriff verbunden werden, der erhalten wird, indem der Rollenkörper verstemmt wird, und
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20B ist eine Schnittansicht von einem Pfeil B-B in 20A; und
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21 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Energieübertragungselements, das sich von dem in 6B gezeigten Element unterscheidet.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Rolle mit eingebautem Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
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Eine Rolle 1 mit eingebautem Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist durch ein Energieübertragungselement 2 zum Übertragen einer Antriebskraft eines Motors 12 auf einen Rollenkörper 11 gekennzeichnet, und der Rest der Grundstruktur ist ähnlich zu derjenigen, die im Stand der Technik bekannt ist. Zunächst wird die Grundstruktur der Rolle 1 mit eingebautem Motor einfach beschrieben.
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Wie in den 1 bis 3 dargestellt, weist die Grundstruktur der Rolle 1 mit eingebautem Motor einen hohlen zylindrischen Rollenkörper 11 und Abdeckelemente 41, 42 auf und ist dazu konfiguriert, eine Antriebseinheit 22 mit einem Motor 12 und einem Drehzahlminderer 13 im Innenraum aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform sind der Motor 12, der Drehzahlminderer 13 und eine Leiterplatte 43 in eine Motoreinheit 3 integriert, welche innerhalb des Rollenkörpers 11 enthalten ist. Ein Teil der Motoreinheit 3 bildet die Antriebseinheit 22 dieser Ausführungsform.
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Der Rollenkörper 11 ist ein Zylinder, dessen beide Enden offen sind. Die Abdeckelemente 41 und 42 sind so angebracht, dass sie beide Enden des Rollenkörpers 11 bedecken.
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Wie in 2 gezeigt, besitzt das Abdeckelement 41 (auf der linken Seite in 2) ein kombiniertes Rollenkörper-Passelement 52, ein Lager 54 und ein Schaftelement 53 auf der Körperseite. Das andere Abdeckelement 42 (auf der rechten Seite in 2) besitzt ein kombiniertes Rollenkörper-Passelement 55 und ein Lager 56. Das Schaftelement 53 auf der Körperseite hat einen Querschnitt, der teilweise oder vollständig nicht kreisförmig ist. Der Querschnitt ist in der Ausführungsform ungefähr hexagonal.
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Wie in den 2 bis 4 gezeigt, weist die Motoreinheit 3 ein zylindrisches Gehäuse 44 auf, und der Motor 12, der Drehzahlminderer 13 und die Leiterplatte 43 sind innerhalb des Gehäuses 44 enthalten. Das Gehäuse 44 hat darin einen Schaft 45 auf der festen Seite, der nach außerhalb von dem einen axialen Ende verläuft, und einen Schaft 46 auf der Antriebsseite (Antriebseinheit), der nach außerhalb von dem anderen axialen Ende verläuft.
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Der Schaft 45 auf der festen Seite ist ein Schaft, der in das Lager 56 des anderen Abdeckelements 42 eingesetzt ist, wobei die Motoreinheit 3 innerhalb des Rollenkörpers 11 angeordnet ist, und der als Schaftelement auf der Körperseite des Rollenkörpers 11 dient.
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Der Schaft 46 auf der Antriebsseite ist ein Schaft, der mit einem nachstehend beschriebenen Energieübertragungselement 2 verbunden ist, wobei die Motoreinheit 3 innerhalb des Rollenkörpers 11 angeordnet ist, und der als Drehwelle dient, die die Energie aus der Antriebseinheit 22 auf den Rollenkörper 11 überträgt.
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Es sei angemerkt, dass sowohl der Schaft 45 auf der festen Seite, als auch der Schaft 46 auf der Antriebsseite einen ungefähr hexagonalen Querschnitt haben.
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Ein Energieübertragungselement 2 als ein Merkmal gemäß der Erfindung wird nachstehend beschrieben.
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Das Energieübertragungselement 2 der Ausführungsform ist ein Element, das innerhalb des Rollenkörpers 11 der Rolle 1 mit eingebautem Motor angeordnet ist, und das die Energie von dem Motor 12 auf den Rollenkörper 11 überträgt. Um diese Funktion auszuführen, weist das Energieübertragungselement 2 ein konkav-konvexes Element 4 (ein Verbindungselement), ein Zwischenelement 5 und ein Eingriffselement 6 auf, wie in 5 und den 6A und 6B dargestellt.
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Das konkav-konvexe Element 4 ist aus einem steifen Metall, wie z. B. Stahl, Zink oder Aluminium gebildet. Das konkav-konvexe Element 4 ist ein ringförmiges oder zylindrisches hohles Element. Das konkav-konvexe Element 4 hat einen Bereich, der radial nach außen vorsteht, und einen Bereich, der radial nach innen ausgespart ist.
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Insbesondere weist das konkav-konvexe Element 4 eine Mehrzahl von bogenförmigen Vorsprüngen 7, Aussparungen 8, die radial nach innen ausgespart sind, und inneren Vorsprüngen 9 auf. In der Ausführungsform weist das konkav-konvexe Element 4 vier bogenförmige Vorsprünge 7, vier Aussparungen 8 und vier innere Vorsprünge 9 auf.
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Die äußere Peripherie des bogenförmigen Vorsprungs 7 hat eine nach außen konvexe bogenförmige Fläche. Die äußere Peripherie der Aussparung 8 hat eine nach innen konvexe bogenförmige Fläche.
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Der bogenförmige Vorsprung 7 (der bogenförmige Bereich) ist ein Bereich, der radial nach außen von dem ringförmigen konkav-konvexen Element 4 vorsteht.
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Die äußere Peripherie des bogenförmigen Vorsprungs 7 hat eine gekrümmte Fläche, welche radial nach außen konvex ist.
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Die bogenförmigen Vorsprünge 7 sind an vier Positionen auf dem Umfang des konkav-konvexen Elements 4 vorgesehen.
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Wenn die bogenförmigen Vorsprünge 7 vorzugsweise auf dem gleichen Umfang angeordnet werden, können in vielen Fällen Herstellungsfehler auftreten.
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Die innere Peripherie des bogenförmigen Vorsprungs 7 stellt eine konkave gekrümmte Fläche 16 zur Verfügung.
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Die Dicke, d. h. der Abstand zwischen den äußeren und inneren peripheren Flächen des bogenförmigen Vorsprungs 7 ist dünn, so dass ihn ein nachstehend beschriebener Niet 35 durchdringen kann.
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Die Aussparungen 8 sind zusammenhängend mit dem bogenförmigen Vorsprung 7 auf beiden Umfangsseiten des konkav-konvexen Elements 4 ausgebildet.
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Die Aussparung 8 ist ein Bereich, der an der äußeren peripheren Seite des ringförmigen konkav-konvexen Elements 4 ausgespart ist, und die Aussparungen 8 sind an vier Positionen auf dem Umfang des konkav-konvexen Elements 4 vorgesehen.
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Die äußere Peripherie der Aussparung 8 hat eine konkave gekrümmte Fläche.
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Das heißt, die Aussparung 8 ist radial nach innen relativ zu dem bogenförmigen Vorsprung 7 ausgespart.
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Die innere periphere Fläche der Aussparung 8 steht radial nach innen vor und stellt eine konvexe Fläche 18 an der inneren peripheren Seite des konkav-konvexen Elements 4 bereit.
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Die bogenförmigen Vorsprünge 7 und die Aussparungen 8 sind abwechselnd in der Umfangsrichtung so angeordnet, dass sie ringförmig durchgängig sind, so dass sie einen ringförmigen Bereich 15 bilden.
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Das heißt, das konkav-konvexe Element 4 hat eine Struktur, in welcher es radial nach außen an den bogenförmigen Vorsprüngen 7 vorsteht, und es ist radial nach innen an der Aussparung 8 zurückgesetzt. Die konkave Fläche 16 wiederum, welche die innere periphere Fläche des bogenförmigen Vorsprungs 7 bildet, ist durchgängig mit der konvexen Fläche 18 ausgebildet, welche die innere periphere Fläche der Aussparung 8 innerhalb des konkav-konvexen Elements 4 bildet, so dass ein konkav-konvexer Bereich 19 gebildet wird.
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Der innere Vorsprung 9 ist ein plattenförmiger Bereich, der durchgängig mit dem bogenförmigen Vorsprung 7 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der innere Vorsprung 9 durchgängig mit dem bogenförmigen Vorsprung 7 ausgebildet und verläuft radial nach innen, um eine Innenwand zu bilden.
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Die Innenwand, die an dem axialen Ende des bogenförmigen Vorsprungs 7 angeordnet ist, ist durchgängig mit dem bogenförmigen Vorsprung 7 ausgebildet und verläuft radial nach innen.
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Eine Fläche, die den inneren Vorsprung 9 bildet, kreuzt eine Fläche, welche den bogenförmigen Vorsprung 7 bildet und verläuft radial nach innen in Bezug auf das konkav-konvexe Element 4 ausgehend von einem Ende des bogenförmigen Vorsprungs 7. Die inneren Vorsprünge 9 sind auf Seiten des gleichen Endes der bogenförmigen Vorsprünge 7. Das heißt, jeder innere Vorsprung 9 ist so konfiguriert, dass eine Mehrzahl von Bereichen (vier Bereiche) eines nach innen gerichteten Ringflansches radial weggeschnitten sind.
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Mit anderen Worten: Die inneren Vorsprünge 9 haben eine solche Struktur, dass der nach innen gerichtete Ringflansch mit einer Mehrzahl von Schlitzen versehen ist, die radial verlaufen. Der innere Vorsprung 9 fungiert als eine Rippe, welche den bogenförmigen Vorsprung 7 verstärkt. Das heißt, es ist weniger wahrscheinlich, dass sich der bogenförmige Vorsprung 7 verformt, falls eine externe Kraft radial nach innen auf den bogenförmigen Vorsprung 7 einwirkt.
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Da die Aussparung 8 wiederum kein Element hat, das mit dem inneren Vorsprung 9 korrespondiert, ist die Aussparung 8 einer elastischen Verformung ausgesetzt, im Vergleich zu dem bogenförmigen Vorsprung 7.
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Das konkav-konvexe Element 4 hat eine ringförmige Konfiguration, die aus einem dünnen Plattenelement, wie oben beschrieben, gebildet ist, und das Innere des ringförmigen Bereichs 15 ist mit einem Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement versehen. Der oben beschriebene konkav-konvexe Bereich 19 ist ein Teil des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement.
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Nachstehend wird das Zwischenelement 5 beschrieben.
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Das Zwischenelement 5 ist aus einem elastischen Material, wie z. B. Gummi gefertigt, und es ist ein kurzer zylindrischer Körper mit einer ringförmigen Konfiguration, wie in den 6A und 6B veranschaulicht. Die äußere Form des Zwischenelements 5 ist im Wesentlichen ähnlich zu der Kontur des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4, und sie ist geringfügig kleiner als der Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement. Die Breite des Zwischenelements 5 hat eine solche Größe, dass es innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 angeordnet werden kann.
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Das Zwischenelement 5 weist Vorsprünge 25 und zurückgezogene Bereiche 26 auf.
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Das heißt, das Zwischenelement 5 besitzt Vorsprünge 25, die radial in einer Mehrzahl von Positionen (an vier Positionen) auf dem Umfang nach außen vorstehen, und zurückgezogene Bereiche 26, die radial in einer Mehrzahl von Positionen (an vier Positionen) auf dem Umfang nach innen zurückgezogen sind.
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Der Vorsprung 25 ist ein Teil, welcher radial nach außen an der äußeren peripheren Fläche des Zwischenelements 5 mit einer ringförmigen Konfiguration vorsteht. Wie in den 6A und 6B dargestellt, hat der Vorsprung 25 eine Nut 27. Die Nut 27 verläuft in der Breitenrichtung des Zwischenelements 5.
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Die innere periphere Seite des Vorsprungs 25 des Zwischenelements 5 ist mit einem konkaven Bereich 28 versehen.
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Der zurückgezogene Bereich 26 ist ein Teil, welcher radial nach innen von der äußeren peripheren Fläche des ringförmigen Zwischenelements 5 zurückgesetzt ist. Die äußere Fläche des zurückgezogenen Bereichs 26 ist konkav. Der zurückgezogene Bereich 26 verbindet Vorsprünge 25, welche an den zurückgezogenen Bereich 26 angrenzen.
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Die innere periphere Seite des zurückgezogenen Bereichs 26 des Zwischenelements 5 ist mit einem konvexen Bereich 29 versehen, der radial nach innen vorsteht.
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Das Innere des ringförmigen Zwischenelements 5 ist mit einem Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement versehen, der durch die konkaven Bereiche 28 und die konvexen Bereiche 29 gebildet ist. Der Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement stellt einen inneren Eingriffsbereich des Zwischenelements 5 dar. Der Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement kann expandiert werden, indem eine externe Kraft aufgebracht wird.
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Die Vorsprünge 25 und die zurückgezogenen Bereiche 26 des Zwischenelements 5 bilden einen äußeren Eingriffsbereich. Die äußere Form des Zwischenelements 5 ist im Wesentlichen ähnlich zu einem Zwischenraum, den der Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 belegt. Das Zwischenelement 5 ist geringfügig kleiner als der Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement.
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Nachstehend wird das Eingriffselement 6 beschrieben.
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Das Eingriffselement 6 ist aus einem steifen Metall, wie z. B. Stahl, Zink oder Aluminium gebildet. Die Breite des Eingriffselements 6 hat eine solche Größe, dass es innerhalb des Aufnahmebereichs R2 für das Eingriffselement des Zwischenelements 5 angeordnet werden kann. Das Eingriffselement 6 besitzt einen zylindrischen Hauptkörper 30 und vier Vorsprünge 31 (äußere Eingriffsbereiche).
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Der zylindrische Hauptkörper 30 ist ein zylindrischer Bereich, dessen Innenraum mit einem Schaft-Einführungsloch 32 (einem inneren Eingriffsbereich) versehen ist. Das Schaft-Einführungsloch 32 ist ein polygonales Loch (z. B. ein hexagonales Loch).
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Der Vorsprung 31 ist ein im Wesentlichen rechteckiger prismenförmiger Bereich, der integral mit der äußeren peripheren Fläche des zylindrischen Hauptkörpers 30 sicher verbunden ist und radial nach außen verläuft. Bei dieser Ausführungsform sind die vier Vorsprünge 31 an der äußeren peripheren Fläche des zylindrischen Hauptkörpers 30 in gleichen Winkelintervallen sicher befestigt.
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Das Erscheinungsbild des Eingriffselements 6 ist im Wesentlichen ähnlich zu dem Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement des Zwischenelements 5. Das Eingriffselement 6 ist geringfügig größer als ein Zwischenraum, den der Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement einnimmt.
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Das Energieübertragungselement 2 wird gebildet, indem das konkav-konvexe Element 4, das Zwischenelement 5 und das Eingriffselement 6 kombiniert werden. Das heißt, das Zwischenelement 5 wird in den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 eingeführt, und das Eingriffselement 6 wird in den Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement des Zwischenelements 5 pressgepasst.
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Das Zwischenelement 5 ist elastisch verformbar, und es wird in den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 eingeführt, wobei es elastisch verformt wird.
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Während das Eingriffselement 6 steif ist, ist die Innenwandfläche des Zwischenelements 5, die den Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement bildet, elastisch verformbar. Das Eingriffselement 6 wird in den Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement pressgepasst, indem die Innenwand des Zwischenelements 5 ausgedehnt wird.
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Da das Zwischenelement 5 geringfügig kleiner als der Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement in dem obigen Beispiel ausgebildet ist, kann das Zwischenelement 5 leichtgängig in den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 eingeführt werden. Alternativ kann das Zwischenelement 5 in den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 pressgepasst werden, wobei das Zwischenelement 5 geringfügig größer als der Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement ausgebildet ist.
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Sämtliche Elemente von dem konkav-konvexem Element 4, dem Zwischenelement 5 und dem Eingriffselement 6 des Energieübertragungselements 2 sind ringförmig, und das Eingriffselement 6 ist in dem konkav-konvexen Element 4 durch das Zwischenelement 5 hindurch angebracht. Im Ergebnis kann die Mitte des Schaft-Einführungslochs 32 des Eingriffselements 6 geringfügig exzentrisch bewegt werden, und zwar mittels einer elastischen Formung des Zwischenelements 5.
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Das heißt, falls die Mitte des Schaft-Einführungslochs 32 des Eingriffselements 6 und die Mitte des Rollenkörpers 11 (d. h. das Rotationszentrum des Schafts 46 auf der Antriebsseite) nicht miteinander übereinstimmen, wenn keine externe Kraft auf das Zwischenelement 5 einwirkt, dann bewegt die elastische Verformung des Zwischenelements 5, die von einer externen Kraft herrührt, die Position des Eingriffselements 6, so dass die Mitte des Schaft-Einführungslochs 32 des Eingriffselements 6 und das Rotationszentrum des Schafts 46 auf der Antriebsseite fluchtend ausgerichtet werden können. Der Schaft 46 auf der Antriebsseite, der in der Mitte des Rollenkörpers 11 angeordnet ist, wird in das Schaft-Einführungsloch 32 des Eingriffselements 6 eingeführt.
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Prozeduren zum sicheren Befestigen des Energieübertragungselements 2 an dem Rollenkörper 11 werden nachstehend beschrieben.
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Wie in den 7A und 15A dargestellt, sind das konkav-konvexe Element 4, das Zwischenelement 5 und das Eingriffselement 6, welche das Energieübertragungselement 2 bilden, separat vorhanden, d. h. sie sind nicht miteinander kombiniert.
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Zunächst wird nur das konkav-konvexe Element 4 in einer gewünschten Position im Rollenkörper 11 angeordnet. Die gewünschte Position im Rollenkörper 11 ist eine Position, in welcher der Schaft 46 auf der Antriebsseite (die Antriebseinheit) angeordnet wird, der in 1 gezeigt ist. Der Schaft 46 auf der Antriebsseite ist der Einfachheit halber in den 11A bis 11C nicht gezeigt.
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Angenommen, dass der äußere Durchmesser des konkav-konvexen Elements 4 geringfügig großer ist als der innere Durchmesser des Rollenkörpers 11, wird es hier dem konkav-konvexen Element 4 ermöglicht, sich zu verformen und in den Rollenkörper 11 einzudringen. Das heißt, das konkav-konvexe Element 4 beinhaltet die bogenförmigen Vorsprünge 7 und die Aussparung 8, und wenn die bogenförmigen Vorsprünge 7 gegen eine innere periphere Fläche 11a des Rollenkörpers 11 gedrückt werden, dann werden die Aussparungen 8 einer Verformung unterzogen, und die bogenförmigen Vorsprünge 7 nähern sich einander, was den Durchmesser des konkav-konvexen Elements 4 verringert. Mit anderen Worten: Die bogenförmigen Vorsprünge 7 bewegen sich radial nach innen.
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Das heißt, während das Material, das das konkav-konvexe Element 4 bildet, ein steifes Material, wie z. B. Metall ist, ermöglicht es das Vorsehen der bogenförmigen Vorsprünge 7 und der Aussparungen 8, dass sich das konkav-konvexe Element 4 geringfügig verformt.
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Da jedoch die Aussparung 8 im Vergleich zu dem oben beschriebenen bogenförmigen Vorsprung 7 einfach verformbar ist, wird das konkav-konvexe Element 4 im Durchmesser verringert, während die Bogenform des bogenförmigen Vorsprungs 7 aufrechterhalten wird, und es ist an der inneren peripheren Fläche 11a des Rollenkörpers 11 angebracht.
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Der bogenförmige Vorsprung 7 behält eine Form bei, welche der inneren peripheren Fläche 11a des Rollenkörpers 11 in der Ausführungsform entspricht, so dass der bogenförmige Vorsprung 7 in engem Kontakt mit der inneren peripheren Fläche 11a des Rollenkörpers 11 ist. Das konkav-konvexe Element 4 wird entsprechend innerhalb des Rollenkörpers unter radialer Kompression angeordnet.
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Wie in den 7B und 15B gezeigt, gilt Folgendes: Wenn das konkav-konvexe Element 4 in der gewünschten Position im Rollenkörper 11 angeordnet ist, dann wird das konkav-konvexe Element 4 an dem Rollenkörper 11 mittels des Niets 35 (des Befestigungselements) sicher befestigt, wie in 17A gezeigt.
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Der Niet 35 wird nachstehend beschrieben.
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Wie in 17A dargestellt, hat der Niet 35 einen schirmförmigen Kopf 35a und einen zylindrischen Schaft 35b. Das Innere des Schafts 35b ist mit einem Zwischenraum 37 versehen. Eine Öffnung, die mit dem Zwischenraum 37 kommuniziert, ist an dem Endbereich des Schafts 35b ausgebildet. Das heißt, das Ende des Schafts 35b ist mit einer ringförmigen Öffnungskante 40 versehen.
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Der Niet 35 kann ein selbststechender Niet sein, der von der Firma FUKUI BYORA CO., LTD. erhältlich ist, und der aus einem Material, wie z. B. kohlenstoffreichem Stahl, Edelstahl oder Aluminium gefertigt ist.
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Der Niet 35 kann zwei Elemente unter Verwendung einer Halteeinrichtung 36a miteinander verbinden. Die Halteeinrichtung 36a hat eine Stützfläche 34. Die Stützfläche 34 ist eine ebene oder eine gekrümmte Fläche, welche an die konkave Fläche 16 an der inneren peripheren Seite des bogenförmigen Vorsprungs 7 des konkav-konvexen Elements 4 angepasst ist. Die Stützfläche 34 ist mit einem Blindloch 48 versehen. Die Mitte des Blindlochs 48 ist mit einem Vorsprung 49 versehen. Der Vorsprung 49 hat eine besondere Form, wie z. B. eine Kegelform, und er verjüngt sich. Das heißt, der Querschnittsdurchmesser eines Verbindungsbereichs, an welchem der Vorsprung 49 das Blindloch 48 kreuzt, ist größer als der Innendurchmesser des Schafts 35b.
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Wie in 18A dargestellt, fluchtet der Zwischenraum 37 mit dem Ende des Vorsprungs 49, wobei die Öffnungskante 40 des Zwischenraums 37 des Schafts 35b des Niets 35 der Endseite des Vorsprungs 49 der Halteeinrichtung 36a gegenüberliegt. Wenn auf den Kopf 35a des Niets 35 dann mit einem (nicht dargestellten) Hammer oder dergleichen geschlagen wird, dann durchdringt der Schaft 35b des Niets 35 den Rollenkörper 11 und dringt in das konkav-konvexe Element 4 ein, wie in 18B dargestellt.
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Die Öffnungskante 40 des Schafts 35b wird weiter gegen ein Basisende des Vorsprungs 49 gedrückt, das größer ist als der Innendurchmesser des Schafts 35b, und zwar durch das konkav-konvexe Element 4 hindurch. Im Ergebnis wird der Schaft 35b des Niets 35 von dessen Endseite aus aufgebrochen, um expandiert zu werden, wie in den 18C–18D dargestellt.
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Der Niet 35, welcher den Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 durchdringt, kann diese aneinander unter Verwendung einer Halteeinrichtung 36b befestigen, wie in 17B gezeigt. Die Halteeinrichtung 36b hat eine Struktur, bei welcher der Mittelbereich eines Blindlochs 38, das an einer flachen Platte ausgebildet ist, mit einem im Wesentlichen konischen Vorsprung 39 versehen ist.
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Wie in 19A dargestellt, ist die Halteeinrichtung 36b auf der inneren peripheren Seite des konkav-konvexen Elements 4 angeordnet, und der Niet 35 ist außerhalb des Rollenkörpers 11 angeordnet. Die Mitte des Schafts 35b des Niets 35 und der Vorsprung 39 der Halteeinrichtung 36b fluchten miteinander. Wenn auf den Kopf 35a des Niets 35 mit einem (nicht dargestellten) Hammer oder dergleichen geschlagen wird, dann durchdringt der Niet 35 den Rollenkörper 11 das konkav-konvexe Elemente 4, wie in 19B dargestellt.
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Wie in den 19C und 19D dargestellt, stößt der Schaft 35b des Niets 35 gegen das Blindloch 38 und den Vorsprung 39 der Halteeinrichtung 36b. Im Ergebnis wird der Schaft 35b des Niets 35 von dessen Endseite aus aufgebrochen, um an dem Blindloch 38 expandiert zu werden, so dass der gebrochene Schaft 35b mit der konkaven Fläche 16 (d. h. mit der inneren peripheren Fläche) des konkav-konvexen Elements 4 in Eingriff kommt. Der Kopf 35a des Niets 35 kommt in Eingriff mit der äußeren peripheren Fläche des Rollenkörpers 11. Folglich werden der Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 zwischen dem Kopf 35a und dem gebrochenen Schaft 35b des Niets 35 gehalten.
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Unter Bezugnahme auf 7B gilt Folgendes: Der Rollenkörper 11 und der bogenförmige Vorsprung 7 des konkav-konvexen Elements 4 werden mittels des Niets 35 befestigt. Das heißt, die Halteeinrichtung 36a ist innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement angeordnet, stößt gegen die konkave Fläche 16 des konkav-konvexen Elements 4 an und liegt dem Niet 35 außerhalb des Rollenkörpers 11 gegenüber.
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Wenn auf den Kopf 35a des Niets 35 mit einem (nicht dargestellten) Hammer oder dergleichen geschlagen wird, dann durchdringt das Ende des Schafts 35b des Niets 35 den Rollenkörper 11 und passt sich beißend in das konkav-konvexe Element 4 (in den bogenförmigen Vorsprung 7) ein.
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Danach wird das Ende des Schafts 35b innerhalb des konkav-konvexen Elements 4 (des bogenförmigen Vorsprungs 7) aufgebrochen, um expandiert zu werden, und der Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 werden miteinander sicher verbunden, wie in den 7C und 15C dargestellt.
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Alternativ werden der Rollenkörper 11 und der bogenförmige Vorsprung 7 des konkav-konvexen Elements 4 mittels des Niets 35 befestigt, wie in 11B dargestellt. Das heißt, die Halteeinrichtung 36b ist innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement angeordnet, stößt gegen die konkave Fläche 16 des konkav-konvexen Elements 4 an und liegt dem Niet 35 außerhalb des Rollenkörpers 11 gegenüber.
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Wenn auf den Kopf 35a des Niets 35 mit einem (nicht dargestellten) Hammer oder dergleichen geschlagen wird, dann durchdringt der Schaft 35b des Niets 35 den Rollenkörper 11 das konkav-konvexe Element 4 (den bogenförmigen Vorsprung 7), und das Ende des Schafts 35b stößt gegen die Halteeinrichtung 36b, um aufgebrochen zu werden.
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Im Ergebnis wird das Ende des Schafts 35b lateral an dem Blindloch 38 der Halteeinrichtung 36b expandiert, der Kopf 35a des Niets 35 kommt in engen Kontakt mit dem Rollenkörper 11, und aufgebrochene Bereiche des Schafts 35b kommen in engen Kontakt mit der inneren peripheren Fläche des bogenförmigen Vorsprungs 7 des konkav-konvexen Elements 4. Das heißt, der Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 werden miteinander sicher verbunden, wie in 11C dargestellt.
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Danach wird das Zwischenelement 5 in dem konkav-konvexen Element 4 angebracht, das mit dem Rollenkörper 11 sicher verbunden ist, in Fortsetzung der 7A bis 7C oder der 11A bis 11C.
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Der äußere Durchmesser des Zwischenelements 5 ist kleiner als der innere Durchmesser des Rollenkörpers 11, wie in oder 12A dargestellt. Daher kann sich das Zwischenelement 5 leichtgängig im Rollenkörper 11 bewegen und die Position des konkav-konvexen Elements 4 erreichen.
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Das Zwischenelement 5 wird in den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement des konkav-konvexen Elements 4 eingeführt, wie in 8B oder 12B dargestellt. Das Zwischenelement 5 ist innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement angeordnet, während es elastisch verformt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Vorsprünge 25 und die zurückgezogenen Bereiche 26 des Zwischenelements 5, die in den 6A und 6B gezeigt sind, in engem Kontakt mit den korrespondierenden konkaven Flächen 16 bzw. konvexen Flächen 18 des konkav-konvexen Elements 4. Im Ergebnis werden das konkav-konvexe Element 4 und das Zwischenelement 5 auf konkav-konvexe Weise eingepasst, und sie können relativ zueinander nicht rotieren.
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Der Vorsprung 25 des Zwischenelements 5 weist die Nut 27 auf, und der Vorsprung 25 verformt sich elastisch, so dass die Breite der Nut 27 schmaler wird. Wie in 10B gezeigt, verhindert die fluchtende Anordnung der Nut 27 mit der Position des Niets 35, dass sich das Zwischenelement 5 und der Niet 35 oder das konkav-konvexe Element 4, in das der Niet 35 eindringt, behindern, und sie vereinfacht die Positionierung des Zwischenelements 5 innerhalb des konkav-konvexen Elements 4.
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Das Zwischenelement 5, das in den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement eingedrungen ist, stößt gegen den inneren Vorsprung 9 des konkav-konvexen Elements 4, so dass es stoppt, und es ist gesichert innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement angeordnet, wie in 8C oder 12C gezeigt.
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Schließlich wird das Eingriffselement 6 in dem Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement des Zwischenelements 5 angebracht, in Fortsetzung von den 8A bis 8C oder 12A bis 12C.
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Da der äußere Durchmesser des Eingriffselements 6 kleiner als der innere Durchmesser des Rollenkörpers 11 ist, wie in den 9A, 13A und 16A gezeigt, kann sich das Eingriffselement 6 auf einfache Weise in dem Rollenkörper 11 bewegen und die Position des Zwischenelements 5 schnell erreichen.
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Das Eingriffselement 6 wird dann in den Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement des Zwischenelements 5 hinein pressgepasst, wie in den 9B und 13B dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Zwischenelement 5 einer elastischen Verformung unterzogen, und das Eingriffselement 6 ist innerhalb des Aufnahmebereichs R2 für das Eingriffselement angeordnet, wie in den 9C, 13C und 16B dargestellt.
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Die Vorsprünge 31 des Eingriffselements 6 kommen mit den korrespondierenden konkaven Bereichen 28 des Zwischenelements 5 in Eingriff. Daher können das Eingriffselement 6 und das Zwischenelement 5 nicht relativ zueinander rotieren.
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Das konkav-konvexe Element 4 weist das elastisch verformbare Zwischenelement 5 auf, so dass die Position des Eingriffselements 6 fein eingestellt werden kann. Mit anderen Worten: Die elastische Verformung des Zwischenelements 5 ermöglicht es, dass die Position des Eingriffselements 6 bewegt wird.
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Insbesondere gilt Folgendes: Selbst wenn die Mitte des Energieübertragungselements 2, das sicher mit dem Rollenkörper 11 verbunden ist, nicht mit der Mitte des Rollenkörpers 11 unter natürlichen Bedingungen übereinstimmt, kann der Schaft 46 an der Antriebsseite (an der Ausgangswelle) in das Schaft-Einführungsloch 32 des Eingriffselements 6 eingeführt werden, wie in den 10A und 14 dargestellt, indem das Zwischenelement 5 elastisch verformt wird.
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Wenn der Schaft 46 auf der Antriebsseite, der einen hexagonalen Querschnitt hat, in das Schaft-Einführungsloch 32 oder in ein hexagonales Loch eingeführt wird, sind diese so integriert, dass sie nicht relativ zueinander rotieren.
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Die Struktur zum sicheren Verbinden des Energieübertragungselements 2 und des Rollenkörpers 11 miteinander ist wie folgt.
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Das Zwischenelement 5 wird in das konkav-konvexe Element 4 (den Aufnahmebereich R1 für das Zwischenelement) eingepasst, und das Zwischenelement 5 und das konkav-konvexe Element 4 können nicht relativ zueinander rotieren.
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Ferner wird das Eingriffselement 6 in das Zwischenelement 5 (den Aufnahmebereich R2 für das Eingriffselement) eingepasst, und das Eingriffselement 6 und das Zwischenelement 5 können nicht relativ zueinander rotieren.
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Ferner werden der Rollenkörper 11 und die vier bogenförmigen Vorsprünge 7 des konkav-konvexen Elements 4 sicher mittels der Niete 35 befestigt, so dass der Rollenkörper 11 und das Energieübertragungselement 2 fest miteinander sicher verbunden sind und nicht relativ zueinander rotieren können. Falls der Rollenkörper 11 und mindestens ein bogenförmiger Vorsprung 7 sicher mittels des Niets 35 befestigt sind, können der Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 nicht relativ zueinander rotieren.
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Da das Eingriffselement 6 und der Rollenkörper 11 nicht relativ zueinander rotieren können, wird eine Rotationskraft der Antriebseinheit 22 zuverlässig auf den Rollenkörper 11 übertragen, und zwar durch das Eingriffselement 6, das Zwischenelement 5 und das konkav-konvexe Element 4. Wenn der Schaft 46 auf der Antriebsseite der Antriebseinheit 22 rotiert, dann rotiert der Rollenkörper 11 zusammen mit ihm.
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Wenn das Energieübertragungselement 2 und der Rollenkörper 11 sicher mittels der Niete 35 im oben beschriebenen Beispiel verbunden sind, können der Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 des Energieübertragungselements 2 unter Verwendung eines mechanischen Eingriffs miteinander sicher verbunden werden. Das heißt, dass Verstemmungsbereiche 60 vorgesehen sind, die verstemmt werden, indem auf spezifische Teile des Rollenkörpers 11 starke Schläge ausgeübt werden, wie in den 20A und 20B dargestellt.
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Das Vorsehen der Verstemmungsbereiche 60 führt dazu, dass die bogenförmigen Vorsprünge 7 des konkav-konvexen Elements 4 des Energieübertragungselements 2 teilweise ausgespart sind. Folglich können der Rollenkörper 11 und das konkav-konvexe Element 4 so integriert werden, dass sie nicht relativ zueinander rotieren.
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Das Energieübertragungselement 2 ist integral mit dem Rollenkörper 11 sicher verbunden, wie oben beschrieben. Daher kann das Energieübertragungselement 2 sicher an dem Rollenkörper 11 befestigt werden, im Vergleich zu einem Befestigungsverfahren, das auf Reibung beruht.
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Selbst wenn es Variationen bei dem inneren Durchmesser des Rollenkörpers 11 infolge von Herstellungsfehlern gibt, sind der Rollenkörper 11 und das Energieübertragungselement 2 fest und sicher miteinander mittels der Niete 35 (dem Befestigungselement) oder mittels Verstemmens (mechanischer Eingriff) verbunden. Falls die Mitte des Rollenkörpers 11 und die Mitte des Energieübertragungselements 2 (d. h. die Mitte des Schaft-Einführungslochs 32 des Eingriffselements 6) in diesem Fall nicht übereinstimmen, dann ermöglicht die elastische Verformung des Zwischenelements 5, dass die Mitte des Schaft-Einführungslochs 32 des Eingriffselements 6 mit der Mitte des Rollenkörpers 11 fluchtet.
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Die Energieübertragungselemente 2 und 62 (d. h. das konkav-konvexe Element 4 und das Verbindungselement 64) können an dem Rollenkörper 11 mittels adhäsiven Bondens oder Schweißens verbunden werden, anstatt einen Niet 35 (als Befestigungselement) oder die Crimpverbindung (einen mechanischen Eingriff) zu verwenden, wie oben beschrieben. Das heißt, die innere periphere Fläche 11a des Rollenkörpers 11 und das konkav-konvexe Element 4 (das Verbindungselement) der Energieübertragungselemente 2 oder das Verbindungselement 64 des Energieübertragungselements 62 können mittels adhäsiven Bondens oder Punktschweißens miteinander sicher verbunden werden.
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Außerdem können der Rollenkörper 11 und die Energieübertragungselemente 2 bzw. 62 (d. h. das konkav-konvexe Element 4 und das Verbindungselement 64) miteinander durch eine Kombination von mindestens zwei von Bonden, Schweißen, einem Befestigungselement und einem mechanischen Eingriff mit den Energieübertragungselementen 2, 62 sicher verbunden werden, die erhalten werden, indem Aussparungen in dem Rollenkörper 11 ausgebildet werden.
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Ein Verbindungselement 64 des Energieübertragungselements 62, das in 21 gezeigt ist, kann anstelle des konkav-konvexen Elements 4 (des Verbindungselements) des Energieübertragungselements 2 verwendet werden, wie in den 6A und 6B gezeigt. Das Energieübertragungselement 62 weist ein Verbindungselement 64, ein Zwischenelement 5 und ein Eingriffselement 6 auf. Das Zwischenelement 5 und das Eingriffselement 6 des Energieübertragungselements 62 sind die gleichen wie das Zwischenelement 5 bzw. das Eingriffselement 6 des Energieübertragungselements 2.
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Das Verbindungselement 64 hat eine Struktur, die im Wesentlichen identisch zu derjenigen des konkav-konvexen Elements 4 ist, wobei die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und eine wiederholende Beschreibung weggelassen wird.
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Das Verbindungselement 64 hat einen Flansch 69, der so konfiguriert ist, dass die inneren Vorsprünge 9, die aneinander angrenzen, kontinuierlich angeordnet sind, und zwar anstelle der inneren Vorsprünge 9 des konkav-konvexen Elements 4. Der Flansch 69 ist ein nach innen gerichteter Flansch mit einem Loch 69a, und er ist um den Gesamtumfang des ringförmigen Bereichs 15 des Verbindungselements 64 herum ausgebildet.
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Das heißt, der äußere periphere Bereich des Flansches 69 ist zusammenhängend mit dem ringförmigen Bereich 15 um den Gesamtumfang ausgebildet. Da der Flansch 69 die Steifigkeit des Verbindungselements 64 erhöht, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich das Verbindungselement 64 verformt, falls eine externe Kraft radial angelegt wird.
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Da der äußere periphere Bereich des Flansches 69 außerdem durchgängig mit dem ringförmigen Bereich 15 um den Gesamtumfang ausgebildet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Flansch 69 verformt, falls eine Kraft in Normalenrichtung auf den Flansch 69 einwirkt. Das heißt, selbst wenn gegen das Zwischenelement 5 gedrückt wird und eine Last in der Normalenrichtung auf den Flansch 69 einwirkt, wenn das Zwischenelement 5 innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement angeordnet ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Flansch 69 verformt. Folglich ist das Zwischenelement 5 auf sichere Weise innerhalb des Aufnahmebereichs R1 für das Zwischenelement angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rolle
- 2
- Energieübertragungselement
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Zwischenelement
- 6
- Eingriffselement
- 7
- Vorsprünge
- 8
- Aussparungen
- 9
- Vorsprünge
- 11
- Rollenkörper
- 12
- Motor
- 13
- Drehzahlminderer
- 15
- ringförmiger Bereich
- 16
- konkave Fläche
- 18
- konvexe Fläche
- 19
- konkav-konvexer Bereich
- 22
- Antriebseinheit
- 25
- Vorsprünge
- 26
- zurückgezogene Bereiche
- 27
- Nut
- 28
- konkaver Bereich
- 29
- konvexer Bereich
- 30
- Hauptkörper
- 31
- Vorsprünge
- 32
- Einführungsloch
- 35
- Niet
- 35a
- Kopf
- 35b
- Schaft
- 36a
- Halteeinrichtung
- 36b
- Halteeinrichtung
- 37
- Zwischenraum
- 38
- Blindloch
- 39
- konischer Vorsprung
- 41
- Abdeckelement
- 42
- Abdeckelement
- 43
- Leiterplatte
- 44
- Gehäuse
- 45
- Schaft
- 46
- Schaft
- 48
- Blindloch
- 49
- Vorsprung
- 52
- Passelement
- 53
- Schaftelement
- 54
- Lager
- 55
- Passelement
- 56
- Lager
- 60
- Verstemmungsbereich
- 62
- Energieübertragungselement
- 64
- Verbindungselement
- 69
- Flansch
- R1
- Aufnahmebereich
- R2
- Aufnahmebereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- US 7207433 B2 [0003, 0004]
