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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationsübertragungsvorrichtung, die zwei drehbare Elemente verbindet und so konfiguriert ist, dass sie die Rotationen der beiden Elemente aufeinander überträgt, während sie einen Winkelversatz, einen Parallelversatz und einen axialen Versatz der Rotationsachsen der verbundenen Elemente berücksichtigt.
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STAND DER TECHNIK
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Typischerweise werden dann, wenn zwei drehbare Elemente miteinander verbunden werden, um die jeweiligen Rotationen beispielsweise dadurch zu übertragen, dass eine Drehachse verlängert wird oder ein anderes drehendes Bauteil mit einem Ende einer Drehachse verbunden wird, verschiedene Arten von Rotationsübertragungsvorrichtungen verwendet. Eine derartige Rotationsübertragungsvorrichtung wird auch als eine Wellenkupplung, Verbindung oder Kupplung bezeichnet.
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Als eine Grundfunktion muss eine derartige Rotationsübertragungsvorrichtung Drehkräfte und Drehwinkelpositionen zwischen den beiden verbundenen Drehelementen wechselseitig übertragen. Wenn ferner die Rotationsübertragungsvorrichtung an einem hochgenauen Rotationsmechanismus wie einer Rundheitsmessvorrichtung angewandt wird, muss die Rotationsübertragungsvorrichtung einen Winkelversatz, einen Parallelversatz und einen axialen Versatz der Drehachsen der verbundenen Elemente berücksichtigen.
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Bei der Rundheitsmessvorrichtung wird eine Rotationsgenauigkeit eines Tisches, auf welchem ein Werkstück platziert wird, verbessert, um die Rundheit eines äußeren Umfangs des Werkstücks mit hoher Genauigkeit zu messen. Um den Tisch zu drehen, ist eine Antriebswelle zur Übertragung einer Drehkraft mit dem Tisch verbunden.
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Dabei treten unvermeidbar ein Winkelversatz (ein Abweichungswinkel, eine Neigung der jeweiligen mittleren Rotationsachsen), ein Parallelversatz (Exzentrizität, Fehlausrichtung in einer schneidenden Richtung der mittleren Rotationsachsen) und ein axialer Versatz (Abweichung der mittleren Rotationsachsen in axialer Richtung, axiales Vorschieben und Zurückziehen) zwischen dem Tisch und der Antriebswelle auf.
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Wenn ein derartiger Winkelversatz, Parallelversatz und axialer Versatz der Rotationsachsen direkt von der Antriebswelle auf den Tisch übertragen werden, wird gelegentlich die Rotationsgenauigkeit des Tisches beeinträchtigt.
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Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wurden herkömmlicherweise verschiedene Rotationsübertragungsvorrichtungen (ein Universalgelenk, ein flexibles Gelenk oder eine flexible Kupplung), die in der Lage sind, den Winkelversatz, den Parallelversatz und den axialen Versatz wie vorstehend beschrieben zu reduzieren oder zu absorbieren, vorgeschlagen.
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Patentliteratur 1 (
JP2010-203469A ) offenbart eine sogenannte Scheiben-Rotationsübertragungsvorrichtung, bei welcher ein Paar koaxial angeordneter Drehwellen mit einem zwischen diesen eingesetzten und in einer zu den Drehwellen senkrechten Richtung angeordneten Scheibenelement verbunden werden, wodurch die Rotation der Drehwellen übertragen wird. Die Scheiben-Rotationsübertragungsvorrichtung berücksichtigt einen Winkelversatz und einen axialen Versatz der Drehwellen unter Nutzung einer Verformung der Scheibe.
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Da jedoch die axiale Mitte jeder der Drehwellen an dem Scheibenelement befestigt ist, ist es schwierig, einen Parallelversatz der Drehwellen einzustellen.
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Patentliteratur 2 (
JP2008-208952A ) offenbart eine sogenannte Kreuzgelenk-Rotationsübertragungsvorrichtung, bei welcher ein Paar einer koaxial angeordneten ersten Drehwelle und zweiten Drehwelle durch zwei Paare von Verbindungstiften miteinander verbunden werden, die in jeweils zu der ersten und der zweiten Drehwelle senkrechten Richtungen angeordnet sind, wobei sich ein Paar der beiden Paare mit dem anderen Paar der beiden Paare kreuzt, wodurch die Rotation der Drehwellen übertragen wird. Ein Winkelversatz der Drehwellen ist durch eine Drehung um mindestens eines der beiden Paare der Verbindungsstifte zulässig. Ein Parallelversatz der Drehwellen ist durch Verschiebung der jeweiligen Stifte in seiner Längsrichtung zulässig.
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Da jedoch die Drehwellen in einer axialen Richtung nicht verschoben werden können, ist es schwierig, einen axialen Versatz der Drehwellen auszugleichen.
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Patentliteratur 3 (eingetragenes japanisches Gebrauchsmuster Nr. 2512843) offenbart eine sogenannte Oldham-Rotationsübertragungsvorrichtung, bei welcher zwei Sätze von Schieberstrukturen, von welchen jeder Satz einen konvexen Teil und eine konkave Nut aufweist, die in die Drehwellen kreuzenden Richtungen verlaufen, in einer Weise kombiniert sind, dass sie einander kreuzen, wodurch die Rotation der Drehwellen übertragen wird. Die Oldham-Rotationsübertragungsvorrichtung ermöglicht einen Parallelversatz der Drehwellen durch eine Verschiebung der Schieberstrukturen in ihren Längsrichtungen, ermöglicht einen Winkelversatz der Drehwellen durch eine Winkelverschiebung der konvexen Teile und der konkaven Nuten der Schieberstrukturen und ermöglicht ferner einen axialen Versatz durch eine axiale Verschiebung der konvexen Teile und der konkaven Nuten der Schieberstrukturen.
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Da jedoch in der Oldham-Rotationsübertragungsvorrichtung die in Längsrichtung verschiebbaren konvexen Teile jeweils in die in Längsrichtung verschiebbaren konkaven Teile eingesetzt sind, ist ein Einbauspalt für die Montage des entsprechenden konvexen Teils und der konkaven Nut, welcher auch als ein vorgegebener Gleitspalt dient, erforderlich. Da die Oldham-Rotationsübertragungsvorrichtung einen derartigen Spalt aufweist, tritt bei der Übertragung der Rotation Spiel auf, was unvermeidbar zu einer nachteiligen Beeinflussung der Genauigkeit der Rotationswinkelpositionen führt.
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Um das Problem der Oldham-Rotationsübertragungsvorrichtung zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung eine neue Rotationsübertragungsvorrichtung vorgeschlagen (Patentliteratur 4 (
JP2014-34996A )).
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Die Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß Patentliteratur 4 hat grundsätzliche einander kreuzende Schieberstrukturen einer typischen Oldham-Rotationsübertragungsvorrichtung und enthält ferner einen Mechanismus zum Einstellen der Positionen von Schiebestücken von jeweiligen Schieberstrukturen bezüglich der Führungsflächen, wodurch ein Spiel während des Betriebs der Rotationsübertragungsvorrichtung vermieden wird.
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Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung schlagen eine neue Rotationsübertragungsvorrichtung vor, die eine Kombination aus einer Scheiben-Rotationsübertragungsvorrichtung und einer Kreuzgelenk-Rotationsübertragungsvorrichtung ist, um verschiedene Nachteile zu beseitigen (Patentliteratur 5 (
JP2014-34997A )).
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Die Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß Patentliteratur 5 hat eine Kreuzgelenkstruktur, die mit einer Scheibe kombiniert ist, und ist so konfiguriert, dass unter Verwendung der Elastizität der Scheibe ein axialer Versatz einstellbar ist, welcher bei einer Kreuzgelenk-Rotationsübertragungsvorrichtung schwierig einzustellen ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß Patentliteratur 4 oder 5 konnten sowohl der Winkelversatz, der Parallelversatz als auch der axiale Versatz, die bei einer typischen Rotationsübertragungsvorrichtung schwierig einzustellen sind, berücksichtigt werden.
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Auch bei der Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß Patentliteratur 4 oder 5 traten jedoch die folgenden Nachteile auf, wenn eine höhere Genauigkeit erforderlich war.
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Insbesondere bei der Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß Patentliteratur 4 wird der Parallelversatz unter Verwendung der einander kreuzenden Schieberstrukturen gleichmäßig ausgeglichen. Das Einstellen des Winkelversatzes von Drehwellen erfordert jedoch des Weiteren eine Schiebeführung unter Verwendung von Führungsflächen und Schiebern, während das Einstellen des axialen Versatzes nur die Schiebeführung unter Verwendung der Führungsflächen und der Schieber benötigt. Wenn eine derartige Schiebeführung verwendet wird, überträgt die Schiebeführung eine Reibungskraft, was eine hochgenaue Rotationsübertragung nachteilig beeinflussen kann.
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Darüber hinaus werden bei der Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß Patentliteratur 5 der Winkelversatz und der Parallelversatz der Drehwellen unter Verwendung von einander kreuzenden Kreuzgelenkstrukturen gleichmäßig eingestellt. Da jedoch der axiale Versatz ausschließlich unter Nutzung der elastischen Verformung der Scheibe eingestellt wird, wird eine elastische Kraft übertragen, was eine hochgenaue Rotationsübertragung nachteilig beeinflussen kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Rotationsübertragungsvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, einen Winkelversatz, einen Parallelversatz und einen axialen Versatz von Drehwellen in ausreichender Weise zu berücksichtigen und die Übertragung einer elastischen Kraft und einer Reibungskraft zu vermeiden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine Rotationsübertragungsvorrichtung, die ein Paar von um eine gemeinsame Rotationsachse drehbaren Rotationselementen verbindet: ein erstes Element, das mit einem Element des Paares der Rotationselemente verbunden ist; ein zweites Element, das mit dem anderen Element des Paares der Rotationselemente verbunden ist; und ein Zwischenelement, welches das erste Element mit dem zweiten Element verbindet, wobei das erste Element mit dem Zwischenelement über einen ersten Rotationsmechanismus verbunden ist, der in der Lage ist, um eine erste Rotationsachse zu drehen, die die gemeinsame Rotationsachse schneidet, und in der Lage ist, sich in einer Richtung der ersten Rotationsachse zu bewegen, das zweite Element mit dem Zwischenelement über einen zweiten Rotationsmechanismus verbunden ist, der in der Lage ist, sich um eine zweite Rotationsachse zu drehen, die die gemeinsame Rotationsachse und die erste Rotationsachse schneidet, und in der Lage ist, sich in einer Richtung der zweiten Rotationsachse zu bewegen, und der zweite Rotationsmechanismus enthält: einen zweiten radialen Stift, der von entweder dem zweiten Element oder dem Zwischenelement gehalten ist und in der Richtung der zweiten Rotationsachse verläuft; eine Vielzahl von Rollenpaaren, die an unterschiedlichen Positionen des zweiten radialen Stifts angeordnet sind, wobei jedes der Rollenpaare den zweiten radialen Stift zwischen sich an beiden seitlichen Seiten des zweiten radialen Stifts hält; axiale Stifte, die in der Richtung der zweiten Rotationsachse verlaufen, während sie die jeweiligen Rollen halten und von dem jeweils anderen des zweiten Elements bzw. des Zwischenelements gehalten sind; und zweite Führungslager, die zwischen die Rollen und die axialen Stifte eingesetzt sind und die Rollen so halten, dass die Rollen um die axialen Stifte drehbar und in einer Richtung der gemeinsamen Rotationsachse beweglich sind.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt der Erfindung bieten der erste Rotationsmechanismus und der zweite Rotationsmechanismus die grundsätzlichen Funktionen einer Kreuzgelenk-Rotationsübertragungsvorrichtung. Genauer ausgedrückt ist zur Übertragung der Rotation ein Winkelversatz der Rotationselemente zulässig, da die Rotationselemente um die erste Rotationsachse und die zweite Rotationsachse drehbar sind. Darüber hinaus ist ein Parallelversatz der Rotationselemente berücksichtigt, da die Rotationselemente entlang der ersten Rotationsachse und der zweiten Rotationsachse beweglich sind.
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Ferner sind in dem zweiten Rotationsmechanismus in dieser Anordnung die Rotation und die axiale Bewegung relativ zu der zweiten Rotationsachse berücksichtigt, indem der zweite radiale Stift und die Rollen genutzt werden, während die Bewegung in axialer Richtung berücksichtigt ist, indem die jeweils zwischen die Rollen und die axialen Stifte eingesetzten Führungslager genutzt werden.
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Mit anderen Worten berücksichtigt der zweite Rotationsmechanismus in dieser Anordnung den axialen Versatz der Rotationselemente. In dieser Anordnung verursachen die Führungslager keine elastische Kraft und keine oder nur eine äußerst geringe Reibungskraft zwischen den axialen Stiften und den Rollen.
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Demgemäß kann die Rotationsübertragungsvorrichtung in dieser Anordnung eine ausreichende Berücksichtigung des Winkelversatzes, des Parallelversatzes und des axialen Versatzes relativ zu der Rotationsachse bieten und die Übertragung einer elastischen Kraft und einer Reibungskraft vermeiden.
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Das in dieser Anordnung verwendete Führungslager ist ein Bauteil, das auch als Führungsbuchse, Drehschiebebuchse, Linearlager oder Linearbuchse bezeichnet wird.
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Insbesondere ist das Führungslager so aufgebaut, dass es eine zylindrische Hülse (oder eine Buchse), einen koaxial in die Hülse eingeführten Stift (oder eine Achse) und eine große Anzahl von zwischen einer inneren Umfangsfläche der Hülse und einer äußeren Umfangsfläche des Stifts angeordneten Kugeln aufweist. Die Kugeln können über die innere Umfangsfläche der Hülse und die äußere Umfangsfläche des Stiftes mit einem äußerst geringen Spalt zwischen diesen rollen, sodass die Hülse und der Stift in Richtung der Rotationsachse drehbar und beweglich sind.
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Die große Anzahl der Kugeln ist gewöhnlich durch einen Käfig gehalten. Darüber hinaus wird eine Lippendichtung und dergleichen für einen wasserdichten und staubdichten Teil verwendet, in welchem die Kugeln und der Käfig untergebracht sind.
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Anstelle der Rollbewegung durch die große Anzahl von Kugeln kann ein Bauteil, das eine aus einem Material (beispielsweise einem Polyacetalharz) mit geringen Reibungseigenschaften hergestellte Gleitfläche aufweist, verwendet werden.
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Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ist es bevorzugt, dass der erste Rotationsmechanismus enthält: einen ersten radialen Stift, der entweder von dem ersten Element oder dem Zwischenelement gehalten ist und sich in einer Richtung der ersten Rotationsachse erstreckt; einen Halter, in den der erste radiale Stift eingeführt ist, der von dem jeweils anderen des zweiten Elements und des Zwischenelements gehalten ist; und ein erstes Führungslager, das zwischen den ersten radialen Stift und den Halter eingesetzt ist und den ersten radialen Stift so hält, dass der erste radiale Stift relativ zu dem Halter drehbar ist und in einer Richtung der ersten Rotationsachse beweglich ist.
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In dieser Anordnung ist das erste Element über den ersten radialen Stift, das Führungslager und den Halter mit dem Zwischenelement verbunden. In dieser Anordnung ist der erste radiale Stift über das Führungslager mit dem Halter verbunden, sodass der erste Rotationsmechanismus sich gleichmäßig um die erste Rotationsachse drehen kann und sich entlang der ersten Rotationsachse bewegen kann.
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Demgemäß kann die Rotationsübertragungsvorrichtung in dieser Anordnung eine ausreichende Berücksichtigung des Winkelversatzes, des Parallelversatzes und des axialen Versatzes relativ zu der Rotationsachse bieten und die Übertragung einer elastischen Kraft und einer Reibungskraft vermeiden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung von einer Seite eines zweiten Elements betrachtet zeigt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung von einer Seite eines ersten Elements betrachtet zeigt.
- 3 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die die erste beispielhafte Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
- 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine dritte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Erste beispielhafte Ausführungsform
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Die 1 bis 3 zeigen eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, verbindet eine Rotationsübertragungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ein Paar Rotationselemente 2 und 3, die für die Drehung um eine gemeinsame Rotationsachse A0 ausgelegt sind.
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In der ersten beispielhaften Ausführungsform wird die Rotationsübertragungsvorrichtung 1 beispielsweise in einem Verbindungsteil zwischen einem Tisch, auf dem ein Werkstück angeordnet ist, und einer Antriebswelle in einer Rundheitsmessvorrichtung verwendet. Eine zylindrische Welle (nahe der Antriebswelle) ist als das Rotationselement 2 definiert und ein scheibenförmiges Element (nahe dem Tisch) ist als das Rotationselement 3 definiert.
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Wie 3 zeigt, enthält die Rotationsübertragungsvorrichtung 1 ein erstes Element 4, ein zweites Element 5 und ein Zwischenelement 6, die koaxial mit der Rotationsachse A0 der Rotationselemente 2 und 3 angeordnet sind.
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Das erste Element 4 umfasst einen blockförmigen Körper 41, der mit einer Schraube 42 an einem Ende des Rotationselements 2 befestigt ist.
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Das zweite Element 5 umfasst einen scheibenförmigen Körper 51, der an dem Rotationselement 3 mit einer Schraube 52 befestigt ist.
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Das Zwischenelement 6 umfasst einen blockförmigen Körper 61. Ein erster Rotationsmechanismus 10 ist zwischen dem Zwischenelement 6 und dem ersten Element 4 gebildet. Ein zweiter Rotationsmechanismus 20 ist zwischen dem Zwischenelement 6 und dem zweiten Element 5 gebildet.
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Der erste Rotationsmechanismus10 verbindet das erste Element 4 mit dem Zwischenelement 6.
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In dem ersten Rotationsmechanismus 10 kann eine Drehung um eine in einer die Rotationsachse A0 schneidenden Richtung verlaufende erste Rotationsachse A1 1 erfolgen und kann eine Bewegung in der Richtung der ersten Rotationsachse A1 erfolgen.
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Der erste Rotationsmechanismus 10 weist die folgende Anordnung auf.
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Ein Paar erste radiale Stifte 11, die in Richtung der ersten Rotationsachse A1 verlaufen, werden durch Einpressen oder dergleichen an entgegengesetzten Seiten des Körpers 61 des Zwischenelements 6 befestigt.
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Ein Paar Halter 12 ist durch Schrauben 14 an entgegengesetzten Seiten des Körpers 41 des ersten Elements 4 befestigt.
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Führungslager 13 sind in die entsprechenden Halter 12 eingesetzt. Die ersten radialen Stifte 11 sind in die entsprechenden Führungslager 13 eingeführt. Die Halter 12 und die ersten radialen Stifte 11 können sich in der ersten Rotationsachse A1 bewegen und um die erste Rotationsachse A1 drehen.
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Die ersten radialen Stifte 11, die Halter 12 und die Führungslager 13 bilden den ersten Rotationsmechanismus 10.
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Der zweite Rotationsmechanismus 20 verbindet das zweite Element 5 mit dem Zwischenelement 6.
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In dem zweiten Rotationsmechanismus 20 kann eine Drehung um eine in einer die Rotationsachse A0 und die erste Rotationsachse A1 schneidenden Richtung verlaufende zweite Rotationsachse A2 erfolgen und kann eine Bewegung in der Richtung der zweiten Rotationsachse A2 erfolgen.
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Der zweite Rotationsmechanismus 20 weist die folgende Anordnung auf.
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Ein zweiter radialer Stift 21, der in der Richtung der zweiten Rotationsachse A2 verläuft, ist in den Körper 61 des Zwischenelements 6 dergestalt eingesetzt, dass er den Körper 61 von einer Seite zu der gegenüberliegenden Seite durchdringt. Der zweite radiale Stift 21 ist durch ein Paar Lager 27 in dem Körper 61 drehbar gelagert, während Enden mit kleinem Durchmesser des zweiten radialen Stifts 21 auf beiden Seiten des Körpers 61 freiliegend gehalten werden (das heißt in einem Zustand, in welchem die Enden mit kleinem Durchmesser des zweiten radialen Stifts 21 in der Richtung der zweiten Rotationsachse A2 über den Körper 61 vorragen.
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Auf die Lager 27 kann verzichtet werden und der zweite radiale Stift 21 kann durch Einpressen oder dergleichen an dem Körper 61 befestigt werden.
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Ein Paar Halterungen 53, die sich entlang der ersten Rotationsachse A1 erstrecken, sind durch Schrauben 54 an einer unteren Fläche (einer zu dem Zwischenelement 6 weisenden Fläche) des Körpers 51 des zweiten Elements 5 befestigt. Ein Paar axiale Stifte 22, die sich in einer Richtung der Rotationsachse A0 erstrecken, werden durch Einpressen und dergleichen an den jeweiligen Halterungen 53 befestigt (d.h. insgesamt vier axiale Stifte 22 werden befestigt). Das Paar axiale Stifte 22, das an jeder der Halterungen 53 befestigt ist, ist so angeordnet, dass der zweite radiale Stift 21 zwischen den axialen Stiften 22 an beiden seitlichen Seiten des zweiten radialen Stifts 21 gehalten ist (siehe 1 und 2).
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Die axialen Stifte 22 sind jeweils in Rollen 24 eingebaut. Führungslager 23 sind jeweils in die Rollen 24 eingesetzt. Die Führungslager 23 erlauben es den Rollen 24, sich relativ zu den axialen Stiften 22 in der Richtung der Rotationsachse A0 zu bewegen und um die Rotationsachse A0 zu drehen.
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Die Rollen 24 halten paarweise den zweiten radialen Stift 21 zwischen sich an den beiden seitlichen Seiten des zweiten radialen Stifts 21 und können auf dem zweiten radialen Stift 21 rollen. Um eine Drehkraft um die Rotationsachse A0 zu übertragen, halten ein erstes Paar Rollen 24 und ein zweites Paar Rollen 24 den zweiten radialen Stift 21 an unterschiedlichen Positionen, die so weit wie möglich voneinander getrennt sind.
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Der zweite radiale Stift 21, die axialen Stifte 22, die Führungslager 23 und die Rollen 24 bilden den zweiten Rotationsmechanismus 20.
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In dem zweiten Rotationsmechanismus 20 rollen die Rollen 24 auf dem zweiten radialen Stift 21, so dass das zweite Element 5 und das Zwischenelement 6 in der Richtung der zweiten Rotationsachse A2 beweglich sind.
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Da darüber hinaus der zweite radiale Stift 21, auf dem die Rollen 24 rollen, durch die Lager 27 relativ zu dem Körper 61 drehbar ist, sind das zweite Element 5 und das Zwischenelement 6 um die zweite Rotationsachse A2 drehbar.
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Da sich die Rollen 24 ferner entlang den axialen Stiften 22 bewegen, sind das zweite Element 5 und das Zwischenelement 6 in Richtung der Rotationsachse A0 beweglich.
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In der ersten beispielhaften Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen Anordnung bieten der erste Rotationsmechanismus 10 und der zweite Rotationsmechanismus 20 die grundsätzlichen Funktionen einer Kreuzgelenk-Rotationsübertragungsvorrichtung.
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Genauer ausgedrückt kann bei der Übertragung der Rotation ein Winkelversatz der Rotationselemente 2 und 3 in Richtung der Rotationsachse A0 berücksichtigt werden, da die Rotationselemente 2 und 3 um die erste Rotationsachse A1 und die zweite Rotationsachse A2 drehbar sind. Darüber hinaus kann ein Parallelversatz der Rotationsachsen A0 der Rotationselemente 2 und 3 berücksichtigt werden, da die Rotationselemente 2 und 3 entlang der ersten Rotationsachse A1 und der zweiten Rotationsachse A2 beweglich sind.
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Ferner ermöglicht der zweite Rotationsmechanismus 20 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform die Rotation und die axiale Bewegung relativ zu der zweiten Rotationsachse A2 unter Verwendung des zweiten radialen Stifts 21 und der Rollen 24, während die Bewegung in der Richtung der Rotationsachse A0 unter Verwendung der zwischen die Rollen 24 und die entsprechenden axialen Stifte 22 eingesetzten Führungslager 23 ermöglicht wird.
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Mit anderen Worten berücksichtigt der zweite Rotationsmechanismus 20 in der ersten beispielhaften Ausführungsform den axialen Versatz der Drehelemente 2 und 3 in der Richtung der Rotationsachse A0. Die Führungslager 23 in dieser Anordnung verursachen keine elastische Kraft und keine oder nur eine äußerst geringe Reibungskraft zwischen den axialen Stiften 22 und den Rollen 24 während der Relativbewegung derselben.
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Wie vorstehend beschrieben kann die Rotationsübertragungsvorrichtung 1 in der beispielhaften Ausführungsform eine ausreichende Berücksichtigung des Winkelversatzes, des Parallelversatzes und des axialen Versatzes relativ zu der Rotationsachse A0 bieten und die Übertragung der elastischen Kraft und der Reibungskraft vermeiden.
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Zweite beispielhafte Ausführungsform
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4 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung.
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Die zweite beispielhafte Ausführungsform ist eine teilweise Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform, wobei die Grundstruktur gleich derjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform ist. Entsprechend wird auf eine sich wiederholende Beschreibung des allgemeinen Aufbaus verzichtet und nur der Unterschied wird nachfolgend erläutert.
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In der vorstehend beschriebenen Rotationsübertragungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform (siehe 3) sind die ersten radialen Stifte 11 an dem Körper 61 des Zwischenelements 6 befestigt und die Führungslager 13 sind in entsprechende Halter 12 eingesetzt.
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Im Gegensatz dazu sind in einer Rotationsübertragungsvorrichtung 1A gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform (siehe 4) die Führungslager 13 in einen Körper 61A des Zwischenelements 6 eingesetzt und die ersten radialen Stifte 11 sind jeweils an Haltern 12A befestigt. Der Körper 61A hat eine ausreichende Dicke, dass die Führungslager 13 darin eingesetzt werden können.
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In der zweiten beispielhaften Ausführungsform bilden die ersten radialen Stifte 11, die Halter 12 und die Führungslager 13 in der gleichen Weise wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform den ersten Rotationsmechanismus 10. Der erste Rotationsmechanismus 10 verbindet das erste Element 4 mit dem Zwischenelement 6, sodass das erste Element 4 und das Zwischenelement 6 sich in der Richtung der ersten Rotationsachse A1 bewegen können und um die erste Rotationsachse A1 drehen können.
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Entsprechend können auch in der zweiten beispielhaften Ausführungsform die gleichen vorteilhaften Effekte wie gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform erzielt werden.
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Es sei angemerkt, dass in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform die ersten radialen Stifte 11 an dem Körper 41 des ersten Elements 4 befestigt sein können, die Halter 12 an dem Körper 61 des Zwischenelements 6 befestigt sein können und die Führungslager 13 in die Halter 12 eingesetzt sein können, womit der erste Rotationsmechanismus 10 gebildet wird.
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Alternativ können die Führungslager 13 in den Körper 41 des ersten Elements 4 eingesetzt sein, können die Halter 12 an dem Körper 61 des Zwischenelements 6 befestigt sein und können die ersten radialen Stifte 11 an den Haltern 12 befestigt sein, womit der erste Rotationsmechanismus 10 gebildet wird.
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Auch in der weiteren beispielhaften Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen Anordnung können die gleichen vorteilhaften Effekte wie gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform erzielt werden.
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Dritte beispielhafte Ausführungsform
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5 zeigt eine dritte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung.
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Die dritte beispielhafte Ausführungsform ist eine teilweise Modifikation der ersten beispielhaften Ausführungsform, wobei die Grundstruktur gleich derjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform ist. Entsprechend wird auf eine sich wiederholende Beschreibung des allgemeinen Aufbaus verzichtet und nur der Unterschied wird nachfolgend erläutert.
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In der vorstehend beschriebenen Rotationsübertragungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform (siehe 3) ist der zweite radiale Stift 21 an dem Körper 61 des Zwischenelements 6 befestigt, während die axialen Stifte 22, die Führungslager 23 und die Rollen 24 an dem Körper 51 des zweiten Elements 5 angeordnet sind.
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Im Gegensatz dazu sind in einer Rotationsübertragungsvorrichtung 1B gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform (siehe 5) die axialen Stifte 22, die Führungslager 23 und die Rollen 24 an einem Körper 61B des Zwischenelements 6 angeordnet, während ein zweiter radialer Stift 21B an einem Körper 51B des zweiten Elements 5 angeordnet ist.
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Der Körper 61B des Zwischenelements 6 hat eine planare Form, die so weit vergrößert ist, dass ein Satz eines ersten Paares der axialen Stifte 22 und eines ersten Paares der Rollen 24 entfernt von einem Satz eines zweiten Paares der axialen Stifte 22 und eines zweiten Paares der Rollen 24 positioniert werden kann.
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Ein Paar Halterungen 53B ist mit Schrauben 54B an dem Körper 51B des zweiten Elements 5 an gegenüberliegenden Positionen in der Richtung der ersten Rotationsachse A1 an einem äußeren Umfang des Körpers 51B befestigt. Die Halterungen 53B halten den zweiten radialen Stift 21B, der die Rotationsachse A0 schneidet und in der Richtung der ersten Rotationsachse A1 verläuft. Der zweite radiale Stift 21B ist ein Ersatz für das vorstehend genannte Paar der zweiten radialen Stifte 21 in der ersten beispielhaften Ausführungsform.
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In der dritten beispielhaften Ausführungsform halten die Rollen 24 paarweise den zweiten radialen Stift 21B zwischen sich an den beiden seitlichen Seiten des zweiten radialen Stifts 21B und können auf dem zweiten radialen Stift 21B rollen.
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Um eine Drehkraft um die Rotationsachse A0 zu übertragen, halten ein erstes Paar Rollen 24 und ein zweites Paar Rollen 24 den zweiten radialen Stift 21B an unterschiedlichen Positionen, die so weit wie möglich voneinander getrennt sind.
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Der zweite radiale Stift 21B, die axialen Stifte 22, die Führungslager 23 und die Rollen 24 bilden den zweiten Rotationsmechanismus 20.
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Auch in der vorstehend beschriebenen dritten beispielhaften Ausführungsform können die gleichen vorteilhaften Effekte wie gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform erzielt werden.
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Weitere beispielhafte Ausführungsform(en)
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, sondern kann Modifikationen oder Verbesserungen umfassen, solange die Aufgabe der Erfindung erreicht werden kann.
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Wie in der ersten und der zweiten beispielhaften Ausführungsform beschrieben, kann eine Anordnung der ersten radialen Stifte 11, der Halter 12 und der Führungslager 13 in dem ersten Rotationsmechanismus 10 nach Wunsch geändert werden.
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Darüber hinaus kann das Paar der ersten radialen Stifte 11, die in dem ersten Rotationsmechanismus 10 verwendet werden, durch ein einzelnes Element ähnlich dem zweiten radialen Stift 21B des zweiten Rotationsmechanismus 20 in der dritten beispielhaften Ausführungsform ersetzt werden.
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Da ferner der erste Rotationsmechanismus 10 nur das erste Element 4 und das Zwischenelement 6 in die Lage versetzen muss, um die erste Rotationsachse A1 zu drehen und sich entlang der ersten Rotationsachse A1 zu bewegen, um die um die Rotationsachse A0 erzeugte Drehkraft zu übertragen, können andere kombinierte Bauteile als der erste Rotationsmechanismus 10 dienen, solange die gleiche Funktion erzielbar ist.
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Wie in der ersten und der dritten beispielhaften Ausführungsform beschrieben, kann eine Anordnung des zweiten radialen Stifts 21, 21B, der axialen Stifte 22, der Führungslager 23 und der Rollen 24 in dem zweiten Rotationsmechanismus 20 nach Wunsch geändert werden.
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Dabei ist es nur erforderlich, dass der zweite Rotationsmechanismus 20 das zweite Element 5 und das Zwischenelement 6 in die Lage versetzt, sich unter Verwendung des zweiten radialen Stifts 21, 21B und der Rollen 24 um die zweite Rotationsachse A2 zu drehen und sich entlang der zweiten Rotationsachse A2 zu bewegen, und es möglich macht, die Drehkraft um die Rotationsachse A0 zu übertragen. Ferner ist es nur erforderlich, dass die Rollen 24 relativ zu den axialen Stiften 22 entlang der Rotationsachse A0 beweglich sind, indem die Rollen 24 auf den axialen Stiften 22 durch jeweils dazwischen eingesetzte Führungslager 23 gelagert werden.
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In den vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen kann ein Paar Rotationselemente 2 und 3, die durch die Rotationsübertragungsvorrichtung 1 verbunden werden, ein Paar von typischen zylindrischen Wellen oder ein Paar von scheibenförmigen Elementen sein. Wenn ein derartiges Paar typischer zylindrischer Wellen oder Paar scheibenförmiger Elemente als das Paar der Rotationselemente 2 und 3 verwendet wird, die mit hoher Genauigkeit um eine gemeinsame Rotationsachse A0 drehen sollen, können hervorragende Vorteile der Erfindung erzielt werden.
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Die Rotationselemente 2 und 3 können jeweils in Form einer Antriebswelle und eines Tisches vorliegen, auf welchem in einer Rundheitsmessvorrichtung ein Werkstück platziert wird, wie in den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Darüber hinaus können die Rotationselemente 2 und 3 in Form eines Rotationsübertragungsabschnitts einer anderen Meßvorrichtung oder als ein Rotationsübertragungsabschnitt eines von einer Messvorrichtung verschiedenen Instruments vorliegen. Solange die Rotationsübertragungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung als Verbindungselement zwischen einem Paar von Rotationselementen verwendet wird, welches ein vorbestimmtes Drehmoment überträgt und eine hohe Genauigkeit der Winkelposition haben muss, kann die Verwendung der Rotationsübertragungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung hervorragende Vorteile bieten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010203469 A [0008]
- JP 2008208952 A [0010]
- JP 2014034996 A [0014]
- JP 2014034997 A [0016]
