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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spindel mit Vorrichtung zur
Erhöhung
der Drehzahl, die lösbar
auf einer Hauptwelle einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen montiert
ist, und insbesondere eine Baugruppenkonstruktion aus Schaft und
Vorrichtungshauptkörper
in einer Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl, die einen Planetengeschwindigkeitserhöhungsmechanismus enthält, wie
beispielsweise einen Traktionsantriebsmechanismus.
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BESCHREIBUNG
DER DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDEN TECHNIK
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Diese
Art von Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl zeigt eine
Funktion der Erhöhung
der Drehzahl an der Eingangsseite um ein Mehrfaches und der Übertragung
auf die Abgetriebsseite durch Einbau eines Planetengeschwindigkeitserhöhungsmechanismus,
wie beispielsweise eines Planetenrollenmechanismus (sogenannter
Traktionsantriebsmechanismus), und eines Planetenradmechanismus,
und in jüngster
Zeit wurde sie in breitem Umgang in verschiedenen Werkzeugmaschinen eingesetzt,
wie beispielsweise dem Bearbeitungszentrum (MC), bei dem vom Gesichtspunkt
der Steigerung des Produktionswirkungsgrades und dergleichen insbesondere
eine hochtourige Drehung gefordert wird.
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Insbesondere
wurde die Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl für ein Bearbeitungszentrum
bisher in verschiedenen Konstruktionen vorgeschlagen, in der Form
eines Werkzeugzwischenstückes,
das lösbar
auf der Hauptwelle der Werkzeugmaschine mittels einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung
(ATC) montiert ist, die gleiche wie beim normalen Werkzeug für das MC.
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Beispielsweise
ist die Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl, die im Japanischen Offengelegten
Patent Nr. 5-245738 offenbart wird, so konstruiert, wie in 8 gezeigt
wird, bei der ein Vorrichtungshauptkörper (b), der einen Traktionsantriebsmechanismus
(a) als Planetengeschwindigkeitserhöhungsmechanismus enthält, und
ein Schaft (c), der lösbar
auf der Hauptwelle der Werkzeugmaschine montiert ist, zusammenhängend in
der axialen Richtung gekuppelt sind. Der Vorrichtungshauptkörper (b)
weist eine Eingangswelle (e), die zusammenhängend mit dem Schaft (c) gekuppelt
ist, und eine Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle (g) auf, die ein Werkzeugmontageteil
(f) am vorderen Ende davon aufweist, die koaxial und drehbar innerhalb
des hohlen Gehäuses
(d) getragen werden, und diese beiden Wellen (e), (g) werden durch
den Traktionsantriebsmechanismus (a) angetrieben und gekuppelt.
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Der
Vorrichtungshauptkörper
(b) und der Schaft (c) werden trennbar in der axialen Richtung mittels
eines Kupplungsbolzens (h) zusammengebaut und gekuppelt, und daher
können
unterschiedliche Typen des Vorrichtungshauptkörpers (b) und des Schaftes
(c) sachgemäß kombiniert
und verwendet werden.
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Bei
dieser konventionellen Baugruppenkonstruktion, wie sie in der Zeichnung
gezeigt wird, ist ein Schraubenloch (i) in der Eingangswelle (e)
des Vorrichtungshauptkörpers
(b) vorhanden, und ein Gewindeabschnitt (k) des Kupplungsbolzens
(h), der in ein Einsetzloch (j) des Schaftes (c) eingesetzt wird, wird
in dieses Schraubenloch (i) geschraubt und eingepaßt. Durch
Anziehen des Kupplungsbolzens (h) wird der Kopf (l) des Kupplungsbolzens
mit einem Anschlagvorsprung (m) des Einsetzloches (j) in Eingriff
gebracht, so daß der
Vorrichtungshauptkörper (b)
und der Schaft (c) angezogen und von beiden Seiten befestigt werden.
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Bei
einer derartigen Baugruppenkonstruktion, wie es nachfolgend erwähnt wird,
kann jedoch der Außendurchmesser
des Schaftes des Kupplungsbolzens (h) nicht so groß ausgeführt werden, und
die Festigkeit ist unzureichend, und sie ist nicht praktisch verwendbar.
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Das
heißt,
der Innendurchmesser des Einsetzloches (j) des Schaftes (c) wird
in Abhängigkeit vom
Kopf (l) des Kupplungsbolzens (h) festgelegt, und daher, wenn dieser
Innendurchmesser vergrößert wird,
wird die Wanddicke des Schaftes (c) in Beziehung zum Außendurchmesser
des Schaftes (c) relativ dünn.
Die Wanddicke des Schaftes (c) muß jedoch größer gehalten werden als eine
spezifische Abmessung, um die Festigkeit beizubehalten, und der
Innendurchmesser des Einsetzloches (j) kann infolge dieser Beschränkung nicht
zu groß festgelegt werden.
Am Basisende oder dem hinteren Ende des Schaftes (c) ist ein Schraubenloch
(n) für
das Einpassen eines Spannstiftbolzens (beispielsweise JIS (Japanischer
Industriestandard)-Produkt) vorhanden, der für das Montieren des Schaftes
(c) auf der Hauptwelle der Werkzeugmaschine benutzt wird. Dementsprechend
ist es eine konstruktive Definition, daß der Außendurchmesser des Kopfes (l)
des Kupplungsbolzens (h) nicht größer festgelegt werden kann
als der Innendurchmesser des Schraubenloches (n).
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Daher
gibt es eine Grenze beim Außendurchmesser
des Kopfes (l) des Kupplungsbolzens (h), und die Welle, die den
Gewindeabschnitt (k) umfaßt,
und ein Kupplungsbolzen (h) mit großem Durchmesser können nicht
verwendet werden. Im Ergebnis dessen ist die Kupplungskraft durch
den Kupplungsbolzen (h) unzureichend, und die Steifigkeit des Kupplungsabschnittes
als Werkzeugzwischenstück ist
schwach, und die Festigkeit ist unzureichend, und sie ist praktisch
nicht verwendbar.
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Das
DE 33 14 591 A offenbart
eine Halterung für
ein rotierendes Werkzeug. Sie offenbart nicht irgendein Getriebe.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Hauptziel der Erfindung, eine neuartige Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl vorzulegen, die die vorangehenden konventionellen Probleme
eliminiert.
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Es
ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl vorzulegen, bei der ein Kupplungsbolzen mit großem Durchmesser
mit einer hohen Steifigkeit verwendet werden kann, und die eine
ausreichend feste Baugruppenkonstruktion aufweist.
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Es
ist ein anderes Ziel der Erfindung, eine Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl vorzulegen, die die Steifigkeit und Festigkeit des Kupplungsteils
durch die synergistische Wirkung mit der hohen Steifigkeit des Kupplungsbolzens
in einer Zweiebeneneinschränkungskonstruktion
der Verbindung des Basisendabschnittes der Eingangswelle des Vorrichtungshauptkörpers und
des vorderen Endabschnittes des Schaftes weiter verbessert.
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Es
ist ein weiteres anderes Ziel der Erfindung, eine Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl vorzulegen, die eine Einrichtung zur Verhinderung eines
Unterdruckes für
das Verbinden der Innenseite des Vorrichtungshauptkörpers mit
der Atmosphäre
aufweist, um so das Ansaugen von äußerer Kühlmittelflüssigkeit in den Vorrichtungshauptkörper zu
verhindern, wenn die Vorrichtung mit hoher Drehzahl gedreht und
angetrieben wird, ohne daß das
Innere des Hauptkörpers
in einen Unterdruckzustand gebracht wird.
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Um
die Ziele zu erreichen, stellt die Erfindung eine Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl bereit, wie sie in einem der Patentansprüche 1 bis
3 dargelegt wird.
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Bevorzugte
charakteristische Merkmale der Erfindung werden in den Patentansprüchen 4 bis
6 dargelegt.
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Wenn
die Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl der Erfindung
zusammengebaut oder demontiert wird, wird ein rotierendes Arbeitswerkzeug,
beispielsweise ein Sechskantmutternschlüssel oder dergleichen, von
der Basisendseite des Schaftes durch das Einsetzloch eingesetzt
und mit dem Eingriffsabschnitt des Kupplungsbolzens in Eingriff
gebracht, und der Kupplungsbolzen wird gedreht und betätigt.
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Bei
einer derartigen Baugruppenkonstruktion weist der Bolzenkopfeingriffsabschnitt
einen Bolzenkopfaufnahmeraum auf der größer ist als der maximale Lochdurchmesser,
der im Schaft betreffs der Festigkeit gestattet wird, und daher
wird der Außendurchmesser
des Kopfes des Kupplungsbolzens nicht durch den maximalen Lochdurchmesser
des Schaftes begrenzt und kann beispielsweise größer festgelegt werden als das
Schraubenloch für
den Spannstiftbolzen, das im Basisendabschnitt des Schaftes vorhanden
ist. Im Ergebnis dessen kann der Schaftdurchmesser des Kupplungsbolzens
vergrößert werden,
mindestens nahezu gleich dem maximalen Lochdurchmesser, der im Schaft
betreffs der Festigkeit gestattet wird, so daß die Steifigkeit und Festigkeit
des Kupplungsteils durch den Kupplungsbolzen verbessert werden können.
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Hierin
betrifft „der
maximale Lochdurchmesser, der im Schaft betreffs der Festigkeit
gestattet wird",
den maximalen zulässigen
Innendurchmesser eines rechten zylindrischen Loches, das in beide
Enden des Schaftes längs
der axialen Mitte des Schaftes eindringt, und das bedeutet hierin
nachfolgend das gleiche durchgängig
in dieser Patentbeschreibung.
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Weitere
Ziele und charakteristische Merkmale der Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
bei denen Ausführungen
der Erfindung als Beispiel beschrieben werden, besser verstanden und
erkannt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
teilweise weggeschnittene Seitenansicht einer Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl in der Ausführung
1 der Erfindung;
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2 eine
Schnittseitenansicht, die eine Baugruppenkonstruktion des Vorrichtungshauptkörpers und
des Schaftes für
sich zusammensetzende wesentliche Teile der Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl zeigt;
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3 eine
teilweise weggeschnittene Seitenansicht einer Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl in der Ausführung
2 der Erfindung;
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4 eine
Schnittseitenansicht, die eine Baugruppenkonstruktion des Vorrichtungshauptkörpers und
des Schaftes für
sich zusammensetzende wesentliche Teile der Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl zeigt;
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5 eine
zeichnerische Darstellung, die wesentliche Teile der Baugruppenkonstruktion
der Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl zeigt, wobei 5(a) eine vergrößere perspektivische Darstellung,
die einen Anschlagring zeigt, und 5(b) eine
vergrößerte Schnittdarstellung
eines Bolzenkopfeingriffsabschnittes längs der Linie V-V in 4 sind;
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6 eine
Schnittseitenansicht, die eine Baugruppenkonstruktion des Vorrichtungshauptkörpers und
des Schaftes für
sich zusammensetzende wesentliche Teile einer Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl in der Ausführung
3 der Erfindung zeigt;
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7 eine
zeichnerische Darstellung, die wesentliche Teile der Baugruppenkonstruktion
der Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl zeigt, wobei 7(a) eine vergrößerte perspektivische Darstellung,
die ein Ringelement zeigt, und 7(b) eine
vergrößere Schnittdarstellung
eines Bolzenkopfeingriffsabschnittes längs der Linie VII-VII in 6 sind;
und
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8 eine
Seitenschnittdarstellung, die eine konventionelle Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung der
Drehzahl zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen werden jetzt einige der bevorzugten
Ausführungen
der Erfindung nachfolgend im Detail beschrieben.
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1 bis 7 zeigen
Spindeln mit Vorrichtungen zur Erhöhung der Drehzahl entsprechend
der Erfindung, und gleiche Bezugszahlen betreffen die gleichen oder ähnliche
Bestandteile oder Elemente durchgängig in den Zeichnungen.
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AUSFÜHRUNG 1
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Eine
Ausführung
der Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl der Erfindung
wird in 1 und 2 gezeigt.
Diese Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl ist spezifisch
eine Form eines MC-Werkzeugzwischenstückes, das lösbar an einem Bearbeitungszentrum
(MC) montiert ist. Diese Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl
weist auf: einen Vorrichtungshauptkörper 1; einen Schaft 2;
und eine Kupplungsbolzeneinrichtung 3 in einer Baugruppenkonstruktion
für das
Zusammenbringen und Kuppeln dieser Teile 1, 2 trennbar
in der axialen Richtung, und sie enthält ebenfalls eine Einrichtung 4 zur
Verhinderung eines Unterdruckes, um zu verhindern, daß Kühlmittelflüssigkeit
von außen
in den Vorrichtungshauptkörper 1 eindringt. Jedes
Bestandteil wird nachfolgend beschrieben.
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A. VORRICHTUNGSHAUPTKÖRPER 1
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Der
Vorrichtungshauptkörper 1 weist
auf eine Eingangswelle 6 auf der Antriebsseite; eine Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7 als
Abtriebsseite; und einen Traktionsantriebsmechanismus 8 als Planetengeschwindigkeitserhöhungsmechanismus für das Antreiben
und Kuppeln zwischen beiden Wellen 6, 7, die als
wesentliche Teile in einem hohlen Gehäuse 5 vorhanden sind.
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Das
hohle Gehäuse 5 ist
nahezu zylindrisch und weist eine Verriegelungseinrichtung 11 für einen Maschinenhauptkörper 10 des
Bearbeitungszentrums auf. Diese Verriegelungseinrichtung 11 erstreckt
sich nahezu parallel zur axialen Linie des hohlen Gehäuses 5 auf
dem äußeren Umfang
des hohlen Gehäuses 5.
Wie es bis hierher bekannt ist, kann ein Verriegelungsstift 12 der
Verriegelungseinrichtung 11 mit einem Verriegelungsblock 13 des
Maschinenhauptkörpers 10 in
Eingriff gebracht werden. Auf dem äußeren Umfang des Verriegelungsstiftes 12 ist ein
Gleitelement 14 außen
verschiebbar in der axialen Richtung angebracht, und eine Sperrklinke 14a des
Gleitelementes 14 kann in einer Arretiernut 15 im Schaft 2 in
Eingriff und außer
Eingriff gebracht werden. Obgleich es in der Zeichnung nicht gezeigt
wird, ist ein Kühlmittelzuführdurchgang,
der mit einer Spritzdüse 16 des
hohlen Gehäuses 5 verbunden
ist, im Verriegelungsstift 12 vorhanden. Dieser Kühlmittelzuführdurchgang
kann mit der Kühlmittelzuführquelle,
nicht gezeigt, durch den Verriegelungsblock 13 des Maschinenhauptkörpers 10 in
Verbindung stehen.
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Die
Eingangswelle 6 ist ein hohler Zylinder, der an der vorderen
Endseite offen ist, und er wird drehbar im hohlen Gehäuse 5 mittels
der Lager 20, 20 getragen, und ihr Mittelteil
in der axialen Richtung wird mit der Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7 mittels
des Traktionsantriebsmechanismus 8 angetrieben und gekuppelt,
und ihr Basisendabschnitt wird zusammenhängend koaxial mit dem Schaft 2 mittels
der Kupplungsbolzeneinrichtung 3 gekuppelt, wie es später beschrieben
wird.
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Die
Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7 wird drehbar im hohlen
Gehäuse 5 getragen.
Genau gesagt, die Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7 wird
drehbar koaxial mit der Eingangswelle 6 mittels der Lager 21, 21, 21 im
zylindrischen Raum des vorderen Endes der Eingangswelle 6 getragen.
Der Basisendabschnitt, d. h., der hintere Endabschnitt, der Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7 wird
mittels des Planetengeschwindigkeitserhöhungsmechanismus 8 mit
der Eingangswelle 6 angetrieben und gekuppelt, und ein
Werkzeugmontageteil 22 ist in ihrem vorderen Endabschnitt
vorhanden. In diesem Werkzeugmontageteil 22, obgleich es
nicht gezeigt wird, sind Stirnfräs-,
Bohr- und andere rotierende Werkzeuge lösbar und auswechselbar montiert.
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Der
Traktionsantriebsmechanismus 8 erhöht die Drehzahl der Eingangswelle 6 und
treibt an und überträgt auf die
Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7. Dieser Mechanismus 8 ist
zwischen der Eingangswelle 6 und der Hochgeschwindigkeitsabtriebswelle 7 angeordnet,
und er besteht, genauer gesagt, aus Hauptteilen, d. h., der Sonnenrolle 25,
einer Vielzahl von (beispielsweise drei) Planetenrollen 26, 26,
... und einer ringförmigen
statischen Laufbahn 27.
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Die
Sonnenrolle 25 besteht aus dem zylindrischen äußeren Umfang
der Basisendposition der Abtriebswelle 7, und die Planetenrollern 26, 26,
... rollen auf der Sonnenrolle 25. Diese Planetenrollen 26, 26, ...
sind elastische Rollen, und sie sind in gleichen Abständen auf
einer Trägerwelle 28 angeordnet,
die im mittleren Teil in der axialen Richtung der Eingangswelle 6 vorhanden
ist, drehbar mittels der Lager 29, 29. Die ringförmige statische
Laufbahn 27 besteht aus einem inneren Umfang des hohlen
Gehäuses 5 und
rollt und führt
die Planetenrollen 26, 26, ... auf ihrer Innenseite.
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Diese
Bestandteile sind so angeordnet, daß sie eine Reibung übertragen,
und der Traktionsantriebsmechanismus 8 besteht daraus.
Im Ergebnis dessen, wenn die Eingangswelle 6 zusammenhängend mit
dem Schaft 2 gedreht und angetrieben wird, rollen die Planetenrollen 26 durch
Reibung auf der ringförmigen
statischen Laufbahn 27 und drehen sich, während sie
umlaufen, und das Drehmoment durch diese Drehung wird reibschlüssig auf
die Sonnenrolle 25 übertragen.
Folglich wird die Abtriebswelle 7 mit einer Drehzahl gedreht
und angetrieben, die um ein Mehrfaches gegenüber der Eingangswelle 6 erhöht wurde.
In diesem Fall kann das Geschwindigkeitserhöhungsverhältnis richtig in Abhängigkeit
vom Zweck eingestellt werden, indem das Durchmesserverhältnis und
anderes zwischen den Bestandteilen des Traktionsantriebsmechanismus 8 reguliert
wird.
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B. SCHAFT 2
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Der
Schaft 2 bildet das Montageteil der Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl und liegt speziell in einer Form eines Kegelschaftes
vor. Der Schaft 2 ist lösbar
auf einer Hauptwelle 30 des Maschinenhauptkörpers 10 des
Bearbeitungszentrums montiert, und sein vorderes Ende ist, wie es
vorangehend erwähnt
wird, koaxial zusammenhängend mit
der Eingangswelle 6 des Vorrichtungshauptkörpers 1 mittels
der Kupplungsbolzeneinrichtung 3 gekuppelt.
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Ein
Flansch 31 ist am äußeren Umfang
des vorderen Endabschnittes des Schaftes 2 vorhanden, und
er ist mit einem Greifarm einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung
(ATC) in Eingriff, die nicht gezeigt wird. Eine Keilnut 32 wird
im Teil des Flansches 31 in der Umfangsrichtung gebildet.
Wenn der Schaft 2 auf der Hauptwelle 30 montiert
ist, wird ein Antriebskeil 33 der Hauptwelle 30 mit
der Keilnut 32 in Eingriff gebracht, und der Schaft 2 wird
in der Umfangsrichtung relativ zur Hauptwelle 30 montiert. Am äußeren Umfangsrand
des vorderen Endes des Schaftes 2 ist die Arretiernut 15 vorhanden,
wie es vorangehend erwähnt
wird. Vor der Montage der Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der
Drehzahl wird die Sperrklinke 14a des Gleitelementes 14 mit der
Arretiernut 15 in Eingriff gebracht, und der Schaft 2 und
das hohle Gehäuse 5 des
Vorrichtungshauptkörpers 1 werden
in der Umfangsrichtung positioniert und befestigt, so daß relative
Drehungen dieser zwei gestoppt werden.
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C. KUPPLUNGSBOLZENEINRICHTUNG 3
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Die
Kupplungsbolzeneinrichtung 3 für das Kuppeln des Vorrichtungshauptkörpers 1 und
des Schaftes 2 besteht hauptsächlich, was spezifischer in 2 gezeigt
wird, aus: einem Paßteil 40,
das im Kupplungsteil des Vorrichtungshauptkörpers 1 und des Schaftes 2 vorhanden
ist; einem Kupplungsbolzen 41 als Kupplungswerkzeug; einem
Bolzenkopfeingriffsabschnitt 42, der an der Seite des Vorrichtungshauptkörpers 1 vorhanden
ist; und einem Schraubenloch 43, das an der Seite des Schaftes 2 vorhanden
ist.
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Das
Paßteil 40 besteht
aus einer Kegelwelle 50 und einer Eingriffsfläche 51,
die am Vorrichtungshauptkörper 1 vorhanden
ist, und einem Kegelloch 52 und einer Eingriffsfläche 53,
die am Schaft 2 vorhanden ist.
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Die
Kegelwelle 50 ist in Richtung der Basisendseite im Basisendabschnitt
der Eingangswelle 6 kegelförmig, und auf der Basisendfläche der
Kegelwelle 50 wird die Eingriffsfläche 51 kontinuierlich
mit der Kegelwelle 50 gebildet. Diese Eingriffsfläche 51 wird
in einer flachen Ebene orthogonal zur axialen Mitte der Kegelwelle 50 gebildet.
Es ist jedoch nicht immer erforderlich, das die Eingriffsfläche 51 und
die Kegelwelle 50 kontinuierlich sind, wie es in der Zeichnung
gezeigt wird.
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Andererseits
ist das Kegelloch 52 entsprechend der Kegelwelle 50 im
vorderen Endabschnitt des Schaftes 2 vorhanden, und an
der vorderen Endfläche
des Kegelloches 52 ist die Eingriffsfläche 53 kontinuierlich
zum Kegelloch 52 vorhanden. Diese Eingriffsfläche 53 wird
ebenfalls auf einer flachen Ebene orthogonal zur axialen Mitte des
Kegelloches 52 gebildet, gleich wie die Eingriffsfläche 51.
Die Eingriffsfläche 53 und
das Kegelloch 52 können
nicht immer kontinuierlich sein, wie es in der Zeichnung gezeigt
wird, gleichermaßen
wie in der Beziehung zwischen der Eingriffsfläche 51 und der Kegelwelle 50.
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Durch
die Anzugskraft des Kupplungsbolzens 41, wie es nachfolgend
erwähnt
wird, werden die Kegelwelle 50 und das Kegelloch 52 und
die Eingriffsfläche 51 und
die Eingriffsfläche 53 gleichzeitig eng
miteinander angepaßt,
und der Schaft 2 und der Vorrichtungshauptkörper 1 werden
in einem Zweiebeneneinschränkungszustand
gekuppelt und befestigt. Durch die Zweiebeneneinschränkung des
Paßteils 40 wird
eine hohe Steifigkeit im Kupplungsteil gegen eine Belastung in der
axialen Richtung und radialen Richtung oder eine Belastung in irgendeiner Richtung
erhalten. Die Bezugszahl 80 bezeichnet einen Verriegelungsstift,
der in der Eingriffsfläche 51 der
Eingangswelle 6 eingesetzt ist, und dieser Verriegelungsstift 80 wird
in ein Stiftloch 81 der Eingriffsfläche 53 des Schaftes 2 gebracht
und befestigt.
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Der
Kupplungsbolzen 41 ist für das Anziehen und Befestigen
des Paßteils 40 vorhanden
und ist so konstruiert, daß er
von der Basisendseite des Schaftes 2 gedreht und gehandhabt
wird. Genau gesagt, der Kopf 41a des Kupplungsbolzens 41 wird
drehbar im Bolzenkopfeingriffsabschnitt 42 der Seite des
Vorrichtungshauptkörpers 1 festgehalten,
und sein Gewindeabschnitt 41b wird in das Schraubenloch 43 des
Schaftes 2 geschraubt.
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Das
heißt,
wie es in 2 gezeigt wird, dringt in der
axialen Mittelposition der Kegelwelle 50 der Eingangswelle 6 ein
zylindrisches Einsetzloch (Bolzeneinsetzloch) 55 in der
Längsrichtung
koaxial mit der Kegelwelle 50 ein, und der Abschnitt des
geradlinigen Wellenabschnittes 41c des Kupplungsbolzens 41 wird
in dieses Einsetzloch 55 eingesetzt. In dieser Beziehung
ist in der Öffnung
der Vorderendseite des Einsetzloches 55 ein zylindrischer
Raum (Bolzenkopfaufnahmeraum) 56 für das drehbare Aufnehmen des
Kopfes 41a des Kupplungsbolzens 41 vorhanden,
und eine Grenzstufe 57 zwischen dem zylindrischen Raum 56 und
dem Einsetzloch 55 ist der Anschlagvorsprungsabschnitt
(Kupplungshalteabschnitt), an den der Kopf 41a anstößt, um zu
stoppen. Das Einsetzloch 55, der zylindrische Raum 56 und
der Anschlagvorsprung 57 werden kombiniert, um den Bolzenkopfeingriffsabschnitt 42 zu
bilden.
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Andererseits
dringt in der axialen Mittelposition des Kegelloches 52 des
Schaftes 2 ein Einsetzloch 58 in der Längsrichtung
koaxial mit dem Kegelloch 52 ein. Dieses Einsetzloch 58 weist
seinen Vorderendseitenabschnitt im Schraubenloch 43 ausgebildet
auf, und sein Basisendseitenabschnitt ist ein Schraubenloch 65 für einen
Spannstiftbolzen. Die beiden Schraubenlöcher 43, 65 zeigen
nahezu den gleichen Durchmesser wie das Einsetzloch 58.
Das Schraubenloch 65 für
den Spannstiftbolzen wird für das
Einpassen des Spannstiftbolzens verwendet, wenn der Schaft 2 auf
der Hauptwelle 30 des Maschinenhauptkörpers 10 montiert
wird. Der Gewindeabschnitt 41b des Kupplungsbolzens 41 wird
in das Schraubenloch 43 geschraubt, und ein Werkzeugeingriffsabschnitt 59 ist
in der axialen äußeren Endfläche oder
der Endfläche
des Gewindeabschnittes des Kupplungsbolzens 41 ausgespart.
Dieser Werkzeugeingriffsabschnitt 59 ist speziell in einer
Form eines Sechskantmutternschlüsselloches,
um mit einem Sechskantmutternschlüssel (nicht gezeigt) als das rotierende
Arbeitswerkzeug in Eingriff zu kommen.
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Der
Sechskant-Stiftschlüssel
als das rotierende Arbeitswerkzeug wird in das Einsetzloch 58 von
der Basisendseite des Schaftes 2 eingesetzt und in das
Sechskantmutternschlüsselloch 59 eingepaßt, und
der Kupplungsbolzen 41 wird gedreht und betätigt. Dementsprechend
wird der Kupplungsbolzen 41 vorwärts und rückwärts in der axialen Richtung
in das Schraubenloch 43 geschraubt, und der Einbauzustand
des Paßteils 40 wird
festgeklemmt und befestigt oder freigegeben.
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D. EINRICHTUNG 4 ZUR
VERHINDERUNG EINES UNTERDRUCKES
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Die
Einrichtung 4 zur Verhinderung eines Unterdruckes ist so
konstruiert, daß das
Innere des Gehäuses 5 mit
der Atmosphäre
in Verbindung steht. Genau gesagt, wie es in 2 gezeigt
wird, weist die Einrichtung 4 zur Verhinderung eines Unterdruckes auf
einen ersten Verbindungsdurchgang 60, der in den Kupplungsbolzen 41 eindringt;
einen zweiten Verbindungsdurchgang 61, der im Schaft 2 vorhanden
ist; und einen dritten Verbindungsdurchgang 62, der diese
zwei Verbindungsdurchgänge 60, 61 verbindet.
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Der
erste Verbindungsdurchgang 60 weist einen Durchgang 60a in
der axialen Richtung und einen Durchgang 60b in der radialen
Richtung auf. Der Durchgang 60a in der axialen Richtung
erstreckt sich längs
der axialen Mitte des Kupplungsbolzens 41 und öffnet sich
zur Endfläche
des Kopfes 41a, wobei er dem zylindrischen Raum 56 entgegengesetzt
ist. Der Durchgang 60b in radialer Richtung erstreckt sich
in der radialen Richtung im geradlinigen Schaft 41c des Kupplungsbolzens 41 und
steht an seinem einen Ende mit dem Durchgang 60a in axialer
Richtung in Verbindung, und das andere Ende öffnet sich zum äußeren Umfang
des geradlinigen Schaftes 41c, wodurch eine Verbindung
mit dem dritten Verbindungsdurchgang 62 hergestellt wird.
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Der
dritte Verbindungsdurchgang 62 weist einen Spaltdurchgang 62a zwischen
dem Einsetzloch 55 der Eingangswelle 6 und dem
geradlinigen Schaft 41c des Kupplungsbolzens 41 und
einen Durchgang 62b in radialer Richtung auf, der sich
in der radialen Richtung im Kegelschaft 50 der Eingangswelle 6 erstreckt.
Diese Durchgänge 62a, 62b stehen
entsprechend mit dem Durchgang 60b in radialer Richtung
des ersten Verbindungsdurchganges 60 und einem Ende des
zweiten Verbindungsdurchganges 61 in Verbindung.
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Der
zweite Verbindungsdurchgang 61 erstreckt sich vom Durchgang 62b in
radialer Richtung des dritten Verbindungsdurchganges 62 nach
außen in
der radialen Richtung im Flansch 31 des Schaftes 2,
und sein äußeres Ende öffnet sich
entgegengesetzt dem Boden 32a der Keilnut 32 des
Flansches 31. Ein Schraubenloch ist in der Öffnung 61a dieses Bodens 32a vorhanden,
und ein Innensechskantblindstopfen 63 wird darin hineingeschraubt.
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Das
innere Ende der Einrichtung 4 zur Verhinderung eines Unterdruckes
beginnt vom zylindrischen Raum 56 der Eingangswelle 6 und
erstreckt sich durch den ersten Verbindungsdurchgang 60 (60a, 60b),
den dritten Verbindungsdurchgang 62 (62a, 62b),
den zweiten Verbindungsdurchgang 61 und die Gewindenut
des Innensechskantblindstopfens 63, wird ihr äußeres Ende
endet im Boden 32a der Keilnut 32. Dementsprechend
steht das Innere des hohlen Gehäuses 5 des
Vorrichtungshauptkörpers 1 immer
mit der Atmosphäre
in Verbindung, während
eine Flüssigkeitsdichtheit
beibehalten wird.
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Betreffs
der Einrichtung 4 zur Verhinderung eines Unterdruckes ist
indessen eine Abdeckung 70, 71 mit einer Labyrinthdichtungskonstruktion
vor und nach dem hohlen Gehäuse 5 vorhanden,
und Öldichtungen 72, 72,
..., wie beispielsweise Runddichtringe, sind an der Verbindungsstelle
einer jeden Konstruktion angeordnet, wodurch das Eindringen von
Kühlmittelflüssigkeit
in den Vorrichtungshauptkörper 1 von außen verhindert
wird.
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Bei
der so aufgebauten Spindel zur Erhöhung der Drehzahl wird vor
ihrer Montage das Gleitelement 14 der Verriegelungseinrichtung 11 mittels einer
inneren Feder (nicht gezeigt) bewegt, und ihre Sperrklinke 14a wird
mit der Arretiernut 15 des Schaftes 2 in Eingriff
gebracht. Im Ergebnis dessen wird die relative Drehung zwischen
dem Schaft 2 und dem hohlen Gehäuse 5 des Vorrichtungshauptkörpers 1 festgelegt.
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Andererseits,
wenn die Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl auf der Hauptwelle 30 des
Maschinenhauptkörpers 10 montiert
wird, wird der Verriegelungsstift 12 der Verriegelungseinrichtung 11 mit
dem Verriegelungsblock 13 des Maschinenhauptkörpers 10 in
Eingriff gebracht. Im Ergebnis dessen wird das hohle Gehäuse 5 in
einem verriegelten Zustand am Maschinenhauptkörper 10 getragen,
und das Gleitelement 14 wird in der entgegengesetzten Richtung
bewegt, was der inneren Feder einen Widerstand entgegensetzt, mittels
des Sperrblockes 13. Folglich wird die Sperrklinke 14a des
Gleitelementes 14 aus der Arretiernut 15 herausgebracht,
und der Schaft 2 und die Eingangswelle 6 dürfen sich
relativ zum hohlen Gehäuse 5 drehen.
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In
diesem montierten Zustand, wenn sich die Hauptwelle 30 des
Maschinenhauptkörpers 10 dreht, wird
die Eingangswelle 6 zusammenhängend mit dem Schaft 2 gedreht
und angetrieben. Die Drehung der Eingangswelle 6 wird auf
die Hochleistungsabtriebswelle 7 gebracht und übertragen,
nachdem sie betreffs der Drehzahl mehrfach durch die Planetenbewegung
des Traktionsantriebsmechanismus 8 erhöht wurde, und daher wird das
rotierende Werkzeug, das am vorderen Ende der Hochleistungsabtriebswelle 7 montiert
ist, mit hoher Drehzahl zusammen mit der Hochleistungsabtriebswelle 7 gedreht.
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Durch
diese Drehung mit hoher Drehzahl kommt es im hohlen Gehäuse 5 zu
einem Druckabfall, insbesondere um den Traktionsantriebsmechanismus 8 herum,
aber da diese Position immer mit der Atmosphäre durch die Einrichtung 4 zur
Verhinderung eines Unterdruckes in Verbindung steht, kommt es schließlich nicht
zu einem Unterdruckzustand. Dementsprechend wird die Kühlmittelflüssigkeit,
die massiv außerhalb
der Spindel mit Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl vorhanden
ist, nicht durch den Unterdruck angesaugt, um in das hohle Gehäuse 5 einzudringen
und wird dadurch nicht zu einer Schmierungsstörung oder einem Fressen des Lagers
und anderer Teile innerhalb der Vorrichtung führen.
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In
diesem Fall ist das äußere Ende 61a der Einrichtung 4 zur
Verhinderung eines Unterdruckes zum Keilnutboden 32a des
Schaftes 2 an der Stelle geöffnet, die den Kühlmittelspritzern
kaum ausgesetzt ist, und der Antriebskeil 33 spielt die
Rolle der Abdeckung des äußeren Endes 61a.
Daher ist in der Einrichtung 4 zur Verhinderung eines Unterdruckes, während ihre
Luftdurchlässigkeit
beibehalten wird, die Flüssigkeitsdichtheit
gesichert, und die Kühlmittelflüssigkeit
außerhalb
der Vorrichtung dringt kaum in die Einrichtung 4 zur Verhinderung
eines Unterdruckes ein.
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Außerdem sind
in der Einrichtung 4 zur Verhinderung eines Unterdruckes
der erste Verbindungsdurchgang 60, der mit dem Inneren
der Vorrichtung in Verbindung steht, und der zweite Verbindungsdurchgang 61,
der mit der Außenseite
der Vorrichtung in Verbindung steht, in unterschiedlichen Teilen
(Kupplungsbolzen 41, Schaft 2) vorhanden. Diese
Verbindungsdurchgänge 60, 61 sind
außerdem
indirekt mit dem dritten Verbindungsdurchgang 62 verbunden,
der im anderen Teil (Eingangswelle 6) vorhanden ist, und
daher strömt
die Kühlmittelflüssigkeit
in den zweiten Verbindungsdurchgang 61 mit dem gleichen
Faktor wie ihr Strom an der Verbindungsstelle mit dem dritten Verbindungsdurchgang 62 oder
dem ersten Verbindungsdurchgang 60 vollständig gestoppt
wird.
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Übrigens
sind der Vorrichtungshauptkörper 1 und
der Schaft 2 in der axialen Richtung mittels der Kupplungsbolzeneinrichtung 3 trennbar,
und wenn bei einem der beiden Enden die Lebensdauer zu Ende ist,
oder wenn der Vorrichtungshauptkörper 1 und
der Schaft 2 aus unterschiedlichen Typen kombiniert werden,
ist es möglich,
zu demontieren und erneut zu montieren. Bei einem derartigen Demontieren
und erneuten Montieren ist die Arbeit leicht und schnell, indem
ein Sechskantmutternschlüssel
von der Basisendseite des Schaftes 2 eingesetzt und der Kupplungsbolzen 41 gedreht
und gehandhabt wird.
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Bei
einer derartigen Kupplungsbolzeneinrichtung 3 ist der zylindrische
Raum 56 des Bolzenkopfeingriffsabschnittes 42 nicht
im Schaft 2 vorhanden und wird daher, nicht durch den maximalen Lochdurchmesser
begrenzt, der im Schaft 2 betreffs der Festigkeit gestattet
wird, größer eingestellt
als der maximale Lochdurchmesser. Dementsprechend ist der Außendurchmesser
des Kopfes 41a des Kupplungsbolzens 41, der im
zylindrischen Raum 56 aufgenommen wird, nicht durch den
maximalen Lochdurchmesser des Schaftes 2 begrenzt.
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Im
Ergebnis dessen kann der Schaftdurchmesser des Kupplungsbolzens 41 mindestens
so groß wie
der maximale Lochdurchmesser des Schaftes 2 festgelegt
werden (im veranschaulichten Beispiel der Innendurchmesser des Schraubenloches 65 für den Spannstiftbolzen
des Schaftes 2), und daher können die Steifigkeit und die
Festigkeit des Kupplungsteils durch den Kupplungsbolzen 41 verbessert
werden.
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Noch
weiter wird die Kupplung der Eingangswelle 6 und des Schaftes 2 des
Vorrichtungshauptkörpers 1 durch
die Zweiebeneneinschränkungskonstruktion
durch das Paßteil 40 realisiert,
und durch die synergistische Wirkung mit der hohen Steifigkeit des
Kupplungsbolzens 41 werden die Steifigkeit und die Festigkeit
des Kupplungsteils weiter verbessert.
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Außerdem wie
beim Einsetzloch 58 des Schaftes 2, da es nicht
erforderlich ist, den Außendurchmesser
des Kopfes 41a des Kupplungsbolzens 41 in Betracht
zu ziehen, ist sein Lochdurchmesser insoweit ausreichend wie es
eine Abmessung aufweist, wie sie mindestens für das Einsetzen des rotierenden
Arbeitswerkzeuges erforderlich ist, und es ist vom Gesichtspunkt
des Beibehaltens der Festigkeit des Schaftes 2 vorteilhaft.
Außerdem,
wenn dieser Lochdurchmesser ein minimales Grenzloch ist, das für das Einsetzen
des rotierenden Arbeitswerkzeuges erforderlich ist, kann es ebenfalls
als Positionierungsführung
für das
rotierende Arbeitswerkzeug funktionieren, und daher ist der Eingriffsvorgang
des rotierenden Arbeitswerkzeuges am Werkzeugeingriffsabschnitt 59 des
Kupplungsbolzens 41 leicht und sicher.
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AUSFÜHRUNG 2
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Diese
Ausführung
wird in 3 bis 5 gezeigt,
worin die Grundkonstruktion der Kupplungsbolzeneinrichtung 103 für das Kuppeln
des Vorrichtungshauptkörpers 1 und
des Schaftes 2 in eine umgekehrte Konstruktion zur Kupplungsbolzeneinrichtung 3 in
der Ausführung
1 ist.
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Das
heißt,
die Kupplungsbolzeneinrichtung 103 der Ausführung weist
einen Kupplungsbolzen 141 in der umgekehrten Richtung vorwärts und
rückwärts angeordnet
auf, verglichen mit dem Fall der Ausführung 1. Im Gegensatz dazu
ist der Bolzenkopfeingriffsabschnitt 142, der in der axialen
Richtung mit dem Kopf 141a des Kupplungsbolzens 141 in
Eingriff kommt, auf der Seite des Schaftes 2 vorhanden,
und das Schraubenloch 143, in das der Kupplungsbolzen 141 eingepaßt wird,
ist auf der Seite des Vorrichtungshauptkörpers 1 vorhanden.
Der Aufbau wird speziell nachfolgend beschrieben.
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Ein
spezifischer Aufbau des Kupplungsbolzens 103 wird in 4 gezeigt.
Diese Kupplungsbolzeneinrichtung 103 besteht hauptsächlich aus
einem Paßteil 140,
das am Verbindungsteil des Vorrichtungshauptkörpers 1 und des Schaftes 2 vorhanden ist,
zusätzlich
zum Kupplungsbolzen 141, dem Bolzenkopfeingriffsabschnitt 142 und
dem Schraubenloch 143.
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Das
Paßteil 140 weist
eine Verbindungswelle 150 und eine Eingriffsebene 151,
die im Vorrichtungshauptkörper 1 vorhanden
ist, und einen zylindrischen Raum 152 und eine Eingriffebene 153 auf, die
im Schaft 2 vorhanden ist.
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Die
Verbindungswelle 150 ist in einer Säulenform in Richtung der Basisendseite
im Basisendabschnitt der Eingangswelle 6 ausgebildet, und
die Eingriffsebene 151 ist kontinuierlich zur Verbindungswelle 150 an
der Basisendseite der Verbindungswelle 150 ausgebildet.
Die Eingriffsebene 151 ist in einer flachen Ebene orthogonal
zur axialen Mitte der Verbindungswelle 150 ausgebildet.
Es ist jedoch nicht immer erforderlich, die Eingriffsebene 151 und
die Verbindungswelle 150 kontinuierlich auszubilden, wie
es in der Zeichnung gezeigt wird.
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Andererseits
ist der zylindrische Raum 152 entsprechend der Verbindungswelle 150 im
vorderen Endabschnitt des Schaftes 2 vorhanden, und die
Eingriffsebene 153 ist kontinuierlich zum zylindrischen Raum 152 an
der vorderen Endseite des zylindrischen Raumes 152 ausgebildet.
Diese Eingriffsebene 153 ist, gleichermaßen wie
die Eingriffsebene 151, in einer flachen Ebene orthogonal
zur axialen Mitte des zylindrischen Raumes 152 ausgebildet.
Die Eingriffsebene 153 und der zylindrische Raum 152 müssen nicht
immer kontinuierlich sein, wie es gezeigt wird, gleichermaßen wie
die Eingriffsebene 151 und die Verbindungswelle 150.
Wie es später
beschrieben wird, bildet übrigens
der zylindrische Raum 152 den Bolzenkopfaufnahmeraum des
Bolzenkopfeingriffsabschnittes 142.
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Der
Außendurchmesser
der Verbindungswelle 150 und der Innendurchmesser der zylindrischen
Welle 152 werden nahezu auf die gleiche Größe festgelegt.
Die Länge
der Verbindungswelle 150 ist so festgelegt, daß sich das
vordere Ende der Verbindungswelle 150 nicht gegenseitig
mit einer Kupplungshalterung 190 des Bolzenkopfeingriffsabschnittes 142 stören kann,
wie es nachfolgend beschrieben wird, wenn beide Eingriffsebenen 151, 153 in
einem gegenseitig anstoßenden
Zustand sind.
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Die
Verbindungswelle 150 wird in den zylindrischen Raum 152 eingesetzt
und gehalten, der Vorrichtungshauptkörper 1 und der Schaft 2 werden
koaxial positioniert, die Eingriffsebene 151 und die Eingriffsebene 153 werden
gegenseitig durch die Anzugskraft des Kupplungsbolzens 141 fest
in Eingriff gebracht, wie es nachfolgend erwähnt wird, und der Schaft 2 und
der Vorrichtungshauptkörper 1 werden gekuppelt
und befestigt.
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Der
Kupplungsbolzen 141 soll den Eingriffsabschnitt 140 anziehen
und befestigen, und er kann von der Basisendseite des Schaftes 2 gedreht und
betätigt
werden. Genauer gesagt, der Kopf 141a des Kupplungsbolzens 141 wird
drehbar mit dem Bolzenkopfeingriffsabschnitt 142 in Eingriff
gebracht, der am vorderen Ende des Schaftes 2 vorhanden
ist, und sein Gewindeabschnitt 141b wird in ein Schraubenloch 143 des
Vorrichtungshauptkörpers 1 geschraubt.
An der Endfläche
des Kopfes 14la des Kupplungsbolzens 141 ist ein
Eingriffsabschnitt 59 für
ein rotierendes Arbeitswerkzeug ausgespart, gleichermaßen wie
bei der Ausführung
1, und der Kupplungsbolzen 141 kann durch ein Einsetzloch 58 von der
Basisendseite des Schaftes 2 gedreht und betätigt werden.
Bei dieser Ausführung
kann als der Kupplungsbolzen 141 eine kommerzielle Mehrzweckinnensechskantschraube
(beispielsweise ein JIS-konformes Produkt) vorzugsweise verwendet werden.
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Der
Bolzenkopfeingriffsabschnitt 142 weist den zylindrischen
Raum 152 als den Bolzenkopfaufnahmeraum und eine Kupplungshalterung 190 auf, die
in diesem zylindrischen Raum 152 vorhanden ist, wie in 4 und 5 gezeigt
wird.
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Der
zylindrische Raum 152 ist kontinuierlich zur vorderen Endseite
des Einsetzloches 58 des Schaftes 2 vorhanden
und öffnet
sich zur vorderen Endseite des Schaftes 2. Der Innendurchmesser
des zylindrischen Raumes 152 ist groß genug festgelegt, um drehbar
den Kopf 141a des Kupplungsbolzens 141 aufzunehmen
und ist, gleichermaßen
wie bei der Ausführung
1, größer festgelegt
als der maximale Lochdurchmesser, der im Schaft 2 betreffs
der Festigkeit gestattet wird.
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Genauer
gesagt, der Innendurchmesser des zylindrischen Raumes 152 ist
größer festgelegt
als das Schraubenloch 65 für den Spannstiftbolzen, das im
Basisendabschnitt des Schaftes 2 vorhanden ist. Dementsprechend
ist der zylindrische Raum 152 so ausgelegt, daß drehbar
der Kupplungsbolzen 141 mit dem Kopf 141a mit
einem größeren Durchmesser
als das Schraubenloch 65 aufgenommen wird. In dieser Beziehung
ist die Länge
des zylindrischen Raumes 152 in einem Bereich so festgelegt,
daß die
Wanddicke in der Position des Schaftes 2, der den zylindrischen
Raum 152 aufweist, für
die Haltefestigkeit bei Betrachtung der relativen Beziehung seines
Innendurchmessers mit dem Außendurchmesser
des Schaftes 2 ausreichend sein kann.
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Die
Kupplungshalterung 190 soll mit dem Kopf 141a des
Kupplungsbolzens 141 in der axialen Richtung in Eingriff
kommen und ihn halten, und genauer gesagt, ein ringförmiges Arretierelement 191 ist
in einer ringförmigen
Paßnut 192 eingepaßt, die
im zylindrischen Raum 152 vorhanden ist.
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Das
Arretierelement 191 liegt in der Form eines Anschlagringes
oder Sicherungsringes vor, der in der radialen Richtung elastisch
verformt werden kann. Die Form und die Abmessung des Anschlagringes 191 (Innen-
und Außendurchmesser,
Dicke, usw.) werden so definiert, daß die Anzugskraft durch den
Kupplungsbolzen 141 getragen wird, während er mit dem Kopf 141a des
Kupplungsbolzens 141 in der axialen Richtung in Eingriff
ist, und um als ein Anschlag des Kupplungsbolzens 141 zu
funktionieren. Bei dieser Ausführung
wird ein kommerzieller Mehrzwecksicherungsring (beispielsweise ein
JIS-konformes Produkt) als das Arretierelement 191 verwendet (siehe 5(a)).
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Die
Paßnut 192 ist
in einer spezifischen Position in der axialen Richtung innerhalb
des zylindrischen Raumes 152 vorhanden, d. h., in einer
Position, die den Raum für
das Aufnehmen des Kopfes 141a des Kupplungsbolzens 141 durch
den darin eingepaßten
Anschlagring 191 aufrechterhalten kann, und die nicht eine
gegenseitige Störung
des Anschlagringes 191 und der Verbindungswelle 150 der Eingangswelle 6 hervorruft.
Die Form und die Abmessungen der Paßnut 192 (Tiefe, Breite,
usw.) sind so festgelegt, daß der
Anschlagring 191 senkrecht zur axialen Mitte des zylindrischen
Raumes 152 gehalten wird, so daß die beiden Funktionen des
Anschlagringes 191 effektiv entfaltet werden können.
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In
dieser Beziehung weist außerdem
eine Unterlegscheibe 193, die zwischen den Kopf 141a des
Kupplungsbolzen 141 und dem Anschlagring 191 angeordnet
ist, eine Dicke auf, die für
ein Bewegen ohne ein Kippen längs
der Innenfläche
des zylindrischen Raumes 152 ausreichend ist, wie in der Zeichnung
gezeigt wird, und es ist ebenfalls ein Arretiervorsprung 193a für das Einsetzen
und Eingreifen in das Innere des Anschlagringes 191 vorhanden. Dementsprechend
können
das stabile Halten des Kopfes 141a, wenn ein Kuppeln mittels
des Kupplungsbolzens 141 freigegeben wird, und die Kupplungsfunktion,
wenn mittels des Kupplungsbolzens 141 gekuppelt wird, problemlos
und sicher durchgeführt
werden.
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Wenn
der Kupplungsbolzen 141 an erste Stelle eingesetzt wird,
wird der Kopf 141a des Kupplungsbolzens 141 zusammen
mit der Unterlegscheibe 193 in den zylindrischen Raum 152 des
Schaftes 2 von der Öffnung
der vorderen Endseite eingesetzt, und der Anschlagring 191 wird
elastisch in die Paßnut 192 eingepaßt, während der
Anschlagring 191 in der Durchmesserkontraktionsrichtung
durch geeignete Mittel elastisch verformt wird.
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In
der so aufgebauten Kupplungsbolzeneinrichtung 103, gleichermaßen wie
bei der Ausführung 1,
können
bei Verwendung eines Sechskantmutternschlüssels als rotierendes Arbeitswerkzeug
durch Drehen und Betätigen
des Kupplungsbolzens 141 der Kupplungsbolzeneinrichtung 103 von
der Basisendseite des Schaftes 2 der Vorrichtungshauptkörper 1 und
der Schaft 2 leicht und unverzüglich montiert und demontiert
werden.
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Das
heißt,
durch Einsetzen des Sechskantmuttemschlüssels in das Einsetzloch 58 von
der Basisendseite des Schaftes 2 wird er in das Werkzeugloch 59 eingepaßt, und
der Kupplungsbolzen 141 wird gedreht und betätigt. Folglich
wird der Gewindeabschnitt 141b des Kupplungsbolzens 141 vorwärts und
rückwärts in der
axialen Richtung in das Schraubenloch 143 geschraubt, und
der Eingriffszustand des Paßteils
wird gründlich
befestigt oder freigegeben.
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In
dieser Beziehung befindet sich in einem Abschnitt des Einsetzloches 58 ein
kleine zylindrische Positionierungsführung 58a entsprechend
dem Außendurchmesser
des rotierenden Arbeitswerkzeuges oder des Sechskantmuttemschlüssels, und
daher kann der Sechskantmutternschlüssel leicht und sicher in den
Eingriffsabschnitt 59 des Kupplungsbolzens 141 eingepaßt werden.
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Die
Grundkonstruktion der Einrichtung 4 zur Verhinderung eines
Unterdruckes ist nahezu die gleiche wie bei der Ausführung 1,
aber sie ist etwas entsprechend dem Aufbau der Kupplungsbolzeneinrichtung 103 modifiziert.
Das heißt,
der Durchgang 60a in der axialen Richtung des ersten Verbindungsdurchganges 60 erstreckt
sich längs
der axialen Linie des Gewindeabschnittes 141b des Kupplungsbolzens 141 und öffnet sich
zu seiner Endfläche,
wobei er dem zylindrischen Raum 152 der Eingangswelle 150 gegenüberliegt.
Der Durchgang 60b in radialer Richtung, der mit dem Durchgang 60a in
axialer Richtung in Verbindung ist, öffnet sich zum äußeren Umfang des
Gewindeabschnittes 141b des Kupplungsbolzens 141 und
steht mit dem dritten Durchgang 62 in Verbindung. Der dritte
Durchgang 62 weist einen Spaltdurchgang 62a, der
in einem spiralförmigen Durchgang
zwischen dem Schraubenloch 143 und dem Gewindeabschnitt 141b des
Kupplungsbolzens 141 gebildet wird, und einen Durchgang 62b in
radialer Richtung auf, der sich in der radialen Richtung in der
Verbindungswelle 150 der Eingangswelle 6 erstreckt.
-
In
der Kupplungsbolzeneinrichtung 103 der Ausführung ist
der zylindrische Raum 152 des Bolzenkopfeingriffsabschnittes 142 an
der vorderen Endseite oder der großen Endseite des Schaftes 2 in einem
Bereich für
das Beibehalten der Wanddicke des Schaftes 2 vorhanden,
der groß genug
ist, um die Festigkeit beizubehalten. Dementsprechend, gleichermaßen wie
in der Ausführung
1, wird dieser zylindrische Raum 152 größer festgelegt als der maximale
Lochdurchmesser, der im Schaft 2 betreffs der Festigkeit
gestattet wird, und der Außendurchmesser des
Kopfes 141a des Kupplungsbolzens 141, der im zylindrischen
Raum 152 aufgenommen wird, wird nicht durch den maximalen
Lochdurchmesser des Schaftes 2 begrenzt.
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Im
Ergebnis dessen kann der Schaftdurchmesser des Kupplungsbolzens 141 so
groß wie
mindestens der maximale Lochdurchmesser des Schaftes 2 (im
veranschaulichten Beispiel der Innendurchmesser des Schraubenloches 65 für den Spannstiftbolzen
des Schaftes 2, gleichermaßen wie in der Ausführung 1)
festgelegt werden, und daher können die
Steifigkeit und die Festigkeit des Kupplungsabschnittes mittels
des Kupplungsbolzens 141 verbessert werden.
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Außerdem können als
der Kupplungsbolzen 141 typische Bolzen, wie beispielsweise
Innensechskantschrauben, wie sie im JIS spezifiziert werden, oder
dergleichen verwendet werden, und die Vorrichtungskosten können verringert
werden.
-
Die
weiteren Konstruktionen und Funktionen sind die gleichen wie bei
der Ausführung
1.
-
AUSFÜHRUNG 3
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Diese
Ausführung
wird in 6 und 7 gezeigt,
bei der der Aufbau in dem Fall geeignet ist, wo eine größere Anzugskraft
durch den Kupplungsbolzen 141 und eine größere Steifigkeit
und Festigkeit im Kupplungshalteabschnitt gefordert werden.
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Das
heißt,
bei dieser Ausführung
wird ein Ringelement 291 in geteilter Konstruktion als
Arretierelement für
einen Eingriff und ein Halten des Kopfes 141a des Kupplungsbolzens 141 verwendet.
Dieses Ringelement 291 besteht aus einer Vielzahl von bogenförmigen Elementen 291a, 291a,
..., gleichmäßig in der
Umfangsrichtung aufgeteilt. Der spezifische Aufbau des Ringelementes 291,
wie beispielsweise die Anzahl der Teilungen, kann in Beziehung zur
Größe der Anzugskraft
durch den Kupplungsbolzen 141 und der peripheren Konstruktionen
richtig festgelegt werden, und beim gezeigten Beispiel wird der
Ring in drei Teile aufgeteilt, die aus drei bogenförmigen Elementen 291a, 291a, 291a bestehen.
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Bei
einer derartigen geteilten Konstruktion ist das Einpassen des Ringelementes 291 in
eine Paßnut 292 des
zylindrischen Raumes 152 leicht, und das Ringelement 291,
d. h., jedes bogenförmige
Element 291a, kann in einem großen Außendurchmesser und einer großen Dicke
festgelegt werden, verglichen mit dem Anschlagring 191 der
Ausführung
2, bei dem die elastische Verformung genutzt wird, wie in 6 und 7(a) gezeigt wird. Daher wird die Paßnut 292 ebenfalls
in einer großen
Tiefe entsprechend dem Außendurchmesser
des bogenförmigen Elementes 291a und
in einer Breite für
das Einpassen und Befestigen des äußeren Umfangsrandes des bogenförmigen Elementes 291a festgelegt.
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In
diesem Ringelement 291 kann daher die große Anzugskraft
durch den Kupplungsbolzen 141 sicher getragen werden, und
eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit können im Kupplungsbereich gesichert
werden.
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Die
anderen Konstruktionen und Funktionen sind die gleichen wie bei
der Ausführung
2.
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Die
vorangegangenen Ausführungen
1 bis 3 sollen bevorzugte Beispiele der Erfindung vorlegen, und
die Erfindung ist nicht auf diese Beispiele allein beschränkt, sondern
die Konstruktion kann unterschiedlich innerhalb ihres Bereiches
verändert
und modifiziert werden.
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Beispielsweise
ist die spezifische Konstruktion der Kupplungsbolzeneinrichtung 3, 103 nicht
auf die veranschaulichten Ausführungen
beschränkt, sondern
die Konstruktion kann so weit verändert werden, wie die vorgeschriebenen
Funktionen und Wirkungen gesichert werden.
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Oder
das Paßteil 40 der
Ausführung
1 kann anstelle des Paßteils 140 der
Ausführung
2 oder 3 verwendet werden, oder umgekehrt kann das Paßteil 140 der
Ausführung
2 oder 3 anstelle des Paßteils 40 der
Ausführung
1 verwendet werden.
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Gleichfalls
ist die spezifische Konstruktion der Einrichtung 4 zur
Verhinderung eines Unterdruckes nicht allein auf das gezeigte Beispiel
beschränkt.
Beispielsweise können
der Weg und die Anzahl der Verbindungsdurchgänge 60, 61, 62 in
Abhängigkeit
von der Konstruktion der Vorrichtung des Erfindungsgegenstandes
und dem Zweck modifiziert werden.
-
In
den gezeigten Ausführungen
wird als der Planetengeschwindigkeitserhöhungsmechanismus der Traktionsantriebsmechanismus 8,
der hinsichtlich der Verringerung des Geräusches und der Schwingung beim
Betrieb ausgezeichnet ist, verwendet, ist aber nicht darauf beschränkt, wobei
ebenfalls der Planetenradgeschwindigkeitserhöhungsmechanismus, der ein Rädergetriebe
benutzt, eingesetzt werden kann. In diesem Fall wird, obgleich es
nicht speziell veranschaulicht wird, das Sonnenrad anstelle der
Sonnenrolle, das Planetenrad anstelle der Planetenrolle und das
Innenzahnrad anstelle der ringförmigen
statischen Laufbahn bereitgestellt.
-
Bei
der Erfindung, wie sie speziell hierin beschrieben wird, da der
Bolzenkopfeingriffsabschnitt, der mit dem Kopf des Kupplungsbolzens
in der axialen Richtung in Eingriff kommt, einen Bolzenkopfaufnahmeraum
aufweist, der größer ist
als der maximale Lochdurchmesser, der im Schaft betreffs der Festigkeit
gestattet wird, ist der Außendurchmesser
des Kopfes des Kupplungsbolzens nicht durch den maximalen Lochdurchmesser
des Schaftes begrenzt und kann beispielsweise größer als der Innendurchmesser
des Schraubenloches für
den Spannstiftbolzen, das im Basisendabschnitt des Schaftes vorhanden ist,
festgelegt werden. Im Ergebnis dessen kann der Schaftdurchmesser
des Kupplungsbolzens so groß wie
der maximale Lochdurchmesser festgelegt werden, der beispielsweise
im Schaft betreffs der Festigkeit gestattet wird, so daß die Steifigkeit
und die Festigkeit des Kupplungsteils durch den Kupplungsbolzen
verbessert werden können.
-
Als
widerspiegelnde Auswirkung muß der Durchmesser
des Einsetzloches, das in den Schaft eindringt, nur für das Zulassen
des Einsetzens von mindestens dem rotierenden Arbeitswerkzeug ausreichend
sein, weil es nicht erforderlich ist, den Außendurchmesser des Kopfes des
Kupplungsbolzens zu betrachten, und es ist ebenfalls vom Gesichtspunkt
der Beibehaltung der Festigkeit des Schaftes vorteilhaft. Außerdem noch,
wenn eine Positionierungsführung
mindestens in einem Abschnitt des Einsetzloches in einem minimalen
Durchmesser für das
Einsetzen des rotierenden Arbeitswerkzeuges vorhanden ist, ist der
Eingriffsarbeitsgang des rotierenden Arbeitswerkzeuges im Eingriffsabschnitt
des Kupplungsbolzens leicht und sicher.
-
Außerdem,
wenn die Kupplung des Basisendabschnittes der Eingangswelle des
Vorrichtungshauptkörpers
und des vorderen Endabschnittes des Schaftes eine Zweiebeneneinschränkungskonstruktion
ist, die aus einer kegelförmigen
Ebene und einer kontinuierlichen Eingriffsebene besteht, können die Steifigkeit
und die Festigkeit des Kupplungsteils durch die synergistische Wirkung
mit der hohen Steifigkeit des Kupplungsbolzens weiter erhöht werden.
-
Außerdem,
indem eine Konstruktion zur Verhinderung eines Unterdruckes für eine Verbindung des
Inneren des Vorrichtungshauptkörpers
mit der Atmosphäre
bereitgestellt wird, fällt
der Vorrichtungshauptkörper
nicht in einen Unterdruckzustand, wenn die Spindel mit Vorrichtung
zur Erhöhung
der Drehzahl gedreht und mit hoher Drehzahl angetrieben wird, und
eine äußere Kühlmittelflüssigkeit
wird nicht angesaugt. In diesem Fall kann durch Installieren indirekter
Verbindungskonstruktionen der unterschiedlichen Bestandteile auf
dem Weg der Verbindungsdurchgänge
das Eindringen von Kühlmittelflüssigkeit sicher
verhindert werden.
-
Während die
Erfindung in mehreren Formen ohne Abweichung vom Wesen von deren
wesentlichen Eigenschaften verkörpert
werden kann, sind die vorliegenden Ausführungen daher veranschaulichend
und nicht einschränkend,
da der Bereich der Erfindung eher durch die als Anhang beigefügten Patentansprüche als
durch die ihnen vorangehende Beschreibung definiert wird, und alle
Veränderungen, die
in die Abmarkung der Patentansprüche
oder die Äquivalenz
derartiger Abmarkungen dieser fallen, sollen daher durch die Patentansprüche eingeschlossen
werden.