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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Drehvorrichtung und
insbesondere eine Drehpositioniervorrichtung, die eine Drehpositionierung
sowohl in Richtung des Uhrzeigersinns als auch in Richtung gegen
den Uhrzeigersinn zulässt.
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Eine
Vielfalt von Produkten ist mit entweder einer Drehpositioniervorrichtung
oder einem Drehmechanismus ausgerüstet, um verschiedene Konstruktionsanforderungen,
Modifikationen, sowie die Funktionsfähigkeit oder die Einfachheit
des Betriebes zu erfüllen.
Daher finden Drehpositioniervorrichtungen oder Drehmechanismen breite
Anwendung in nicht-elektronischen oder elektronischen Produkten wie
z. B. DVD-Player, Kameras, Spielzeug, Schrittvorrichtungen, Computer-Notebooks, LCD-Monitoren,
PDAs, digitalen Videokameras oder Mobiltelefonen, um auf vielfältige Anforderungen
ausgerichtete technische Lösungen
bereitzustellen.
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Für elektronische
Produkte wie z. B. Computer-Notebooks, LCD-Monitore, PDAs, digitale Videokameras
oder Mobiltelefone wird die Drehpositioniervorrichtung gewöhnlich verwendet,
um zu ermöglichen,
dass eine Anzeige horizontal in Bezug auf den Hauptkörper gedreht
werden kann.
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Die
WO 03/078854 A1 offenbart eine Drehpositionsvorrichtung mit einem
ersten Gehäuseteil und
einem zweiten Gehäuseteil.
Das erste Gehäuseteil
kann neben einer Aufklappbewegung auch eine zweite Dreh bewegung
um eine Längsachse
ausführen.
Darüber
hinaus wird das Gelenk zur Drehung des ersten Gehäuseteils
um diese Längsachse
beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 9 für die TW-Veröffentlichung
Nr. 495130 mit dem Titel "flat
display device and rotating apparatus thereof", ist eine Drehvorrichtung 130,
die zwischen einem Anzeigefeld 110 und einem Hauptkörper 120 eines
Computer-Notebooks verbunden ist, wodurch das Anzeigefeld 110 in Bezug
auf den Hauptkörper 120 gedreht
werden kann, offen gelegt.
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Unter
Bezugnahme auch auf 10 ist
die Drehvorrichtung 130 an dem Hauptkörper 120 (unter Bezugnahme
auf 9) über ein
feststehendes Element 131 befestigt und über ein
Drehelement 132 an dem Anzeigefeld 110 angebracht.
Das feststehende Element 131 umfasst einen Röhrenabschnitt 139 mit einer
darin definierten Durchgangsbohrung 133, und zwei Unterbringungsschlitze 134 sind
ferner in Längsrichtung
an zwei gegenüberliegenden
Enden an einer Innenwand der Durchgangsbohrung 133 definiert.
Das Drehelement 132 umfasst einen Zylinderabschnitt 135,
der in der Durchgangsbohrung 133 des feststehenden Elements 131 untergebracht
ist. Zwei Arretierschlitze 136 sind axial an zwei gegenüberliegenden
Enden einer Außenfläche des
Zylinderabschnitts 135 definiert. Federelemente 137 sind
jeweils mit den Unterbringungsschlitzen 134 in Eingriff gebracht,
wobei jedes der Federelemente 137 ein längliches Profil 138 aufweist.
Somit wird das Anzeigefeld 110 dadurch, dass die Profile 138 mit
den Arretierschlitzen 136 in Eingriff gebracht sind, nachdem das
Anzeigefeld 110 gedreht wurde, positioniert.
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Da
die Profile 138 und Arretierschlitze 136 jedoch
durch einen zackigen Eingriff positioniert werden, werden die Profile 138 für gewöhnlich auf
Grund der Fehlertoleranz bei der Fertigung der beiden nicht eng
mit den Arretierschlitzen 136 in Eingriff gebracht, was
darin resultiert, dass das Anzeigefeld in vertikalen und horizontalen
Richtungen ohne stabile Position wackelt. Zur gleichen Zeit müssen entsprechende Positionen
für die
Unterbringungsschlitze 134, Profile 138 und Arretierschlitze 136 präzise berechnet
werden, wenn die Profile 138 in die Arretierschlitze 136 eingesetzt
werden sollen. In dem Fall, dass irgendeine der drei oben stehenden
Positionen abweicht, würde
ein Profil 138 in dem entsprechenden Arretierschlitz 136 in
Eingriff gebracht sein, während
das andere Profil 138' außerhalb
des entsprechenden Arretierschlitzes 136' angeordnet sein würde, was
in einer ungenauen Positionierung resultiert, wie in 1 veranschaulicht.
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Bezug
nehmend auf 12 für die TW-Veröffentlichung
Nr. 551787 mit dem Titel "electronic product
incorporating rotating and positioning apparatus" ist ein weiterer Typ von Drehpositioniervorrichtung 200 offen
gelegt. Die Drehpositioniervorrichtung 200 umfasst ein
Drehelement 220 ein Positionierelement 230, zwei
Federelemente 240, ein feststehendes Element 250 und
eine Vielzahl von Scheiben. Ein Zylinderabschnitt 222 erstreckt
sich von einer Fläche
des Drehelements 220. Das Positionierelement 230 ist
abwärts
an einer Seite des Drehelements 220 befestigt. Eine Durchgangsbohrung
ist in einem mittleren Abschnitt des feststehenden Elements 250 definiert,
um den Zylinderabschnitt 222 des Drehelements 220 derart
unterzubringen, dass das Drehelement 220 sich um das feststehende
Element 250 herum drehen kann. Das feststehende Element 250 weist
zwei Schulterabschnitte 254 auf, die sich von zwei gegenüberliegenden
Enden davon auswärts
erstrecken, wobei jeder Schulterabschnitt 254 mit einer
Aussparung 256 definiert ist, die an ihrem hinteren Ende
einen Unterbringungsschlitz 258 zum Unterbringen des entsprechenden
Federelements 240 darin aufweist. Nachdem das Positionierelement 230 an
dem Drehelement 220 befestigt wurde, und der Zylinderabschnitt 222 des
Drehelements 220 mit der Durchgangsbohrung 252 des
feststehenden Elements 250 in Eingriff gebracht ist, kann
das Drehelement 220 sich um das feststehende Element 250 herum
drehen, um so das Drehelement 220 durch Arretieren der
Positionierelemente 230 in die an beiden Enden des feststehenden
Elements 250 befestigten Federelemente 240 stabil
zu positionieren.
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Das
Drehelement 220 der oben stehenden Positioniervorrichtung 200 kann
sich jedoch nur um höchstens
180 Grad um das feststehende Element 250 herum drehen,
und die Drehung bei 180 Grad kann nur in einer Richtung durchgeführt werden. Folglich
würde das
Drehelement 220 in dem Fall versagen, in dem es notwendig
ist, dass das Drehelement 220 sich über 180 Grad hinaus um das
feststehende Element 250 herum dreht, oder es erforderlich ist,
sich um das feststehende Element 250 sowohl in Richtung
Uhrzeigersinn als auch in Richtung gegen den Uhrzeigersinn herum
zu drehen, was seine Anwendung dramatisch einschränkt.
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Gemäß der oben
stehenden Drehpositioniervorrichtung ist der Schlitz auch als eine
positionsbegrenzende Vorrichtung ausgeführt, und ein Positioniermechanismus
wird dadurch ausgebildet, dass sich das Positionierelement mit dem
Federelement oder die Feder mit Kugellagern überlagert. Des Weiteren sind
das Drehelement und das feststehende Element normalerweise aus einer
Zinklegierung gefertigt, die leicht und schnell abgenutzt wird.
Somit werden die Komponenten der oben stehenden Drehpositioniervorrichtung
im Wesentlichen schnell abgenutzt, wenn sie mit großer Häufigkeit
einer Reibung ausgesetzt werden, was zu einem schlechten Positioniermechanismus
führt.
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Wie
oben stehend erläutert
sind die herkömmlichen
Drehpositioniervorrichtungen mit vielen Nachteilen verbunden wie
z. B. Drehung nur in einer Richtung, begrenztem Drehwinkel und schlechter Positionierwirkung.
Angesichts der oben stehenden Probleme ist es ein Ziel für die Hersteller,
eine Drehpositioniervorrichtung bereitzustellen, die sowohl in Richtung
Uhrzeigersinn als auch in Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht
werden kann, einen flexiblen Drehwinkel aufweist, und fest positioniert
ist.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Drehpositioniervorrichtung
bereitzustellen, die sich in Richtung Uhrzeigersinn und in Richtung
gegen den Uhrzeigersinn frei drehen kann.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Drehpositioniervorrichtung
bereitzustellen, die flexibel mit einem Drehwinkel entworfen ist.
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Es
ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Drehpositioniervorrichtung
bereitzustellen, die fest positioniert werden kann.
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In Übereinstimmung
mit den oben stehenden und weiteren Zielen schlägt die vorliegende Erfindung
eine Drehpositioniervorrichtung vor. Die Drehpositioniervorrichtung
umfasst ein feststehendes Element mit einem ersten Verschleißabschnitt
und einem Anschlagabschnitt; zumindest eine Positionierscheibe,
die an einem oberen Ende des ersten Verschleißabschnitts angeordnet ist,
wobei die Positionierscheibe mit einem Positionierabschnitt ausgebildet
ist, der gegen den Anschlagab schnitt stößt, und zumindest ein vorspringender
Abschnitt sich davon radial auswärts
erstreckt; und ein Drehelement mit einem zweiten Verschleißabschnitt,
der mit der Positionierscheibe in Eingriff gebracht ist, und einem
Schubabschnitt zum Schieben des vorspringenden Abschnitts, so dass
der Positionierabschnitt der Positionierscheibe angetrieben wird,
um eine Drehung der Positionierscheibe zu veranlassen, und der Positionierabschnitt
durch den Anschlagabschnitt gestoppt wird, um eine Positionierung
während
der Drehung zuzulassen. Der Anschlagabschnitt des feststehenden
Elements ist ein bogenförmiger
konvexer oder konkaver Aufbau.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von Positionierscheiben
zwischen dem feststehenden Element und dem Drehelement zugefügt sein,
um den Bereich von Drehwinkeln für
das Drehelement zu vergrößern. In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind das feststehende Element und der
erste Verschleißabschnitt
einstückig
ausgebildet, und sind das Drehelement und der zweite Verschleißabschnitt
einstückig
ausgebildet. In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform können das
feststehende Element und der erste Verschleißabschnitt, das Drehelement
und der zweite Verschleißabschnitt
einzeln ausgebildet und miteinander in Eingriff gebracht sein.
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In
der vorliegenden Erfindung kann die Positionierscheibe als das frei
drehbare Element wie z. B. ein Federteller dienen, um den Bereich
von Drehwinkeln für
das Drehelement zu steuern, um so die Drehpositioniervorrichtung
bereitzustellen, die sich sowohl in Richtung Uhrzeigersinn als auch
in Richtung gegen den Uhrzeigersinn drehen kann. Die Probleme und
Einschränkungen
im Zusammenhang mit der herkömm lichen
Drehpositioniervorrichtung, die in der Lage ist, sich nur in einer
Richtung zu drehen, sind gelöst.
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Zusätzlich kann
mit den entsprechenden Positionen des Anschlagabschnitts des feststehenden Elements,
des Positionierabschnitts und des vorspringenden Abschnitts der
Positionierscheibe eine relative Drehbahn zwischen dem feststehenden
Element und der Positionierscheibe mit einer relativen Drehbahn
zwischen dem Drehelement und der Positionierscheibe summiert werden,
um nicht nur den Drehwinkelbereich der Drehpositioniervorrichtung flexibel
zu entwerfen, sondern auch zuzulassen, dass die sich frei drehende
Positionierscheibe sicher an einer gewünschten Position angeordnet
ist, so dass Probleme wie z. B. die Winkelbegrenzung, der Drehpositionierungsverschleiß und die
schlechte Positionierung in Verbindung mit der herkömmlichen Drehpositioniervorrichtung
gelöst
sind. Die vorliegende Erfindung überwindet
viele Nachteile der herkömmlichen
Drehpositioniervorrichtung und sorgt für eine breitere Anwendung der
Drehpositioniervorrichtung.
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Die
hierin umfassten Zeichnungen sorgen für ein weiteres Verständnis der
Erfindung. Eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen lautet wie folgt:
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1 ist
eine Explosionsansicht einer Drehpositioniervorrichtung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 und 3 sind
schematische Darstellungen, die einen Zusammenbauvorgang der Drehpositioniervorrichtung
gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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4 ist
eine dreidimensionale Darstellung eines Zusammenbaus der Drehpositioniervorrichtung
gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Explosionsansicht der Drehpositioniervorrichtung gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Explosionsansicht der Drehpositioniervorrichtung gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Explosionsansicht der Drehpositioniervorrichtung gemäß einer
vierten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Explosionsansicht der Drehpositioniervorrichtung gemäß einer
fünften
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9–11 sind
schematische Darstellungen einer in der TW-Veröffentlichung
Nr. 495130 offen gelegten herkömmlichen
Drehpositioniervorrichtung; und
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12 ist
eine schematische Darstellung einer in der TW-Veröffentlichung
Nr. 551787 offen gelegten herkömmlichen
Drehpositioniervorrichtung.
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Für den Fachmann
ist offensichtlich, dass die oben stehende Beschreibung lediglich
illustrativ für spezielle
Ausführungen
und Beispiele der Er findung ist. Die Erfindung soll daher verschiedene
Abwandlungen und Variationen, die an dem/den hierin beschriebenen
Aufbau und Betrieben der Erfindung vorgenommen werden, abdecken,
vorausgesetzt, sie fallen in den Schutzbereich der Erfindung, wie
er in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.
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Im
Speziellen sind die Bezugsziffern, die gleichen Elementen in verschiedenen
Ausführungsformen
gegeben sind, in der zum Zweck der Vereinfachung veranschaulichten
Positioniervorrichtung gleich gehalten.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist eine Drehpositioniervorrichtung 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Drehpositioniervorrichtung 10 umfasst:
ein hohles feststehendes Element 20; eine an dem feststehenden
Element 20 angeordnete erste Scheibe 30; eine
an der ersten Scheibe 30 angeordnete zweite Scheibe 40;
eine an der zweiten Scheibe 40 angeordnete dritte Scheibe 50;
und ein Drehelement 60, das an dem feststehenden Element 20 befestigt
ist und frei gedreht wird, um sich durch den vorspringenden Abschnitt
der ersten Scheibe 30, zweiten Scheibe 40, und
dritten Scheibe 50 zu erstrecken.
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Es
sei zu verstehen, dass die Drehpositioniervorrichtung 10 in
vielen elektronischen oder nicht-elektronischen Produkten, die einen
Drehpositioniermechanismus 10 erfordern, breite Anwendung finden
kann. Die Drehpositioniervorrichtung 10 kann verwendet
werden in Computer-Notebooks, LCD-Monitoren,
PDAs, digitalen Videokameras oder Mobiltelefonen, ist aber nicht
darauf begrenzt. Das feststehende Element 20 weist zwei
Enden auf, wobei ein Ende mit einem feststehenden Abschnitt oder Teil
des Produkts in Eingriff gebracht ist, und das andere Ende mit dem
Drehelement 60 in Eingriff gebracht ist, während ein
Ende des Drehelements 60 weg von dem feststehenden Element 20 mit
einem Drehabschnitt oder -teil des Produkts (nicht gezeigt) in Eingriff
gebracht ist. Daher kann der Drehabschnitt des Produkts sich relativ
zu dem feststehenden Abschnitt oder Teil über den Eingriff des feststehenden Elements 20 und
des Drehelements 60 frei drehen.
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Das
feststehende Element 20 ist im Allgemeinen hohl und röhrenförmig und
weist eine an einem hohlen Abschnitt davon definierte Durchgangsbohrung 22 auf.
Ein oberes Ende des feststehenden Elements 20 erstreckt
sich über
eine vorbestimmte Distanz aufwärts
entlang eines Randes der Durchgangsbohrung 22, um einen
bogenförmigen
Anschlagabschnitt 24 zu bilden. Die Bogenlänge und -position
des Anschlagabschnitts 24 kann unterschiedlich gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
sein. In der vorliegenden Ausführungsform
ist ein Winkel zwischen zwei seitlichen Seiten des Anschlagabschnitts 24 und
einer Mitte der Durchgangsbohrung 22 als α veranschaulicht.
Der Winkel α ist vorzugsweise
kleiner als 180°.
Jedoch kann der Winkel α auch
gleich wie oder größer als
180° sein.
Es sollte angemerkt werden, dass der Anschlagabschnitt in der vorliegenden
Ausführungsform
vorzugsweise ein konvexer bogenförmiger
Aufbau ist. Jedoch kann/können
der Anschlagabschnitt 24 auch eine bogenförmige Nut
oder andere gleichwertige bahnbegrenzende Aufbauten sein, aber ohne
auf den Umfang der vorliegenden Ausführungsform beschränkt zu sein.
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Ein
Paar Schulterabschnitte 26 erstreckt sich von zwei gegenüberliegenden
Seiten einer umlaufenden Außenfläche des
feststehenden Elements 20 auswärts, und jeder der Schulterabschnitte 26 weist ein
oberes Ende auf, das über
eine geeignete Distanz höher
als das obere Ende des feststehenden Elements 20 ist. Ein
konkaver Ansatzabschnitt 28 ist an dem mittleren Abschnitt
eines jeden Schulterabschnitts ausgebildet, so dass ein unteres
Ende des konkaven Ansatzabschnitts 28 bündig mit dem oberen Ende des
feststehenden Elements 20 ist. Eine Vielzahl Verbindungsabschnitten 23 erstreckt
sich radial auswärts
von einem unteren Abschnitt des feststehenden Elements 20,
und jeder Verbindungsabschnitt 23 ist mit einem Arretierloch 25 zum
Sichern des feststehenden Elements 20 an dem feststehenden
Abschnitt des Produkts definiert.
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Die
erste Scheibe 30 ist an dem oberen Ende des feststehenden
Elements 20 angeordnet. Die Dicke der ersten Scheibe 30 ist
annähernd
gleich der Distanz, um die das obere Ende des Schulterabschnitts 26 höher als
das obere Ende des feststehenden Elements 20 ist. Ein Paar
erster Ansatzvorsprünge 32 erstreckt
sich jeweils von gegenüberliegenden Seiten
einer umlaufenden Außenfläche der
ersten Scheibe 30, um den konkaven Ansatzabschnitten 28 des
Schulterabschnitts 26 des feststehenden Elements 20 zu
entsprechen. Und die oberen und unteren Enden eines jeden der ersten
Ansatzvorsprünge 32 sind
jeweils bündig
mit den oberen und unteren Enden der ersten Scheibe 30.
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Die
zweite Scheibe 40 ist an dem oberen Ende der ersten Scheibe 30 angeordnet,
und dient als eine Positionierscheibe. Ein Positionierabschnitt 42 erstreckt
sich von einer geeigneten Position entlang einer umlaufenden Innenfläche der
zweiten Scheibe 40 abwärts.
Ein Winkel zwischen zwei seitlichen Seiten des Positionierabschnitts 42 und
der Mitte der zweiten Scheibe 40 ist als θ42 veranschaulicht. Der Positionierabschnitt 42 kann
gegen jeweils zwei seitliche Ränder
des Anschlagabschnitts 24 des feststehenden Elements 20 stoßen, um
eine Positionierung zu erreichen. Zwei vorspringende Abschnitte 44 sind
an geeigneten Positionen an einer umlaufenden Außenfläche der zweiten Scheibe 40 ausgebildet, und
mit einem Zwischenraum voneinander angeordnet. Und die oberen und
unteren Enden eines jeden der vorspringenden Abschnitte 44 sind
bündig
mit oberen und unteren Enden der zweiten Scheibe 40. Der
Bogenabstand zwischen den vorspringenden Abschnitten 44 und
ihren Positionen kann gemäß verschiedener
Ausführungsformen
unterschiedlich sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Winkel zwischen
den vorspringenden Abschnitten 44 und der Mitte der zweiten
Scheibe 40 als β veranschaulicht.
Der Winkel β ist
vorzugsweise kleiner als 180°.
Der Winkel β kann
jedoch auch gleich wie oder größer als
180° sein.
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Die
dritte Scheibe 50 ist an dem oberen Ende der zweiten Scheibe 30 angeordnet.
Ein Paar Arretieransätze 52 erstreckt
sich von gegenüber
liegenden Enden einer umlaufenden Innenfläche der dritten Scheibe 50 einwärts. Und
die oberen und unteren Enden eines jeden der Arretieransätze 52 sind
bündig
mit den oberen bzw. unteren Enden der dritten Scheibe 50.
Ein zweiter Ansatzvorsprung 54 erstreckt sich von einer
geeigneten Position an einer umlaufenden Außenfläche der dritten Scheibe 50 ab- und
auswärts
und dient als ein Schubabschnitt, der die vorspringenden Abschnitte 44 schiebt.
Ein Winkel zwischen zwei seitlichen Rändern des zweiten Ansatzvorsprungs 54 und
der Mitte der dritten Scheibe 50 ist als θ54 veranschaulicht. Das obere Ende des zweiten
Ansatzvorsprungs 54 ist bündig mit dem oberen Ende der
dritten Scheibe 50, das untere Ende des zweiten Ansatzvorsprungs 54 erstreckt
sich um eine geeignete Distanz über
das untere Ende der dritten Scheibe 50 hinaus, wobei die
geeignete Distanz vorzugsweise gleich der Dicke der zweiten Scheibe 40 ist.
Die zwei seitlichen Ränder
des zweiten Ansatzvorsprungs 54 können jeweils gegen seitliche Ränder der
vorspringenden Abschnitte 44 der zweiten Scheibe 40 stoßen. Somit
wird die zweite Scheibe 40 angetrieben, um sich durch den
zweiten Ansatzvorsprung 54 zu drehen, der die entsprechenden vorspringenden
Abschnitte 44 schiebt, um sie zu bewegen, wenn das Drehelement 60 gedreht
wird. Demzufolge kann die dritte Scheibe 50 ungeachtet dessen,
ob der zweite Ansatzvorsprung 54 der dritten Scheibe 50 in
Richtung Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn von einer Anfangsposition,
in der die zweiten Ansatzvorsprünge 54 mit
den zwei vorspringenden Abschnitten 44 übereinstimmen, gedreht wird,
unter einem Winkel von (β – θ54)/2 Grad vorgedreht sein, bevor die zweiten
Ansatzvorsprünge 54 gegen
irgendeinen der vorspringenden Abschnitte 44 stoßen, um
die Drehung des zweiten Ringes 40 anzutreiben. In einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wenn zwei oder mehr von den zweiten
Ansatzvorsprüngen 54 eingesetzt
werden, können
zwei zweite Ansatzvorsprünge 54 jeweils
an zwei gegenüberliegenden
Enden an der umlaufenden Außenfläche der
dritten Scheibe 50 angeordnet sein, um die Drehung der
zweiten Scheibe 40 stabil anzutreiben und ein Wackeln der
zweiten Scheibe 40 zu verhindern, um die gesamte Funktion zu
beeinflussen. Darüber
hinaus sollte, obwohl der zweite Ansatzvorsprung 54 so
veranschaulicht, dass er sich auswärts und abwärts von der umlaufenden Außenfläche der
dritten Scheibe 50 erstreckt, um als Schubabschnitt zu
dienen, der die vorspringenden Abschnitte 44 schiebt, aber
angemerkt werden, dass der zweite Ansatzvorsprung 54 andere
gleichwertige Aufbauten umfassen kann, z. B. ein Schubaufbau mit einer
geneigten Ausdehnung, oder ein Schubaufbau mit einem Hakenende,
solange der Schubaufbau die vorspringenden Abschnitte 44 zum
Bewegen schieben kann. Der zweite Ansatzvorsprung 54 ist
nicht nur auf die in der vorliegenden oder weiteren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erläuterten Konfigurationen
begrenzt.
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Das
Drehelement 60 umfasst einen Basisabschnitt 62 mit
einem oberen Ende, das an dem Drehabschnitt oder -teil des Produkts
angebracht ist. Der Basisabschnitt 62 weist ein unteres
Ende auf, das sich von einem annähernd
mittleren Abschnitt davon um eine vorbestimmte Distanz abwärts erstreckt,
um einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt 64 zu bilden.
Der Aufnahmeabschnitt 64 kann ein hohler Zylinder mit einem
Paar radialer Arretierschlitze 66 sein, die an gegenüberliegenden
Enden einer umlaufenden Außenfläche des
Einsatzabschnitts 64 definiert sind, um den Arretieransätzen 52 der
dritten Scheibe 50 zu entsprechen, so dass die Arretieransätze 52 mit
den Arretierschlitzen 66 in Eingriff gebracht werden können. Der
hohle Abschnitt des Aufnahmeabschnitts 64 ist ferner mit
einer Antriebsquelle (nicht gezeigt) wie z. B. einem Motor verbunden, um
die Drehung des Drehelements 60 anzutreiben, wobei die
Antriebsquelle nicht darauf beschränkt ist, benachbart des feststehenden
Elements 20 oder des Basisabschnitts 62 befestigt
zu sein. Da die Antriebsquelle, die die Drehung des Drehelements 60 antreibt,
und die beteiligte Arbeitstheorie dem Fachmann gut bekannt sind,
werden die Details davon weggelassen.
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Im
Verlauf des Zusammenbaus der Drehpositioniervorrichtung 10 wird
zuerst das untere Ende der ersten Scheibe 30 an dem oberen
Ende des feststehenden Elements 20 angebracht. Zur gleichen Zeit
werden die ersten Ansatzvorsprünge 32 der
ersten Scheibe 30 jeweils mit entsprechenden konkaven Ansatzabschnitten 28 des
Schulterabschnitts 26 des feststehenden Elements 20 in
Eingriff gebracht, und die umlaufende Innenfläche der ersten Scheibe 30 stößt an die
umlaufende Außenfläche des
Anschlagabschnitts 24 des feststehenden Elements 20,
um so die erste Scheibe 30 an dem feststehenden Element 20 zu
sichern.
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Als
Zweites wird das untere Ende der zweiten Scheibe 40 an
dem oberen Ende der ersten Scheibe 30 angebracht, so dass
die umlaufende Innenfläche
der zweiten Scheibe 40 an die umlaufende Außenfläche des
Anschlagabschnitts 24 des feststehenden Elements 20 stößt. Somit
kann die zweite Scheibe axial um das feststehende Element 20 herum
gedreht werden, bis der Positionierabschnitt 42 gegen irgendeinen
seitlichen Rand des Anschlagabschnitts 24 des feststehenden
Abschnitts 20, wo der Positionierabschnitt gestoppt und
positioniert ist, stößt. 2 veranschaulicht,
wie die zweite Scheibe 40 an der ersten Scheibe 30 zusammengebaut
wird. Demzufolge kann die Drehung ungeachtet dessen, ob der Positionierabschnitt 42 in
Richtung Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn von einer an
den beiden seitlichen Seiten des Anschlagabschnitts 24 symmetrischen
Anfangsposition gedreht wird, maximal unter einem Winkel von (360 – (α + θ42))/2 = (180 – (α + θ42)/2)
Grad in beiden Richtungen zur gleichen Zeit durchgeführt werden.
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Als
Drittes wird das untere Ende der dritten Scheibe 50 an
dem oberen Ende der zweiten Scheibe 40 angebracht, so dass
die umlaufende Innenfläche
der dritten Scheibe 50 an der umlaufenden Aussenfläche des
Anschlagabschnitts 24 stößt. In der Zwischenzeit ist
der zweite Ansatzvorsprung 54 innerhalb des Winkels β zwischen
den beiden vorspringenden Abschnitten 44 der zweiten Scheibe 40 angeordnet.
Somit kann die dritte Scheibe 50 axial um das feststehende
Element 20 herum gedreht werden, wobei der zweite Ansatzvorsprung 54 gegen
entsprechende vorspringende Abschnitte 44 stößt und diese schiebt,
um sie zu bewegen, bis der Positionierabschnitt 42 der
zweiten Scheibe 40 gegen irgendeinen seitlichen Rand des
Anschlagabschnitts 24 des feststehenden Abschnitts 20,
wo der Positionierabschnitt 42 gestoppt und positioniert
ist, stößt. 3 veranschaulicht,
wie die dritte Scheibe 50 an der zwei ten Scheibe 40 zusammengebaut
wird. Wie oben erwähnt,
ist die dritte Scheibe 50 im Uhrzeigersinn oder gegen den
Uhrzeigersinn um einen Winkel von (β – θ54)/2
Grad vorgedreht, bevor der zweite Ansatzvorsprung 54 der
dritten Scheibe 50 gegen entsprechende vorspringende Abschnitte 44 der
zweiten Scheibe 40 stößt. Daher
kann die dritte Scheibe 50 im Uhrzeigersinn oder gegen
den Uhrzeigersinn um einen Winkel von (β – θ54)/2
+ (180 – (α + θ42)/2) Grad gedreht werden. In dem Fall,
dass β =
(90 + θ54) Grad und α = (90 – θ42)
Grad, kann die dritte Scheibe 50 180 Grad sowohl in Richtung
Uhrzeigersinn, als auch in Richtung gegen den Uhrzeigersinn, oder
360 Grad entweder in Richtung Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn
gedreht werden.
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Zuletzt
durchdringt der Aufnahmeabschnitt 64 des Drehelements 60 die
dritte Scheibe 50, die zweite Scheibe 40 und die
erste Scheibe 30, um in der Durchgangsbohrung 22 des
feststehenden Elements 20 in Eingriff gebracht zu werden.
Zur gleichen Zeit werden die Arretieransätze 52 der dritten
Scheibe 50 jeweils mit entsprechenden Arretierschlitzen 66 des
Aufnahmeabschnitts 64 in Eingriff gebracht, so dass die
Drehung des Drehelements 60 die dritte Scheibe 50 antreiben
kann, um sie zu drehen. Da der Drehwinkel des Drehelements 60 der
gleiche ist wie jener der dritten Scheibe 50, kann das
Drehelement 60 180 Grad sowohl in Richtung Uhrzeigersinn
als auch in Richtung gegen den Uhrzeigersinn oder 360 Grad entweder
in Richtung Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden. 4 veranschaulicht
die zusammengebaute Ansicht der Drehpositioniervorrichtung 10.
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Es
ist einzusehen, dass innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung
der Fachmann den oben stehenden Zusammenbauvorgang ändern oder abwandeln
kann; zum Beispiel kann die Abfolge des Zusam menbaus geändert werden,
oder die Länge des
Anschlagabschnitts 24 des feststehenden Elements 20,
die Positionen des Positionierabschnitts 42 und der vorspringenden
Abschnitte 44 der zweiten Scheibe 40, die Anzahlen
der zweiten Ansatzvorsprünge 54 und
die Größen der
Winkel α und β kann/können geändert werden.
In einem weiteren Zusammenbauvorgang kann eine zusätzliche
Scheibe (nicht gezeigt) an dem unteren Ende des feststehenden Elements 20 angebracht
werden, gefolgt von einem axialen Arretieren des Drehelements 60 an dem
feststehenden Element 20 mittels eines herkömmlichen
Befestigungsverfahrens, das Schraubenmittel umfasst. Da Schraubenmittel
eine herkömmliche
Technik sind, die dem Fachmann gut bekannt sind, werden die Details
davon hierin weggelassen.
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Da
die Abfolge des Zusammenbaus oder die Länge des Anschlagabschnitts 24 des
feststehenden Elements 20, die Positionen des Positionierabschnitts 42 und
der vorspringenden Abschnitte 44 der zweiten Scheibe 40,
die Anzahlen der zweiten Ansatzvorsprünge 54 und die Größen der
Winkel α und β gemäß den Anforderungen
an den Aufbau geändert
sein können,
kann ein Bereich von Drehwinkeln für das Drehelement 60 erzielt
werden, um den Drehbereich des Drehelements 60 zu steuern.
Demzufolge kann die Drehpositioniervorrichtung der vorliegenden
Erfindung flexibel mit einem gewünschten
Drehwinkel entworfen sein und in einer Vielfalt von Anwendungen
breiter genutzt werden.
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Zusammenfassend
wird mit der oben stehend beschriebenen Drehpositioniervorrichtung 10 offensichtlich,
dass die erste Scheibe 30 als ein erstes Verschleißelement
dient, um eine Abnutzung des feststehenden Elements 20 zu
verhindern, und der Anschlagabschnitt 24 des feststehenden
Elements 20 als ein begrenzender Aufbau dient, der die
Drehbahn der zweiten Scheibe 40 begrenzt. Die dritte Scheibe 50 dient
als ein zweites Verschleißelement, um
eine Abnutzung des Drehelements 60 zu verhindern, und der
zweite Ansatzvorsprung 54 dient als ein Schubelement, das
die vorspringenden Abschnitte 44 schiebt, so dass die vorspringenden
Abschnitte 44 von dem zweiten Ansatzvorsprung 54 geschoben werden,
um die Drehung der zweiten Scheibe 40 anzutreiben. Die
erste Scheibe 30 bzw. die dritte Scheibe 50 dienen
als Pufferringe. Die erste Scheibe 30 und die dritte Scheibe 50 können aus
Hartmetall oder Metalllegierung oder einem anderen geeigneten Material
gefertigt sein, um zu verhindern, dass das feststehende Element 20 und
das Drehelement 60 einander während der Drehpositionierung
abnutzen. Da verhindert werden kann, dass das feststehende Element 20 und
das Drehelement 60 sich abnutzen, können neben einer Verbesserung
der Drehpositionierwirkung auch Kosten und Zeit zum Austauschen
jener abgenutzten feststehenden Elemente 20 und Drehelemente 60 gespart
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 5 ist eine Drehpositioniervorrichtung 10a der
vorliegenden Ausführungsform ähnlich der
Drehpositioniervorrichtung 10 der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Die Drehpositioniervorrichtung 10a umfasst: ein hohles
feststehendes Element 20a; eine erste Scheibe 30a,
die an dem feststehenden Element 20a angeordnet ist; eine
zweite Scheibe 40, die an der ersten Scheibe 30a angeordnet
ist; eine dritte Scheibe 50, die an der zweiten Scheibe 40 angeordnet
ist; und ein Drehelement 60, das die erste Scheibe 30a,
die zweite Scheibe 40 und die dritte Scheibe 50 durchdringt,
um durch eine Drehung mit dem feststehenden Element 20a in Eingriff
gebracht zu werden.
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Die
vorliegende Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform
dadurch, dass das obere Ende des feststehenden Elements 20a nicht
mit einem bogenförmigen
Anschlagab schnitt 24, wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform
offen gelegt, gebildet ist. Stattdessen erstreckt sich ein bogenförmiger Anschlagabschnitt 24a auswärts und
aufwärts
von einer geeigneten Position entlang der umlaufenden Innenfläche der
ersten Scheibe 30. Der Positionierabschnitt 42 der
zweiten Scheibe 40 stößt gegen
seitliche Ränder
des Anschlagabschnitts 24a der ersten Scheibe 30a,
um die zweite Scheibe 40 zu positionieren.
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Der
Zusammenbauvorgang und die Drehbewegung der Drehpositioniervorrichtung 10a sind
annähernd
die gleichen wie jene der ersten bevorzugten Ausführungsform,
so dass sie nachfolgend nicht weiter erläutert werden.
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Unter
Bezugnahme auf 6 ist eine Drehpositioniervorrichtung 10b der
vorliegenden Ausführungsform ähnlich der
Drehpositioniervorrichtung 10 der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Die Drehpositioniervorrichtung 10b umfasst: ein hohles
feststehendes Element 20; eine erste Scheibe 30,
die an dem feststehenden Element 20a angeordnet ist; eine zweite
Scheibe 40, die an der ersten Scheibe 30 angeordnet
ist; eine dritte Scheibe 50b, die an der zweiten Scheibe 40 angeordnet
ist; und ein Drehelement 60b, das die erste Scheibe 30,
die zweite Scheibe 40 und die dritte Scheibe 50b durchdringt,
um durch eine Drehung mit dem feststehenden Element 20 in Eingriff
gebracht zu werden.
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Die
vorliegende Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform
dadurch, dass die dritte Scheibe 50b nicht mit dem zweiten
Ansatzvorsprung 54 der dritten Scheibe 50 wie
in der ersten bevorzugten Ausführungsform
offen gelegt, gebildet ist. Stattdessen erstreckt sich ein Stab 54b abwärts von
einer geeigneten Position des Basisabschnitts 62 des Drehelements 60b.
Der Stab 54 stößt gegen die
vorspringenden Abschnitte 44 der zweiten Scheibe 40,
und schiebt sie, damit sie sich dreht, wenn das Drehelement 60b gedreht
wird. Obwohl der Stab 54b als ein Schubabschnitt, der sich
von dem Drehelement 60b abwärts erstreckt, dient, kann
der Stab 54b auch ein anderer gleichwertiger vorspringender
Aufbau sein, der gegen die seitlichen Ränder der vorspringenden Abschnitte 44 stößt, und
ist nicht als solcher begrenzt. Unterdessen kann der Stab 54b auch
als der vorspringende Aufbau dienen, der sich von der dritten Scheibe
abwärts
erstreckt, um die vorspringenden Abschnitte 44 zu schieben.
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Der
Zusammenbauvorgang und die Drehbewegung der Drehpositioniervorrichtung 10b sind
annähernd
die gleichen wie jene der ersten bevorzugten Ausführungsform,
so dass sie nachfolgend nicht weiter erläutert werden.
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Unter
Bezugnahme auf 7 ist eine Drehpositioniervorrichtung 10c der
vorliegenden Ausführungsform ähnlich der
Drehpositioniervorrichtung 10 der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Die vorliegende Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform
dadurch, dass eine zusätzliche
Positionierscheibe verwendet wird.
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Wie
in 7 veranschaulicht, ist eine vierte Scheibe 40c zwischen
der zweiten Scheibe 40 und der dritten Scheibe 50 angeordnet.
Die vierte Scheibe 40c, die als eine Positionierscheibe
dient, ist im Aufbau identisch mit der zweiten Scheibe 40 und
unterscheidet sich von der zweiten Scheibe 40 im Hinblick
auf die Zusammenbauposition. In der vorliegenden Ausführungsform
ist die vierte Scheibe 40c an dem oberen Ende der zweiten
Scheibe 40 angeordnet. Zwei vorspringende Abschnitte 44c sind
an einer geeigneten Position an einer umlaufenden Außenfläche der
vierten Scheibe 40c ausgebildet und mit einem Zwischenraum
voneinander angeordnet. Ein Positionierabschnitt 42 erstreckt
sich abwärts
von einer geeigneten Position an einer umlaufenden Innenfläche der
vierten Scheibe 40c. Das obere Ende und das untere Ende
eines jeden der vorspringenden Abschnitte 44c ist bündig mit
dem oberen Ende bzw. dem unteren Ende der vierten Scheibe 40c.
Das obere Ende des Positionierabschnitts 42c ist bündig mit dem
oberen Ende der vierten Scheibe 40c und das untere Ende
des Positionierabschnitts 42c erstreckt sich um eine geeignete
Distanz über
das untere Ende der vierten Scheibe 40c hinaus, wobei die
geeignete Distanz gleich sein kann wie die Dicke der zweiten Scheibe 40.
Der Positionierabschnitt 42c der vierten Scheibe 40c ist
zwischen den beiden vorspringenden Abschnitten 44 der zweiten
Scheibe 40 angeordnet. Somit ist der Positionierabschnitt 42c um
einen vorbestimmten Winkel vorgedreht, damit er gegen irgendeinen
der vorspringenden Abschnitte 44 der zweiten Scheibe 40 stößt, um eine
Drehung der zweiten Scheibe 40 anzutreiben, wenn die vierte
Scheibe gedreht wird. Der zweite Ansatzvorsprung 54 der
dritten Scheibe 50 ist zwischen den beiden vorspringenden
Abschnitten 44c der vierten Scheibe 40c angeordnet.
Daher ist der zweite Ansatzvorsprung 54 um einen vorbestimmten
Winkel vorgedreht, damit er gegen irgendeinen der vorspringenden
Abschnitte 44c der vierten Scheibe 40c stößt, um eine
Drehung der vierten Scheibe 40c anzutreiben, wenn die dritte Scheibe 50 gedreht
wird.
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Aus
dem oben Stehenden wird offensichtlich, dass der Bereich des Drehwinkels
für die
Drehpositioniervorrichtung 10c durch die zusätzliche
vierte Scheibe 40c erweitert ist. In einer weiteren Ausführungsform
können
verschiedene Anzahlen der vierten Scheibe 40c verwendet
werden, um eine Drehung der Drehpositioniervorrichtung unter einem
beliebigen vorbestimmten Winkel zuzulassen.
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Der
Zusammenbauvorgang und die Drehbewegung der Drehpositioniervorrichtung 10c sind
annähernd
die gleichen wie jene der ersten bevorzugten Ausführungsform,
so dass sie nachfolgend nicht weiter erläutert werden.
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Es
sollte einzusehen sein, dass die vierte Scheibe 40c der
Drehpositioniervorrichtung 10c auch in der Drehpositioniervorrichtung
gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
oder der dritten bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann.
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Unter
Bezugnahme auf 8 ist eine Drehpositioniervorrichtung 10d der
vorliegenden Ausführungsform ähnlich der
Drehpositioniervorrichtung 10 der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Die vorliegende Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform
dadurch, dass ein feststehendes Element 20d mit einem einstückig ausgebildeten
ersten Verschleißelement 201 die
erste Scheibe 30 der ersten bevorzugten Ausführungsform
ersetzt. Die zweite Scheibe 40, die als ein Positionierelement
dient, ist an dem ersten Verschleißelement 201 angeordnet.
Und das Drehelement 60d weist ebenfalls ein einstückig ausgebildetes
zweites Verschleißelement 601 auf,
das die dritte Scheibe 50 der ersten bevorzugten Ausführungsform
ersetzt.
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Um
die Verschleißbeständigkeit
des ersten Verschleißelements 201 und
des zweiten Verschleißelements 601 zu
verbessern, kann ein Pulvermetallurgieverfahren zur Fertigung des
feststehenden Elements 20d und des Drehelements 60d eingesetzt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform
können
entweder das feststehende Element 20d und das erste Verschleißelement 201 oder
das Drehelement 60d und das zweite Verschleißelement 601 einstückig mit
Metalllegierungspulver gebildet sein, gefolgt von Sintern und Härten durch
ein Ultraschall-Thermoverfahren,
um so die Verschleißbeständigkeit
und Dauerhaftigkeit des ersten Verschleißelements 201 und
des zweiten Verschleißelements 601 zu
verbessern. Es ist einzusehen, dass andere Verfahren zum Ausbilden
des feststehenden Elements 20d und des ersten Verschleißelements 201,
und des Drehelements 60d und des zweiten Verschleißelements 601, die
dem Fachmann bekannt sind, in der vorliegenden Ausführungsform
ebenfalls verwendet werden können.
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Es
sollte für
den Fachmann einzusehen sein, dass die oben stehende Beschreibung
nur illustrativ für
spezielle Ausführungsformen
und Beispiele der Erfindung ist. Zum Beispiel kann der bogenförmige Anschlagabschnitt 24a der
ersten Scheibe 30a der zweiten bevorzugten Ausführungsform
auch an dem ersten Verschleißelement 201 der
fünften
bevorzugten Ausführungsform
ausgebildet sein; der Stab 54b des Basisabschnitts 62 des
feststehenden Elements 60b der dritten bevorzugten Ausführungsform
kann auch an dem ersten Verschleißabschnitt 201 der
fünften
bevorzugten Ausführungsform
ausgebildet sein; die zusätzliche
vierte Scheibe 40c der vierten bevorzugten Ausführungsform
kann auch in der ersten bis zur dritten und in der fünften bevorzugten
Ausführungsform
verwendet werden. Und das Drehelement gemäß der zweiten und vierten bevorzugten
Ausführungsform
kann auch mit dem Stab 54b ausgebildet sein, der sich von
einer Seite des Basisabschnitts 62 in der fünften bevorzugten
Ausführungsform
abwärts erstreckt.
Die Erfindung soll daher verschiedene Abwandlungen und Variationen,
die an dem hierin beschriebenen Aufbau und den Betrieben der Erfindung vorgenommen
werden können,
abdecken, vorausgesetzt, sie fallen in den Schutzumfang der Erfindung, wie
er in den folgenden beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.