DE2111229A1

DE2111229A1 - Spindelstock fuer wahlweisen Betrieb mit feststehender oder umlaufender Spindelstockspitze

Info

Publication number: DE2111229A1
Application number: DE19712111229
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Kobayashi
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1970-03-10
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1971-09-23
Also published as: FR2081822A1; US3681879A; GB1302333A; JPS4834066Y1; FR2081822B1

Description

PATENTANWÄLTE

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O MÖNCHEN 2,

Case 71-506

TOYODA KOKI KABUSHIKI KAISHA, Aichi-ken, Japan

Spindelstock für wahlweisen Betrieb mit feststehender oder umlaufender Spindel— stockspitze

Die Erfindung betrifft einen Spindelstock für wahlweisen Betrieb mit feststehender oder umlaufender Spitze einer Spindel einer Werkzeugmaschine, zum Beispiel einer Schleifmaschine.

Beim Schleifen mit einer Schleifmaschine ist es üblich, den Betrieb mit feststehender Spindelstockspitze zum Bearbeiten eines Werkstückes, das durch Körnerspitzen gehalten wird, zu verwenden und den Betrieb mit umlaufender Spindel stockspitze zum Bearbeiten eines Werkstückes mit einer großen zentralen Öffnung oder eines Werkstücks, das durch ein Spannfutter gehalten v/ird, zu verwenden. Aus diesem Grund ist bei einer Schleifmaschine, zum Beispiel bei einer Universalschleifmaschine, die die Innen-

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und Außenoberflächen eines zylindrischen Werkstückes bearbeiten kann, der Spindelstock der Schleifmaschine so konstruiert, daß der Antrieb des Werkstückes zwischen Antrieb mit umlaufender Spitze und Antrieb mit feststehender Spitze umgeschaltet werden kann.

Es wurde allgemein eine Umschaltklaue verwendet, um den Antrieb zwischen Antrieb mit umlaufender Spindelsteckspitze und Antrieb mit feststehender Spitze umzuschalten. Da jedoch beim Antrieb mit feststehender Spitze das Werkstück durch die Spitze des Spindel stocks gehalten wird, um den Schleif- oder Schneidewiderstand durch die Spitze aufzunehmen, kann keine hohe Genauigkeit der Bearbeitung sichergestellt werden, wenn nicht die Festigkeit der Spindel erhöht wird. Aus diesem Grund war es üblich, die Spindel während des Betriebs mit feststehender bpitze mit Hilfe eines Steckstiftes fest mit einem Lager zu verbinden. So wird die Klaue betätigt, um für den Betrieb mit feststehender Spitze die Spindel von einer zugehörigen Riemenscheibe zu trennen, um die Spindel mit dem Spindelstock zu kuppeln, und der Steckstift wird durch die Spindel und den Spindelstock eingesetzt und die Spindel während des Antriebsmit feststehender. Spitze am Drehen gehindert, während während des Betriebs mit umlaufender Spitze die Klaue so betätigt wird, daß sie die Spindel und die Riemenscheibe zusammenkoppelt und die Spindel vom Spindelstock trennt, und der oben erwähnte Steckstift entfernt wird.

Auch wenn bei dieser Anordnung, wo die Spindel durch den Steckstift an dem Lager befestigt ist, die Klaue betätigt wird, um die Spindel und die Riemenscheibe zusammenzukoppeln, ist es unmöglich, wenn die Bedienungsperson versäumt, durch Entfernen des Steckstiftes die Spindel von dem Lager frei zu machen, die Riemenscheibe und die Spindel durch Einschalten des Antriebsmotors anzutreiben, was zur Folge hat, daß dieserdurchbrennt oder daß die Verbindungswelle bricht.

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Es ist daher Ziel der Erfindung, einen Spindelstock für wahlweise Verwendung im Betrieb mit feststehender und umlaufender Spitze für eine Spindel einer Werkzeugmaschine, wie zum Beispiel einer Schleifmaschine zu schaffen, bei der eine größere Vorspannung an die Lagereinrichtung, die die Spindel in einer Hülse lagert, während des Betriebs mit feststehender Spitze angelegt werden kann, als während des Betriebs mit umlaufender Spitze, wodurch die Festigkeit der Lagereinrichtung erhöht wird, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern. Diese Vorspannung soll auf einen geeigneten festgelegten Wert automatisch abnehmen, um ein Heißlaufen der Spindel zu verhindern, wenn der Antrieb vom Antrieb mit feststehender Spitze auf Antrieb mit umlaufender Spitz'e umgeschaltet wird. Wenn der Antrieb vom Betrieb mit feststehender Spitze auf den Betrieb mit umlaufender Spitze umgeschaltet wird, soll die Spindel automatisch freigegeben werden, indem die an die Spindel angelegte Antriebskraft verwendet wird, so daß ein Erhitzen der Spindel ebenso wie ein Durchbrennen des Antriebsmotors verhindert wird.

Erfindungsgemäß kann dies durch einen Spindelstock für wahl— weisen Betrieb mit feststehender und umlaufender Spitze für eine Spindel einer Werkzeugmaschine erreicht werden, der gekennzeichnet ist durch einen SpindelStockuntersatz, durch eine Hülse, die an diesem Spindel Stockuntersatz befestigt ist, durch eine Spindel, die durch eine Lagereinrichtung drehbar von diese Hülse gelagert wird, durch eine Antriebsriemenscheibe, die drehbar auf der Hülse angebracht ist, durch eine Klinke, die an der Spindel angebracht ist, um mit der Riemenscheibe in Eingriff zu kommen, wobei die Klinke, wenn sie mit der Riemenscheibe in Eingriff ist, das Antriebsdrehmoment von der Riemenscheibe auf die Spindel überträgt, durch einen Vorspannungsmechanismus, der sich zwischen der Spindel und der Hülse befindet und eine Feder zum Anbringen einer Vorspannung auf die Lagereinrichtung umfaßt, und durch einen Spannmechanismus, der

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ein Gewindeteil, das an der Hülse befestigt ist, ein äußeres Spannteil, das auf das Gewindeteil paßt und in axialer Richtung bewegt wird, wenn es durch einen Bedienungshandgriff gedreht wird, und ein inneres Spannteil einschließt, das an der Spindel befestigt ist und so vorgesehen ist, daß das äußere Spannteil mit ihm in Eingriff kommt, wenn das äußere Spann-, teil axial in einer Richtung bewegt wird, um einen axialen Druck auf die Spindel auszuüben, wodurch die Vorspannung auf die Lagereinrichtung erhöht wird, wobei das äußere und innere Spannteil so angeordnet sind, daß sie durch die Drehung der Spindel auß^ver Eingriff voneinander kommen.

Im folgenden wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig.l zeigt einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Spindelstocks, wenn er für den Antrieb mit feststehender Spitze verwendet wird.

Fig. 2 zeigt ,einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Spindel stocks im Längsschnitt, wenn er für den Antrieb mit umlaufender Spitze verwendet wird.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Querschnitte längs der Linien III-III, IV-IV bzw. V-V in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen SpindelStockuntersatz, der allgemein mit 1 bezeichnet ist, eine Hülse 2, die im Inneren des Spindel Stockuntersatzes befestigt ist, und eine Riemenscheibe 3, die drehbar am äußeren Ende der Hülse 2 mit Hilfe von Lagern 4 angebracht ist und über Riemen 5 durch einen nicht gezeigten Elektromotor angetrieben wird. Ein kreisringförmiges Kraftübertragungsteil 6 ist am äußeren Ende der Riemenscheibe 3 befestigt, wobei das Teil 6 an seinem äußeren Ende mit einer

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Aussparung 6a für die Kraftübertragung ausgebildet ist. Die Werkzeugmaschine umfaßt weiter eine Spindel 7, die in einer später zu beschreibenden Weise drehbar in der Hülse 2 gelagert ist, eine Körnerspitze 8, die in eine Öffnung in der Spindel 7 eingepaßt ist, und eine Umschaltklinke oder Klaue 9, die drehbar an einem Zapfen 10 in einer Ausnehmung 7a angebracht ist, die am äußeren Ende der Spindel ausgebildet ist· Während des Antriebs mit feststehender Spindel spitze wird die Klinke 9 in die Ausnehmung 7a hinein weg von der Kraftübertragungsaussparung 6a bewegt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, während beim Antrieb mit umlaufender Spindelspitze die Klinke 9 um 180 aus der Lage für den Antrieb mit feststehender Spitze in die Kraftübertragungsaussparung 6a gedreht wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, um das Antriebsdrehmoment von der Riemenscheibe 3 auf die Spindel 7 zu übertragen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist weiter '"Hhrend des Antriebs mit feststehender Spitze eine Stirnplatte 11, die mit einem Mitnehmer■(nicht gezeigt) zum Antreiben des Werkstückes versehen ist, fest am Kraftübertragungsteil 6 befestigt und ein Dichtungsteil 12 ist an der äußeren Oberfläche der Spindel 7 angebracht, während beim Antrieb mit umlaufender Spitze (wo das Werkstück durch ein Spannfutter 13 gehalten wird) die Stirnplatte 11 und das Dichtungsteil 12 an der äußeren Oberfläche der Spindel 7 durch das Spannfutter 13 ersetzt werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das äußere und das innere Ende der Spindel 7 durch Paare von schrägen Rollenlagern 14a, 14b bzw. 15a, 15b drehbar in der Hülse 2 gelagert, wobei diese Lager durch eine Kompressionsfeder 16 vorgespannt werden, die zwischen Ringe 17a und 17b eingesetzt ist. Der innere Ring 17b stößt gegen eine Mutter 18, die fest auf die Spindel 7 aufgeschraubt ist. Stützringe 19a und 19b sind zwischen die äußeren Laufringe der Lager 14a, 14b bzw. 15a, 15b eingesetzt, während die inneren Laufringe der Lager 15aund 15b gegen einen Axialwiderlagerring 20 bzw. einen Ring 17a stoßen. Ein zylindrisches

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Abstandstück 21 ist zwischen de_n Widerlagerring 20 und das äußere Lagerpaar 14a und 14b eingesetzt, deren äußere Laufringe durch Spannteile 22a und 22b in ihrer Lage gehalten werden.

Auf diese Weise drückt die Vorspannungsfeder 16 den Ring 17a, das innere Lager 15b, den Stützring 19b, das innere Lager 15a, den Widerlagerring 20 und das Abstandsteil 21 nach außen, welches wiederum die äußeren Lager 14a,14b und den Ring 19a nach außen drückt, wodurch das äußere Lager 14b gegen eine Schulter 7b der Spindel 7 gedrückt wird, wodurch die Rollenlager 15a, 15b, 14a und 14b beim Betrieb mit feststehender und umlaufender Spitze vorgespannt werden. Die Stärke der auf diese Lager ausgeübten Vorspannung ist einstellbar, indem die durch die Feder 16 ausgeübte Kraft eingestellt wird.

Ein zylindrisches Gewindeteil 23 ist auf dem inneren Ende der Hülse 2 befestigt und ein Ring 24 ist fest an dem Teil mit großem Durchmesser des Teils 23 befestigt.,Anschläge 25 und sind am inneren Umfang des Rings 24 an in Umfangsrichtung voneinander getrennten Punkten befestigt. Ein äußeres Spannteil 27 ist auf das innere Ende mit verringertem Durchmesser des Gewindeteils 23 aufgeschraubt und ein inneres Spannteil 28 ist mit dem inneren Ende der Spindel 7 mit Hilfe eines Keils 36 verbunden, wobei das äußere und innere Spannteil 27 und 28 durch konisch zulaufende Oberflächen 27a und 28a ineinander eingreifen können. Ein drehbarer Ring 29 ist am äußeren Spannteil 27 so angebracht, daß es sich frei drehen, aber nicht in axialer Richtung bewegen kann. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Handgriffrückstellblock 30 und ein Zapfen 31 an einer Oberfläche des drehbaren Rings 29 befestigt. Der Block 30 und der Zapfen 31 sind an den entgegengesetzten Seiten des Anschlags

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für den drehbaren Ring 29 vorgesehen und eine Schraubenfeder 32 ist zwischen Anschlag 25 und Block 30 aufgenommen. Wie am besten in Fig. 4 zu sehen ist, sind mehrere Vorsprünge 29a in einem Stück an der dem äußeren Ende zugewandten Oberfläche des drehbaren Rings 29 ausgebildet, um in mehreren Ausnehmungen 27b aufgenommen zu werden, die am äußeren Umfang des Spannteils 27 ausgebildet sind, und Kompressionsfedern 33 sind zwischen zusammenwirkende Paare von Vorsprüngen 29a und Ausnehmungen 27b eingesetzt.'Der Spannmechanismus, der aus dem drehbaren Ring 29 und den Spannteilen 27 und 28 besteht, wird von einem becherförmigen Deckel 34 bedeckt, der einen Betäti- ^ gungshandgriff 35 trägt, der fest mit dem drehbaren Ring 29 ^ verbunden ist.

Die SpindelStockvorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Während des Antriebs mit umlaufender Spindel stockspitze ragt die Klinke 9 von der Spindel 7 nach außen in die Aussparung 6a im Kraftübertragungsteil 6, das an der Riemenscheibe 3 befestigt ist, und ein Spannfutter 13 ist am äußeren Ende der Spindel 7 angebracht, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dabei wird das äußere Spannteil 27 in Fig. 1 nach rechts bewegt, so daß seine konische Oberfläche 27a von der konischen Überfläche 28a des inneren Spannteils 28 außer Eingriff kommt, und der Zapfen 31 des λ

drehbaren Rings 29 wird gegen den Anschlag 25 des stationären Rings 24 mit Hilfe der Feder 32 gedrückt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn die Riemenscheibe 3 durch den nicht gezeigten Antriebsmotor angetrieben wird, wird das Antriebsdrehmoment auf das Spannfutter 13, das an der Spindel angebracht is^, über das Kraftübertragungsteil 6 und die Klinke 9 übertragen, wodurch das nicht gezeigte Werkstück, das durch das Spannfutter 13 gehalten wird, zum Bearbeiten gedreht wird.

Um den Antrieb vom Antrieb mit umlaufender Spitze, wie er oben beschrieben wurde, zum Antrieb mit feststehender Spitze

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umzuschalten, wird das Spannfutter 13 von der Spindel 7 abgenommen und die Klinke 9 wird um 180 in die Ausnehmung 7a der Spindel 7 gedreht, wodurch sie außer Eingriff von dem Antriebskraftübertragungsteil kommt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Stirnplatte 11 wird fest an dem Kraftübertragungsteil 6 angebracht und das Dichtungsteil 12 wird am äußeren Ende der Spindel 7 befestigt. Dann wird der Betätigungshandgriff 35 im Gegenuhrzeigersinn, vom rückwärtigen Ende her gesehen, gedreht, um den drehbaren Ring 29 durch den Deckel 34 im Gegenuhrzeigersinn, wie in den Fig. 4 und 5 gesehen, zu drehen, und um dadurch das äußere Spannteil 27 durch die Ausnehmungen 27b im äußeren Spannteil 27, die Vorsprünge 29a im drehbaren Ring und die dazwischen eingesetzten Kompressionsfedern 33 im Gegenührzeigersinn zu drehen. Infolge der Drehung des äußeren Spannteils 27 relativ zum Gewindeteil 23 v/ird das äußere Spannteil 27 in Fig. 1 nach links bewegt, wodurch seine konische Oberfläche 27a gegen die konische Oberfläche 28a des inneren Spannteils 28, das an der Spindel 7 befestigt ist, in Eingriff kommt. Die Drehbewegung des drehbaren Rings 29 wird durch das Inberührungkommen des Zapfens 31 mit dem Anschlag 26 angehalten, wobei die Feder 32 durch den Block 30 zusammengedrückt wird. Dabei werden die Federn 33 ebenfalls zusammengepreßt, um das äußere Spannteil 27 weiter im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, und um die konische Oberfläche 28a des inneren Spannteils 28 in Fig. 1 nach links durch die konische Oberfläche 27a des äußeren Spannteils 27 zu drücken. Demgemäß übt das innere Spannteil 28 eine Kraft auf die Spindel 7 aus, die diese nach links zu drücken sucht, so daß die Schulter 7b eine Kraft auf das geneigte Rollenlager 14b ausübt, die dieses nach links zu drücken sucht. Dies erhöht die auf das Lager 14b ausgeübte Vorspannung, wodurch dessen Festigkeit erhöht wird. Die Größe der Vorspannung auf das geneigte· Rollenlager 14b ist durch die Rückstellkraft der Kompressionsfeder 33 bestimmt. Unter diesen Bedingungen wird das Werkstück

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(nicht gezeigt) zwischen der Spindel stockspitze 8 und der nicht gezeigten Reitstockspitze gehalten. Das Werkstück wird durch die Drehung der Riemenscheibe 3 durch das Kraftübertragungsteil 6, die Stirnplatte 11 und den nicht gezeigten, an der Stirnplatte 11 befestigten Mitnehmer gedreht und bearbeitet. Auf diese Weise wird beim Antrieb mit feststehender Spitze, auch wenn das Drehmoment am Werkstück durch die Spindel stockspitze 8 auf die Spindel 7 übertragen wird, die Spindel 7 nicht gedreht.

Um den Antrieb vom Antrieb mit feststehender Spitze zum Antrieb mit umlaufender Spitze umzuschalten, wird die Stirnplatte 11 ' A vom Kraftübertragungsteil 6 und das Dichtungsteil 12 von der Spindel 7 entfernt. Die Klinke 9 wird mit der Aussparung 6a des Kraftübertragungsteils 6 in Eingriff gebracht und das Spannfutter 13 wird an der Spindel 7 befestigt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dann wird die Spindel 7 in Uhrzeigerrichtung, in Blickrichtung der Fig. 4 und 5, gedreht, um die konischen Oberflächen 27a und 28a der beiden Spannteile 27 und 28 zu trennen. Im einzelnen bewirkt die Drehung im Uhrzeigersinn des durch die Spindel 7 angetriebenen inneren Spannteils 28, daß sich das äußere Spannteil 27 durch die Reibung zwischen ihnen ebenfalls in Uhrzeigerrichtung dreht, und die Drehung des äußeren Spannteils 27 relativ zum Gewindeteil 23 bewegt das äußere Spannteil 27 in Fig. 1 nach rechts, um die konischen Oberflächen " 27a und 28a zu trennen, wodurch das innere Spannteil 28 von dem Druck in Fig. 1 nach links freigegeben wird. Die Rückstellkraft der Feder 3 2 stellt den drehbaren Ring 29, den Deckel 34 und den Betätigungshandgriff 35 durch den Block 30 in die in Fig 5 gezeigte Stellung zurück. Wenn weiter der auf das innere Spannteil 28 ausgeübte Druck nachläßt, läßt auch der auf das äußere Lager 14b ausgeübte Druck nach, der dieses nach links drückt, wodurch die Vorspannung auf das Lager verringert wird.

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Auf diese Weise liefert die Erfindung einen Spindelstock für wahlweise Verwendung mit Antrieb mit feststehender und umlaufender Spindelspitze, bei der während des Antriebs mit feststehender Spitze ein Betätigungshandgriff gedreht wird, um ein äußeres Spannteil mit Hilfe von Schraubengewinden in axialer Richtung zu bewegen, um ein inneres Spannteil, das an der Spindel befestigt ist, so in axialer Richtung zu drücken, daß es eine große Vorspannung auf die die Spindel tragenden Lager ausübt. Während des Antriebs mit umlaufender Spitze gibt andererseits die Drehung der Spindel automatisch die Spindel von der Hülse oder dem Spindelstock frei, während gleichzeitig die Vorspannung auf die Lager auf einen geeigneten Wert abnimmt. Demzufolge wird die Festigkeit der Lager während des Antriebs mit feststehender Spitze erhöht,- während sie beim Betrieb mit umlaufender Spitze verringert wird, wodurch die Genauigkeit der Bearbeitung verbessert wird, ohne daß ein Überhitzen der Spindel zu befürchten ist. Wenn darüberhinaus die Spindel durch ihre Antriebskraft freigegeben wird, kann die Umschalteinrichtung sicher bedient werden.

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Claims

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Patenten Sprüche

( 1.)Spindelstock für wahlweise Verwendung mit Antrieb mit feststehender oder umlaufender Spindel stockspitze für die Spindel einer Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch einen Spindel Stockuntersatz, durch eine Hülse, die an diesem Spindel Stockuntersatz befestigt ist, durch eine Spindel, die drehbar durch Lagereinrichtungen durch diese Hülse gelagert wird, durch eine angetriebene Riemenscheibe, die drehbar auf dieser Hülse befestigt ist, durch eine an dieser Spindel befestigte Klinke, die in diese Riemenscheibe eingreifen kann, wobei diese Klinke, wenn sie mit dieser Riemenscheibe in Eingriff steht, das Antriebsdrehmoment von dieser Riemenscheibe auf die Spindel überträgt, durch einen Vorspannungsmechanismus, der zwischen dieser Spindel und dieser Hülse vorgesehen ist, wobei dieser Vorspannungsmechanismus eine Feder zum Ausüben einer Vorspannung auf die Lagereinrichtung einschließt, und durch eine Spanneinrichtung, die ein an diese Hülse befestigtes Gewindeteil, ein äußeres Spannteil, das auf dieses Gewindeteil paßt und in axialer Richtung bewegt wird, wenn es durch einen Betätigungshandgriff gedreht wird, und ein an dieser Spindel befestigtes inneres Spannteil einschließt, das so vorgesehen ist, daß dieses äußere Spannteil mit ihm in Eingriff kommt, wenn das äußere Spannteil axial in einer Richtung bewegt wird, um einen axialen Druck auf diese Spindel auszuüben, so daß die Vorspannung an dieser Lagereinrichtung erhöht wird, wobei dieses äußere und innere Spannteil so angeordnet sind, daß sie durch die Drehung der Spindel außer Eingriff voneinander kommen.

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2. Spindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere und innere Spannteil konzentrisch um diese Spindel angeordnet und mit zusammenwirkenden geneigten Oberflächen versehen sind.
3. Spindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannmechanismus weiter besteht aus einem drehbaren Ring, der mit diesem Handgriff verbunden und mit einem Handgriffrückstellblock und einem Zapfen versehen ist, wobei dieser drehbare Ring an dem äußeren Spannte!I so angebracht ist, daß er sich frei drehen, aber nicht in axialer Richtung bewegen kann, aus einem stationären Ring, der in Umfangsrichtung voneinander entfernte Anschläge einschließt, wobei sich dieser Zapfen in einer Jmfangsaussparung zwischen diesen Anschlägen befindet, aus einer Feder, die zwischen einen dieser Anschläge und diesen Block eingesetzt ist, wobei der drehbare Ring mit mehreren Umfangsvorsprüngen ausgebildet ist, die in mehreren Ausnehmungen dieses äußeren Spannteils aufgenommen werden, und aus Kompressionsfedern, die jeweils zwischen Paare von solchen Vorsprüngen und Ausnehmungen eingesetzt sind.

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