DE102019218301A1

DE102019218301A1 - Verbindungssystem

Info

Publication number: DE102019218301A1
Application number: DE102019218301.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Feyrer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Es wird ein Verbindungssystem (1) vorgeschlagen, das mindestens eine Verbindungseinheit (3) zur Verbindung zweier Komponenten (4, 5) aufweist, wobei jeder der beiden Komponenten (4, 5) einer von zwei Schnittstellenkörper (8, 9) zugeordnet ist. Die Schnittstellenkörper (8, 9) sind in einer Gebrauchsstellung mit an ihnen ausgebildeten ersten und zweiten Montageflächen (26, 27) aneinander angesetzt und mittels einer sich zwischen den beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) erstreckenden Spanneinheit (12) miteinander verspannt. Die Spanneinheit (12) hat zwei Spannköpfe (33, 34), die mittels eines Spannelementes (35) mit den peripheren Außenkonturen (25) beider Schnittstellenkörper (8, 9) verspannt sind. Die Schnittstellenkörper (8, 9) sind außerdem mittels mindestens eines in sie eingreifenden Zentrierelementes (57) einer Zentriereinrichtung (56) relativ zueinander zentriert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zur mechanischen Verbindung einer ersten Komponente mit einer zweiten Komponente, mit mindestens einer Verbindungseinheit, die über einen der ersten Komponente zugeordneten ersten Schnittstellenkörper mit einer zu einer Hochachse des ersten Schnittstellenkörpers rechtwinkelig ausgerichteten ersten Montagefläche und über einen der zweiten Komponente zugeordneten zweiten Schnittstellenkörper mit einer zu einer Hochachse des zweiten Schnittstellenkörpers rechtwinkelig ausgerichteten zweiten Montagefläche verfügt und die außerdem Spannmittel aufweist, um die beiden in einer Gebrauchsstellung mit ihren ersten und zweiten Montageflächen aneinander anliegenden Schnittstellenkörper mit einer Montagekraft in der Achsrichtung ihrer Hochachsen zusammenzuspannen, wobei jeder Schnittstellenkörper eine die Montagefläche umrahmende periphere Außenkontur hat.
Ein aus der WO 2016/069731 A1 bekanntes Verbindungssystem dieser Art kommt zur Anwendung, um zwei Lineareinheiten zwecks Aufbaus eines mehrachsigen Linearantriebssystems miteinander zu verbinden. Eine Verbindungseinheit des bekannten Verbindungssystems hat zwei Schnittstellenkörper, die von den linear beweglichen Schlitten zweier Linearantriebe gebildet sind und die durch Spannmittel in Gestalt von Spannschrauben in einer aneinander angesetzten Gebrauchsstellung mit einer Montagekraft zusammengespannt sind. Das bekannte Verbindungssystem ist relativ umständlich und verhältnismäßig unpräzise in seiner Handhabung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungssystem zur mechanischen Verbindung zweier Komponenten zu schaffen, das variabel nutzbar ist, eine präzise Ausrichtung der miteinander zu verbindenden Komponenten begünstigt und bei alledem eine einfache Handhabung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem zusätzlich zu den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass die mindestens eine Verbindungseinheit eine Zentriereinrichtung aufweist, die mindestens ein bezüglich den beiden Schnittstellenkörpern gesondertes Zentrierelement enthält, das in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper zwischen den beiden Schnittstellenkörpern angeordnet ist und in beide Schnittstellenkörper zentrierend eingreift, wobei die Spannmittel aus einer bezüglich den beiden Schnittstellenkörpern gesonderten Spanneinheit bestehen, die zwei mit variablen Abstand zueinander angeordnete Spannköpfe und ein sich zwischen den beiden Spannköpfen erstreckendes Spannelement aufweist und die in einer Spannstellung derart zwischen den ihre Gebrauchsstellung einnehmenden Schnittstellenkörpern angeordnet ist, dass sich das Spannelement zwischen den beiden Schnittstellenkörpern quer zu deren Hochachsen erstreckt und die beiden Spannköpfe zum Hervorrufen der Montagekraft im Bereich der peripheren Außenkonturen der beiden Schnittstellenkörper jeweils mit beiden Schnittstellenkörpern verspannt sind.
Das erfindungsgemäße Verbindungssystem enthält mindestens eine Verbindungseinheit, mittels derer sich eine erste Komponente mit einer zweiten Komponente mechanisch fest verbinden lässt, insbesondere in lösbarer Weise. Zur Verbindung der beiden Komponenten kann das Verbindungssystem entweder nur eine einzige Verbindungseinheit aufweisen oder aber über mehrere mit paralleler Wirkung eingesetzte Verbindungseinheiten verfügen. Jede Verbindungseinheit hat zwei Schnittstellenkörper, die jeweils einer der beiden miteinander zu verbindenden Komponenten zugeordnet sind. Jeder Schnittstellenkörper kann ein bezüglich der zugeordneten Komponente separates Schnittstellenelement sein oder ein integraler und insbesondere einstückiger Bestandteil der zugeordneten Komponente. In ihrer Gebrauchsstellung liegen die beiden Schnittstellenkörper mit den an ihnen ausgebildeten Montageflächen aneinander an und werden durch eine Spanneinheit mit einer als Montagekraft bezeichneten Kraft in der Achsrichtung ihrer Hochachsen fest zusammengespannt. Die Spanneinheit hat zwei mit variablem Abstand zueinander angeordnete Spannköpfe und ein sich zwischen diesen beiden Spannköpfen erstreckendes Spannelement. Die installierte Spanneinheit nimmt eine zwischen die einander zugewandten Montageflächen der beiden Schnittstellenkörper eingegliederte Arbeitsposition ein, wobei sich das Spannelement zwischen den beiden Schnittstellenkörpern quer zu den Hochachsen der beiden Schnittstellenkörper erstreckt und die beiden Spannköpfe miteinander verbindet. In einer Spannstellung der Spanneinheit werden die Spannköpfe durch das Spannelement an sich diametral gegenüberliegenden Bereichen der peripheren Außenkonturen der Schnittstellenkörper mit beiden Schnittstellenkörpern quer zu deren Hochachsen verspannt, woraus die angestrebte Montagekraft resultiert, durch die die Schnittstellenkörper an ihren Montageflächen zusammengespannt werden. Die Spanneinheit ist im Bereich der peripheren Außenkonturen der Schnittstellenkörper gut zugänglich und lässt sich folglich sehr einfach handhaben, ohne eine Behinderung durch die miteinander zu verbindenden Komponenten. Durch das Zusammenwirken der Spannköpfe mit den beiden Schnittstellenkörpern wird eine von der Spanneinheit aufgebrachte Spannkraft, die quer zu den Hochachsen der Schnittstellenkörper wirksam ist, in die diesbezüglich um 90 Grad versetzte Montagekraft umgelenkt, sodass mit einer verhältnismäßig geringen Spannkraft eine hohe Montagekraft erzielbar ist. Die zusätzlich vorhandene Zentriereinrichtung stellt sicher, dass die beiden Schnittstellenkörper quer zu den mittigen Hochachsen sehr präzise relativ zueinander zentriert sind und durch die Betätigung der Spanneinheit keine Abweichung von der gewünschten Soll-Relativposition der beiden Schnittstellenkörper auftritt. Durch das Verbindungssystem können zwei Komponenten variabel zusammengebaut werden, wobei auf die räumlichen Gegebenheiten und auf die spezifische Belastung reagiert werden kann. Mit wenigen Bauteilen lässt sich ein hoher Nutzen erzielen.
Ein bevorzugter Anwendungsfall des Verbindungssystems ist der Zusammenbau von aktiven oder passiven Lineareinheiten zu mehrachsig beweglichen Systemen, die man als mehrachsige Lineareinheitensysteme bezeichnen kann. Beispielsweise können mittels mindestens einer Verbindungseinheit zwei rechtwinkelig zueinander ausgerichtete aktive Lineareinheiten in Gestalt von Linearantrieben zu einem X-Y-Bewegungssystem kombiniert werden. Als an der mechanischen Verbindung beteiligte Komponenten der Lineareinheiten kommen insbesondere linear bewegliche Schlitten der Lineareinheiten in Frage, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn jeder Schnittstellenkörper in einen der Schlitten integriert sind, sodass die Möglichkeit besteht, die Schlitten von Lineareinheiten ohne zusätzliche Adapter direkt aneinander zu befestigen. Gleichwohl kann alternativ mindestens ein Schnittstellenkörper als bezüglich des zugeordneten Schlittens separates Bauteil mit einer Adapterfunktion genutzt werden. Dies insbesondere bei einem nachträglichen Aufbau von mehrachsigen Lineareinheitensystemen auf der Grundlage konventioneller Lineareinheiten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein bevorzugter Aufbau der Spanneinheit sieht vor, dass das Spannelement bezüglich der beiden Spannköpfe gesondert ausgebildet ist und beide Spannköpfe durchsetzt. Das Spannelement kann sich an den beiden Spannköpfen abstützen und so betätigt werden, dass sich der Abstand zwischen den beiden Spannköpfen verändert. Dadurch lässt sich die in eine Arbeitsposition zwischen den Schnittstellenkörpern verbrachte Spanneinheit in eine Spannstellung verbringen, in der die Spannköpfe mit den beiden Schnittstellenkörpern verspannt sind. Alternativ kann eine Freigabestellung der beiden Spannköpfe eingestellt werden, in der die beiden Spannköpfe so weit voneinander beabstandet sind, dass sich die Spanneinheit in die Arbeitsposition zwischen die beiden Schnittstellenkörper einsetzen oder von den Schnittstellenkörpern wegnehmen lässt.
Es ist günstig, wenn jeder Schnittstellenkörper zum Zusammenwirken mit den beiden Spannköpfen der Spanneinheit über mindestens ein Paar von Klemmflächen verfügt, die in sich quer zur Hochachse des Schnittstellenkörpers gegenüberliegenden Bereichen an der peripheren Außenkontur des Schnittstellenkörpers ausgebildet sind. Die zum gleichen Paar von Klemmflächen gehörenden Klemmflächen liegen sich bezüglich der Hochachse insbesondere diametral gegenüber. Zur besseren Unterscheidung werden die Klemmflächen des ersten Schnittstellenkörpers als erste Klemmflächen und die Klemmflächen des zweiten Schnittstellenkörpers als zweite Klemmflächen bezeichnet.
Die Schnittstellenkörper können zur Einnahme ihrer Gebrauchsstellung mit ihren Montageflächen so aneinander angesetzt werden, dass sich jeweils eine erste Klemmfläche und eine zweite Klemmfläche in der Achsrichtung der Hochachsen gegenüberliegen und gemeinsam eine Anordnung benachbart zueinander angeordneter Klemmflächen bilden, die als Klemmflächeneinheit bezeichnet wird. Bei in der Spannstellung befindlicher Spanneinheit ist jeder der beiden Spannköpfe an einer der beiden Klemmflächeneinheiten angeordnet, sodass er gleichzeitig auf die erste und zweite Klemmfläche der betreffenden Klemmflächeneinheit einwirkt, woraus eine Kraftumlenkung resultiert, die zur Folge hat, dass die beiden Schnittstellenkörper mit der gewünschten Montagekraft in der Achsrichtung ihrer Hochachsen miteinander verspannt sind.
Die ersten und zweiten Klemmflächen sind bevorzugt jeweils bezüglich einer die zugeordnete erste oder zweite Montagefläche enthaltenden Basisebene des betreffenden Schnittstellenkörpers geneigt. Dies hat in der Gebrauchsstellung der Schnittstellenkörper eine keilförmige Kontur der Klemmflächeneinheiten zur Folge, aus der bei der Beaufschlagung durch die Spannköpfe eine ideale Kraftumlenkung aus einer zu den Hochachsen rechtwinkeligen Richtung in eine zu den Hochachsen parallele Richtung resultiert.
In diesem Zusammenhang ist eine besonders günstige Krafteinleitung in die Klemmflächen gegeben, wenn die Spannköpfe an ihren einander zugewandten Innenseiten jeweils eine keilförmige, als Spannvertiefung bezeichnete Vertiefung haben, die von zwei winkelig zueinander ausgerichteten ersten und zweiten Spannflächen begrenzt ist, wobei jeder Spannkopf in der Spannstellung der Spanneinheit mit seiner ersten Spannfläche an einer der ersten Klemmflächen des ersten Schnittstellenkörpers anliegt und mit seiner zweiten Spannfläche an einer zweiten Klemmflächen des zweiten Schnittstellenkörpers anliegt.
Bevorzugt erstreckt sich zwischen den beiden ersten Klemmflächen jedes Paares erster Klemmflächen und den zweiten Klemmflächen jedes Paares zweiter Klemmflächen jeweils eine in der Montagefläche des zugeordneten Schnittstellenkörpers ausgebildete Längsnut, die im Falle des ersten Schnittstellenkörpers als erste Längsnut und im Falle des zweiten Schnittstellenkörpers als zweite Längsnut bezeichnet sei. Die Schnittstellenkörper können in ihrer Gebrauchsstellung bezüglich ihrer Hochachsen, die bevorzugt mittig verlaufen, drehwinkelmäßig eine derartige Relativposition einnehmen, dass sich eine erste Längsnut und eine zweite Längsnut gegenüberliegen und gemeinsam einen sich quer zu den Hochachsen erstreckenden Durchgangskanal bilden, in dem sich das Spannelement der die Spannstellung einnehmenden Spanneinheit längs erstreckt und zwar bevorzugt mit einem schaftförmigen, insbesondere kreiszylindrischen Längenabschnitt.
Bevorzugt ist die Nutbreite der Längsnuten so auf die Breite oder Dicke des sich darin erstreckenden Längenabschnittes des Spannelementes abgestimmt, dass zwischen dem Spannelement und beiden Schnittstellenkörpern eine gegenseitige Abstützung vorliegt, aus der eine bestimmte drehwinkelmäßige Fixierung und Positionierung der beiden Schnittstellenkörper resultiert. Dies begünstigt den Zusammenbau der Verbindungseinheit.
Jeder Schnittstellenkörper kann nach Wahl mit nur einem Paar von Klemmflächen oder mit mehreren Paaren von Klemmflächen ausgestattet sein. Bei einer Mehrfachausstattung mit Paaren von Klemmflächen empfiehlt sich eine derartige Ausrichtung, dass das eine Paar von Klemmflächen bezüglich des anderen Paars von Klemmflächen in der Umfangsrichtung der bevorzugt mittigen Hochachse des zugeordneten Schnittstellenkörpers um 90 Grad zueinander versetzt ist. Damit einher geht eine zueinander rechtwinkelige Ausrichtung der den beiden Paaren von Klemmflächen gegebenenfalls zugeordneten, in der Montagefläche ausgebildeten Längsnuten. Selbige kreuzen sich im rechten Winkel, und zwar insbesondere zentral auf der mittigen Hochachse. Die um 90 Grad winkelmäßig zueinander versetzte Doppelanordnung von Paaren von Klemmflächen bringt eine erhöhte Variabilität beim aneinander Ansetzen der zur gleichen Verbindungseinheit gehörenden Schnittstellenkörper mit sich, und zwar derart, dass die Schnittstellenkörper alternativ in mehreren Gebrauchsstellungen positionierbar sind, in denen sie bezüglich ihrer Hochachsen um 90 Grad zueinander verdreht sind. Insbesondere im Zusammenhang mit dem Verbinden von Lineareinheiten bietet dies eine hohe Variabilität in der Möglichkeit, die Lineareinheiten winkelmäßig wahlweise parallel oder rechtwinkelig zueinander auszurichten.
Die ersten und zweiten Klemmflächen sind zweckmäßigerweise von Nutflanken einer im Bereich der peripheren Außenkontur im zugeordneten Schnittstellenkörper ausgebildeten Nut gebildet. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn jeder der beiden Schnittstellenkörper an seiner peripheren Außenkontur eine sich ringsum erstreckende Umfangsnut hat, wobei Längenabschnitte der Nutflanken dieser Umfangsnut die ersten und zweiten Klemmflächen bilden. Damit verbunden ist eine kostengünstige Herstellung der Klemmflächen. Beispielsweise kann jeder Schnittstellenkörper unter gleichzeitiger Herstellung von Längenabschnitten der Umfangsnut als Strangpresskörper produziert werden. Grundsätzlich können die ersten und zweiten Klemmflächen allerdings auch individuell durch spanabhebende Maßnahmen an den Schnittstellenkörpern ausgebildet werden sein.
Die beiden Schnittstellenkörper der Verbindungseinheit bestehen bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Aluminiummaterial oder aus Stahl. Die Spanneinheit ist bevorzugt ebenfalls aus Metall gefertigt, insbesondere aus Stahl.
Die für eine präzise gegenseitige Zentrierung der beiden Schnittstellenkörper in einer zu den Hochachsen rechtwinkeligen Ebene sorgende Zentriereinrichtung hat bevorzugt ein Zentrierelement, das als ein Zentral-Zentrierelement ausgebildet ist, welches im Zentrumsbereich der beiden Montageflächen platziert ist. Ein solches Zentral-Zentrierelement kann mit weiteren Zentrierelementen kombiniert sein oder kann als einziges Zentrierelement der Zentriereinrichtung vorhanden sein.
Das Zentral-Zentrierelement ist zweckmäßigerweise von einer diametralen Durchgangsöffnung durchsetzt, durch die sich das Spannelement der Spanneinheit hindurch erstreckt. Dies ermöglicht eine platzsparende Installation der Spanneinheit und der Zentriereinrichtung. Man hat ferner die vorteilhafte Möglichkeit, das Zentral-Zentrierelement vor dem Installieren der Spanneinheit auf das Spannelement aufzufädeln und anschließend zeitsparend die Spanneinheit gemeinsam mit dem darauf sitzenden Zentral-Zentrierelement zu installieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung hat die Zentriereinrichtung mehrere mit radialem Abstand zu einem Flächenzentrum der beiden Montageflächen angeordnete und um dieses Flächenzentrum herum verteilt angeordnete äußere Zentrierelemente. Bevorzugt liegt eine gleichmäßige Verteilung vor. Eine mittige Hochachse des Schnittstellenkörpers durchsetzt das Flächenzentrum. Beispielsweise sind drei, vorzugsweise aber vier äu-ßere Zentrierelemente vorhanden, wobei die vier äußeren Zentrierelemente insbesondere in den Ecken eines Quadrates angeordnet sind.
Die äußeren Zentrierelemente und das Zentral-Zentrierelement können gleichzeitig oder alternativ zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind die Schnittstellenkörper so ausgebildet, dass prinzipiell sowohl ein Zentral-Zentrierelement als auch mehrere äußere Zentrierelemente einsetzbar sind.
Bevorzugt ist mindestens ein und zweckmäßigerweise jedes Zentrierelement ringförmig ausgebildet. Die Ringform ist bevorzugt rund, kann aber auch polygonförmig und dabei insbesondere rechteckig und zweckmäßigerweise quadratisch sein. Ringförmige Zentrierelemente vereinigen in sich eine präzise Zentrierfunktion mit einem geringen Gewicht.
Bevorzugt ist mindestens ein und insbesondere jedes Zentrierelement außen kreiszylindrisch konturiert. Damit verbunden ist eine besonders einfache Herstellung. Ein außen kreiszylindrisch konturiertes Zentral-Zentrierelement erlaubt es, die bereits aneinander angesetzten Schnittstellenkörper im noch nicht angebrachten Zustand der Spanneinheit drehwinkelmäßig auszurichten.
Zweckmäßigerweise hat die Zentriereinrichtung für jedes Zentrierelement in beiden Schnittstellenkörpern eine Zentrierausnehmung, die im Falle des ersten Schnittstellenkörpers als erste Zentrierausnehmung und im Falle des zweiten Schnittstellenkörpers als zweite Zentrierausnehmung bezeichnet wird. In der Gebrauchsstellung der Schnittstellenkörper liegen sich erste und zweite Zentrierausnehmungen paarweise in der Achsrichtung der Hochachsen gegenüber, sodass sie miteinander fluchten und ein Zentrierelement so eingesetzt werden kann, dass es sowohl in die erste Zentrierausnehmung als auch in die zweite Zentrierausnehmung eingreift. Bevorzugt ist jede Zentrierausnehmung an ihrem Innenumfang komplementär zur Außenkontur des in sie eingreifenden Endabschnittes des zugeordneten Zentrierelementes konturiert. Auf diese Weise sorgt die Zentriereinrichtung für eine präzise, spielfreie Ausrichtung der aneinander angesetzten Schnittstellenkörper.
Zur Aufnahme eines Zentral-Zentrierelementes hat jeder Schnittstellenkörper im Bereich seiner Montagefläche zweckmäßigerweise eine flächenmittig platzierte zentrale Zentrierausnehmung. Wenn sich in der betreffenden Montagefläche zusätzlich eine sich zwischen zwei Klemmflächen erstreckende Längsnut erstreckt, geht diese Längsnut durch die zentrale Zentrierausnehmung quasi hindurch und wird durch die zentrale Zentrierungsausnehmung in zwei Längenabschnitte unterteilt, die sich jeweils ausgehend von der zentralen Zentrierausnehmung bis hin zu einer der peripheren Klemmflächen erstrecken.
Die Spanneinheit kann in vorteilhafter Weise um eine Überlast-Sicherheitsfunktion erweitert werden. Hierzu ist in die Spanneinheit eine Sicherungsfeder integriert, die für eine nachgiebige Vorspannung der Spannköpfe bezüglich der Schnittstellenkörper sorgt. Die Federkraft der Sicherungsfeder ist ausreichend stark bemessen, um beim Auftreten der üblichen Betriebskräfte keine Verformung zu erfahren. Tritt eine Überlastung auf, beispielsweise bedingt durch eine Kollision der in ein bewegliches System integrierten Verbindungseinheit, wird die Federkraft der Sicherungsfeder überdrückt und die Spannstellung in einem Auslösevorgang gelöst, sodass sich die Schnittstellenkörper beschädigungsfrei voneinander trennen können und auch die an den Schnittstellenkörpern angeordneten Komponenten nicht beschädigt werden. Bevorzugt lässt sich die Federkraft der Sicherungsfeder zur Anpassung an unterschiedliche Belastungsfälle variabel einstellen. Bei Bedarf kann zusätzlich ein Sensor angebracht sein, der die Sicherheitsfunktion überwacht und im Falle eines Auslösens eine entsprechende Meldung ausgibt.
Die peripheren Außenkonturen der beiden zur gleichen Verbindungseinheit gehörenden Schnittstellenkörper sind in einer bevorzugten Ausgestaltung untereinander identisch. Allerdings sind auch voneinander abweichende periphere Außenkonturen möglich. Vorteilhafterweise sind die quer zu den Hochachsen gemessenen Abstände zwischen den ersten Klemmflächen und zwischen den zweiten Klemmflächen, die in der Gebrauchsstellung der Schnittstellenkörper zwei Klemmflächeneinheiten bilden sollen, identisch.
Bei mindestens einer Verbindungseinheit haben die beiden Schnittstellenkörper zweckmäßigerweise eine rechteckige periphere Außenkontur. Dabei kann die Außenkontur länglich oder quadratisch sein. Beispielsweise sind die peripheren Außenkonturen beider Schnittstellenkörper identisch quadratisch. Ein und dieselbe Verbindungseinheit kann aber auch einen ersten Schnittstellenkörper mit länglich rechteckiger peripherer Außenkontur und einen zweiten Schnittstellenkörper mit quadratischer Außenkontur haben. Dabei haben diejenigen Außenkonturabschnitte, an denen sich die Klemmflächen befinden, bei den beiden Schnittstellenkörpern den gleichen Abstand zueinander.
Bei Schnittstellenkörpern mit rechteckiger peripherer Außenkontur erhält man unter anderem den Vorteil, dass durch das Zusammenwirken der Spanneinheit mit den Schnittstellenkörpern unmittelbar eine formschlüssige Verdrehsicherung zwischen den die Gebrauchsstellung einnehmenden Schnittstellenkörpern vorliegt. Gleichwohl kann durch das Einsetzen mehrerer äußerer Zentrierelemente und/oder eines unkreisförmig konturierten Zentral-Zentrierelementes eine zusätzliche formschlüssige Verdrehsicherung in der Umfangsrichtung der mittigen Hochachsen zwischen den beiden Schnittstellenkörpern erzielt werden.
Mindestens eine Verbindungseinheit des Verbindungssystems kann zwei Schnittstellenkörper mit einer kreisförmigen peripheren Außenkontur haben. Eine derart runde Bauform empfiehlt sich insbesondere zur Verbindung von Roboterachsen oder anderen drehenden Komponenten. Da bei einer derart runden Außenkontur normalerweise keine formschlüssige Verdrehsicherung zwischen den Schnittstellenkörpern durch die Spanneinheit erzielbar ist, empfiehlt es sich, bei mit hohen Belastungen verbundenen Anwendungen entsprechend den vorstehenden Ausführungen auf eine Zentriereinrichtung mit mehreren äußeren Zentrierelementen und/oder mit einem unkreisförmig konturierten Zentral-Zentrierelement zurückzugreifen.
Bei jeder Verbindungseinheit kann mindestens ein Schnittstellenkörper als ein integraler Bestandteil einer der beiden miteinander zu verbindenden Komponenten ausgebildet sein. Die integrale Bauweise kann sich auf nur einen einzigen Schnittstellenkörper oder auf beide Schnittstellenkörper der betreffenden Verbindungseinheit beziehen. Der Vorteil einer solchen Ausgestaltung besteht darin, dass die zu verbindenden Komponenten direkt miteinander verbindbar sind, ohne dass zuvor ein Schnittstellenkörper an einer der zu verbindenden Komponenten befestigt werden müsste. Besonders vorteilhaft ist diese Anwendung im Zusammenhang mit zu verbindenden Lineareinheiten, wo der integrierte Schnittstellenkörper insbesondere in einen linear beweglichen Schlitten einer solchen Lineareinheit integriert ist. Der Schnittstellenkörper kann beispielsweise unmittelbar von einem entsprechend gestalteten Schlittenkörper einer Lineareinheit gebildet sein.
Gleichwohl kann mindestens eine Verbindungseinheit über mindestens einen Schnittstellenkörper verfügen, der als ein bezüglich der zugeordneten Komponente separates Schnittstellenelement ausgebildet ist und durch Befestigungsmittel an der betreffenden Komponente fixiert wird. Auf diese Weise können bereits vorhandene Komponenten problemlos nachgerüstet werden.
Das Verbindungssystem eignet sich zwar nicht ausschließlich, jedoch in besonders vorteilhafter Weise für Verbindungsmaßnahmen im Zusammenhang mit mehreren Lineareinheiten. Mit Hilfe einer Verbindungseinheit können zwei Lineareinheiten mit beispielsweise paralleler oder rechtwinkeliger Ausrichtung ihrer Längsachsen aneinander befestigt werden. Durch eine rechtwinkelige Ausrichtung kann ein zweiachsiges X-Y-Lineareinheitensystem realisiert werden. Mittels einer weiteren Verbindungseinheit kann eine der beiden Lineareinheiten mit einer dritten Lineareinheit verbunden werden, deren Längsachse rechtwinkelig zu den Längsachsen der beiden anderen Lineareinheiten ausgerichtet ist, sodass sich ein räumliches mehrachsiges X-Y-Z-Lineareinheitensystem ergibt.
Die zu verbindenden Lineareinheiten sind bevorzugt aktive Lineareinheiten, bei denen man von Linearantrieben sprechen kann. Beispiele hierfür sind Zahnriemenantriebe, Spindelantriebe und Zahnstangenantriebe. Es kann sich bei den Lineareinheiten aber auch um passive Lineareinheiten handeln, die lediglich zu Führungsaufgaben eingesetzt werden, sodass man von Linearführungen sprechen kann.
Mit Hilfe des Verbindungssystems können problemlos Lineareinheiten unterschiedlicher Baugrößen miteinander kombiniert werden, wenn die Schnittstellenkörper im Bereich ihrer Montageflächen entsprechend aufeinander abgestimmt sind.
Jeder Schnittstellenkörper kann nach Bedarf mit zusätzlichen Befestigungsschnittstellen ausgestattet sein, an denen sich anwendungsspezifisch erforderliche Komponenten befestigen lassen. Solche Befestigungsschnittstellen können beispielsweise eine oder mehrere Gewindebohrungen enthalten.
Um zwei Komponenten miteinander zu verbinden, kann das Verbindungssystem nur eine einzige Verbindungseinheit oder auch mehrere Verbindungseinheiten aufweisen. Beispielsweise lassen sich mit dem Verbindungssystem Führungssysteme realisieren, bei denen an einer Linearführung angebrachte Führungsschlitten über je eine Verbindungseinheit mit einer gemeinsam zugeordneten Schlittenplattform verbunden sind.
Die miteinander zu verbindenden Komponenten sind zweckmäßigerweise als Bestandteile des Verbindungssystems ausgeführt. Ein solches Verbindungssystem ist insbesondere als ein mehrachsiges Lineareinheitensystem ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems in einer Umsetzung in einem mehrachsigen Lineareinheitensystem, wobei eine Verbindungseinheit bevorzugten Aufbaus enthalten ist, durch die zwei Komponenten miteinander verbunden sind, bei denen es sich um die beweglichen Schlitten zweier Lineareinheiten handelt,
2 eine Einzeldarstellung der in dem Verbindungssystem der 1 enthaltenen Verbindungseinheit entsprechend des in 1 umrahmten Ausschnitts II, wobei die übrigen Bestandteile des Lineareinheitensystems nicht mehr illustriert sind und wobei es sich um eine Verbindungseinheit handelt, bei der die Schnittstellenkörper in die miteinander zu verbindenden Komponenten integriert sind,
3 die Verbindungseinheit aus 2 in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil III,
4 die Verbindungseinheit der 2 und 3 in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie IV-IV aus 3 und 5,
5 einen Querschnitt der Verbindungseinheit gemäß Schnittlinie V-V aus 3 und 4,
6 die Verbindungseinheit der 2 bis 5 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung vor dem Zusammenbau der mit integrierten Schnittstellenkörpern versehenen Komponenten, wobei in einer strichpunktiert umrahmten Darstellung eine Unteransicht des oben abgebildeten zweiten Schnittstellenkörpers mit Blick auf seine Montagefläche gezeigt ist und wobei in einer weiteren strichpunktiert umrahmten Darstellung die Komponenten der Spanneinheit sowie ein Zentrierelement einzeln abgebildet sind,
7 in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil VII aus 8 eine weitere Ausführungsform einer Verbindungseinheit, deren Schnittstellenkörper als bezüglich der zu verbindenden Komponenten separate Schnittstellenelemente ausgebildet und durch strichpunktiert angedeutete Befestigungsmittel an den miteinander zu verbindenden, nur ausschnittsweise abgebildeten Komponenten befestigt sind,
8 eine Draufsicht der Verbindungseinheit aus 7 mit Blickrichtung gemäß Pfeil VIII aus 7,
9 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Verbindungseinheit aus 7 und 8 im voneinander getrennten Zustand der beiden Schnittstellenkörper,
10 eine weitere Ausgestaltung einer Verbindungseinheit des Verbindungssystems, deren Schnittstellenkörper im Unterschied zu den gemäß 1 bis 9 mit einer rechteckigen peripheren Außenkontur versehenen Schnittstellenkörpern über eine kreisrunde periphere Außenkontur verfügen, wobei die Verbindungseinheit sowohl im zusammengebauten Zustand als auch in einer Explosionsdarstellung gezeigt ist, und
11 eine weitere mögliche Ausgestaltung der Verbindungseinheit, die über zwei Schnittstellenkörper mit unterschiedlich großem rechteckigem Grundriss verfügen und bei der zusätzlich die Möglichkeit der Integration einer Überlastsicherungsmaßnahme gezeigt ist, die grundsätzlich bei jeder Ausgestaltung der Verbindungseinheit vorhanden sein kann.

Ein in der Zeichnung allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnetes Verbindungssystem eignet sich in vorteilhafter Weise zur Realisierung eines nur in 1 in einer möglichen Ausprägung illustrierten mehrachsigen Lineareinheitensystems 2.
Das Verbindungssystem 1 hat mindestens eine Verbindungseinheit 3, die beim Ausführungsbeispiel der 1 nur einfach vorhanden ist, grundsätzlich aber in beliebiger Anzahl vorhanden sein kann. Mittels der Verbindungseinheit 3 können eine erste Komponente 4 und eine zweite Komponente 5 mechanisch in relativ zueinander unbeweglicher Weise und bevorzugt in einer lösbaren Weise miteinander verbunden werden. Die beiden miteinander zu verbindenden Komponenten 4, 5 gehören zweckmäßigerweise zu dem Verbindungssystem 1, wobei sie bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel der 1 jeweils zu einer von zwei miteinander zu verbindenden ersten und zweiten Lineareinheiten 6, 7 des Lineareinheitensystems 2 gehören.
Grundsätzlich ist das Verbindungssystem 1 für alle Bereiche geeignet, in denen es darum geht, zwei Komponenten mechanisch miteinander zu verbinden, unabhängig davon, ob das Verbindungssystem im Gebrauch rein stationär oder als bewegtes System genutzt wird. Die bevorzugte Anwendung liegt in Bereichen, in denen die mindestens eine Verbindungseinheit 3 in eine zu bewegende Komponentenstruktur integriert ist.
Die Verbindungseinheit 3 hat einen ersten Schnittstellenkörper 8 und einen zweiten Schnittstellenkörper 9. Diese beiden Schnittstellenkörper 8, 9 werden in einer aneinander angesetzten Gebrauchsstellung durch eine bezüglich den Schnittstellenkörpern 8, 9 separat ausgebildete Spanneinheit 12 fest zusammengehalten. Besonders vorteilhaft ist eine bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 realisierte Bauform, bei der jeder Schnittstellenkörper 8, 9 als ein integraler Bestandteil einer der beiden miteinander zu verbindenden Komponenten 4, 5 ausgebildet ist. Dadurch erübrigt sich eine nachträgliche Befestigung der Schnittstellenkörper 8, 9 an den besagten Komponenten 4, 5. Mit anderen Worten eröffnet dies die Möglichkeit, die zu verbindenden Komponenten 4, 5 ohne Adapterelemente direkt über die beiden integrierten Schnittstellenkörper 8, 9 aneinander zu befestigen.
Allerdings kann das Verbindungssystem 1 auch so ausgeführt sein, dass es sich bei den Schnittstellenkörpern 8, 9 um bezüglich den miteinander zu verbindenden Komponenten 4, 5 separate Elemente handelt, die man als Schnittstellenelemente 13 bezeichnen kann und deren Verwendung sich dann anbietet, wenn vorhandene erste und zweite Komponenten 4, 5 nur von Fall zu Fall miteinander zu verbinden sind oder wenn bereits vorhandene erste und zweite Komponenten 4, 5, die ursprünglich nicht für eine gegenseitige Verbindung ausgelegt waren, nachträglich miteinander zu verbinden sind.
Beispiele für Umsetzungen separater Schnittstellenelemente 13 sind in den 7 bis 11 illustriert. In diesen Fällen enthält das Verbindungssystem 1 zusätzliche Befestigungsmittel 14, mit denen die Schnittstellenelemente 13 jeweils an einer der beiden zu verbindenden Komponenten 4, 5 befestigt werden können oder befestigt sind. Exemplarisch sind solche Befestigungsmittel 14 von Befestigungsschrauben 14 gebildet, mit denen eine Schraubverbindung zwischen einem jeweiligen Schnittstellenelement 13 und der zugeordneten ersten oder zweiten Komponente 4, 5 herstellbar ist. Jeder als ein gesondertes Schnittstellenelement 13 ausgebildete Schnittstellenkörper 8, 9 ist in diesem Fall zweckmäßigerweise von einem oder mehreren Befestigungslöchern 15 durchsetzt, durch die die Befestigungsmittel 14 hindurchgreifen können.
Ein und dieselbe Verbindungseinheit 3 kann auch durchaus zwei miteinander verbindbare Schnittstellenkörper 8, 9 haben, von denen einer integral mit der zugeordneten Komponente 4 oder 5 ausgebildet ist und der andere als ein bezüglich der zugeordneten Komponente 4 oder 5 separates Schnittstellenelement 13 ausgebildet ist.
Bei einem mehrachsigen Lineareinheitensystem 2 werden mittels der Verbindungseinheit 3 insbesondere zwei linear bewegliche erste und zweite Schlitten 16, 17 der ersten und zweiten Lineareinheiten 6, 7 starr miteinander verbunden. Dies gilt sowohl für integrierte als auch für separate Schnittstellenkörper 8, 9. Bei einer integrierten Lösung ist es vorteilhaft, wenn jeder Schnittstellenkörper 8, 9 als Bestandteil eines einstückigen Schlittenkörpers 18 des betreffenden ersten beziehungsweise zweiten Schlittens 16, 17 ausgeführt ist. Eine solche Ausgestaltung ist exemplarisch in den 1 bis 6 gezeigt. Der Schlittenkörper 18 und dementsprechend auch der diesbezüglich einstückige erste oder zweite Schnittstellenkörper 8, 9 bestehen vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung.
Bei dem Lineareinheitensystem 2 hat die erste Lineareinheit 6 einen sich entlang einer ersten Längsachse 21a erstreckenden ersten Linearkörper 21, an dem der erste Schlitten 16 linear verschiebbar gelagert ist. Die zweite Lineareinheit 7 hat einen sich entlang einer zweiten Längsachse 22a erstreckenden zweiten Linearkörpers 22, an dem der zweite Schlitten 17 in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist. Jede Lineareinheit 6, 7 ist bevorzugt von einem aktiven Typ und dementsprechend als ein erster beziehungsweise zweiter Linearantrieb 6a, 7a ausgebildet, der jeweils über eine elektrische und/oder pneumatische Antriebseinrichtung 23 verfügt, durch deren Betätigung die Linearbewegung des zugeordneten Schlittens 16, 17 hervorrufbar ist. Somit kann durch aufeinander abgestimmte Betätigung der beiden Linearantriebe 6a, 7a eine an einem der beiden Linearkörper 21, 22 angebrachte, nicht weiter illustrierte Zusatzkomponente mehrachsig in einer kartesischen X-Y-Ebene verlagert werden, die parallel zu den beiden Längsachsen 21a, 22a ausgerichtet ist. Bei der Zusatzkomponente kann es sich beispielsweise um einen Endeffektor handeln oder um eine weitere Lineareinheit, wenn ein daran angebrachter Endeffektor räumlich in einem kartesischen X-Y-Z-Koordinatensystem verlagert werden soll.
Die Linearantriebe 6a, 7a sind beispielsweise als Zahnstangenantriebe, Zahnriemenantriebe oder Spindelantriebe ausgeführt.
In einer passiven Ausgestaltung einer oder beider Lineareinheiten 6, 7 entfällt die zugeordnete Antriebseinrichtung 23 und die betreffende Lineareinheit 6 oder 7 fungiert lediglich als eine Linearführung.
Jeder Schnittstellenkörper 8, 9 hat eine Hochachse 24 und eine sich rings um diese Hochachse 24 herum erstreckende periphere Außenkontur 25. Die Hochachse 24 verläuft bei allen Ausführungsbeispielen zentral bzw. mittig durch den Schnittstellenkörper 8, 9 hindurch, sodass man sie auch als mittige Hochachse 24 bezeichnen kann. Die periphere Außenkontur 25 weist radial von der Hochachse 24 weg.
Der erste Schnittstellenkörper 8 hat an einer in der Achsrichtung der Hochachse 24 weisenden Stirnseite eine erste Montagefläche 26. Der zweite Schnittstellenkörper 9 hat an einer in der Achsrichtung der Hochachse 24 weisenden Stirnseite eine zweite Montagefläche 27. Jede Montagefläche 26, 27 ist rechtwinkelig zur zugeordneten Hochachse 24 ausgerichtet und erstreckt sich in einer der Hochachse 24 rechtwinkeligen Basisebene 28.
Grundsätzlich kann jede Montagefläche 26, 27 eine zusammenhängende Fläche sein. Sie kann sich allerdings gemäß den illustrierten Ausführungsbeispielen auch jeweils aus mehreren in der Basisebene 28 verteilten Flächenabschnitten zusammensetzen. Diese Flächenabschnitte können durch Vertiefungen oder Abstufungen voneinander abgegrenzt sein.
Jede Montagefläche 26, 27 ist radial außen von der peripheren Außenkontur 25 des zugeordneten Schnittstellenkörpers 8, 9 umrahmt. Diese periphere Außenkontur 25 kann gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 bis 9 und 11 beispielsweise eine rechteckige Form haben oder aber, gemäß dem Ausführungsbeispiel der 10 kreisrund geformt sein.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der 1 bis 9 können die rechteckigen peripheren Außenkonturen 25 der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 identisch sein. Exemplarisch handelt es sich um quadratische Außenkonturen. Die 11 illustriert voneinander abweichende periphere Außenkonturen 25 des ersten und zweiten Schnittstellenkörpers 8, 9, wobei beispielhaft der erste Schnittstellenkörper 8 eine quadratische und der zweite Schnittstellenkörper 9 eine länglich rechteckige periphere Außenkontur 25 aufweist.
Jeder Schnittstellenkörper 8, 9 hat eine zu der Hochachse 24 rechtwinkelige imaginäre erste Hauptachse 31 und eine zu der Hochachse 15 und der ersten Hauptachse 31 rechtwinkelige zweite Hauptachse 32. Bei den rechteckig konturierten Schnittstellenkörpern 8, 9 setzt sich die periphere Außenkontur 25 aus einem Paar sich in der Achsrichtung der ersten Hauptachse 31 gegenüberliegender erster Außenkonturabschnitte 25a und einem Paar sich in der Achsrichtung der zweiten Hauptachse 32 gegenüberliegender zweiter Außenkonturabschnitte 25b zusammen. Alle vier Außenkonturabschnitte 25a, 25b haben zumindest im Wesentlichen eine lineare Erstreckung.
Die beiden Schnittstellenkörper 8, 9 sind vor einem Zusammenbau voneinander getrennt und unabhängig voneinander handhabbar. Sie können jedoch in eine Gebrauchsstellung verbracht werden, in der sie mit ihren einander zugewandten ersten und zweiten Montageflächen 26, 27 aneinander anliegen. Die Hochachsen 24 der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 sind dabei parallel zueinander ausgerichtet und fallen insbesondere zusammen. Diese Gebrauchsstellung ist beispielsweise in den 2, 4, 7, 10 und 11 ersichtlich.
Die Spanneinheit 12 repräsentiert Spannmittel, die geeignet sind, um die beiden in der Gebrauchsstellung positionierten Schnittstellenkörper 8, 9 in der Achsrichtung der Hochachsen 24 mit einer Montagekraft FM zusammenzuspannen, sodass eine Baueinheit vorliegt.
Die Spanneinheit 12 hat zwei beispielsweise nach Art von Spannbacken ausgebildete Spannköpfe 33, 34 sowie ein Spannelement 35. Dabei handelt es sich bevorzugt um eigenständige Bauteile, was besonders gut aus der strichpunktiert umrahmten Abbildung rechts unten in der 6 hervorgeht. Für ihren Gebrauch können die Spannköpfe 33 ,34 und das Spannelement 35 zu der Spanneinheit 12 zusammengesetzt werden. In dem dann vorliegenden Gebrauchszustand erstreckt sich das bevorzugt stabförmig ausgebildete Spannelement 35 zwischen den beiden zueinander beabstandeten Spannköpfen 33, 34, wobei es an beiden Spannköpfen 33, 34 angreift. Mit Hilfe des Spannelements 35 können die beiden Spannköpfe 33, 34 im Sinne einer gegenseitigen Annäherung kräftemäßig beaufschlagt werden.
Bevorzugt enthält das Spannelement 35 eine Spannschraube 36 mit einem Schraubenkopf 36a und einem Gewindeschaft 36b. Ferner gehört zu dem Spannelement 35 bevorzugt eine auf den Gewindeschaft 36b aufschraubbare Spannmutter 37.
Jeder Spannkopf 33, 34 hat ein Durchgangsloch 38, mit dem er im Gebrauchszustand der Spanneinheit 12 auf den Gewindeschaft 36b aufgefädelt ist, sodass der erste Spannkopf 33 durch den Schraubenkopf 36a und der zweite Spannkopf 34 durch die Spannmutter 37 an seiner dem jeweils anderen Spannkopf 34, 33 abgewandten Außenseite beaufschlagbar ist.
In der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 ist die Spanneinheit 12 im Bereich der beiden Montageflächen 26, 27 zwischen den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9 platziert. Dabei nehmen die beiden Spannköpfe 33, 34 sich bezüglich der Hochachse 24 diametral gegenüberliegende Positionen im Bereich der peripheren Außenkonturen 25 ein. Das Spannelement 35 erstreckt sich quer zu den Hochachsen 24 zwischen den beiden Spannköpfen 33, 34. Diese Position der Spanneinheit 12 sei im Folgenden auch als Arbeitsposition bezeichnet.
Um die Spanneinheit 12 in die Arbeitsposition verbringen zu können, wird das Spannelement 35 so eingestellt, dass zwischen den beiden Spannköpfen 33, 34 ein ausreichend großer Abstand vorliegt, der es ermöglicht, beide Spannköpfe 33, 34 an einander entgegengesetzten und voneinander abgewandten Bereichen der peripheren Außenkonturen 25 der aneinander anliegenden Schlittenkörper 8, 9 zu platzieren. Beispielhaft wird hierzu die Spannschraube 36 weit genug aus der Spannmutter 37 herausgeschraubt. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die Spannmutter 37 erst aufzuschrauben, nachdem die Spannköpfe 33, 34 angesetzt und die Spannschraube 36 hindurchgesteckt wurde. Der ein Verbringen in die Arbeitsposition erlaubende Gebrauchszustand der Spanneinheit 12 sei im Folgenden auch als Freigabestellung bezeichnet.
Ausgehend von der Freigabestellung kann die Spanneinheit 12 durch Betätigung des Spannelementes 35 in eine Spannstellung verbracht werden, in der die beiden Spannköpfe 33, 34 von einander bezüglich der Hochachsen 24 diametral entgegengesetzten Seiten her unter Ausübung einer Spannkraft FS gleichzeitig auf die peripheren Außenkonturen 25 beider Schnittstellenkörper 8, 9 einwirken. Die Spannkraft FS ist rechtwinkelig zu den Hochachsen 24 orientiert.
Exemplarisch erfolgt das Verspannen dadurch, dass die Spannschraube 36 relativ zur Spannmutter 37 verdreht wird und somit der Schraubenkopf 36a und die Spannmutter 37 von einander entgegengesetzten Außenseiten her auf die beiden Spannköpfe 33, 34 einwirken. Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kann die separate Spannmutter 37 entfallen und ein mit dem Gewindeschaft 36b zusammenpassendes Innengewinde direkt im Durchgangsloch 38 des zweiten Spannkopfes 34 ausgebildet sein.
Die Spannköpfe 33, 34 und die in der Spannstellung der Spanneinheit 12 damit in Kontakt stehenden Bereiche der peripheren Außenkonturen 25 sind so aufeinander abgestimmt, dass die durch Betätigung des Spannelementes 35 hervorrufbare Spannkraft FS um 90 Grad in die zu den Hochachsen 24 parallele Montagekraft FM umgelenkt wird. Die Montagekraft FM ist insbesondere proportional zur Spannkraft FS der Spanneinheit 12.
Um eine optimale Kraftumlenkung zu erzielen, sind die peripheren Außenkonturen 35 im Bereich der Angriffsstellen der Spannköpfe 33, 34 in besonders günstiger Weise gestaltet.
Der erste Schnittstellenkörper 8 hat mindestens ein Paar erster Klemmflächen 41, die an sich rechtwinkelig zu der Hochachse 24 gegenüberliegenden Bereichen an der peripheren Außenkontur 25 des ersten Schnittstellenkörpers 8 ausgebildet sind. Die beiden ersten Klemmflächen 41 weisen voneinander weg und liegen sich insbesondere diametral bezüglich der Hochachse 24 gegenüber. Mit gleicher gegenseitiger Zuordnung ist an dem zweiten Schnittstellenkörper 9 im Bereich dessen peripherer Außenkontur 25 mindestens ein Paar zweiter Klemmflächen 42 ausgebildet. Wenn die beiden Schnittstellenkörper 8, 9 in der Gebrauchsstellung positioniert sind, nehmen jeweils eine erste Klemmfläche 41 und eine zweite Klemmfläche 42 eine zueinander in der Achsrichtung der Hauptachsen 24 benachbarte Position ein und bilden gemeinsam jeweils eine von zwei Klemmflächeneinheiten 43, 44, mit denen jeweils einer der Spannköpfe 43, 44 in der Spannstellung der Spanneinheit 12 zur Ausübung der Spannkraft FS verspannt ist.
Die ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 liegen bei rechteckig konturierten Schnittstellenkörpern 8, 9 zweckmäßigerweise jeweils längsmittig im Bereich zweier sich gegenüberliegender erster oder zweiter Außenkonturabschnitte 25a, 25b. Bei kreisrund konturierten Schnittstellenkörpern 8, 9 gemäß 10 befinden sich die beiden Klemmflächeneinheiten 43 an bezüglich der Hauptachsen 24 sich diametral gegenüberliegenden Bereichen der Außenkonturen 25.
Prinzipiell genügt pro Schnittstellenkörper 8, 9 ein einziges Paar erster oder zweiter Klemmflächen 41, 42. Aufgrund der besseren Variabilität in der Anwendung wird es jedoch vorgezogen, den ersten Schnittstellenkörper 8 mit zwei Paaren erster Klemmflächen 41 und den zweiten Schnittstellenkörper 9 mit zwei Paaren zweiter Klemmflächen 42 auszustatten. Deren Platzierung im Bereich der peripheren Außenkontur 25 ist insbesondere so gewählt, dass zwischen den am gleichen Schnittstellenkörper 8, 9 angeordneten beiden Klemmflächenpaaren ein Winkelversatz von 90 Grad in der Umfangsrichtung der Hochachse 24 vorliegt. Imaginäre Verbindungsgeraden, die sich zwischen den beiden Klemmflächenpaaren eines jeweiligen Schnittstellenkörpers 8, 9 erstrecken, kreuzen sich dabei im rechten Winkel.
Zur Anbringung der Spanneinheit 12 kann bei jedem Schnittstellenkörper 8, 9 wahlweise eines der beiden Klemmflächenpaare aus ersten bzw. zweiten Klemmflächen 41, 42 genutzt werden, je nach dem, mit welcher bezüglich der Hochachsen 24 rotativ eingenommenen drehwinkelmäßigen Ausrichtung die Schnittstellenkörper 8, 9 aneinander angesetzt sind.
Die ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 sind zweckmäßigerweise als bezüglich der Basisebene 28 geneigte Flächen ausgebildet. Die Neigung ist so gewählt, dass die in der aneinander angesetzten Gebrauchsstellung der Schnittstellenkörper 8, 9 vorliegende Klemmflächeneinheit 43, 44 im Querschnitt betrachtet eine keilförmige Kontur hat, die sich von der Hauptachse 24 weg verjüngt. Jede Klemmfläche 41, 42 erstreckt sich ausgehend von einem bezüglich der Hochachse 24 einen größten Abstand aufweisenden Bereich schräg von der Basisebene 28 weg und in Richtung zu der Hochachse 24. Insbesondere schließt jede Klemmfläche 41, 42 mit der Basisebene 28 einen als Schrägwinkel 45 bezeichneten Winkel ein, bei dem es sich um einen spitzen Winkel handelt, der insbesondere 45 Grad beträgt.
Jeder Spannkopf 33, 34 ist zweckmäßigerweise an seiner in der Arbeitsposition den Schnittstellenkörpern 8, 9 zugewandten Innenseite mit einer keilförmig konturierten Spannvertiefung 46 versehen, die von zwei winkelig zueinander ausgerichteten ersten und zweiten Spannflächen 47, 48 begrenzt ist. Der von den beiden Spannflächen 47, 48 eingeschlossene Winkel entspricht zweckmäßigerweise dem doppelten Schrägwinkel 45. In der Spannstellung der Spanneinheit liegt jeder Spannkopf 33, 34 mit seiner ersten Spannfläche 47 an einer ersten Klemmfläche 41 und mit seiner zweiten Spannfläche 48 an einer zweiten Klemmfläche 42 der zugeordneten Klemmflächeneinheit 43 an. Dies hat zur Folge, dass eine quer zu der Hochachse 24 wirkende Spannkraft FS der Spannköpfe 33, 34 eine in der Achsrichtung der Hochachse 24 wirkende Montagekraft FM hervorruft.
Es ist zweckmäßig, wenn sich zwischen den ersten Klemmflächen 41 jedes Paars erster Klemmflächen 41 eine in der ersten Montagefläche 26 ausgebildete erste Längsnut 51 erstreckt und wenn sich außerdem zwischen den zweiten Klemmflächen 42 jedes Paars zweiter Klemmflächen 42 eine in der zweiten Montagefläche 27 ausgebildete zweite Längsnut 52 erstreckt. Bei doppelter Anordnung der Paare erster und zweiter Klemmflächen 41, 42 ergibt sich somit eine sich mittig kreuzende Anordnung zweier erster Längsnuten 51 und zweier zweiter Längsnuten 52.
Jede Längsnut 51, 52 nimmt in der zwischen den aneinander angesetzten Schnittstellenkörpern 8, 9 eingenommenen Arbeitsposition der Spanneinheit 12 einen Umfangsabschnitt des sich zwischen den beiden Spannköpfen 33, 34 erstreckenden schaftförmigen Längenabschnittes des Spannelementes 35 auf. Das Spannelement 35 taucht also längsseits in beide sich gegenüberliegende Längsnuten 51, 52 ein. In der Gebrauchsstellung der Schnittstellenkörper 8, 9 liegen sich erste und zweite Längsnuten 51, 52 paarweise in der Achsrichtung der Hochachse 24 gegenüber, und zwar mit einer quer zu den Hochachsen 24 orientierten Längserstreckung, sodass von jedem Paar erster und zweiter Längsnuten 51, 52 ein sich zwischen den beiden Klemmflächeneinheiten 43, 44 erstreckender Durchgangskanal 53 gebildet ist, in dem sich das Spannelement 35 der die Spannstellung einnehmenden Spanneinheit 12 längs erstreckt. Der Durchgangskanal 53 mündet an einander diametral gegenüberliegenden Außenseiten der peripheren Außenkonturen 25 aus.
Bevorzugt ist die Nutbreite der Längsnuten 51, 52 so an den Durchmesser des sich in dem Durchgangskanal 53 erstreckenden schaftförmigen Längenabschnittes des Spannelementes 35 angepasst, dass das Spannelement 35 beidseits von den Nutflanken abgestützt wird oder abstützbar ist. Dies bewirkt schon vor dem Festziehen der Spannköpfe 33, 34 eine verdrehgesicherte Zuordnung zwischen den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9. Durch diese Maßnahme wird zudem das zielgerichtete gegenseitige Ansetzen der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 unterstützt.
Zweckmäßigerweise ist jeder Schnittstellenkörper 8, 9 im Bereich seiner peripheren Außenkontur 25 mit einer sich rings um seine mittige Hochachse 24 herum erstreckenden Umfangsnut 54 versehen. Bei Schnittstellenkörpern 8, 9 mit runder Außenkontur gemäß 10 handelt es sich um eine kreisringförmige Umfangsnut. Bei rechteckig konturierten Schnittstellenkörpern 8, 9 gemäß den anderen Ausführungsbeispielen folgt die Umfangsnut 54 den Seitenlinien eines Rechteckes und setzt sich folglich aus vier linearen Nut-Längenabschnitten zusammen, die sich jeweils in der Achsrichtung einer Hauptachse 31, 32 paarweise mit Parallelausrichtung gegenüberliegen.
Die Umfangsnut 54 wird exemplarisch in vorteilhafter Weise zur Realisierung der am gleichen Schnittstellenkörper 8, 9 gewünschten ersten oder zweiten Klemmflächen 41, 42 genutzt. Dies geschieht dadurch, dass die ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 jeweils von einem Längenabschnitt einer Nutflanke 55 der zugeordneten Umfangsnut 54 gebildet sind. Die Umfangsnut 54 ist so gestaltet, dass die betreffende Nutflanke 55 bezüglich der Basisebene 28 eine Neigung hat, die dem Schrägwinkel 45 entspricht. Die Umfangsnut hat zweckmäßigerweise einen sich zu ihrem Nutgrund hin keilförmig verjüngenden Querschnitt.
Bevorzugt sind die ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 ebenso wie die ersten und zweiten Spannflächen 47, 48 jeweils als ebene Flächen ausgebildet, wobei sie sich in Bezug auf die Basisebene 28 jeweils nach Art einer schiefen Ebene präsentieren.
Die Verbindungseinheit 3 enthält zusätzlich zu der Spanneinheit 12 auch noch eine Zentriereinrichtung 56 zur gegenseitigen Zentrierung der Schnittstellenkörper 8, 9 in ihrer aneinander angesetzten Gebrauchsstellung.
Die Zentriereinrichtung 56 enthält mindestens ein bezüglich den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9 und vorzugsweise auch bezüglich der Spanneinheit 12 gesondertes Zentrierelement 57, das in seiner Gebrauchsstellung zwischen den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9 angeordnet ist und ausgehend von der jeweils zugeordneten Montagefläche 26, 27 mit zentrierender Wirkung in beide Schnittstellenkörper 8, 9 eingreift.
Die Zentriereinrichtung 26 kann beispielsweise nur ein einziges Zentrierelement 57 aufweisen, was auf das Ausführungsbeispiel der 7 bis 9 zutrifft. Sie kann alternativ auch mehrere voneinander unabhängige Zentrierelemente 57 aufweisen, was auf die übrigen illustrierten Ausführungsbeispiele zutrifft.
Die Zentriereinrichtung 56 enthält für jedes Zentrierelement 57 eine im Bereich der ersten Montagefläche 26 in dem ersten Schnittstellenkörper 8 ausgebildete erste Zentrierausnehmung 58 und eine im Bereich der zweiten Montagefläche 27 in dem zweiten Schnittstellenkörper 9 ausgebildete zweite Zentrierausnehmung 59. Die ersten und zweiten Zentrierausnehmungen 58, 59 sind zur zugeordneten Montagefläche 26, 27 hin offen und so platziert, dass sie in der bezüglich der Hochachsen 24 gewünschten winkelmäßigen Relativlage paarweise in der Achsrichtung der Hochachsen 24 miteinander fluchten.
Die Innenkontur der ersten und zweiten Zentrierausnehmung 58, 59 ist an die Außenkontur des in sie eingreifenden Längenabschnittes des zugeordneten Zentrierelementes 57 spielfrei angepasst, sodass sich in allen zu den Hochachsen 24 rechtwinkeligen Richtungen ein spielfreier Eingriff des Zentrierelementes 57 in beide Schnittstellenkörper 8, 9 ergibt und dementsprechend die beiden Schnittstellenkörper 8, 9 durch die Zentriereinrichtung 56 in der Basisebene 28 relativ zueinander unverschieblich abgestützt sind.
Bevorzugt hat die Zentriereinrichtung 56 ein im Folgenden als Zentral-Zentrierelement 57a bezeichnetes Zentrierelement 57, das im Zentrumsbereich, das heißt im Bereich der mittigen axialen Hochachse 24 der beiden Montageflächen 26, 27 platziert ist. Jeder Schnittstellenkörper 8, 9 hat im Zentrumsbereich seiner Montagefläche 26, 27 eine zentrale erste Zentrierausnehmung 58, 58a beziehungsweise eine zentrale zweite Zentrierausnehmung 59, 59a, wobei das Zentral-Zentrierelement 57a in die zentralen ersten und zweiten Zentrierausnehmungen 58a, 59a axial eingreift.
Bevorzugt enthält die Zentriereinrichtung 56 ein Zentral-Zentrierelement 57a mit zugeordneten zentralen ersten und zweiten Zentrierausnehmungen 58a, 59a unabhängig davon, ob es sich um das einzige Zentrierelement 57 oder um eines von mehreren Zentrierelementen 57 handelt.
Die beispielhaften Verbindungseinheiten 3 bauen in der Achsrichtung der Hochachsen 24 sehr kompakt, weil das Zentral-Zentrierelement 57a in der gleichen Ebene liegt wie das Spannelement 35 der Spanneinheit 12 und von diesem Spannelement 35 diametral durchsetzt ist. Das Zentral-Zentrierelement 57a hat zu diesem Zweck eine diametrale Durchbrechung 61, durch die sich exemplarisch der Gewindeschaft 36b der Spannschraube 36 hindurch erstreckt.
Es besteht die Möglichkeit, das Zentral-Zentrierelement 57a vor dem Herstellen des Gebrauchszustandes der Spanneinheit 12 auf das Spannelement 25 aufzufädeln, um das Zentral-Zentrierelement 57a mit der Spanneinheit 12 zu einer Montagebaugruppe zusammenzufassen, die einheitlich zwischen die beiden Schnittstellenkörper 8, 9 eingefügt werden kann.
In bevorzugten Ausgestaltungen verfügt die Zentriereinrichtung 56 zusätzlich zu dem Zentral-Zentrierelement 57a über mehrere mit radialen Abstand zu einem mit den Hochachsen 24 zusammenfallenden Flächenzentrum 62 der beiden Montageflächen 26, 27 angeordnete und um dieses Flächenzentrum 62 herum verteilt angeordnete äußere Zentrierelemente 57, 57b. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn genau vier solcher äußeren Zentrierelemente 57b vorhanden sind, die in den Ecken eines imaginären Quadrates platziert sind. Für jedes äußere Zentrierelement 57b ist im ersten Schnittstellenkörper 8 eine erste Zentrierausnehmung 58 und im zweiten Schnittstellenkörper 9 eine mit einer ersten Zentrierausnehmung 58 axial fluchtende zweite Zentrierausnehmung 59 ausgebildet.
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel enthält die Zentriereinrichtung 56 ausschließlich mehrere äußere Zentrierelemente 57b, während ein Zentral-Zentrierelement 57a nicht vorhanden ist.
Insbesondere aus Gründen der Gewichtsersparnis und dementsprechend auch zur Kosteneinsparung ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein und bevorzugt jedes vorhandene Zentrierelement 57 ringförmig ausgebildet ist. Dies trifft auf alle Ausführungsbeispiele zu. Bevorzugt handelt es sich um eine runde Ringform, wenngleich prinzipiell auch polygonartige Ringformen zum Einsatz kommen können, beispielsweise in der Form von Rechteckringen und dabei insbesondere in der Form von quadratischen Rechteckringen.
In allen Fällen ist zweckmäßigerweise die Innenkontur der ersten und zweiten Zentrierausnehmungen 58, 59 entsprechend der Außenkontur des in sie eingreifenden Längenabschnittes des zugeordneten Zentrierelementes 57 ausgebildet.
Durch die äußeren Zentrierelemente 57b wird eine auch sehr hohen Drehmomenten widerstehende formschlüssige Verdrehsicherung zwischen den beiden miteinander verspannten Schnittstellenkörpern 8, 9 erzielt. Dies unabhängig davon, welche Außenkontur die äußeren Zentrierelemente 57b haben.
Wird ein unrund konturiertes Zentral-Zentrierelement 57a in Verbindung mit komplementär konturierten zentralen ersten und zweiten Zentrierausnehmungen 58a, 59a verwendet, ergibt sich allein schon aufgrund der unkreisförmigen Konturierung eine Verdrehsicherung, sodass in diesen Fällen zumindest bei geringen Drehmomentbelastungen problemlos auf äußere Zentrierelemente 57b verzichtet werden kann.
Bei gesondert von den zu verbindenden Komponenten 4, 5 ausgebildeten Schnittstellenkörpern 8, 9 können deren gegebenenfalls vorhandene Befestigungslöcher 15 gleichzeitig als Zentrierausnehmungen 58, 59 genutzt werden.
Eine Verdrehsicherung zwischen den beiden miteinander verspannten Schnittstellenkörpern 8, 9 kann auch schon allein durch den Kraftschluss erzielt werden, der sich aus dem Verspannen der beiden Spannköpfe 33, 34 mit den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9 einstellt. Bei geringen Drehmomentbelastungen ist eine solche kraftschlüssige Verdrehsicherung ausreichend und bedarf keiner Kombination mit einer formschlüssigen Verdrehsicherung.
Bei Schnittstellenkörpern 8, 9 mit rechteckiger peripherer Außenkontur 25 lässt sich eine formschlüssige Verdrehsicherung allein schon durch das Zusammenwirken der Spannköpfe 33, 34 mit den an den ersten und zweiten Außenkonturabschnitten 25a, 25b ausgebildeten linearen ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 erreichen, ohne dass es zusätzlicher formschlüssiger Verdrehsicherungsmaßnahmen durch die Zentriereinrichtung 56 bedarf, wenngleich deren zusätzliches Vorhandensein vorteilhaft ist.
In allen Fällen hat die Zentriereinrichtung 56 insbesondere den Zweck, die Einhaltung einer exakten Koaxialität zwischen den beiden miteinander verspannten Schnittstellenkörpern 8, 9 zu gewährleisten.
Wenn das Zentral-Zentrierelement 57a ringförmig ausgebildet ist, setzt sich seine diametrale Durchbrechung 61 aus zwei sich diametral gegenüberliegenden Durchgangslöchern des Ringkörpers zusammen.
Die im Zusammenhang mit einem Zentral-Zentrierelement 57a vorhandenen zentralen ersten und zweiten Zentrierausnehmungen 58a, 59a liegen im Längsverlauf der mindestens einen im zugeordneten Schnittstellenkörper 8, 9 ausgebildeten ersten oder zweiten Längsnut 51, 52. Die ersten und zweiten Längsnuten 51, 52 werden folglich von der zugeordneten ersten oder zweiten Zentralen-Zentrierausnehmung 58a, 59a in zwei Längenabschnitte unterteilt, die sich jeweils ausgehend von der betreffenden zentralen ersten oder zweiten Zentrierausnehmung 58a, 59a bis zur peripheren Außenkontur 25 im Bereich einer der ersten oder zweiten Klemmflächen 41, 52 erstrecken.
Das in 11 illustrierte Ausführungsbeispiel verdeutlicht, dass ein und dieselbe Verbindungseinheit 3 über erste und zweite Schnittstellenkörper 8, 9 mit unterschiedlich gro-ßer Grundfläche verfügen können. Wesentlich ist nur, dass die miteinander kombinierten ersten und zweiten Schnittstellenkörper 8, 9 in der Längsrichtung der Spanneinheit 12 die gleichen Außenabmessungen haben, um das gleichzeitige Zusammenwirken der beiden Spannköpfe 33, 34 mit ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 beider Schnittstellenkörper 8, 9 zu ermöglichen. Die vorstehend geschilderte Eigenschaft erlaubt es problemlos, erste und zweite Lineareinheiten 6, 7 unterschiedlicher Baugröße miteinander zu verbinden.
In der 11 ist des Weiteren eine einem Sicherheitsaspekt genügende Überlast-Sicherungsmaßnahme gezeigt, die prinzipiell bei allen Ausgestaltungen der Verbindungseinheit 3 zur Anwendung kommen kann.
Die Überlast-Sicherungsmaßnahme resultiert daraus, dass die beiden Spannköpfe 33, 34 mit einer Federkraft nachgiebig gegen die beiden Schnittstellenkörper 8, 9 vorgespannt sind. Tritt während eines Betriebes der Verbindungssystems 1 eine Querbelastung quer zu den Hochachsen 24 auf, die über einem vorgegebenen zulässigen Wert liegt, kann die Federkraft überwunden und der zwischen den Spannköpfen 33, 34 und den Klemmflächeneinheiten 43 vorhandene formschlüssige Eingriff aufgehoben werden. Dadurch können sich die Schnittstellenkörper 8, 9 voneinander trennen, ohne dass sie oder die beiden zugeordneten Komponenten 4, 5 beschädigt werden.
Beispielhaft wird die Überlastsicherung dadurch realisiert, dass eine als Druckfeder konzipierte Sicherungsfeder 63 zwischen den ersten Spannkopf 33 und den Schraubenkopf 36a des Spannelements 35 eingesetzt ist, wobei die Sicherungsfeder 63 sowohl auf den ersten Spannkopf 33 als auch auf den Schraubenkopf 36a drückend mit einer Federkraft einwirkt. Die Federkraft der Sicherungsfeder 63 bestimmt die Auslösekraft der Überlastsicherung. Diese Federkraft und somit die Auslöseschwelle lässt sich zweckmäßigerweise dadurch einstellen, dass die Sicherungsfeder 63 durch Betätigung des Spannelements 35 unterschiedlich stark vorgespannt ist.
Die Sicherungsfeder 63 ist beispielhaft eine Schraubenfeder, die auf den Gewindeschaft 36b aufgesteckt ist. Sie kann alternativ beispielsweise auch in Form eines Tellerfederpaketes realisiert sein
Das Verbindungssystem 1 ist zweckmäßigerweise mit einem Sensor ausgestattet, der den korrekten Sitz der Spanneinheit 12 überwacht und der ein Signal ausgibt, sobald die Überlastsicherung anspricht.
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispielen sind die Schnittstellenkörper 8, 9 so ausgebildet, dass ihre mittigen Hochachsen 24 in der Gebrauchsstellung koaxial zueinander ausgerichtet sind. Es besteht aber ohne weiteres auch die Möglichkeit, mindestens einen der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 so auszubilden, dass in der Gebrauchsstellung ein Querversatz zwischen den mittigen Hochachsen 24 vorliegt. Dadurch ist beispielsweise eine Verbindung zwischen zwei quer versetzt zueinander angeordneten Lineareinheiten 6, 7 möglich.
Zusammenfassend ist das zur mechanischen Verbindung einer ersten Komponente 4 mit einer zweiten Komponente 5 dienende Verbindungssystem 1 in bevorzugter Weise folgendermaßen aufgebaut:

Das Verbindungssystem 1 hat mindestens eine Verbindungseinheit 3, die einen der ersten Komponente 4 zugeordneten ersten Schnittstellenkörper 8 mit einer zu einer Hochachse 24 des ersten Schnittstellenkörpers 8 rechtwinkeligen ersten Montagefläche 26, einen der zweiten Komponente 5 zugeordneten zweiten Schnittstellenkörper 9 mit einer zu einer Hochachse 24 des zweiten Schnittstellenkörpers 9 rechtwinkeligen zweiten Montagefläche 27 sowie Spannmittel zum Zusammenspannen der beiden in einer Gebrauchsstellung mit ihren Montageflächen 26, 27 aneinander anliegenden Schnittstellenkörper 8, 9 in der Achsrichtung ihrer Hochachsen 24 aufweist, wobei jeder Schnittstellenkörper 8, 9 eine seine erste beziehungsweise zweite Montagefläche 26, 27 umrahmende periphere Außenkontur 25 hat;
der erste Schnittstellenkörper 8 der mindestens einen Verbindungseinheit 3 weist mindestens ein Paar erster Klemmflächen 41 auf, die in sich rechtwinkelig zu der Hochachse 24 gegenüberliegenden Bereichen an der peripheren Außenkontur 25 des ersten Schnittstellenkörpers 8 ausgebildet sind und zwischen denen sich eine in der ersten Montagefläche 26 ausgebildete erste Längsnut 51 erstreckt;
- der zweite Schnittstellenkörper 9 der mindestens einen Verbindungseinheit 3 weist mindestens ein Paar zweiter Klemmflächen 42 auf, die in sich rechtwinkelig zu der Hochachse 24 gegenüberliegenden Bereichen an der peripheren Außenkontur 25 des zweiten Schnittstellenkörpers 9 ausgebildet sind und zwischen denen sich eine in der zweiten Montagefläche 27 ausgebildete zweite Längsnut 52 erstreckt;
in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 sind die ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 unter jeweiliger Bildung einer Klemmflächeneinheit 43 in der Achsrichtung der Hochachsen 24 paarweise nebeneinander angeordnet und bilden die erste Längsnut 51 des ersten Schnittstellenkörpers 8 und die zweite Längsnut 52 des zweiten Schnittstellenkörpers 9 in dem zwischen den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9 liegenden Bereich gemeinsam einen sich quer zu den Hochachsen 24 zwischen den beiden Klemmflächeneinheiten 43 erstreckenden Durchgangskanal 53;
die mindestens eine Verbindungseinheit 3 weist eine Zentriereinrichtung 56 auf, die mindestens eine in der ersten Montagefläche 26 des ersten Schnittstellenkörpers 8 ausgebildete erste Zentrierausnehmung 58, mindestens eine in der zweiten Montagefläche 27 des zweiten Schnittstellenkörpers 9 ausgebildete zweite Zentrierausnehmung 59 sowie mindestens ein bezüglich der beiden Schnittstellenkörper 8,9 gesondertes Zentrierelement 57 enthält, wobei sich in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper 8, 9 mindestens eine erste Zentrierausnehmung 58 und mindestens eine zweite Zentrierausnehmung 59 in der Achsrichtung der Hochachsen 24 gegenüberliegen und zwischen den beiden Schnittstellenkörpern 8,9 ein sowohl in die erste Zentrierausnehmung 58 als auch in die zweite Zentrierausnehmung 59 eingreifendes Zentrierelement 57 angeordnet ist;
und die Spannmittel bestehen aus einer bezüglich den beiden Schnittstellenkörpern 8, 9 gesonderten Spanneinheit 12, die zwei Spannköpfe 33, 34 und ein sich zwischen den beiden Spannköpfen 33, 34 erstreckendes Spannelement 35 aufweist und die derart zwischen den beiden ihre Gebrauchsstellung einnehmenden Schnittstellenkörpern 8, 9 angeordnet ist, dass sich einerseits das Spannelement 35 in dem Durchgangskanal 53 erstreckt und andererseits an jeder der beiden Klemmflächeneinheiten 43 einer der beiden Spannköpfe 33, 34 anliegt, wobei die Spanneinheit 12 in einer Spannstellung mit ihren Spannköpfen 33, 34 auf die ersten und zweiten Klemmflächen 41, 42 der beiden Klemmflächeneinheiten 43 einwirkt, sodass die beiden Schnittstellenkörper 24 mit einer in der Achsrichtung der Hochachsen 24 wirkenden Montagekraft FM miteinander verspannt sind.

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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/069731 A1 [0002]

Claims

Verbindungssystem zur mechanischen Verbindung einer ersten Komponente (4) mit einer zweiten Komponente (5), mit mindestens einer Verbindungseinheit (3), die über einen der ersten Komponente (4) zugeordneten ersten Schnittstellenkörper (8) mit einer zu einer Hochachse (24) des ersten Schnittstellenkörpers (8) rechtwinkelig ausgerichteten ersten Montagefläche (26) und über einen der zweiten Komponente (5) zugeordneten zweiten Schnittstellenkörper (9) mit einer zu einer Hochachse (24) des zweiten Schnittstellenkörpers (9) rechtwinkelig ausgerichteten zweiten Montagefläche (27) verfügt und die außerdem Spannmittel aufweist, um die beiden in einer Gebrauchsstellung mit ihren ersten und zweiten Montageflächen (26, 27) aneinander anliegenden Schnittstellenkörper (8, 9) mit einer Montagekraft (FM) in der Achsrichtung ihrer Hochachsen (24) zusammenzuspannen, wobei jeder Schnittstellenkörper (8, 9) eine die Montagefläche (26, 27) umrahmende periphere Außenkontur (25) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verbindungseinheit (3) eine Zentriereinrichtung (56) aufweist, die mindestens ein bezüglich den beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) gesondertes Zentrierelement (57) enthält, das in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper (8, 9) zwischen den beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) angeordnet ist und in beide Schnittstellenkörper (8, 9) zentrierend eingreift, wobei die Spannmittel aus einer bezüglich den beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) gesonderten Spanneinheit (12) bestehen, die zwei mit variablem Abstand zueinander angeordnete Spannköpfe (33, 34) und ein sich zwischen den beiden Spannköpfen (33, 34) erstreckendes Spannelement (35) aufweist und die in einer Spannstellung derart zwischen den ihre Gebrauchsstellung einnehmenden Schnittstellenkörpern (8, 9) angeordnet ist, dass sich das Spannelement (35) zwischen den beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) quer zu deren Hochachsen (24) erstreckt und die beiden Spannköpfe (33, 34) zum Hervorrufen der Montagekraft (FM) im Bereich der peripheren Außenkonturen (25) der beiden Schnittstellenkörper (8, 9) jeweils mit beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) verspannt sind.
Verbindungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (35) bezüglich den beiden Spannköpfen (33, 34) gesondert ausgebildet ist und beide Spannköpfe (33, 34) durchsetzt, wobei es zweckmäßigerweise eine Spannschraube (36) aufweist.
Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnittstellenkörper (8) mindestens ein Paar erster Klemmflächen (41) aufweist, die in sich quer zu der Hochachse (24) gegenüberliegenden Bereichen an der peripheren Außenkontur (25) des ersten Schnittstellenkörpers (8) ausgebildet sind, wobei der zweite Schnittstellenkörper (9) mindestens ein Paar zweiter Klemmflächen (42) aufweist, die in sich quer zu der Hochachse (24) gegenüberliegenden Bereichen an der peripheren Außenkontur (25) des zweiten Schnittstellenkörpers (9) ausgebildet sind, wobei in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper (8, 9) die ersten und zweiten Klemmflächen (41, 42) unter jeweiliger Bildung einer Klemmflächeneinheit (43) in der Achsrichtung der Hochachsen (24) paarweise nebeneinander angeordnet sind und wobei die die Spannstellung einnehmende Spanneinheit (12) mit ihren Spannköpfen (33, 34) auf die ersten und zweiten Klemmflächen (41, 42) der beiden Klemmflächeneinheiten (43) einwirkt, sodass die Schnittstellenkörper (8, 9) mit der Montagekraft (FM) in der Achsrichtung der Hochachsen (24) miteinander verspannt sind.
Verbindungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Klemmflächen (41, 42) jeweils bezüglich einer die zugeordnete erste oder zweite Montagefläche (26, 27) enthaltenden Basisebene (28) geneigt sind, sodass jede Klemmflächeneinheit (43) im Querschnitt betrachtet keilförmig konturiert ist.
Verbindungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannköpfe (43, 44) an ihren einander zugewandten Innenseiten jeweils eine keilförmig konturierte Spannvertiefung (46) haben, die von zwei winkelig zueinander ausgerichteten ersten und zweiten Spannflächen (47, 48) begrenzt ist, wobei jeder Spannkopf (33, 34) in der Spannstellung der Spanneinheit (12) mit seiner ersten Spannfläche (47) an einer der ersten Klemmflächen (41) des ersten Schnittstellenkörpers (8) anliegt und mit seiner zweiten Spannfläche (48) an einer der zweiten Klemmflächen (42) des zweiten Schnittstellenkörpers (9) anliegt.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den ersten Klemmflächen (41) jedes Paares erster Klemmflächen (41) eine in der ersten Montagefläche (26) des ersten Schnittstellenkörpers (8) ausgebildete erste Längsnut (51) erstreckt und sich zwischen den zweiten Klemmflächen (42) jedes Paares zweiter Klemmflächen (42) eine in der zweiten Montagefläche (27) des zweiten Schnittstellenkörpers (9) ausgebildete zweite Längsnut (52) erstreckt, wobei in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper (8, 9) die erste Längsnut (51) des ersten Schnittstellenkörpers (8) und die zweite Längsnut (9) des zweiten Schnittstellenkörpers (9) gemeinsam einen sich zwischen den beiden Schnittstellenkörpern (8, 9) zwischen den beiden Klemmflächeneinheiten (43) erstreckenden Durchgangskanal (53) bilden, in dem sich das Spannelement (35) der die Spannstellung einnehmende Spanneinheit (12) erstreckt, insbesondere mit einem schaftförmigen Längenabschnitt.
Verbindungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnittstellenkörper (8) an seiner peripheren Außenkontur (25) zwei Paare von sich quer zu der Hochachse (24) gegenüberliegenden ersten Klemmflächen (41) aufweist, die in der Umfangsrichtung der Hochachse (24) um 90 Grad zueinander versetzt sind und zwischen denen sich jeweils eine von zwei rechtwinkelig zueinander ausgerichteten ersten Längsnuten (51) erstreckt, wobei der zweite Schnittstellenkörper (9) an seiner peripheren Außenkontur (25) zwei Paare von sich quer zu der Hochachse (24) gegenüberliegenden zweiten Klemmflächen (42) aufweist, die in der Umfangsrichtung der Hochachse (24) um 90 Grad zueinander versetzt sind und zwischen denen sich jeweils eine von zwei rechtwinkelig zueinander ausgerichteten zweiten Längsnuten (52) erstreckt.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Schnittstellenkörper (8, 9) an seiner peripheren Außenkontur (25) eine sich rings um die Hochachse (24) herum erstreckende Umfangsnut (54) aufweist, wobei die ersten und zweiten Klemmflächen (41, 42) von Längenabschnitten einer Nutflanke der Umfangsnut (54) gebildet sind.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (56) ein Zentrierelement (57) aufweist, das als ein im Zentrumsbereich der beiden Montageflächen (26, 27) platziertes Zentral-Zentrierelement (57a) ausgebildet ist, wobei es sich bei diesem Zentral-Zentrierelement (57a) zweckmäßigerweise um das einzige Zentrierelement (57a) der Verbindungseinheit (3) handelt.
Verbindungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentral-Zentrierelement (57a) von dem Spannelement (35) der Spanneinheit (12) diametral durchsetzt ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (56) mehrere mit radialem Abstand zu einem Flächenzentrum (62) der beiden Montageflächen (26, 27) angeordnete und um das Flächenzentrum (62) herum verteilt angeordnete äußere Zentrierelemente (57b) aufweist, wobei es sich zweckmäßigerweise um vier in den Ecken eines Quadrates angeordnete äußere Zentrierelemente (57b) handelt.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zentrierelement (57) ringförmig ausgebildet ist und/oder dass das mindestens eine Zentrierelement (57) außen kreiszylindrisch konturiert ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung (56) für jedes Zentrierelement (57) eine in dem ersten Schnittstellenkörper (8) ausgebildete und zu der ersten Montagefläche (26) hin offene erste Zentrierausnehmung (58) sowie mindestens eine in dem zweiten Schnittstellenkörper (9) ausgebildete und zu der zweiten Montagefläche (27) hin offene zweite Zentrierausnehmung (59) aufweist, wobei sich in der Gebrauchsstellung der beiden Schnittstellenkörper (8, 9) mindestens eine erste Zentrierausnehmung (58) und mindestens eine zweite Zentrierausnehmung (59) fluchtend gegenüberliegen und das zugeordnete Zentrierelement (57) sowohl in die erste Zentrierausnehmung (58) als auch in die zweite Zentrierausnehmung (59) eingreift, wobei jede Zentrierausnehmung (58, 59) komplementär zu dem in sie eingreifenden Längenabschnitt des Zentrierelementes (57) konturiert ist.
Verbindungssystem nach Anspruch 13 in Verbindung mit den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale erste Zentrierausnehmung (58, 58a) des ersten Schnittstellenkörpers (8) im Längsverlauf der ersten Längsnut (51) ausgebildet ist, sodass die erste Längsnut (51) in zwei zu jeweils einer der beiden ersten Klemmflächen (51) führende Längenabschnitte unterteilt ist, und dass eine zentrale zweite Zentrierausnehmung (59, 59a) des zweiten Schnittstellenkörpers (9) im Längsverlauf der zweiten Längsnut (52) ausgebildet ist, sodass die zweite Längsnut (52) in zwei zu jeweils einer der beiden zweiten Klemmflächen (42) führende Längenabschnitte unterteilt ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in die Spanneinheit (12) zur Überlastsicherung eine die Spannköpfe (33, 34) mit einer Federkraft nachgiebig gegen die Schnittstellenkörper (8, 9) vorspannende Sicherungsfeder (63) integriert ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenkörper (8, 9) mindestens einer Verbindungseinheit (3) eine rechteckige periphere Außenkontur (25) haben.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenkörper (8, 9) mindestens einer Verbindungseinheit (3) eine kreisförmige periphere Außenkontur (25) haben.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnittstellenkörper (8) und/oder der zweite Schnittstellenkörper (9) mindestens einer Verbindungseinheit (3) als ein integraler Bestandteil einer der miteinander zu verbindenden Komponenten (4, 5) ausgebildet ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnittstellenkörper (8) und/oder der zweite Schnittstellenkörper (9) mindestens einer Verbindungseinheit (3) als ein bezüglich der miteinander zu verbindenden Komponenten (4, 5) separates Schnittstellenelement (13) ausgebildet ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den beiden miteinander zu verbindenden Komponenten (4, 5) um linear bewegliche Schlitten (16) von Lineareinheiten (6, 7) handelt.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (4) und die zweite Komponente (5) Bestandteile des Verbindungssystems (1) sind.