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Die
Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Ausrichtens von Maschinenkomponenten,
insbesondere auf die Ausrichtung einer Verbindung zwischen einer
Haupteinheit einer Anordnung und einer entfernbaren Unteranordnung.
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Ein
modularer Entwurf und Aufbau von Maschinen und elektronischen Instrumenten
liefert zahlreiche Vorteile. Er ermöglicht eine getrennte Herstellung
von einzelnen Einheiten und Unteranordnungen. Ferner ermöglicht er
das bequeme Entfernen einer einzelnen Einheit oder Unteranordnung
von einem System, und den effizienten Austausch derselben durch
eine Ersatzeinheit oder Ersatzunteranordnung. Ein modularer Betrieb
ist insbesondere bei einem System sinnvoll, das eine Mehrzahl von
identischen oder ähnlichen
Funktionsmodulen umfaßt,
die für
eine Reparatur oder Wartung nicht abgestellt werden können.
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Eine
fehlerhafte oder ungenaue Ausrichtung einer modularen Einheit oder
Unteranordnung während
des Austauschs derselben in einem System stört normalerweise den richtigen
Betrieb oder verursacht Schäden.
Beispielsweise erfordert ein modularer Entwurf und Betrieb eines
System typischerweise eine oder mehrere Formen von Verbindung zwischen dem
System und getrennten Einheiten und Unteranordnungen. Eine allgemeine
Form von elektrischer Verbindung umfaßt einen Stecker mit einer
Mehrzahl von Stiften, der in eine Buchse mit entsprechenden Stiftlöchern eingefügt wird.
Eine falsche Ausrichtung bewirkt im allgemeinen eine nicht zufriedenstellende elektrische
Verbindung. Sie beschädigt
außerdem Steckerstifte
und andere Komponenten der Verbindungselemente.
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Ein
modularer Zusammenbau eines Systems erfordert typischerweise eine
mechanische Unterstützung
einer modularen Unteranordnung. Eine fehlerhafte oder unsichere
mechanische Ausrichtung einer modularen Unteranordnung in dem System führt im Allgemeinen
zu einem falschen Betrieb oder zu Schäden an den Komponenten.
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Das
U.S. Patent Nr. 5,602,717, erteilt am 11. Februar 1997 an Lesham
u.a., offenbart eine mechanische Datenspeicherungsverriegelungsunteranordnung,
die einen ersten sich erstreckenden festen Stift für eine Vorausrichtung
und einen zweiten sich erstreckenden Stift für eine Feinausrichtung umfaßt. Die
offenbarten Stifte sind offensichtlich konisch, und die Öffnungen
zum Aufnehmen der Stifte sind offensichtlich rund. Das U.S.Patent
Nr. 5,325,263, erteilt am 28. Juni 1994 an Singer u.a. offenbart
Fixierstifte mit einer abgeschrägten
Spitze, die leicht in ein Fixierbauglied oder -loch gleiten sollen.
Die Fixierstifte weisen vorzugsweise eine kreuz und quer verlaufende
Querschnittsfläche
auf. Die Fixierstifte sind offensichtlich einzelne Stücke, die
mit einem Gehäuse oder
Rahmen verbunden sind. Die Fixierlöcher zum Aufnehmen der Stifte
sind offensichtlich rund. Das U.S. Patent Nr. 6,202,291 B1, erteilt
am 20. März 2001
an Toedtman offenbart ein Ausrichtungsbauelement, das Einzelebenenausrichtungsspitzen
umfaßt, die
in einer dreieckigen Form oder einer Keilform gebildet sind. Die
Spitzen sind getrennte Stücke,
die an Signal- oder Leistungsausrichtungsstiften befestigt sind.
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Aus
der
US 53 62 261 A ist
bereits ein Hybrid-Verbinder bekannt, welcher aus zwei Verbinderteilen
besteht, von denen eines mit obeliskförmigen Führungsstiften versehen ist,
die mit entsprechenden Führungsaufnahmeöffnungen
des anderen Verbinderteils formschlüssig zusammenpassen, um eine Ausrichtung
der beiden Verbinderteile bei ihrem Zusammenführen zu gewährleisten.
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Aus
der
US 53 25 263 A ist
bereits ein Computersystem bekannt, das mit entfernbaren Komponenten
ausgerichtet ist. Die entfernbaren Komponenten haben im Querschnitt
gekreuzte, „X"-förmige Vorsprünge mit
spitz zulaufenden äußeren Enden,
die mit zusammenpassenden Ausrichtgliedern oder Löchern auf
Seiten des Computers zusammenpassen. Die Aufnahmeelemente auf seiten
des Computers sind weder gezeigt noch näher beschrieben.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum verbesserten
Ausrichten von entfernbaren Unteranordnungen zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
Erfindung trägt
dazu bei, einige der Probleme zu lösen, die oben erwähnt wurden,
durch Bereitstellen eines Systems zum Ausrichten von zwei Einheiten
eines modularen Systems, das folgende Merkmale umfaßt: einen
Vorsprung, der sich von einer Basisregion einer ersten Einheit erstreckt,
wobei der Vorsprung einen ersten planaren Abschnitt und einen zweiten
planaren Abschnitt aufweist; und ein Aufnahmeelement in einer Befestigungsregion
einer zweiten Einheit, wobei das Aufnahmeelement eine Form zum Aufnehmen
des Vorsprungs und zur Ineingriffnahme des ersten und des zweiten
planaren Abschnitts aufweist. Der erste planare Abschnitt und der zweite
planare Abschnitt bilden einen Schnitt mit einem Schnittwinkel in
einem Bereich von 10° bis
170°. Der
Vorsprung erstreckt sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht
zu einer Basisplatte in der Basisregion. Der Vorsprung weist ein
Basisende in der Nähe
der Basisregion auf, und ein Spitzenende, das von der Basisregion
entfernt ist, und das Spitzenende ist abgeschrägt, so daß das Basisende größere Abmessungen
aufweist als das Spitzenende. Typischerweise sind der erste planare
Abschnitt und der zweite planare Abschnitt im wesentlichen senkrecht
zueinander; das heißt,
der Schnittwinkel zwischen dem ersten planaren Abschnitt und dem
zweiten planaren Abschnitt beträgt
typischerweise etwa 90°.
Typischerweise ist das Aufnahmeelement ein Schlitz in der Befestigungsregion.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel paßt das Spitzenende
des Vorsprungs locker in das Aufnahmeelement, und das Aufnahmeelement
hält das
Basisende des Vorsprungs fest, wenn der Vorsprung vollständig in
das Aufnahmeelement eingefügt
ist, so daß die
Basisplatte der ersten Einheit im Kontakt mit zumindest einem Teil
der Befestigungsfläche
der zweiten Einheit ist. Der Schnitt des ersten planaren Abschnitts
und des zweiten planaren Abschnitts bildet eine im wesentlichen
lineare Achse senkrecht zu der Basisregion. Ein Vorteil eines Systems
gemäß der Erfindung
ist es, daß das
Aufnahmeelement mit dem ersten planaren Abschnitt und dem zweiten
planaren Abschnitt Eingriff nimmt, um die Rotation von entweder
der ersten Einheit oder der zweiten Einheit um die lineare Achse
zu verhindern, wenn der Vorsprung vollständig in das Aufnahmeelement
eingefügt
ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen
nimmt das Aufnahmeelement fest Eingriff mit dem ersten planaren
Abschnitt und einem zweiten planaren Abschnitt an dem Basisende,
aber nimmt nicht fest Eingriff mit dem Schnittwinkel mit dem Schnitt
des ersten und des zweiten planaren Abschnitts. Typischerweise umfaßt zumindest
ein Teil der Basisregion der ersten Einheit ein starres Material,
und der Vorsprung ist eine Erweiterung des starren Materials. Bei
typischen Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung
weist die erste Einheit eine Form eines rechteckigen Kastens auf,
und die Basisplatte ist eine rechteckige Seite des Kastens. Typischerweise
umfaßt
die erste Einheit ein Gehäuse
aus starrem Material, ein Gehäuse
umfaßt
die Oberseite, die Unterseite, eine erste Seite und eine zweite
Seite, und der Vorsprung ist eine Erweiterung des Gehäuses. Das
starre Material umfaßt
typischerweise Blech. Typischerweise ist der Vorsprung eine Erweiterung
einer Eckregion des Gehäuses,
und der erste planare Abschnitt und der zweite planare Abschnitt werden
durch einen Falz in dem Vorsprung gebildet. Ein System gemäß der Erfindung
kann einen oder eine Mehrzahl von Vorsprüngen und passenden Aufnahmeelementen
umfassen.
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Ein
System gemäß der Erfindung
ist besonders sinnvoll zum Ausrichten einer entfernbaren Unteranordnung
in einer Hauptanordnung. Modulare Unteranordnungen, die online austauschbar
sind, werden für
die Verbindung mit Hauptanordnungseinheiten schnell und richtig
ausgerichtet. Beispielsweise ist ein System gemäß der Erfindung nützlich für eine zuverlässige und
richtige Ausrichtung von redundanten Leistungsversorgungsunteranordnungen mit
einem Computerserver.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Ausrichtungssystem gemäß der Erfindung,
das eine erste Einheit, eine zweite Einheit und zwei Vorsprünge umfaßt;
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2 eine
Querschnittsansicht eines Systems, das eine erste Einheit zeigt,
die betriebsmäßig mit
einer zweiten Einheit verbunden ist, wobei die Vorsprünge vollständig in
die Aufnahmeelemente eingefügt
sind;
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3 eine
perspektivische Draufsicht, die eine erste Einheit zeigt, die betriebsmäßig mit
einer zweiten Einheit verbunden ist;
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4 eine
perspektivische Schnittansicht, bei der eine erste Unteranordnungseinheit
grob an einer Befestigungsfläche
einer zweiten Hauptanordnungseinheit ausgerichtet ist;
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5 die
Unteranordnung von 4, die mehr in Eingriff und
Feinausrichtung bewegt ist;
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6 in
schematischer Form eine perspektivische Schnittansicht eines beispielhaften
Systems, bei dem eine Leistungsversorgungsunteranordnung mit einer
Computerserverunteranordnung ausgerichtet ist.
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Die
Erfindung ist hierin mit Bezugnahme auf 1-6 beschrieben.
Es sollte offensichtlich sein, daß die Strukturen und Systeme,
die in 1-6 in schematischer Form dargestellt
sind, Beispielszwecken dienen und keine präzisen Abbildungen tatsächlicher
Strukturen und Systeme gemäß der Erfindung
sind. Ferner sind die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele beispielhaft
und sollen den Schutzbereich der Erfindung, der in den nachfolgenden
Ansprüchen
definiert ist, nicht begrenzen.
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1 zeigt
ein Ausrichtungssystem 100 gemäß der Erfindung, das eine erste
Einheit 102 und eine zweite Einheit 104 zeigt.
Typischerweise ist eine erste Einheit 102 eine Unteranordnung 102 einer
Anordnung, die eine mittlere zwei te Einheit 104 umfaßt. Wie
es in 1 dargestellt ist, ist die erste Einheit 102 beispielsweise
eine Leistungsversorgung, die mit einer Computereinheit 104 verbunden
werden soll. Die erste Einheit 102 weist eine Form eines rechteckigen
Kastens mit einer Oberseite 110, einer Unterseite 112,
einer ersten Seite 114, einer zweiten Seite 116,
einer Basisplatte 118 senkrecht zu der Oberseite, Unterseite
und den Seiten auf, und eine entfernte Platte 119, die
parallel zu der Basisplatte 118 ist. Eine Basisregion 120 der
ersten Einheit 102 ist in der Nähe der Basisplatte 118 positioniert.
Die erste Einheit 102 umfaßt ferner einen Vorsprung 122 in
der oberen Ecke. Der obere Vorsprung 122 umfaßt einen
ersten planaren Abschnitt 124 und einen zweiten planaren
Abschnitt 125. Die erste Einheit 102 umfaßt außerdem einen
Vorsprung 126 der unteren Ecke, der einen ersten planaren
Abschnitt 128 und einen zweiten planaren Abschnitt 129 umfaßt. Der Vorsprung 124 weist
ein Basisende 130 in der Nähe der Basisregion 120 und
ein Spitzenende 131 auf, das von der Basisregion 120 entfernt
ist. Das Spitzenende 131 ist abgeschrägt, so daß das Basisende 130 größere Abmessungen
aufweist als das Spitzenende 131. Gleichartig dazu weist
der Vorsprung 126 ein Basisende 134 in der Nähe zu der
Basisregion 120 und ein Spitzenende 135 auf, das
von der Basisregion 120 entfernt ist, und das Spitzenende 135 ist abgeschrägt, so daß das Basisende
größere Abmessungen
aufweist als das Spitzenende. Die erste Einheit 102 umfaßt typischerweise
ein Gehäuse
aus starrem Material, wie zum Beispiel Blech. In 1 sind
die Oberseite 110, die Unterseite 112 und die Seiten 114, 116 aus
starrem Blech gebildet. Der Vorsprung 122 ist eine Erweiterung
des Gehäusematerials
in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Basisplatte 118 ist.
Gleichartig dazu ist der Vorsprung 126 eine Erweiterung
des Gehäusematerials
in einer Richtung senkrecht zu der Basisplatte 118. Die
planaren Regionen 124, 125 des Vorsprungs 122 werden
durch einen Falz 123 in dem Blech des Vorsprungs 122 gebildet.
Wo der erste planare Abschnitt 124 und der zweite planare
Abschnitt 126 an dem Falz 132 des Blechs oder
des anderen starren Materi als einen Schnitt bilden, bilden sie eine im
wesentlichen lineare Achse 132 senkrecht zu der Basisplatte 118.
Die lineare Achse 132 ist in 1 durch
eine gestrichelte Linie angezeigt, die sich in der Richtung des
Vorsprungs 122 erstreckt. Gleichartig dazu bildet der Schnitt 137 an
dem Falz der planaren Abschnitte 128, 129 der
Vorsprünge 126 eine
lineare Achse 136, die senkrecht zu der Basisplatte 118 ist.
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Die
zweite Einheit 104 des Systems 100 umfaßt eine
Befestigungsregion 150 mit einer Befestigungsfläche 151.
Die Befestigungsregion 150 umfaßt ein oberes Aufnahmeelement 152 mit
einer Form zum Aufnehmen und Halten des Vorsprungs 122. Gleichartig
dazu umfaßt
die Befestigungsregion 150 ein unteres Aufnahmeelement 156 mit
einer Form zum Aufnehmen und Halten des Vorsprungs 126.
Die erste Unteranordnungseinheit 102 ist korrekt mit der zweiten
Hauptanordnungseinheit 104 ausgerichtet, durch Einfügen der
abgeschrägten
Spitzenenden der Vorsprünge 122, 126 in
die Aufnahmeelemente 152 bzw. 156, und anschließendes vollständiges Drücken der
Vorsprünge
in die Aufnahmeelemente, so daß die Basisplatte 118 in
Kontakt mit der Befestigungsfläche 152 ist.
Ein abgeschrägtes
Spitzenende ermöglicht eine
bequeme anfängliche
Einfügung
und grobe Ausrichtung, gefolgt durch allmähliches Zusammendrücken des
ersten und des zweiten planaren Abschnitts, während der Vorsprung weiter
eingefügt wird.
Nachdem der Vorsprung 122 vollständig in das Aufnahmeelement 152 eingefügt ist,
nimmt das Aufnahmeelement 152 durch Reibung fest Eingriff,
oder klemmt den ersten planaren Abschnitt 124 und den zweiten
planaren Abschnitt 125 ein. Als Folge verhindert das Aufnahmeelement 152 Rotation
des Vorsprungs 122, der ersten Einheit 102 oder
der zweiten Einheit 104 um die lineare Achse 132.
Gleichartig dazu, nachdem der Vorsprung 126 vollständig in
das Aufnahmeelement 156 eingefügt ist, nimmt das Aufnahmeelement 156 fest
Eingriff mit dem ersten planaren Abschnitt 128 und dem
zweiten planaren Abschnitt 129. Als Folge verhindert das
Aufnahmeelement 156 die Rotation des Vorsprungs 126,
der ersten Einheit 102 oder der zweiten Einheit 104 um
die lineare Achse 136. Die erste Unteranordnungseinheit 102 umfaßt Verbinderstecker 160, 162 zum
Ineinandergreifen mit Verbinderlöchern 161 bzw. 163.
Wenn das Einfügen
der Vorsprünge 122, 126 in
die Aufnahmeelemente 152, 156 abgeschlossen ist,
ist die erste Unteranordnungseinheit 102 korrekt mit der
zweiten Einheit 104 ausgerichtet, so daß das Ineinandergreifen der
Verbinderstecker mit den Verbinderlöchern ohne Schäden fortschreiten
kann. Weil die Spitzenenden 131, 135 abgeschrägt sind,
wird die grobe Ausrichtung einer ersten Einheit 102 und
einer zweiten Einheit 104 ermöglicht. Die Form und die Abmessungen
der Aufnahmeelemente 151, 156 sind entworfen,
um eine feste Passung um die Basisenden 130 bzw. 134 zu
bilden. Als Folge ist eine richtige Feinausrichtung der Einheiten
erreicht. Außerdem liefert
die enge Passung eine Einrichtung zum physikalischen Sichern und
Unterstützen
der ersten Unteranordnungseinheit 102 in ihrer Betriebsposition,
verbunden mit der zweiten Einheit 104.
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Die
Ausrichtungsbegriffe, wie z.B. „oben" „unten", „Seite" und andere werden
mit Bezugnahme auf die Aufführungsbeispiele
verwendet, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.
Es ist jedoch klar, daß ein
System gemäß der Erfindung in
vielen Ausrichtungen und Positionen räumlich ausgerichtet sein kann,
die sich von denjenigen unterscheiden, die in 1-6 dargestellt
sind.
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2 ist
eine Querschnittsansicht von System 100, die die erste
Einheit 102 in schematischer Form darstellt, wie dieselbe
betriebsmäßig mit
der zweiten Einheit 104 verbunden ist, wobei die Vorsprüngen 122, 126 vollständig in
die Aufnahmeelemente 152 bzw. 156 eingefügt sind. 3 ist
eine perspektivische Draufsicht, die die erste Einheit 102 betriebsmäßig mit
der zweiten Einheit 104 verbunden zeigt.
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4 zeigt
in schematischer Form eine perspektivische Schnittansicht des Systems 100,
bei der die erste Unteranordnungseinheit 102 der grob an der
Befestigungsfläche 151 der
Befestigungsregion 150 der zweiten Hauptanordnungseinheit 104 ausgerichtet
ist. Die Vorsprünge 122, 126 sind
teilweise in die Aufnahmeelemente 152 bzw. 156 eingefügt. Die Aufnahmeelemente 152, 156 sind
geformt, um relativ große
Toleranzen aufzuweisen, wenn die Vorsprünge 122, 126 in
die Aufnahmeelemente eindringen, und die Basisplatte 118 damit
beginnt, sich mit der Befestigungsfläche 151 auszurichten.
Beispielsweise sind während
der anfänglichen
groben Ausrichtung mit der abgeschrägten Spitze 131 in
dem Aufnahmeelement 152 Toleranzen in einem Bereich von
etwa 1-3 mm typisch.,
Während
die Unteranordnung 102 weiter in Eingriff bewegt wird,
wie es in 5 dargestellt ist, dringen die
planaren Abschnitte der Vorsprünge weiter
in die Aufnahmeelemente 152, 156 ein, die die planaren
Abschnitte fester in Eingriff nehmen oder klemmen. Wenn dieselben
vollständig
angepaßt sind,
nehmen die Aufnahmeelemente 152, 156 vollständig Eingriff
mit den Vorsprüngen 122, 126 mit
engeren Toleranzen; beispielsweise in einem Bereich von 0,1-0,3
mm. Um die anfängliche
Einfügung
von abgeschrägten
Spitzenenden 131, 135 in Aufnahmeelemente 152, 156 für eine grobe
Ausrichtung zu ermöglichen,
sind die Ecken bei den Aufnahmeelementen 152, 156 vorzugsweise „abgerundet". Im allgemeinen
sind Aufnahmeelemente in einem System typischerweise an bestimmten
ausgewählten
Abschnitten der Aufnahmeelemente verbreitert, um die anfängliche
Einfügung
des Vorsprungs leicht zu machen, und trotzdem die Präzision der
letztendlichen Feinausrichtung nicht zu opfern. Dies wird mit Bezugnahme
auf 6 nachfolgend näher erörtert.
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Die
erste Einheit 102 in 4 weist
ein Gehäuse 170 aus
starrem Material auf, typischerweise Blech, die in der Basisregion
eine erste obere Eckenregion 152 umfaßt, die um eine Ecke positioniert
ist, die durch die erste Seite 114 und die Oberseite 110 gebildet
ist. Das Gehäuse
in der Basisregion umfaßt ferner:
eine zweite obere Eckenregion 174, die um eine Ecke positioniert
ist, die durch die zweite Seite 116 und die Oberseite 110 gebildet
ist eine erste Unterseiteneckregion 176, die um eine Ecke
positioniert ist, die durch die erste Seite 114 und die
Unterseite 112 gebildet ist; und eine zweite Unterseiteneckeregion 178,
die um eine Ecke positioniert ist, die durch die zweite Seite 116 und
die Unterseite 112 gebildet ist. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel
ist ein Vorsprung gemäß der Erfindung
eine Erweiterung einer Region des Gehäuses, die von der Gruppe ausgewählt ist,
die aus einer ersten oberen Eckregion 172, einer zweiten
oberen Eckregion 174, einer ersten unteren Eckregion 176 und
einer zweiten Untereckregion 178 besteht.
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6 zeigt
in schematischer Form einen Innenaufriß eines Systems 200,
bei dem eine Leistungsversorgungsunteranordnung 202 gemäß der Erfindung
mit einer Computerserver 204 ausgerichtet wurde. In eine
Blechbefestigungsfläche 251 wurden Schlitze
eingestanzt, und wirkten als Aufnahmeelemente 252, 256 für Vorsprünge 222, 226 der
ersten Unteranordnungseinheit 202. Die Befestigungsfläche 251 hatte
eine Dicke von etwa 2 mm, was die Tiefe der Aufnahmeelementschlitze
war. Die Vorsprünge 222, 226 hatten
eine Gesamtlänge
von etwa 20 mm. Die planaren Abschnitte 224, 225 und 228, 229 hatten
an den Basisenden jeweils eine maximale Breite von etwa 8 mm. Die
Länge der
abgeschrägten
Spitzenenden betrug etwa 6 mm. Die Aufnahmeelemente 252, 256 waren
geformt, um relativ große
Toleranzen für
eine grobe Ausrichtung aufzuweisen, während die Spitzen der Vorsprünge 222, 226 in
die Aufnahmeelemente eingefügt
wurden. In der Region des Schnitts 240 des ersten planaren
Abschnitts 224 und des zweiten planaren Abschnitts 225 entlang
einer linearen Achse senkrecht zu der Basisregion (wie z.B. die
lineare Achse 132, die mit Bezugnahme auf 1 erörtert wurde)
wies der Vorsprung 222 einen 90° Schnittwinkel 241 auf.
Die äußere Eckregion 282 und
die innere Eckeregion 283 des Aufnahmeelements 252 waren
so hergestellt, daß dieselben
breiter und runder sind als die Form eines Vorsprungs 222 mit
einem spitzen 90°-Winkel.
Dies ermöglichte eine
einfachere anfängliche
grobe Ausrichtung. Andererseits waren die planaren Aufnahmeabschnitte 254, 225 des
Aufnahmeelements 252 geformt, um die planaren Abschnitte 224, 255 fest
in Eingriff zu nehmen oder zu klemmen, während der Vorsprung 252 vollständig in
das Aufnahmeelement 252 eingefügt wurde. Gleichartig dazu
wurden die Eckabschnitte 286, 287 des Aufnahmeelements 226 breit
und rund gemacht, während
die planaren Aufnahmeelementabschnitte 258, 259 geformt
waren, um die planaren Abschnitte 228, 229 des
Vorsprungs 226 fest in Eingriff zu nehmen. Die Toleranzen
während
der groben Ausrichtung betrugen etwa 2 mm. Die Toleranzen nach ein
vollständigen
Feinausrichtung betrugen nur etwa 0, 2 mm.
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Im
allgemeinen weist ein Aufnahmeelement eine Form auf, die zumindest
grob mit der Form des Vorsprungs übereinstimmt, der eingefügt werden soll.
Falls der Vorsprung beispielsweise L-förmig ist, ist das Aufnahmeelement
typischerweise grob L-förmig.
Wie es oben mit Bezugnahme auf 6 beschrieben
ist, hat die Form der Aufnahmeelemente nicht genau mit der Form
der Vorsprünge übereingestimmt.
Die wichtige Charakteristik des Aufnahmeelements ist, daß dasselbe
mit Abschnitten eines Vorsprungs Eingriff nimmt, um eine richtige
Ausrichtung, kleine Toleranzen und eine gewünschte physikalische Unterstützung liefern.
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Der
Begriff „Basisregion" bezieht auf eine Region
der ersten Einheit in der Nähe
der Basisplatte. Typischerweise umfaßt oder umgibt die Basisregion
die Basisplatte. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen umfaßt die Basisregion
ein einzelnes Stück Material,
einschließlich
der Basisplatte. Typischerweise umfaßt die Basisregion ein oder
mehrere Materialien und ein oder mehrere unterschiedliche Teile der
ersten Einheit. Beispielsweise umfaßt die Basisregion bei dem
in dieser Anmeldung näher
beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Basisplatte und vier Ecken des Gehäuses in der Nähe der Basisplatte. Die
Basisplatte umfaßt
jedoch nicht notwendigerweise das gleiche starre Material wie das
starre Gehäusematerial.
Es ist ein Merkmal von Ausführungsbeispie len
gemäß der Erfindung,
daß die
Basisregion ein einstückiges
Teil der ersten Einheit in der Nähe der
Basisplatte ist, und daß ein
Vorsprung eine Erweiterung der Basisregion ist. Die Basisregion
ist „in der
Nähe der
Basisplatte" in
dem Sinn, daß ein
Vorsprung, der sich von der Basisregion erstreckt, und vollständig durch
ein Aufnahmeelement in der Befestigungsregion einer zweiten Einheit
in Eingriff genommen wird, zu der richtigen Ausrichtung der ersten
und der zweiten Einheit führt.
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Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung wurden
hierin beschrieben, bei denen eine erste Einheit zwei Vorsprünge umfaßt, die
in Aufnahmeelemente in einer zweiten Einheit eingefügt werden.
Es ist jedoch klar, daß andere
Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung
nur einen einzelnen Vorsprung oder eine Mehrzahl von Vorsprüngen die
größer ist als
zwei, umfaßt.
Wie es oben mit Bezugnahme auf 1 erläutert ist,
verhindert sogar ein Vorsprung, der gemäß der Erfindung vollständig in
einem Aufnahmeelement in Eingriff genommen ist, die Rotation einer
ersten Einheit oder einer zweiten Einheit um die Achse, die durch
den Schnitt des ersten und des zweiten planaren Abschnitts des Vorsprungs
gebildet ist. Der Begriff „in
Eingriff nehmen" und
verwandte Begriffe in der Anmeldung beziehen sich auf das Halten
oder „Klemmen" durch Reibung von
einem Aufnahmeelement des ersten planaren Abschnitts und des zweiten
planaren Abschnitts, wenn der Vorsprung vollständig eingefügt ist. Die Ineingriffnahme durch
ein Aufnahmeelement des ersten und des zweiten planaren Abschnitts
ist ein Unterscheidungsmerkmal von Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung.
Beim Stand der Technik bringt ein weibliches Ende eines Ausrichtungselements
typischerweise einen Flansch oder einen Stab oder ein kegelförmiges männliches
Ende unter, und verhindert eine laterale Bewegung. Ein solches herkömmliches
Gerät liefert keine
ausreichende grobe Ausrichtung, kein allmähliches Klemmen der Ausrichtung
für eine
Feinausrichtung mit geringer Toleranz und nicht das Verhindern der
Drehbewegung.
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Eine
praktische Überlegung
ist, daß es
bei Ausführungsbeispielen
mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen
und daher einer Gesamtzahl von vier oder mehr planaren Abschnitten
vorzuziehen ist, die Enge des Klemmens durch das Aufnahmeelement
von einem oder mehreren planaren Abschnitten zu reduzieren. Falls
beispielsweise bei einem System mit zwei Vorsprüngen, die sich von einer Basisregion
erstrecken, Aufnahmeelemente mit allen vier planaren Abschnitten
sehr eng Eingriff nehmen, kann das System eingezwängt sein.
Es ist daher oft wünschenswert,
den Grad des Klemmens von einem der vier planaren Abschnitte zu
reduzieren oder zu lockern. Dies ermöglicht eine einigermaßen ausreichende volle
Einfügung
der beiden Vorsprünge
in ihre jeweiligen Aufnahmeelemente, während eine genaue Ausrichtung
eine enge Toleranz und eine gewünschte physikalische
Unterstützung
gemäß der Erfindung beibehalten
wird.
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Hierin
sind Ausführungsbeispiele
beschrieben, die einen Vorsprung zeigen, der sich von einer Ecke
einer Basisregion einer ersten Einheit erstreckt. Es ist klar, daß sich ein
Vorsprung gemäß der Erfindung
von jeder Position einer Basisregion erstrecken kann, die mit den
speziellen Benutzungsanforderungen übereinstimmt. Die hierin beschriebenen
Ausführungsbeispiele
zeigen einen ersten planaren Abschnitt und einen zweiten planaren
Abschnitt eines Vorsprungs, die senkrecht zueinander sind. Es ist klar,
daß ein
erster planarer Abschnitt und ein zweiter planarer Abschnitt einen
Schnittwinkel in einem Bereich von etwa 10° bis etwa 170° definieren
können. Praktischerweise
bilden der erste und der zweite planare Abschnitt normalerweise
einen Winkel von mehr als 20°,
und typischerweise in einem Bereich von 45° bis 120°. Ein Winkel von 90° wird bevorzugt
und ist am praktischsten, weil er mit einer Erweiterung von starrem
Material von der Ecke einer ersten Einheit übereinstimmt, und weil ein
Anpassungsaufnahmeelement mit Abschnitten mit rechten Winkeln zueinander
leichter herzustellen ist als andere Winkel. Selbstverständlich können Ausführungsbei spiele
gemäß der Erfindung
drei oder mehr planare Abstände umfassen,
die sich in einer Richtung senkrecht zu der Basisplatte erstrecken.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung ist der Vorsprung eine Erweiterung von starren Basisregionenmaterial.
Dies ermöglicht
eine genaue Ausrichtung der ersten und der zweiten Einheit. Bei
Ausrichtungssystemen die im Stand der Technik typisch sind, wird
ein Führungsstab
oder Kegel oder ein anderer Anhang als getrenntes Stück hergestellt
und an der ersten Einheit befestigt. Folglich können diese herkömmlichen
Lösungsansätze nicht
die sehr engen Toleranzen erreichen, die gemäß dieser Erfindung erreicht
werden. Ausführungsbeispiele,
die hierin näher
beschrieben sind, umfassen eine erste Einheit und eine zweite Einheit
mit rechteckigen Kastenformen. Es ist klar, daß verschiedene Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung
eine erste Einheit oder eine zweite Einheit mit verschiedenen anderen
Formen außer
einem rechteckigen Kasten umfassen. Gleichartig dazu umfassen bestimmte
Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung
eine Basisplatte oder eine Befestigungsfläche mit nicht-rechtwinkeligen
Formen. Bei hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen enthielt die
erste entfernbare Unteranordnungseinheit einen Vorsprung, und eine
zweite Haupteinheit enthielt ein Aufnahmeelement. Selbstverständlich kann
eine erste Einheit mit einem Vorsprung eine Hauptanordnungseinheit
sein, und eine zweite Einheit mit einem Aufnahmeelement kann eine
entfernbare Unteranordnungseinheit sein. Oder beide Einheiten können bewegbare
Unteranordnungen sein, oder beide Einheiten können relativ unbeweglich, aber
miteinander verbunden sein.
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Systeme
gemäß der Erfindung
sind bei einer großen
Vielzahl von Umständen
und Anwendungen nützlich,
um die Ausrichtung von Verbindungen von Maschinen, Modulen und Anordnungen
zu bewirken.