DE69913993T2

DE69913993T2 - Selbstzentrierende vorrichtung zur lösbaren verbindung von teilen

Info

Publication number: DE69913993T2
Application number: DE69913993T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Piana; Cristina Caprioli
Original assignee: Auges Srl
Current assignee: Tecnomors SpA S Maurizio D'opaglio Novar It
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: WO2001026855A1; AU1074100A; DE69913993D1; EP1222045A1; US6739791B1; EP1222045B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine starre Schnell-Verbindungsvorrichtung der lösbaren und selbstausrichtenden Art und im Besonderen auf eine Vorrichtung, die mindestens einen Hauptkörper umfasst, der mit einem Sitz ausgestattet ist, und mindestens einem gehaltenen Element, ausgestattet mit einem Schaft, der zur Aufnahme in den Sitz des Hauptkörpers angepasst ist.
Hintergrund der Erfindung
Ähnliche Verbindungsvorrichtungen sind z. B. für die Verwendung in modularen Werkzeug-Baueinheiten, bestimmt für Werkzeugmaschinen wie z. B. modulare Werkzeugträgersysteme, bekannt.
Unabhängig davon, ob das Werkzeug von der rotierenden oder feststehenden Art ist, bestehen die grundlegenden Anforderungen all dieser Systeme im präzisen Montieren des Werkzeugs, der Wiederholbarkeit der Positionierung des Werkzeugs, wenn das Werkzeug wieder an der Maschine positioniert wird, nachdem es von selbiger entnommen wurde, sowie der Stabilität der Axial- und Radialverriegelung. Solche modularen Werkzeugsysteme müssen außerdem eine große Schnelligkeit im Montieren und Demontieren des Werkzeugs gewährleisten.
Ein Beispiel einer ähnlichen Vorrichtung wird im Europäischen Patent Nr. EP-0548878 beschrieben, das sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung von zwei zylindrischen Teilen in einer präzisen Art bezieht, wobei das erste von beiden, z. B. ein Werkzeug oder ein Adapter, über einen dehnbaren, schrägen Stamm verfügt und mit diesem verbunden ist. Das Teil, mit dem der dehnbare Stamm verbunden ist, wird in den Sitz eines zweiten Teils, wie z. B. eine einfache Halterung, eingeführt, wobei sich der Stamm in zurückgezogenem Zustand befindet, bis derselbe Stamm in Übereinstimmung mit mindestens einem Durchgangsloch gebracht wird, so dass der Stamm ausfahren kann. Sobald diese Position erreicht ist, wird der Stamm gedehnt, so dass sich die konischen Flächenabschnitte der Abschlüsse des Stamms in die entsprechenden Aussparungen, ebenfalls konisch, des zweiten Teils verriegeln.
Einer der Nachteile eines ähnlichen Systems besteht darin, dass es unbedingt erforderlich ist, dass jedes Werkzeug und jeder Adapter mit dem dehnbaren Stamm ausgestattet ist. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass das Verriegeln des Werkzeugs oder Adapters dadurch bewerkstelligt wird, dass die Abschlüsse des Stamms in die entsprechenden Aussparungen der einfachen Halterung eingreifen, müssen all diese Teile unbedingt besonders genau bearbeitet werden, damit eine präzise Positionierung des Werkzeugs gewährleistet ist. Es ist demzufolge äußerst teuer, jedes Werkzeug und jeden Adapter mit einem dehnbaren Stamm auszustatten.
Ein weiteres Beispiel, das sich stets auf die modularen Werkzeugsysteme bezieht, wird im Europäischen Patent Nr. EP-0547049 beschrieben, welches sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung von zwei Teilen eines Werkzeugs mit einer gemeinsamen Achse bezieht. In diesem Fall ist der Schaft eines Werkzeuges oder eines Adapters mit einem Stift ausgestattet, der über ein Ende mit einem konischen Vorsprung verfügt, und einem anderen Ende, das über einen konischen Hohlraum verfügt. Die einfache Halterung, in deren Sitz der Schaft eingeführt wird, ist statt dessen mit Schrauben ausgestattet, die über Enden verfügen, die die des Stifts jeweils ergänzen. Das Verriegeln der Schrauben verursacht die Verformung des Sitzes der einfachen Halterung.
Diese besondere Verriegelungseigenschaft könnte darin resultieren, nicht besonders präzise zu sein und könnte Positionierungsfehler und ein mögliches Ungleichgewicht des Systems verursachen, ein nicht unbedeutender Nachteil hauptsächlich für die Werkzeuge, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren. Dieses System bietet eine begrenzte Kontaktfläche zwischen Schaft und Sitz, wodurch tatsächlich das maximal übertragbare Drehmoment begrenzt wird. Darüber hinaus kann die Verformung des Sitzes der einfachen Halterung im Laufe der Zeit den Betrieb derselben einfachen Halterung gefährden.
FR-A-2719800 zeigt eine Schnellverbindungsvorrichtung gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.
WO-A-01/15841, welche zum Stand der Technik gemäß Art. 54 (3) und (4) des EPC gehört, beschreibt eine lösbare, starre Verbindungsvorrichtung, bei der das Einspannen durch das Einfahren des Stellelements erfolgt.
In jedem Fall sind diese Vorrichtungen der bekannten Art auf keine Art und Weise mit Mitteln ausgestattet, die die notwendige Manipulationssicherheit der verbundenen Teile und der Verriegelungsvorrichtungen gewährleisten. Dies gilt besonders für die Werkzeuge, die sich, wenn die Verriegelungseinheit gelöst wurde, von der einfachen Halterung lösen und fallen und somit Schäden oder Verletzungen verursachen könnten, hauptsächlich dann, wenn die Werkzeuge aufgehängt sind und mit ihren Enden nach unten weisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine lösbare Verbindungsvorrichtung der selbstausrichtenden Art vorzuschlagen, die eine hohe Präzision der gemeinsamen Positionierung der beiden miteinander verbundenen Teile gewährleistet, ohne dass eine besonders genaue Bearbeitung der Teile und der Verriegelungsmittel erforderlich ist.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung der lösbaren Art vorzuschlagen, die eine hochfeste Verriegelung zwischen den zwei gemeinsam verbundenen Teilen gewährleistet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine selbstausrichtende Verbindungsvorrichtung vorzuschlagen, die besonders schnell zu bedienen ist, sowohl während der Verbindungsphase der beiden Teile als auch während der Lösungsphase der selben.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine selbstausrichtende Verbindungsvorrichtung vorzuschlagen, die eine hohe Manipulationssicherheit der gemeinsam verbundenen Teile und der Verriegelungsvorrichtungen gewährleistet.
Offenbarung der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele durch eine starre, lösbare Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.
Die uniforme und symmetrische Verformung des Schafts des im Inneren des Sitzes des Hauptkörpers gehaltenen Elements gewährleistet hauptsächlich eine hochfeste Verriegelung, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Präzision in der Positionierung, ohne dass unbedingt eine Bearbeitung innerhalb besonders enger Toleranzen erforderlich ist.
Der Schaft und der dazugehörige Sitz sind vorzugsweise zylindrisch geformt und die Mittel zur elastischen Verformung des Schafts umfassen insbesondere mindestens ein Stellelement, welches in der Länge entlang einer Richtung quer zur Achse des Schafts und des Sitzes ein- und ausgefahren wird. Der Schaft umfasst insbesondere mindestens zwei gegenüberliegende Abschnitte, die getrennt sind durch ein Paar schräger Durchgangslöcher mit Achsen parallel zur Richtung des Ein- und Ausfahrens des Stellelements und durch ein Paar entsprechender Schlitze, die die entsprechenden Löcher so verbinden, dass diese einen offenen Schlitz bilden, der während des Einführens des Schafts in den Sitz des Hauptkörpers den Durchgang des Stellelements zwischen ihnen ermöglicht, während sich das Stellelement in einer ersten vorgegebenen Stellung befindet. Die zwei Abschnitte des Schafts gewährleisten eine große Kontaktfläche mit den Innenflächen des Sitzes im Hauptkörper.
Das Stellelement ist im Hauptkörper so angeordnet, dass es über die Möglichkeit verfügt, um eine Achse parallel zur Richtung des Ein-/Ausfahrens desselben Stellelements zu rotieren. Somit können die Produktionskosten der Vorrichtung merklich gesenkt werden, verglichen mit den Kosten der bekannten Techniken, da im Gegensatz zu den bereits bekannten lediglich ein Stellelement mit dem Hauptkörper verbunden ist und nicht mit dem gehaltenen Element.
Der Schaft umfasst vorzugsweise einen inneren Hohlraum, der zum freien Ende hin offen ist und mit konischen Innenflächenabschnitten, deren Achsen mit dem Paar Durchgangslöcher, die sich im Schaft befinden, zusammenfallen und deren Scheitel zur Außenseite des Schafts gerichtet sind.
Entsprechend eines möglichen Ausführungsbeispieles umfassen die zwei getrennten Teile des Stellelements wiederum sphärische Außenflächenabschnitte, die in der Weise angepasst sind, dass sie gegen die konischen Flächenabschnitte in dem Hohlraum des Schafts drücken. So wird eine besonders optimale räumliche Verteilung der Kräfte, die auf den Schaft zur elastischen Verformung wirken, erreicht.
Entsprechend eines weiteren möglichen Ausführungsbeispieles der Erfindung umfassen die zwei getrennten Teile des Stellelements konische Außenflächenabschnitte, die in der Weise angepasst sind, dass sie gegen die konischen Flächenabschnitte in dem Hohlraum des Schafts drücken.
Entsprechend eines möglichen Ausführungsbeispiels existieren Mittel, die die gesteuerte Drehung des Stellelements um seine eigene Achse ohne Ein- oder Ausfahren zwischen einer ersten vorgegebenen Stellung, in der das gehaltene Element in den Hauptkörper eingeführt oder aus diesem entnommen werden kann, und mindestens einer zweiten vorgegebenen Stellung, in der der Schaft des gehaltenen Elements im Sitz verriegelt verbleibt und das Stellelement beim Ein- oder Ausfahren betätigt werden kann, ermöglichen.
Dies überträgt vorteilhaft eine besondere Manipulationssicherheit des gehaltenen Elements: Tatsächlich ist es während der Demontage nach Lösen des Stellelements notwendig, das Stellelement gezielt von der zweiten vorgegebenen Stellung in die erste vorgegebene Stellung zu fahren, d. h. die einzige, in der das gehaltene Element erfolgreich aus dem Hauptkörper entnommen werden kann.
Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung existieren Mittel, die die gesteuerte Drehung des Stellelements um seine eigene Achse ohne Ein- oder Ausfahren zwischen einer ersten vorgegebenen Stellung, in der das gehaltene Element in den Hauptkörper eingeführt oder aus diesem entnommen werden kann, mindestens einer zweiten vorgegebenen Stellung, in der der Schaft des gehaltenen Elements im Sitz verriegelt verbleibt und das Stellelement beim Ein- oder Ausfahren betätigt werden kann, sowie mindestens einer dritten vorgegebenen Stellung, die sich zwischen der ersten und der zweiten vorgegebenen Stellung befindet und in der das gehaltene Element, ohne am Hauptkörper verriegelt zu sein und ohne Möglichkeit, von diesem aus auszufahren, befestigt ist, ermöglichen.
In diesem Fall ist die Manipulationssicherheit der Vorrichtung weiter gewährleistet, da das Stellelement, nachdem es gelöst wurde, durch eine weitere Drehung ohne Anstrengung in eine dritte vorgegebene Stellung gebracht wird, in welcher es jedoch nicht möglich ist, das gehaltene Element vom Hauptkörper zu lösen. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, eine weitere vorsätzliche Drehung um einige Grad durchzuführen, damit das Stellelement aus der dritten vorgegebenen Stellung in die erste vorgegebene Stellung gebracht wird, in welcher das gehaltene Element entnommen werden kann. Somit kann das unabsichtliche Lösen des gehaltenen Elements vom Hauptkörper vermieden werden.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Löcher des Paars der Löcher und die entsprechenden Schlitze des Paars der Schlitze, die die gegenüberliegenden Abschnitte des Schafts trennen, in Bezug aufeinander verschiedene Abmessungen haben. Ebenso umfassen die zwei Teile des Stellelements im Wesentlichen zylindrische Einführungsabschnitte, deren Durchmesser jeweils im Wesentlichen jedem der Löcher und der Schlitze entsprechen. So kann das gehaltene Element stets mit derselben vorgegebenen Ausrichtung positioniert werden, wobei es die Wiederholbarkeit der Postionierung begünstigt.
Entsprechend einer weiteren besonders vorteilhaften Eigenschaft der vorliegenden Erfindung umfasst das gehaltene Element einen vorstehenden Umfangsflansch mit einem sphärischen Flächenabschnitt, der so angepasst ist, dass er gegen einen entsprechenden sphärischen Flächenabschnitt drückt, der den Sitz des Hauptkörpers umgibt.
Die Achse der konischen Innenflächenabschnitte, die sich in dem inneren Hohlraum des Schafts befinden, und die Drehachse des Stellelements sind parallel und untereinander beabstandet, wenn das Stellelement in der ersten vorgegebenen Stellung ist. Während die notwendige Axialkraft des Schafts im Sitz, der auf das Stellelement wirkt, ausgeübt wird, ermöglichen die sphärischen Stützflächen, die am Flansch und um den Sitz des Hauptkörpers vorgesehen sind, somit eine präzise axiale Ausrichtung des gehaltenen Elements in Bezug auf den Hauptkörper, und sie bieten außerdem gleichzeitig eine besonders große Stützfläche, die verhindert, dass Schmutz und Ablagerungen zwischen den miteinander verbundenen Teilen eintreten können. Es sind weiterhin bevorzugt Mittel vorgesehen, die eine Verriegelungsvorrichtung, die in dem Triebkopf der Gewindeschraube, die in dem Stellelement angeordnet ist, in Eingrifft ist, in Position halten, wenn das Stellelement in der ersten vorgegebenen Stellung ist, wobei die genannten Mittel das Lösen der Verriegelungsvorrichtung ermöglichen, wenn das Stellelement in der zweiten vorgegebenen Stellung und im voll ausgefahrenen Zustand ist. Somit wird die Manipulationssicherheit der Vorrichtung gemäß der Erfindung noch höher, wobei die unbeabsichtigte Trennung der Verriegelungsvorrichtung während des Prozesses des Verbindens oder Entnehmens des gehaltenen Elements vermieden wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Eigenschaften der Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt einen Längsquerschnitt einer Vorrichtung gemäß eines möglichen Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einige Elemente der Vorrichtung aus 1 in demontiertem Zustand in Teilquerschnittsansicht.
3 zeigt eine Seitenansicht eines der Elemente, das die Vorrichtung aus 1 und 2 bildet.
4 zeigt einen Querschnitt der Hinteransicht des Elements aus 3.
5 zeigt eine Draufsicht auf ein Stellelement der Vorrichtung gemäß eines möglichen Ausführungsbeispieles der Erfindung.
6 zeigt eine Draufsicht auf ein Stellelement der Vorrichtung gemäß eines anderen Ausführungsbeispieles der Erfindung.
7 zeigt einen Längsquerschnitt des Stellelements aus 5.
7A und 7B zeigen zwei Teile des Stellglieds gemäß eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung in diagonalem Querschnitt von den jeweiligen Seiten des Plans aus Schnitt A-A in 7.
8A und 8B zeigen diagonale Querschnitte eines weiteren Ausführungsbeispieles der zwei Teile des Stellelements gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt einen Längsquerschnitt des Hauptkörpers gemäß des Ausführungsbeispieles der Erfindung aus 1.
10 zeigt einen diagonalen Querschnitt des Hauptkörpers aus 9.
11A und 11B zeigen vergrößerte Ansichten einiger Details der Vorrichtung gemäß des Ausführungsbeispiels aus 1.
12 zeigt einen Längsquerschnitt eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt einen Teilquerschnitt einiger Elemente der Vorrichtung aus 12 in demontiertem Zustand.
14 zeigt ein Stellelement gemäß des Ausführungsbeispieles der Vorrichtung aus 12 und 13.
15 zeigt einen diagonalen Querschnitt des Stellelements aus 14.
16 zeigt einen diagonalen Querschnitt eines eingefahrenen Stellelements mit einer Verriegelungsvorrichtung, die in selbiges eingeführt ist.
17 zeigt einen diagonalen Querschnitt eines ausgefahrenen Stellelements mit einem Verriegelungswerkzeug, das aus selbigem entnommen ist.
Ausführungen der Erfindung
1 bis 4 zeigen eine starre Verbindungsvorrichtung 10 der selbstausrichtenden Art, die es ermöglicht, ein gehaltenes Element 20 schnell an einen Hauptkörper 30 zu montieren und schnell von diesem zu demontieren.
Der Hauptkörper 30 beinhaltet im Besonderen einen im Wesentlichen zylindrischen Sitz 31, in den ein Schaft 12 aufgenommen wird, ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch, mit einem Außendurchmesser der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser von Sitz 31, der sich am Ende des gehaltenen Elements 20 befindet. Der Schaft 21 wird von Sitz 31 aufgenommen, wobei seine eigene Achse mit der Achse dieses Sitzes (gemeinsame Achse 32) zusammenfällt.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur elastischen Verformung des Schafts 21 des gehaltenen Elements 20 in Form eines Stellelements 40, das in einen Hauptkörper 30 aufgenommen wird, mit der Möglichkeit, in Querrichtung zur Achse 32 um die Achse 41 zu rotieren, und mit der Möglichkeit des Ein- und Ausfahrens entlang einer Richtung parallel zu der Achse 41.
Der Schaft 21 umfasst zwei gegenüberliegende Abschnitte 22 und 23, getrennt durch ein Paar schräge Durchgangslöcher 24 und 25 mit Achsen parallel zur Ein- und Ausfahrrichtung des genannten Stellelements und durch ein Paar entsprechender Schlitze 24' und 25', abgerundet mit den entsprechenden Löchern 24 und 25. In der Praxis beginnen die Schlitze 24' und 25' am freien Ende des Schafts 21 und enden in einem runden Unterteil, abgegrenzt durch einer im Wesentlichen halbrunden Abschnitt der Löcher 24 und 25, wobei offene Schlitze gebildet werden, die den Durchgang des Stellelements 40 zwischen den Schaftabschnitten 22 und 23 während des Einführens von Schaft 21 in Sitz 31 des Hauptkörpers 30 ermöglichen, wenn sich das Stellelement 40 in einer ersten vorgegebenen Stellung und in nicht ausgefahrenem Zustand befindet. Wenn das Stellelement 40 in ausgefahrenem Zustand betrieben wird, geraten die Außenflächen der Schaftabschnitte 22 und 23 in engen Kontakt mit der Innenfläche des Sitzes 31, wobei sie hohe Drehmoment-Abgaben an die Verbindung zwischen Hauptkörper 30 und gehaltenem Element 20 übertragen.
Entsprechend einer bevorzugten Eigenschaft der Erfindung umfasst das gehaltene Element 20 einen vorstehenden Umfangsflansch 26 mit einem sphärischen Flächenabschnitt 27, dahingehend ausgestattet, dass er so gegen einen entsprechenden sphärischen Flächenabschnitt 37, der den Sitz 31 im Hauptkörper 30 umgibt, drücken kann, dass er die korrekte Ausrichtung des gehaltenen Elements 20 am Hauptkörper 30 während der Verriegelung zwischen den beiden Komponenten begünstigt. Alternativ hierzu können die Flächenabschnitte 27 und 37 eine andere Form als die sphärische aufweisen, wie z. B. flach oder konisch, wobei jedoch die sphärische Form zu bevorzugen ist, da sie eine ausreichende Stützfläche bietet, ohne eine besonders genaue Oberflächenbearbeitung zu erfordern.
Der Schaft 21 umfasst einen inneren Hohlraum, der zum freien Ende hin offen ist und mit konischen Innenflächenabschnitten 29, deren Achsen mit dem Paar Durchgangslöcher 24 und 25 und Scheiteln, die zum Äußeren des genannten Schafts weisen, ausgestattet ist.
Gemäß einer bevorzugten Eigenschaft der vorliegenden Erfindung beträgt der Winkel, der zwischen der konischen Fläche und der entsprechenden Achse gebildet wird, ungefähr 30 Grad, so dass die Kraft, die von Stellelement 40 ausgeübt wird, wenn dieses in ausgefahrenem Zustand betrieben wird, um einen hohen Faktor multipliziert wird.
5, 6 und 7 zeigen einige Ausführungsbeispiele eines Stellelements 40 gemäß der vorliegenden Erfindung, welche zwei getrennte Teile 42 und 42 umfassen, die in Bezug aufeinander entlang einer Richtung parallel zu der Achse 41 des Stellelements 40 verfahrbar sind. Unter besonderer Bezugnahme auf die Schnittansicht aus 7 umfasst das Stellelement 40 des Weiteren eine Schraube 44 mit gegenüberliegenden Gewinden 45 und 46, die in entsprechenden Schraubengewinden innerhalb der zwei Teile 42 und 43 in Eingriff sind. An einem Ende der Schraube 44 ist sich ein Triebkopf 47 der einteilig mit der Schraube 44 ist.
Die gegenüberliegenden Gewinde 45 und 46 sind bevorzugt Gewinde mit feiner Gewindegangsteigung mit spiralförmigem Winkel bevorzugt zwischen 1 Grad und 3 Grad, so dass die Beibehaltung der Verriegelung gewährleistet ist und somit ein ungewünschtes Lösen des Stellelements, wenn sich dieses in ausgefahrenem Zustand befindet, vermieden wird.
Gemäß eines ersten in 5 gezeigten Ausführungsbeispieles umfassen die zwei getrennten Teile 42 und 43 des Stellelements 40 konische Außenflächenabschnitte 48, die in einer Weise angepasst sind, dass sie gegen die konischen Flächenabschnitte 29 im Hohlraum von Schaft 21 drücken, wenn sich das Stellelement 40 in ausgefahrenem Zustand befindet. Die konischen Flächen 48 verfügen außerdem über einen Winkel von bevorzugt 30 Grad zwischen der genannten Fläche und der Achse der Konusflächen, die mit der Achse 41 des Stellelements 40 zusammenfallen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Kräfte, die das Stellelement 40 in ausgefahrenem Zustand auf die Abschnitte von Schaft 22 und 23 ausübt, um einen hohen Faktor multipliziert, mit darausfolgender Übertragung eines hohen Drucks auf die Schaftabschnitte 22 und 23, so dass deren Außenflächen in engen Kontakt mit der Innenwand des Sitzes 31 des Hauptkörpers 30 geraten.
Gemäß eines weiteren möglichen in 6 dargestellten Ausführungsbeispieles umfasst das Stellelement 40 sphärische Außenflächenabschnitte 49 anstelle der in 5 gezeigten konischen Flächenabschnitte, die in einer Weise angepasst sind, dass sie gegen die konischen Flächenabschnitte 29, die im Hohlraum des Schafts 21 liegen, wenn sich das Stellelement 40 in ausgefahrenem Zustand befindet, drücken.
Zusätzlich zu denselben Vorteilen wie das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel bietet das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel eine gleichmäßigere Verteilung, perfekt verteilt über den gesamten Wirkungskreis aller Kräfte, die, ausgeübt von dem Stellelement 40, auf Schaftabschnitte 22 und 23 einwirken. Mit anderen Worten wirken alle Kräfte von Aktion und Reaktion in den Kontaktpunkten zwischen den sphärischen Flächen 49 und den konischen Flächen 29 zur Mitte oder zum Mittelpunkt der Achse 41 hin.
Die Teile 42 und 43, aus denen sich das Stellelement 40 zusammensetzt, umfassen außerdem mindestes ein Paar gegenüberliegender flacher Flächenabschnitte 50, die den Durchgang des Stellelements 40 durch die Schlitze, die durch das Paar Schlitze 24' und 25' gebildet werden, bis hin zu dem Paar Löcher 24 und 25 in dem Schaft 21 ermöglichen, und zwar während des Einfahrens (oder Ausfahrens) der genannte Schaft in den Sitz 31 des Hauptkörpers 30 einfährt (oder aus diesem ausfährt), wenn das Stellelement 40 in einer ersten vorgegebenen Stellung gehalten wird, einer Stellung, in der die flachen Flächen 50 in einer Linie mit den genannten Schlitzen sind.
Um die gemeinsame Drehung eines der Teile in Bezug auf das andere zu vermeiden, wenn sich die Schraube 44 in dem Stellelement 40 dreht, umfasst eines der Teile, z. B. das Teil 43 des Stellelements 40, an einem seiner Enden ein Paar Vorsprünge 51, die auf gleitende Weise in ein entsprechendes Paar Aussparungen 52 mit komplementärer Form passen, die sich an einem Ende des genannten anderen Teils, in diesem Fall des Teils 42, befinden. Gemäß des in 7 und detaillierter in 7A und 7B gezeigten Ausführungsbeispieles verfügen die Vorsprünge 51 und die Aussparungen 52 im Wesentlichen über einen rechteckigen Querschnitt.
In einem alternativen gezeigten Ausführungsbeispiel, das in den Schnittansichten von 8A und 8B dargestellt ist, in denen jeweils die in Querrichtung verlaufenden Abschnitte von Teil 43 beziehungsweise 42 gezeigt sind, besitzen die Vorsprünge 51' und die Aussparungen 52' Querschnitte in Form von Sektoren einer kreisförmigen Krone ((Anm. d. Ü.: so bereits in den Patentansprüchen; besser hier aber Rundung statt Krone)). Vorzugsweise sind die Winkel des Sektors der kreisförmigen Krone, die die Vorsprünge 51' und die Aussparungen 52' vorgeben, alle identisch und gleich 90 Grad. Dieses Ausführungsbeispiel des Stellelements 40 überträgt eine bessere axiale Stabilität auf das genannte Stellelement, wenn sich dieses in ausgefahrenem Zustand befindet.
9, 10, 11A und 11B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die vorteilhaft Mittel umfasst, die die gesteuerte Drehung des Stellelements 40 um seine eigene Achse 41 ermöglichen, so dass ein hoher Grad an Sicherheit auf genannte Vorrichtung übertragen wird.
In erster Linie umfasst das Stellelement 40 eine Nut 55, die in die Außenfläche der im Wesentlichen zylindrischen Wulstabschnitte 56 an jedem der zwei Teile gefräst ist, wobei die zylindrischen Vorsprungsabschnitte 56 des Stellelements 40 von in den Hauptkörper 30 gefrästen Durchgangsquerlöchern 36 aufgenommen werden. In jeder Nut 55 ist eine Kugel 60 in Eingriff, die im Körper 30 mittels einer in eine Gewindebohrung 62 geschraubten Schraube oder Madenschraube 61 fixiert ist.
Wie in 11B gezeigt, ist jede Nut 55 L-förmig und ist ausreichend breit, um die Kugel 60 in der Nut 55 in Eingriff zu halten, unabhängig davon, ob sich das Stellelement 40 in ausgefahrenem oder eingefahrenem Zustand befindet.
Befindet sich das Stellelement 40 im eingefahrenen Zustand und in der ersten vorgegebenen Stellung befindet, in der das gehaltene Element 20 in den Hauptkörper eingeführt oder aus diesem entnommen werden kann, ist die Kugel 60 in der Nut im kurzen Teil der L-Linie in Eingriff, d. h. in der Nut, die parallel zur Drehachse 41 des Stellelements 40 verläuft.
Die Kugel 60 ist durch eine gestrichelte Linie an dieser Stelle in 11B dargestellt.
Wenn nach vollständigem Einführen des Schafts 21 in den Sitz 31 das gehaltene Element 20 mit dem Hauptkörper 30 verbunden wird, trägt die erste Drehung des Stellelements 40 um die Achse 41 die Kugel 60 in Eingriff mit dem langen Teil der L-Linie der Nut 55, und die Drehung wird um etwa eine Vierteldrehung fortgeführt, bis die Kugel 60 auf das gegenüberliegende Ende der Nut 55 trifft, d. h. das Ende des längeren Teils der L-Linie, die dem kürzeren Teil gegenüberliegt. Diese Position wird als zweite vorgegebene Stellung bezeichnet.
Es sollte beachtet werden, dass, wenn der Schaft 1 vollständig in den Sitz 31 eingeführt ist, die Achse 28 der konischen Innenflächenabschnitte 29 (4) innerhalb des Hohlraums von Schaft 21 und die Drehachse 41 des Stellelements parallel und mit geringem Abstand zueinander, wie z. B. 0,1 Millimeter, verlaufen. Während des Ausfahrens des Stellelements 40 wird diese kurze Distanz aufgehoben und so die erforderliche axiale Zugkraft auf das gehaltene Element 20 ausgeübt, welches zusammen mit der Form der Flächen 27 und 37 eine Verbindung mit den gewünschten Eigenschaften Selbstausrichtung, Präzision und Widerstand zwischen dem Hauptkörper 30 und dem gehaltenen Element 20 herstellt ((Anm. d. Ü.: wörtliche Übersetzung aus dem Engl.; Bedeutung unklar)).
In der zweiten vorgegebenen Position, die im Wesentlichen der Position entspricht, in der die Kugel 60 durch die durchgezogene Linie in 11B dargestellt wird, verhindert das in diese Position gebrachte Stellelement 40 die Trennung des gehaltenen Elements 20, obwohl dieses nicht mehr fest mit dem Hauptkörper 30 verbunden ist. Die Weiterführung der Drehung in dieselbe Richtung gewährleistet, dass sich das Stellelement 40 weiterhin in der zweiten vorgegebenen Position befindet, verursacht jedoch die Drehung der Schraube 44 und das darauf folgende Ausfahren des Stellelements 40 durch die gemeinsame Trennung der Teile 42 und 43, bis die Ausfahrstellung, die notwendig ist, um die Verriegelung zwischen den Bauteilen 20 und 30 zu gewährleisten, erreicht ist.
Wenn andererseits das gehaltene Element 20 aus dem Hauptkörper 30 entnommen werden muss, verursacht die auf das Stellelement 40 in die im Hinblick auf die Verriegelung gegenläufige Richtung angewendete Drehung daher zunächst eine gegenseitige Annäherung der Teile 42 und 43, während das Stellelement 40 fest in der zweiten vorgegebenen Stellung bleibt. Sobald das Stellelements 40 vollständig eingefahren ist, bewirkt der letzte Teil der Drehung um eine Vierteldrehung die Drehung des gesamten Stellelements 40 um seine eigene Achse. Somit kann der Bediener bemerken, dass die nachfolgende Drehung um eine Vierteldrehung die Drehung des Stellelements 40 bewirkt, nicht nur weil sich das Stellelement 40 direkt von außen sichtbar durch die Durchgangslöcher 36 dreht, sondern auch durch das andere Drehmoment, das angewendet werden muss, damit die letzte Vierteldrehung ausgeführt werden kann.
12 bis 15 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel der Mittel, die die gesteuerte Drehung des Stellelements 40 zwischen den beiden bereits oben beschriebenen vorgegebenen Stellungen sowie einer dritten vorgegebenen Stellung ermöglichen.
Insbesondere ist eine Nut 65 in die Außenflächen eines zylindrischen Vorsprungsabschnitts 56 an jedem der beiden Teile des Stellelements 40 eingefräst, ebenfalls in Durchgangsquerlöchern des Hauptkörpers 30 befindlich und im Wesentlichen identisch mit den Durchgangslöchern 36 im Hauptkörper 30 des in 9 gezeigten Ausführungsbeispieles.
Querstifte 66, die nach innen in die Durchgangsquerlöcher, in die die Vorsprungsabschnitte 56 des Stellelements 40 frei drehbar eingeführt werden, vorstehen, liegen in Eingriff mit den Nuten 65. Im Vergleich zu den Nuten 55 des in 11B gezeigten Ausführungsbeispiels sind die Nuten 65 im Wesentlichen linear und verlaufen so lange periphär, bis das Stellelement 40 um ca. 90 Grad drehen kann. Jedoch sind die Nuten 65 in diesem Fall außerdem ausreichend breit, um mit den jeweiligen Stiften 66 in Eingriff zu bleiben, unabhängig davon, ob sich das Stellelement 40 in aus- oder eingefahrenem Zustand befindet.
Des weiteren ist eine Kugel vorgesehen, die von einer spiralförmigen Feder 71 gegen eine Nockenfläche 75 an den beiden Teilen, die das Stellelement 40 bilden, in einer Position gehalten wird, die im Wesentlichen zentral zu derselben liegt. Die Kugel 70 und die Feder 71 sind in einem Kanal 72 angeordnet, der vorzugsweise über einen Gehäuseabschnitt eines polygonalen die Kugel 70 umschreibenden Querschnitts verfügt, wie z. B. einen hexagonalen Abschnitt, um so das Durchströmen von Kühlflüssigkeit, Schmieröl oder einer ähnlichen Flüssigkeit zu ermöglichen, die das gehaltene Element 20 oder ein beliebiges Bauteil, das diesem nachgeschaltet ist, erreichen muss.
Ein Querschnitt, der die Nockenfläche 75 genauertail zeigt, ist in 15 dargestellt und umfasst eine Endlagerung 76, in der die Kugel ruhen kann, und einen ersten Laufflächenabschnitt 77 an einem der beiden Teile des Stellelements 40. Die Kugel 70 setzt sich in der Endlagerung 76 ab, wenn sich das Stellelement 40 in einer zweiten vorgegebenen Position befindet, d. h. die Position, in der das gehaltene Element 20 mit dem Hauptkörper 30 verbunden ist, ohne aus diesem ausfahren zu können.
Die Nockenfläche verläuft weiter bis zu dem anderen der beiden Bestandteile des Stellelements 40 der 14 und 15 mit einem zweiten Abschnitt der Lauffläche 77 und endet mit einer Endlagerung 78. Die Kugel 70 ruht in der Lagerung 78, wenn sich das Stellelement 40 in einer dritten vorgegebenen Stellung befindet (Position gemäß 13), die zwischen der ersten vorgegebenen Stellung und der zweiten vorgegebenen Stellung liegt. Entsprechend dieser dritten vorgegebenen Stellung befindet sich das Stellelement 40 in eingefahrenem Zustand, ist aber nicht vollständig bis zur ersten vorgegebenen Stellung gedreht, so dass der Schaft 21 befestigt bleibt, ohne in Sitz 31 zu verriegeln. Tatsächlich beträgt α, der Winkelabstand der Endlagerung 76 der Nockenfläche 75 von der anderen Endlagerung 78, weniger als 90 Grad, während der Winkel β, der die dritte vorgegebene Stellung von der ersten vorgegebenen Stellung trennt, den Komplementärwinkel bildet, d. h. β = (90° – α). So muss der Bediener, um das Stellelement 40 in die erste vorgegebene Stellung zu fahren, also die einzige Stellung, in der es möglich ist, das gehaltene Element 20 aus dem Hauptkörper 30 zu entnehmen, die Kraft der Feder 71 überwinden, in dem er die Kugel 70 wieder in den Kanal 72 eintreten lässt (Stellung gemäß 12) und die Drehung des Stellelements 40 um eine Vierteldrehung vervollständigt, so dass der Schaft 21 von dem Sitz 31 entfernt beziehungsweise wieder in den Sitz 31 eingeführt werden kann.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 16 und 17 im Folgenden beschrieben. Hauptsächlich umfassen die beiden Teile 42 und 43, die das Stellelement 40 bilden, jeweils im Wesentlichen zylindrische Einführabschnitte 2 und 3, deren Durchmesser im Vergleich zueinander unterschiedlich sind. Gleichermaßen ist der durch das Loch 24 und den Schlitz 24' auf dem Schaft 21 gebildete offene Schlitz so dimensioniert, dass nur ein Einführabschnitt, beispielsweise der Einführabschnitt 2, aber nicht der Einführabschnitt 3 (und umgekehrt), passieren kann. Auf diese Weise kann das gehaltene Element grundsätzlich nur in der gleichen Stellung mit dem Hauptkörper 30 verbunden werden, wodurch so ein Schlüsselmechanismus realisiert wird, der die Wiederholbarkeit der Positionierung des gehaltenen Elements 20 erleichtert.
Jeweils unter Bezugnahme auf die 16 und 17 werden Mittel dargestellt, die die Manipulation eines Verriegelungswerkzeugs 100 erleichtern und sicherer machen. 16 zeigt ein Stellelement 40 in eingefahrenem Zustand mit einem Verriegelungswerkzeug 100, eingeführt in den Triebkopf 47 der Schraube 44. Der Zugang zu dem Triebkopf 47 umfasst ein Gehäuse, in das ein Paar metallene Tellerfedern 90 eingeführt sind, zwischen denen sich eine Unterlegscheibe 95 aus elastisch verformbaren Kunststoffmaterial befindet, wie z. B. Vulkollan^® oder gleichwertig, mit einem zentralen Loch, dessen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Kreis ist, der von dem Querschnitt des Verriegelungswerkzeugs 100 umschrieben wird. Die von den Tellerfedern 90 und der Unterlegscheibe 95 gebildete Baugruppe wird im Gehäuse auf eine bekannte Weise gehalten, wie z. B. durch einen Federring 96, der mit einer passenden Innennut im Eingriff ist.
In diesem Zustand halten die in gleicher Ausrichtung angeordneten Tellerfedern 90 die Unterlegscheibe 95 geringfügig verformt, so dass der Innendurchmesser des letzteren etwas kleiner wird. Die Unterlegscheibe übt auf diese Weise eine leichte Reibung auf das Verriegelungswerkzeug 100 aus, so dass das Verriegelungswerkzeug 100 zwar in seiner Stellung verbleibt, aber nicht die Einführung oder freiwillige Entnahme dieses Verriegelungswerkzeuges wesentlich behindert.
17 zeigt ein Stellelement 40 in ausgefahrenem Zustand, d. h. nachdem die Verriegelung vollständig erfolgt ist. In diesem Zustand übt der Triebkopf 47 keinen Druck mehr auf die von den Tellerfedern 90 und der Unterlegscheibe 95 gebildete Baugruppe aus. Die Bewegung des Teils 42 weg von dem Triebkopf 47 ist somit ausreichend, um die Unterlegscheibe 95 wieder in ihre ursprüngliche Form zu bringen. Dies erleichtert das Ausfahren des Verriegelungswerkzeugs 100 am Ende des Verriegelungsvorgangs.
Die Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung findet immer dann Anwendung, wenn die Eigenschaften einer selbstausrichtenden schnellen Verbindung und Lösung und Hochpräzisions-Montage erforderlich sind. Beispiele solcher Anwendungen können die modularen Werkzeugvorrichtungen in Werkzeugmaschinen umfassen, wie z. B. Drehbänke, Fräsmaschinen oder Maschinen, in denen der Hauptkörper der Vorrichtung mit dem Spanndorn der Maschine verriegelt oder verbunden ist, um ein Werkzeug zu tragen. Ebenso könnte die Vorrichtung gemäß der Erfindung Anwendung bei Vorrichtungen für das schnelle und präzise Verbinden von Greiferteilen von Roboter im Allgemeinen Verwendung finden.

Claims

Vorrichtung (10) zum lösbaren starren Verbinden mit Selbstausrichtung, umfassend: wenigstens einen Hauptkörper (30) mit einem Sitz (31), wenigstens ein gehaltenes Element (20), das mit einem Schaft (21) zur Aufnahme in dem Sitz (31) des Hauptkörpers (30) und mit Mitteln zum elastischen Verformen des Schafts (21) versehen ist, wodurch wenigstens zwei Außenflächen von ihm mit der Innenfläche des Sitzes (31) in engen Kontakt gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum elastischen Verformen des Schafts (21) wenigstens ein Stellelement (40) umfassen, das entlang einer Querrichtung in Bezug auf die Achse (32) des Schafts (21) und des Sitzes (31) eine ein- und ausfahrbare Länge aufweist, wobei das Stellelement (40) Außenflächenabschnitte (48; 49) umfasst, die in der Weise angepasst sind, dass sie gegen die Innenflächenabschnitte (29) in einem inneren Hohlraum des Schafts (21) drücken, wenn das Stellelement (40) im ausgefahrenen Zustand ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Schaft (21) und der Sitz (31) eine im Wesentlichen zylindrische Form mit zusammenfallender Längsachse (32) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Schaft (21) wenigstens zwei gegenüberliegende Abschnitte (22, 23) umfasst, die getrennt sind durch ein Paar Durchgangsquerlöcher (24, 25), deren Achsen (28) parallel zu der Richtung des Aus- und Einfahrens des Stellelements (40) sind, und durch ein Paar entsprechender Schlitze (24', 25'), die entsprechend den jeweiligen Löchern (24, 25) gerundet sind, so dass sie ein entsprechendes Paar offener Schlitze bilden, das während des Einführens des Schafts (21) in den Sitz (31) des Hauptkörpers (30) den Durchgang des Stellelements (40) zwischen ihnen ermöglicht, während das Stellelement (40) in einer ersten vorgegebenen Stellung ist.
Vorrichtung nach einem vorangehenden Anspruch, bei der der innere Hohlraum des Schafts (21) zum freien Ende hin offen und mit konischen Innenflächenabschnitten (29) ausgestattet ist, deren Achsen (28) mit dem Paar der Durchgangslöcher (24, 25) zusammenfallen und deren Scheitel zur Außenseite des Schafts (21) gerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stellelement (40) in dem Hauptkörper (30) angeordnet und um eine Achse (41) parallel zur Richtung des Ein-/Ausfahrens des Stellelements (40) drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stellelement (40) wenigstens zwei getrennte Teile (42, 43) umfasst, die in Bezug aufeinander entlang einer Richtung parallel zu der Achse (41) des Stellelements (40) beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Stellelement (40) wenigstens eine Schraube (44) mit gegenüberliegenden Gewinden (45, 46), die in entsprechenden Schraubengewinden innerhalb der wenigstens zwei Teile (42, 43) in Eingriff sind, sowie wenigstens einen Triebkopf (47), der mit der Schraube (44) einteilig ist und sich an ihrem Ende befindet, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die gegenüberliegenden Gewinde (45, 46) an der Schraube (44) Gewinde mit feiner Gewindegangsteigung sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die wenigstens zwei getrennten Teile (42, 43) des Stellelements (40) sphärische Außenflächenabschnitte (49) umfassen, die in der Weise angepasst sind, dass sie gegen die konischen Flächenabschnitte (29) in dem Hohlraum des Schafts (21) drücken, wenn das Stellelement (40) im ausgefahrenen Zustand ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die wenigstens zwei getrennten Teile (42, 43) des Stellelements (40) konische Außenflächenabschnitte (48) umfassen, die in der Weise angepasst sind, dass sie gegen die konischen Flächenabschnitte (29) in dem Hohlraum des Schafts (21) drücken, wenn das Stellelement (40) im ausgefahrenen Zustand ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die wenigstens zwei getrennten Teile (42, 43) des Stellelements (40) wenigstens ein Paar gegenüberliegender ebener Oberflächenabschnitte (50) umfassen, die während des Einführens des Schafts (21) in den Sitz (31) des Hauptkörpers (30) den Durchgang des Stellelements (40) durch das Paar der Schlitze (24', 25') bis zu dem Paar der Löcher (24, 25) in dem Schaft (21) ermöglichen, während das Stellelement (40) in der ersten vorgegebenen Stellung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei der eines der Teile (42, 43) des Stellelements (40) an seinem Ende wenigstens einen Vorsprung (51; 51') umfasst, der im Gleitsitz in wenigstens einer Aussparung (52; 52') mit komplementärer Form, die sich an einem Ende des anderen der Teile (42, 43) befindet, aufgenommen sein kann.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der wenigstens eine Vorsprung (51) und die wenigstens eine Aussparung (52) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der wenigstens eine Vorsprung (51') und die wenigstens eine Aussparung (52') einen Querschnitt in Form eines Sektors einer kreisförmigen Krone haben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, die wenigstens zwei der Vorsprünge (51; 51'), die einteilig mit einem der Teile (42, 43) sind, und wenigstens zwei der komplementären Aussparungen (52; 52'), die in das andere der Teile (43, 42) geschnitten sind, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die Mittel (55, 60) umfasst, die die gesteuerte Drehung des Stellelements (40) um seine Achse ohne Ein- oder Ausfahren zwischen einer ersten vorgegebenen Stellung, in der das gehaltene Element (20) in den Hauptkörper (30) eingeführt oder aus ihm entnommen werden kann, und wenigstens einer zweiten vorgegebenen Stellung, in der der Schaft (21) des gehaltenen Elements (20) in dem Sitz (31) verriegelt bleibt und das Stellelement (40) beim Aus- oder Einfahren betätigt werden kann, ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Mittel, die die gesteuerte Drehung des Stellelements (40) ermöglichen, umfassen: wenigstens eine Nut (55) auf der Außenfläche eines zylindrischen Wulstabschnitts (56) jedes der zwei Teile (42, 43) des Betätigungselements (40), wobei die Wulstabschnitte (56) ungehindert drehbar in Durchgangsquerlöchern (36) des Hauptkörpers (30) gehalten werden, sowie wenigstens ein Paar Kugeln (60), die ins Innere der Durchgangsquerlöcher (36) vorstehen und in den jeweiligen Nuten (55) an den Wulstabschnitten (56) der zwei Teile (42, 43) des Stellelements (40) in Eingriff sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die Mittel (65, 66, 70, 71, 75) umfasst, die die gesteuerte Drehung des Stellelements (40) um seine Achse ohne Aus- oder Einfahren zwischen einer ersten vorgegebenen Stellung, in der das gehaltene Element (20) in den Hauptkörper (30) eingeführt oder aus ihm entnommen werden kann, wenigstens einer zweiten vorgegebenen Stellung, in der der Schaft (21) des gehaltenen Elements (20) in dem Sitz (31) verriegelt bleibt und das Stellelement (40) beim Aus- oder Einfahren betätigt werden kann, und wenigstens einer dritten vorgegebenen Stellung, die sich zwischen der ersten und der zweiten vorgegebenen Stellung befindet und in der das gehaltene Element (20), ohne mit dem Hauptkörper (30) verriegelt zu sein und ohne Möglichkeit der Trennung von ihm, befestigt ist, ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Mittel, die die gesteuerte Drehung des Stellelements (40) ermöglichen, umfassen: wenigstens eine Nut (65) auf der Außenfläche eines zylindrischen Wulstabschnitts (56) jedes der zwei Teile (42, 43) des Stellelements (40), wobei die Wulstabschnitte (56) in der Weise gehalten werden, dass sie sich den Durchgangsquerlöchern (36) des Hauptkörpers (30) uneingeschränkt drehen können, wenigstens ein Paar Querstifte (66), die ins Innere der Durchgangsquerlöcher (36) vorstehen und in den jeweiligen Nuten (65) auf den Wulstabschnitten (56) der zwei Teile (42, 43) des Stellelements (40) in Eingriff sind, sowie wenigstens eine Kugel (70), die unter der Wirkung von Federmitteln (71), die längs der Richtung der Achse des Schafts (21) und des Sitzes (31) wirken, mit einer Nockenfläche (75), die an einer im Wesentlichen mittigen Stelle des Stellelements (40) in die zwei Teile (42, 43) geschnitten ist, in Eingriff ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Achse (28) der konischen Innenflächenabschnitte (29), die sich in dem inneren Hohlraum des Schafts (21) befinden, und die Drehachse (41) des Stellelements (40) parallel und untereinander beabstandet sind, wenn das Stellelement (40) in der ersten vorgegebenen Stellung ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Löcher (24, 25) des Paars der Löcher und die entsprechenden Schlitze (24', 25') des Paars der Schlitze, die die gegenüberliegenden Abschnitte (22, 23) des Schafts (21) trennen, in Bezug aufeinander verschiedene Abmessungen haben, und bei der die zwei Teile (42, 43) des Stellelements (40) im Wesentlichen zylindrische Einführungsabschnitte (2, 3) umfassen, deren Durchmesser jeweils im Wesentlichen jedem der Löcher (24, 25) und jedem der Schlitze (24', 25') entsprechen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das gehaltene Element (20) einen vorstehenden Umfangsflansch (26) mit einem sphärischen Oberflächenabschnitt (27) umfasst, der so angepasst ist, dass er gegen einen entsprechenden sphärischen Oberflächenabschnitt (37) drückt, der den Sitz (31) in dem Hauptkörper (30) umgibt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Mittel (90, 95, 96) umfasst, die ein Verriegelungswerkzeug (100), das in dem Triebkopf (47) der Gewindeschraube (44), die in dem Stellelement (40) angeordnet ist, in Eingriff ist, in Position halten, wenn das Stellelement (40) in der ersten vorgegebenen Stellung ist, wobei die Mittel (90, 95, 96) das Verriegelungswerkzeug (100) zu lösen ermöglichen, wenn das Stellelement (40) in der zweiten vorgegebenen Stellung und in dem maximal ausgefahrenen Zustand ist.
Verwendung der Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, bei der der Hauptkörper (30) an einer Maschine befestigt ist.
Verwendung der Verbindungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, bei der der Hauptkörper (30) ein integraler Teil einer Maschine ist.
Verwendung der Verbindungsvorrichtung (10) nach Anspruch 24 oder 25, bei der die Maschine eine Werkzeugmaschine ist.
Verwendung der Verbindungsvorrichtung (10) nach Anspruch 26, bei der die Vorrichtung (10) Teil eines selbstausrichtenden modularen Werkzeugträgersystems für das schnelle Ankoppeln und Lösen eines Werkzeugs ist.