Undercut Groove Coupling for Precise Transverse Alignment
Find Innovative SolutionsGenerate Solutions
Solution Overview
Problem
Existing coupling devices fail to ensure precise positioning of elements to be joined in a direction transverse to their grooves, requiring precise initial alignment and holding until the coupling device is fixed, making the process cumbersome and inefficient.
Innovation Solution
The coupling device features inclined effective surfaces on clamping elements with non-parallel normal vectors, allowing projections to engage behind undercuts, enabling alignment and clamping that ensures precise positioning in a direction transverse to the grooves without requiring precise initial alignment.
Engineering Contradictions & Design Principles
Engineering Contradiction Analysis
1Manufacturing precision
If traditional coupling devices are used to connect two elements, then the elements can be joined, but precise positioning of the elements in a direction transverse to the grooves cannot be ensured, requiring cumbersome initial alignment and holding procedures
Solution Approach 1:
The coupling device performs preliminary positioning action through its inclined effective surfaces that automatically guide and align the elements in the transverse direction during insertion. The non-parallel normal vectors of the effective surfaces create inherent alignment features that position the elements correctly before final clamping, eliminating the need for separate alignment procedures
Solution Approach 2:
The invention addresses positioning in the transverse dimension (perpendicular to groove direction) by introducing inclined effective surfaces with non-parallel normal vectors. This creates directional guidance in a dimension that was previously uncontrolled, allowing precise positioning without adding complexity to the primary clamping function
2Manufacturing precision
If inclined effective surfaces with non-parallel normal vectors are used, then precise positioning is achieved, but the device structure becomes more complex
Solution Approach 1:
The inclined effective surfaces serve multiple functions simultaneously: they provide the clamping force to hold the elements together, guide the elements into proper alignment during insertion, and create the positioning action in the transverse direction. By combining positioning and clamping functions into a single structural feature, the device achieves precise positioning without proportionally increasing overall complexity
Data Source
Figure 1a~1c
Figure 2a~2c
Figure 3~6
AI summary
The invention relates to an I <opplungseinrichtung (1) zum Verbinden von zwei zu verbindenden Elementen (100, 200), welche zwei Elemente (100, 200) je eine mit wenigstens einem Hinterschnitt (102a, 102b) hinterschnittene Nut (101, 201), insbesondere eine beidseitig mit je mindestens einem Hinterschnitt (102a, 102b) hinterschnittene und somit mit mindestens zwei Hinterschnitten (102a, 102b) hinterschnittene Nut (101, 201), aufweisen. Die I<opplungseinrichtung (1) umfasst ein erstes Klemmteil (2) und ein zweites Klemmteil (3). Zu beiden der zwei Klemmteile (2, 3) ist je eine Längsrichtung, eine senkrecht zur Längsrichtung ausgerichtete erste Richtung, eine sowohl senkrecht zur Längsrichtung als auch senkrecht zur ersten Richtung ausgerichtete zweite Richtung, eine zur ersten Richtung entgegengesetzt ausgerichtete dritte Richtung und eine zur zweiten Richtung entgegengesetzt ausgerichtete vierte Richtung definiert.The first clamping element (2) has an effective surface (5) which is inclined to the longitudinal direction of the first clamping element (2). The second clamping element (3) has a <fläche (6) auf, welche Wirkfläche (6) zur Längsrichtung des zweiten Klemmteils (3) geneigt ist.The first clamping part (2) has a first projection arrangement (7) projecting in the first direction of the first clamping part (2) for engaging behind a first of the at least one undercut (102a) of the groove (101) in a first of the two elements (100) to be joined, and the second clamping part (3) has a first projection arrangement (8) projecting in the first direction of the second clamping part (3) for engaging behind a first of the at least one undercut of the groove (201) in a second of the two elements (200) to be joined. <opplungseinrichtung (1) umfasst weiter eine Spanneinrichtung (4) zum aufeinander zu Spannen der zwei Klemmteile (2, 3) im Wesentlichen entlang einer Längsachse der I<opplungs-einrichtung (1).In a composite state of I <opplungseinrichtung (1) sind die zwei Klemmteile (2, 3) je mit ihrer Längsrichtung im Wesentlichen entlang der Längsachse der I<opplungseinrichtung (1) ausgerichtet sind, während die erste Richtung des ersten Klemmteils (2) und die erste Richtung des zweiten Klemmteils (3) im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und die zweite Richtung des ersten Klemmteils (2) und die zweite Richtung des zweiten Klemmteils (3) im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, und die zwei Klemmteile (2, 3) je mit ihren Wirkflächen (5, 6) einander zugewandt hintereinander entlang der Längsachse angeordnet und durch die Spanneinrichtung (4) entlang der Längsachse aufeinander zu spannbar oder aufeinander zu gespannt sind.When the clamping device (4) clamps the two clamping parts (2, 3) towards each other along the longitudinal axis, the first clamping part (2) and the second clamping part (3) are moved relative to each other in a direction transverse to the longitudinal axis of the clamping device (4) due to the interaction of the effective surfaces (5, 6). <opplungseinrichtung (1) gedrückt, sodass die am ersten Klemmteil (2) angeordnete erste Vorsprunganordnung (7) und die am zweiten Klemmteil (3) angeordnete erste Vorsprunganordnung (8) zueinander hin gedrückt werden. Ein senkrecht auf die Wirkfläche (5) des ersten Klemmteils (2) stehender Normalenvektor weist sowohl eine in die erste Richtung des ersten Klemmteils (2) zeigende Komponente als auch eine in die zweite Richtung des ersten Klemmteils (2) zeigende Komponente auf.A normal vector perpendicular to the effective surface (6) of the second clamping part (3) has both a component pointing in the third direction of the second clamping part (3) and a component pointing in the fourth direction of the second clamping part (3).