專利名稱：連接件的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對連接件尤其是用于連接管狀構(gòu)件的裝置的改進(jìn)?？勺兓瘷M截面的管狀構(gòu)件經(jīng)常被用于以相對輕質(zhì)的構(gòu)件提供足夠強(qiáng)度的多種場合。在建筑業(yè)和運(yùn)輸業(yè)具有采用這些構(gòu)件的實(shí)例，例如腳手架、在汽車、貨車和客車上提供加固的輕質(zhì)構(gòu)件、扶手等。其它用途是在包括輕質(zhì)飛行器，例如無人監(jiān)視飛行器、機(jī)動滑翔飛翼、滑翔機(jī)等的飛行器上。
背景技術(shù)：
在管狀構(gòu)件的許多應(yīng)用中必須將兩個或多個管狀構(gòu)件連接在一起以形成成品。在許多應(yīng)用中這種連接必需為剛性的。根據(jù)制造構(gòu)件的材料的特性以及所形成的成品的特性，用于管狀構(gòu)件連接的各種技術(shù)是公知的。
但是，對構(gòu)件進(jìn)行連接是制造管狀構(gòu)件更困難的方面之一，尤其是它給總體結(jié)構(gòu)增加了不需要的重量，它還在結(jié)構(gòu)上形成了一個薄弱點(diǎn)，該薄弱點(diǎn)有可能產(chǎn)生潛在的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種使用簡單、輕質(zhì)的連接裝置，所述裝置可被用于將管狀橫截面的組件連接在一起，并且在需要時(shí)可使連接件具有剛性。
本發(fā)明因此提供了一種用于連接管狀構(gòu)件的裝置，其包括插入所述管狀構(gòu)件內(nèi)的插頭，所述插頭具有軸環(huán)以限制該插頭插入所述管狀元件內(nèi)的程度，所述插頭具有頭部，該頭部在所述插頭插入所述構(gòu)件內(nèi)時(shí)適于定位在所述管狀構(gòu)件的外部上，所述頭部具有多個孔，所述孔可與多臂連接件上的相應(yīng)孔對齊，由此通過設(shè)置穿過所述配合孔的銷，兩個或多個插頭可被連接在所述連接件的兩個或多個臂上，從而在兩個或多個所述插頭設(shè)置于其中的管狀構(gòu)件之間形成連接。
所述插頭優(yōu)選具有一個由一圈通常更小的孔所環(huán)繞的中心孔并且連接件具有一組與之配合的孔。插頭和連接件由此以它們可以相互轉(zhuǎn)動的方式通過穿過中心孔的銷被連接在一起。在插頭的頭部和連接件的每個臂上設(shè)置多個孔，從而可以有不同的用于將插頭連接在連接件上的位置并且采用多個孔可使連接的剛度得到改善。這樣通過選擇適當(dāng)?shù)目?，管狀?gòu)件的相對傾斜角度能夠得以實(shí)現(xiàn)并改變以使所需被制造的總體結(jié)構(gòu)可行。所采用的孔的數(shù)量取決于所形成的連接的性質(zhì)。但我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)環(huán)繞圓周均布6個或優(yōu)選為8個孔是特別有效的。這種結(jié)構(gòu)是通用的，因?yàn)榘凑招枰梢圆煌慕嵌刃纬蛇B接。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述插頭在與被插入所述管的一端相對的一端上具有凹槽，并且兩個限定出所述凹槽的翼部都設(shè)有孔。在該實(shí)施方式中，所述插頭可滑過所述連接件的臂，使得所述臂具有被設(shè)計(jì)成與在插頭中限定了凹槽的翼部中設(shè)置的那些孔相配合的孔，所述臂裝配在凹槽內(nèi)并通過將銷插入所述孔而保持在所述凹槽內(nèi)。這樣可以使所實(shí)現(xiàn)的連接具有更大的剛度。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了如上所述的插頭。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明包括一種用于組裝管狀構(gòu)件的組件，所述組件包括兩個或多個上述插頭以及至少一個上述連接件。可以理解的是，被制造的總體構(gòu)件可以基于多個被連接的管狀構(gòu)件，例如在腳手架、客車和貨車上的扶手、汽車以及輕型飛機(jī)上的構(gòu)件。在這種情況下，需要在管狀構(gòu)件之間形成多個連接。
本發(fā)明的技術(shù)可以被用于連接任何截面的管狀構(gòu)件。橫截面結(jié)構(gòu)可以是矩形、六角形或圓形，或者可以具有任何其它形式的橫截面。但本發(fā)明尤其涉及將基本上圓形橫截面的管連接在一起。連接件的插頭部分的橫截面與被連接的管狀構(gòu)件的橫截面相對應(yīng)。如果需要，本發(fā)明的技術(shù)可被用于將不同橫截面的管狀部分連接在一起，在這種情況下，連接系統(tǒng)將包括與管狀構(gòu)件的不同橫截面配合的不同橫截面的插頭。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的連接系統(tǒng)被用于分層管狀構(gòu)件上，所述分層管狀構(gòu)件包括在兩個同心管之間的泡沫夾層。在該實(shí)施方式的特定特征中，通過對包含未發(fā)泡狀態(tài)的發(fā)泡材料的夾層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱產(chǎn)生泡沫。在此，連接件的插頭部分可起到保持同心管以與所需泡沫厚度相對應(yīng)的間隔分開的作用。在該實(shí)施方式中，所述插頭具有兩個軸環(huán)，一個軸環(huán)的直徑與兩個同心管中內(nèi)管的直徑相一致，而另一個軸環(huán)的直徑與兩個同心管中外管的直徑相一致。這樣，插頭可插入同心管的內(nèi)管內(nèi)但第一軸環(huán)不會進(jìn)入內(nèi)管而會進(jìn)入兩個同心管的外管，由此保持兩個管以由軸環(huán)寬度限定的間隔分開。如果這種插頭被插入到同心管構(gòu)件的每一端，則插頭將起到保持管以所需間隔而分開的作用，其中所需間隔能夠滿足產(chǎn)生所要求的泡沫厚度。
在該實(shí)施方式中，泡沫可以是熱膨脹形式的并可以在未發(fā)泡狀態(tài)被設(shè)置在同心管之間。插頭可位于同心管構(gòu)件內(nèi)，同心管隨后被加熱以產(chǎn)生泡沫。這樣插頭可保持同心管分開并確保沿著管的長度方向形成所需厚度的泡沫層。在所述泡沫是增加管狀構(gòu)件強(qiáng)度的加強(qiáng)泡沫的情況下，這一技術(shù)尤其優(yōu)選。優(yōu)選的是，所述發(fā)泡材料是一種環(huán)氧基結(jié)構(gòu)泡沫，其將發(fā)泡、硬化，以及附著在所述同心管的表面上。形成這種泡沫的發(fā)泡材料的實(shí)例是環(huán)氧樹脂和熱塑性橡膠的混合物和/或包含發(fā)泡劑和環(huán)氧樹脂硬化劑的橡膠。這種配方還包含填充物和其它加強(qiáng)材料。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，同心管的內(nèi)管比外管略短，從而當(dāng)所述插頭被插入所述管狀構(gòu)件內(nèi)時(shí)可以在插頭和發(fā)泡材料之間形成直接接觸。隨著發(fā)泡材料的膨脹，其粘著性使泡沫與插頭結(jié)合，由此牢固地將插頭保持在管狀構(gòu)件中并使連接具有更大的剛度。
在另一實(shí)施方式中，插頭在一個或兩側(cè)上具有凹槽，凹槽的形狀與被連接的管狀構(gòu)件的外部形狀一致。這樣插頭可環(huán)繞管狀構(gòu)件之一裝配，即使其不被用于連接那種在總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜并包括重疊的管狀構(gòu)件時(shí)非常有用的特殊構(gòu)件。
在插頭的凹進(jìn)區(qū)域設(shè)置與管狀構(gòu)件上的孔配合的孔以使連接裝置例如螺栓或銷可以穿過。
本發(fā)明所使用的插頭可由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。但是鑒于插頭形狀的復(fù)雜性，優(yōu)選它們通過注射模制來制成，但它們也可以通過機(jī)械加工制成。因此優(yōu)選地是，插頭由對最終的管狀構(gòu)件提供足夠強(qiáng)度的可注射模制材料制成。適合的材料的實(shí)例包括可注射模制的熱塑性塑料，例如硬質(zhì)聚氯乙烯、聚丙烯和聚酰胺。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，熱塑性塑料是填充纖維，而填充聚酰胺尤其是玻璃填充尼龍尤其優(yōu)選。在本發(fā)明插頭被用于同心管以使位于同心管之間的的發(fā)泡材料發(fā)泡的實(shí)施方式中，插頭的材料應(yīng)該是免受用于影響發(fā)泡的條件的不利影響。例如如果發(fā)泡受加熱的影響，則插頭應(yīng)該由在形成發(fā)泡的所需溫度上不熔化的材料制成。插頭還可以由金屬例如鋁以及鋅合金(扎馬克鋅基壓鑄合金zamac)制成。
連接件還可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，這些材料可以與插頭的材料相同或不同。連接件可以由金屬例如鋁、鋼或鋅合金例如zamac制成，或者由熱固性或熱塑性材料制成。連接件將根據(jù)待制造的構(gòu)件而構(gòu)造并包括沿被連接的管狀元件將要延伸的方向上突出的臂。例如連接件可與兩個或多個延伸臂平齊以連接處于同一平面的構(gòu)件?？蛇x擇地是，連接件的臂可相對彼此傾斜，使得管狀部分適于最終的構(gòu)件所需的傾斜度。在一種實(shí)施方式中，連接件可具有三個臂，兩個臂在一個平面內(nèi)并且第三個臂處于與其它兩個臂占據(jù)的平面相垂直的平面上。這樣可以形成彎頭連接。
本發(fā)明的連接技術(shù)在需要使管狀構(gòu)件被連接以提供包括多個管狀構(gòu)件的總體結(jié)構(gòu)的許多場合中具有廣泛的應(yīng)用。例如，所述技術(shù)可以被用于對例如在建筑業(yè)上采用的管狀腳手架進(jìn)行連接，它們可以被用于對例如在運(yùn)輸業(yè)被采用的管狀材料例如客車和貨車上的扶手進(jìn)行連接。它們還可以被用于將在輕型飛機(jī)例如遙控飛行器、機(jī)動滑翔飛翼或滑翔機(jī)上采用的管狀構(gòu)件連接在一起。在給出采用輕質(zhì)連接件的示例的同時(shí)，本發(fā)明的連接系統(tǒng)具有另一個優(yōu)點(diǎn)，那就是它們可以很容易地按照需更被拆除和重建或替換。


本發(fā)明通過附圖表示，但不受附圖限制，其中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的插頭，所述插頭用于包括兩個包含發(fā)泡材料的同心管的管狀構(gòu)件。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的平面連接件。
圖3表示適于在三個管狀元件之間形成直角連接的連接件。
圖4表示在一種實(shí)施方式中采用圖2所示的連接件，在該實(shí)施方式中所述插頭之一還被用于橋接管狀構(gòu)件的部分。
圖5表示通過采用圖3所示的連接件與插入在三個管狀構(gòu)件中的三個插頭一起形成的直角彎頭。
圖6表示位于兩個包含發(fā)泡材料的同心管內(nèi)的插頭的剖視圖，所述同心管的內(nèi)管比外管要短。
圖7表示如何在插頭上形成一槽，以使其能夠與管狀元件接觸。
圖8表示具有通過本發(fā)明的技術(shù)而連接的管的管狀構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式
圖1表示具有可被插入管狀構(gòu)件內(nèi)的小直徑端(1)的插頭。所述插頭具有軸環(huán)(2)，其直徑比所述管的內(nèi)徑更大，由此防止插頭插入管內(nèi)太深。所述插頭還具有另一軸環(huán)(3)，其直徑能夠適于裝配在兩個同心管的外管內(nèi)。插頭的直徑而后進(jìn)一步增加以提供不能進(jìn)入同心管外管內(nèi)的頭部(4)。頭部設(shè)有一個由一圈孔(6)圍繞的中心孔(5)。所述頭部還具有狹槽(7)。圖1還提供了優(yōu)選特征，即軸環(huán)部分(2)可以具有凹進(jìn)區(qū)域(8)以使插頭可圍繞另一個管狀元件的外圓周設(shè)置。圖1還表示出在凹進(jìn)區(qū)域內(nèi)選擇性設(shè)置孔(9)以容納將插頭連接在另一個管狀元件圓周上的裝置，例如銷或螺栓(未示出)。
圖2表示平的三角形連接件(10)，在三角形每個頂點(diǎn)處具有被一圈孔(12)所環(huán)繞的孔(11)。連接件(10)所具有的厚度使其能夠滑入如圖1所示插頭上設(shè)置的凹槽(7)內(nèi)。連接件(10)的一個頂點(diǎn)因此能夠滑入凹槽(7)內(nèi)，使得孔(11)與插頭中設(shè)置的孔(5)配合。這樣插頭和連接件可以通過例如插入一穿過孔(5)和(11)的銷而旋轉(zhuǎn)連接。而后通過采用穿過適當(dāng)配合的孔(12)和(6)的銷固定連接來實(shí)現(xiàn)插頭以及其相對于連接件(10)所連接的管狀元件的所需定位。
圖2表示具有三個連接區(qū)的連接件，并且可以理解的是，與管狀構(gòu)件相連的插頭在所需方位被連接在每個連接區(qū)上，由此能夠改進(jìn)任何所需的管狀系統(tǒng)。
可以理解的是，可以設(shè)置具有不同數(shù)目連接區(qū)的連接件，因?yàn)檫B接件可以包含例如圖3所示的在不同平面上的連接區(qū)。
圖4表示管(13)如何通過例如圖1所示的插頭與連接件(10)相連，并且圖4還表示第二插頭(14)如何被連接到連接件(10)上且采用凹進(jìn)部分穿繞過另一個管(15)。
圖5表示圖3所示的連接件如何被用于在三個管(16)、(17)和(18)之間提供連接。在圖5所示的實(shí)施方式中，插頭不同于圖1所示的插頭，圖5的插頭沒有設(shè)置連接件(10)的連接區(qū)域能滑入其中的狹槽，而是在一側(cè)上設(shè)有與連接件(10)的表面配合的平面。該結(jié)構(gòu)具有比設(shè)置有凹槽的插頭更小的剛度。
圖6是表示包括兩個同心管(19)和(20)的管的剖視圖，內(nèi)管(20)短于外管(19)。發(fā)泡材料(21)設(shè)置在同心管之間。將諸如圖1所示的插頭(22)以完全插入的方式設(shè)置在同心管內(nèi)。首先注意到，插頭的這種設(shè)計(jì)使同心管保持分開所需間隔，還注意到，當(dāng)發(fā)泡材料起泡時(shí)，因?yàn)閮?nèi)管短于外管所以其將在沒有內(nèi)管的區(qū)域與插頭接觸。因此，如果泡沫(例如具有的環(huán)氧基泡沫或聚氨脂基泡沫)在起泡過程中產(chǎn)生粘著性，則泡沫將與插頭結(jié)合，由此將該插頭牢固地固定在同心管內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于連接管狀構(gòu)件的裝置，包括插入到所述管狀構(gòu)件內(nèi)的插頭，所述插頭設(shè)有軸環(huán)用以限制所述插頭可被插入到所述管狀構(gòu)件內(nèi)的程度，所述插頭設(shè)有在其插入所述構(gòu)件內(nèi)時(shí)適于定位在所述管狀構(gòu)件外部的頭部，所述頭部具有多個孔，所述孔可與多臂連接件上的相應(yīng)孔對齊，從而使兩個或多個插頭通過貫穿所述配合孔的銷而被連接在所述連接件的兩個或多個臂上，以在兩個或多個已將所述插頭放置于其中的管狀構(gòu)件之間形成連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述頭部設(shè)有由一圈孔環(huán)繞的中心孔。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述一圈孔包括六個等距離的孔。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述一圈孔包括八個等距離的孔。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在所述插頭的頭部中設(shè)有凹槽。
6.一種用于組裝管狀構(gòu)件的組件，其包括兩個或多個根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的插頭以及至少一個多臂連接件，所述多臂連接件具有被定位成與所述插頭中的孔相配合的孔。
7.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述插頭在與插入到所述管中的一端相對的一端上設(shè)有凹槽，并且兩個限定出所述凹槽的翼部設(shè)有孔。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述凹槽被設(shè)置成可使所述插頭在所述連接件的臂上滑過，從而所述連接件的臂具有與插頭內(nèi)限定出所述凹槽的翼部中設(shè)置的孔相配合的孔。
9.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述插頭在一側(cè)或兩側(cè)設(shè)有一凹進(jìn)，所述凹進(jìn)的形狀對應(yīng)于待連接的管狀構(gòu)件的外部形狀。
10.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述連接件根據(jù)被制造的所述構(gòu)件成形并且所述連接件包括多個臂，多個臂沿被連接的所述管狀元件所延伸的方向上突出。
11.如權(quán)利要求10所述的技術(shù)，其特征在于，連接部分是平的，其具有兩個或多個用于連接位于相同平面內(nèi)的構(gòu)件的延伸臂。
12.如權(quán)利要求10所述的技術(shù)，其特征在于，所述連接件的臂彼此傾斜，使得管狀部分采用最終構(gòu)件所需的傾斜度。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述連接件設(shè)有三個臂，其中兩個臂在一個平面上而第三個臂處于與其它兩個臂占據(jù)的平面相垂直的平面中。
14.采用前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的裝置連接管狀腳手架。
15.采用如權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的裝置連接在運(yùn)輸業(yè)中使用的管狀材料。
16.采用如權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的裝置連接在輕型飛機(jī)上使用的構(gòu)件。
17.一種如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的連接系統(tǒng)連接分層的管狀構(gòu)件的應(yīng)用，所述分層的管狀構(gòu)件包括在兩個同心管之間的泡沫夾層。
18.如權(quán)利要求17所述的應(yīng)用，其特征在于，所述泡沫通過對包含在兩個同心管之間未發(fā)泡狀態(tài)的發(fā)泡材料的夾層構(gòu)件進(jìn)行加熱來產(chǎn)生，所述連接件的插頭部分使同心管保持以與泡沫的所需厚度相對應(yīng)的間隔分開。
19.如權(quán)利要求18所述的應(yīng)用，其特征在于，所述插頭設(shè)有兩個軸環(huán)，一個軸環(huán)的直徑與兩個同心管中內(nèi)管的直徑相一致，另一個軸環(huán)的直徑與兩個同心管中外管的直徑相一致。
20.一種用于制造分層的管狀構(gòu)件的方法，所述管狀構(gòu)件包括夾在兩個同心管之間的泡沫，其特征在于，將可熱膨脹的材料在未發(fā)泡狀態(tài)下設(shè)置在同心管之間，且插頭設(shè)置在所述同心管的每一端上從而使同心管保持相距與泡沫的所需厚度相對應(yīng)的間隔，而且所述構(gòu)件被加熱以引起發(fā)泡。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述泡沫是增加所述管狀構(gòu)件強(qiáng)度的加強(qiáng)泡沫。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述發(fā)泡材料是一種環(huán)氧基結(jié)構(gòu)泡沫，其將發(fā)泡、硬化，以及附著在所述同心管的表面上。
23.如權(quán)利要求20-22中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述同心管的內(nèi)管短于外管，以便當(dāng)所述插頭插入所述管狀構(gòu)件內(nèi)時(shí)可使所述插頭和所述可發(fā)泡材料之間形成直接接觸，因此當(dāng)發(fā)泡材料膨脹時(shí)，其粘著性使所述泡沫接合到所述插頭上。
全文摘要
提供改進(jìn)的用于連接管狀構(gòu)件的裝置，其包括插入管狀構(gòu)件中的插頭，所述插頭具有多個連接點(diǎn)，所述連接點(diǎn)被用于連接一個或多個管，插頭具有橫截面比管狀構(gòu)件的內(nèi)橫截面更大的邊緣，以控制插頭可進(jìn)入構(gòu)件的程度。
文檔編號F16B7/04GK1865718SQ200610082048
公開日2006年11月22日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者F·梅耶爾, S·比耶貝, S·穆泰奧 申請人:L&L產(chǎn)品公司