专利名称：中空异形棒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是用压制的金属制成的中空异形棒，这种棒具有一个环形的等厚管壁，在该管壁的整个外圆周上均匀分布若干凸起的外肋，这些外肋成对地与侧壁形成底切的外槽，其中，外肋从管壁的径向凸起实际等于其厚度。
从德国专利DE-U-296 15 208已知一种具有上述特征的中空异形棒。外肋的外周长比由其底部确定的周长宽一些，所以形成一个相应的底切。底切的尺寸是很小的，是通过倾斜线大致相交于管轴来确定的。为了可连接别的中空异形棒，采用了连接件，这种连接件可在以后连接到底切的外肋的任意部位。由于外肋的很小的底切，这种连接件伸过了中空异形棒的相当大的一部分圆周并具有四个分别啮合在一个外槽中的连接凸起。从而导致这些连接凸起或连接件的不均匀的荷载，而且最多可用四个连接件，所以限制了在一根中空异形棒的一个平面上要连接的结构的数量。
此外，例如从英国专利GB-A-1 557 693中已知一种具有一个环形等厚管壁的中空异形棒，这种棒带有较大底切的外肋。这些外肋呈T形或具有一个锚状的横断面。它们形成中空异形棒的多边形的外圆周。其外槽体积较大，所以在另一根中空异形棒借助于一个连接件以力连接或形状连接方式连接到外肋上进行锚定时，产生了严重的不稳定性。
从美国专利US-A-3 969 031已知一种具有较大底切的和较小体积的外槽的中空异形棒。构成这些外槽的外肋只有很小的凸起，但就外槽来说则是很宽的。此外，没有环形等厚的管壁。确切地说，熟知的管壁构成了槽底和槽侧壁段以及外肋的区域。所以，这种中空异形棒的内圆周出现了波纹，并由于这种波纹在要连接的中空异形棒引起较大荷载的情况下，就会产生熟知的管壁的相应不稳定性。
所以本发明的目的是改进一种具有上述特征的中空异形棒，这种中空异形棒虽然具有环形等厚的、因而有利的薄管壁，但它可与一根或多根别的中空异形棒进行稳定的紧固，特别是当多根异形棒在相同的连接平面内进行连接时。
这个目的是通过一个外肋的侧壁的倾斜线相交于该外肋和棒轴之间来实现的。
对本发明来说，重要的是要使一个外肋即同一个外肋的侧壁的倾斜线相交于该外肋和棒轴之间。在这种情况下，侧壁比倾斜线通过管轴延伸或倾斜线不具有先前的交点时要倾斜得多，而且底切也相应大一些。这些倾斜线在任何情况下都不垂直于管壁的外圆周，而是与管壁相交成一个锐角。这个锐角可使一个要连接的中空异形棒的连接件在一个外肋两个侧壁的一个侧壁上就已经实现了以形状连接的方式进行径向连接。在这种情况下，重要的是要使外肋提供的连接位置位于管壁的附近，这样就不会在外肋上产生特别大的、可导致外肋和/或管壁变形的杠杆臂。由于外肋侧壁的严重倾斜，连接中空异形棒的连接件便可连接在很少的外肋上，在极端情况中，只连接在唯一的一个外肋上。因此这些连接件只占据管壁外圆周的很小一部分。
中空异形棒可进一步按下述方式构成一个外肋的外壁的倾斜线具有一个位于管壁内的交点。当外肋的宽度在管壁外圆周的高度上大致等于其厚度时，这种结构是特别有利的。这样，在外肋和管壁的连接范围内形成了一个用料少但仍具有足够强度的结构。
为了减少外肋和管壁之间的上述连接区由于外肋的荷载产生切口应力，并为了制成的结构在连接时和在使用中不致由于不希望有的尖锐边缘影响中空异形棒的使用，中空异形棒做成这样的结构一个外肋的侧壁以一定的半径过滤到管壁的外圆周和/或过滤到外肋的一个实际上外壁平行的或相对此凸出拱起的表面。
此外，当两个外肋的距离实际上等于或大于其外圆周长度时，则是有利的。这样可获得大的槽宽，特别是在槽区。从而可在管子圆周方向内使用做得比较宽的连接件。所以可在连接件上构成稳定的横断面。
如果中空异形棒与其他中空异形棒连接件的连接区需要做得特别稳定，则最好将中空异形棒做成使一个外肋的外圆周长度实际等于两个外肋的最小距离的三倍。这样，在两个外槽之间就可达到一个特别坚实的、相当稳定的管壁横断面，而且中空异形棒的这种横断面形状仍然可以组装到一个与之有差别的横断面形状中。
中空异形棒最好做成使圆筒形横断面管壁上的外肋的间距为22.5°或45°的角度。这样在中空异形棒的横断面的一般尺寸为几毫米范围内时，可与要连接的中空异形棒的连接件工作的外圆周形状便具有符合强度要求的一般横断面。
中空异形棒的一种重要的方案是，在一个环形等厚管壁的内壁上构成了两个以上的均匀分布在整个内圆周上的径向凸起的内肋。这种内肋具有多种功能一方面这种内肋使中空异形棒稳定，以防止挠曲。但另一方面可连接在其连接件上，这些连接件啮合在中空异形棒的一个正面，并使内肋可夹紧在其间。在这种情况下，这些内肋只需凸起到通过连接件将其牢固卡住所需的程度。亦即这些内肋无须跨接整个管子内腔，以形成横向连续壁。
中空异形棒可按特殊的方式做成使内肋对准底切的外槽。在这种情况中，这些内肋在位于两个外肋之间的范围内加固了管壁，特别是防止了管壁的压陷。当连接件作用在围成一个外槽之间的两个外肋时，特别有利于外肋之间的管壁区域承受荷载。
中空异形棒可做成使内肋具有等于或两倍于外槽的间距。如果内肋的间距等于外槽的间距，则整个圆周的管壁获得了最佳的加固，特别是当这些内肋与底切的外槽对准时。内肋的两倍于外槽的间距则表明，在相当小横截面的中空异形棒时，应使用尽可能坚实的连接件来使内肋夹紧在中空异形件内。
也可把中空异形棒做成使内肋分别具有一个宽的底部和一个从该处径向延伸的薄的紧固条。宽的底部和附在其上的薄的紧固条形成一个凸起部。在这种情况下，宽的底部比紧固条坚固并能可靠地传递作用在紧固条上的紧固力或作用力，这种力是由结构引起的。当这个宽的底部加固了两个外肋之间的管壁时，则这种带有宽底部的内肋是特别有利的。
下面结合附图所示的一些实施例来说明本发明。附图表示
图1第一根异形棒的正面图，在该异形棒上连接了第二根带有一个连接件的异形棒，第二根异形棒及其连接件用断面图示出；图2图1第一异形棒的放大图；图3a与图1相似的两根要连接的异形棒的视图3b图3a的A方向内的连接件的后视图。
这些图表示中空异形棒10的横断面或正面图，在该中空异形棒上要连接结构相同或不相同的中空异形棒31。为此，需要连接件42，其形状可以是任意的。
第一中空异形棒10基本上做成圆筒形。亦即它是一根具有管壁11的管子，其壁厚16视预计在其上作用的荷载大小而定。中空异形棒10通过在其外圆周上均匀分布的外肋12获得了加固，这些外肋径向凸起并在外槽14之间形成。外肋12从管壁11的凸起15实际上等于管壁11的厚度16。外肋12的外表面22相对于管壁11外凸拱起，但可或多或少地拱起，例如可平行于管壁11延伸。外肋12按一个间距25均匀地分布在中空异形棒的整个外圆周上。两个外肋12夹成一个燕尾状的外槽14。这种特殊的构造取决于侧壁13和外肋12的形状。侧壁13具有一个主要为直线的走向，所以它可分别对应一条倾斜线。侧壁13具有图2所示的倾斜线17、17’，这两条倾斜线是相交的。在图2中示出了它们在管壁11范围内的交点19。在侧壁13的倾斜度较小的情况下，该交点也可位于管壁11的内部，即位于其内壁26和一个管轴18之间。在任何情况下，侧壁13都形成了一个底切32，所以在管壁11外圆周21高度上的外肋12的宽度小于一条外肋的外周长度24。这也适用于其外周长度24’大得多的外肋12’，因为这些外肋12’是按一个较大的间距28布置的，该间距两倍于外肋12的间距25。外肋12’可按间距28布置在管壁的整个圆周上，而不因此改变连接可能性，因为连接件42总是按等距离进行连接，亦即要么通过两个外肋12，要么通过一个外肋12’进行。外肋12’增加了中空异形棒10的材料费用，这对一般较小荷载来说是不必要的。
所以，一条外肋12’的外周长度24’实际上等于两条外肋12的最小距离23的三倍。对外肋12一般取其最小距离23等于外肋12的外周长度24。这样就可得出体积足够大的外槽14来啮合连接件42的夹钳臂34。
此外，这里要指出的是，一条外肋12的侧壁13是以一定的半径20过渡到管壁11的外圆周21的。这样就避免了在过渡区内可能由于在外肋12上产生的荷载所引起的切口应力。这个半径导致了一个侧壁13的直线延伸的相应缩短，特别是在平的外肋时比较明显。
其次，侧壁13以半径20’过渡到一个实际上外壁平行的或外凸拱起的外表面22。特别是从图2可看出，上述半径方便了带有夹钳端34’的夹钳臂34的啮合，特别是要抵消倾斜位置时尤其如此，这种倾斜位置或者由于连接件42的倾斜位置或者由于连接件42的公差或其荷载引起的。
管壁11的内壁26具有若干内肋27，它们均匀分布在管壁11的内圆周上。内肋具有一个宽的底部29，该底部一方面直接附在内壁26上并径向凸起，即对准管轴18的方向凸起。另一方面，该宽的底部分别配有一个夹紧条30，连接件42的夹紧钳口6可卡在该夹紧条上。不一定每个夹紧条30都配置一个宽的底部29。确切地说，这取决于连接件42所用的夹紧钳口6的宽度。如果中空异形棒10例如是方形的，则用较窄的夹紧条30足够，因为这时连接件的夹紧钳口6实际上可从壁到壁延伸。与此相反，按图1的两个夹紧钳口6装入中空异形棒10表明，由于圆筒形中空异形棒的曲率使夹紧钳口6不可能足够牢固地卡住较短的夹紧条，或者由于它离内壁26的距离而产生不稳定现象，所以宽的底部是适宜的。
内肋27在圆周上的分布是由要解决的技术问题来确定的。按图1和2，内肋27做得相当长，所以只按45°角度分布。这时仍可装入相当坚实和高的连接件42，而不会碰到内肋。内肋布置成与外槽14对准。所以这些内肋加固了两条外肋12之间中部的管壁11。在连接件42用其夹钳臂34夹住两条外肋12时，是有意义的。这里在管壁11做得太薄时，可能导致管壁被压陷。宽的底部29可靠地防止了这种压陷。此时内肋27具有外肋12的两倍间距28，但也可大于或等于外肋12’的间距。
图3a表示同样也可加固管壁11的内肋27’。但这种内肋主要是为一种动作方式不同于图1，2所示的连接件设计的。
全部图中的连接件42主要具有两个夹紧钳口6，它们用一个只在图3a中示出的锁紧元件41共同压紧。所以连接件42用夹钳臂34卡到中空异形棒10上实现夹紧。但也可在第二根异形棒31上产生夹紧钳口6的夹紧。
图1，2的连接件42由两个板状的夹紧钳口6组成，它们做得相当坚实，可参看它们按图1示意示出的装配。它们夹紧内肋27的夹紧条30，这些夹紧条在其外边缘上具有适当的线形的和/或面形的夹紧面。这种夹紧板的尺寸是这样确定的，即夹紧钳口6在锁紧件41的范围内不可能产生挠曲。对此，图中示意示出的在每个夹紧钳口6上的肋条6’动作并分别啮合在另一个夹紧钳口的未详细示出的长槽中。用锁紧件41实现锁紧，使夹紧条30达到要求的线形或面形的夹紧。用一个定位凸起43来实现夹紧钳口6在其纵向内的定位，该凸起在图中位于下夹紧钳口6上并啮合在上夹紧钳口的一个凹槽44中。在用异形棒31安装之前，特别是在连接件42安装到中空异形棒10上时，弓形夹45用来卡住两个夹紧钳口。
中空异形棒31离中空异形棒10有一定的距离，所以只要还没有安装罩盖46，便可自由达到锁紧元件41并可不成问题地进行操作。
图3a表示在第一异形棒的相同高度内并排安装了两个连接件42。其中一个连接件42在一个夹紧钳口6上在一个内面22具有一个连成一体的成型件37。该成型件37支撑在另一个夹紧钳口6的一个成型件37上。两个夹紧钳口6可相互夹紧。为此，用一个锁紧元件43，该元件做成螺栓并啮合在螺纹35中。该螺纹存在于上夹紧钳口6内，而下夹紧钳口则用来支承螺栓头于一个沉孔中。当拧紧锁紧元件41时，夹紧钳口6的夹钳臂34压合并啮合在第一异形棒10的外槽14的底切32中。这样就在两条外肋12上产生夹紧。通过异形件37使锁紧元件41的力转向并把连接件42的一个插入端上的夹紧钳口6径向压开。从而使夹紧钳口6的外周40与内壁26或与第二异形棒31的内肋27实现力连接。在这种情况中，夹紧钳口6在其插入端上不做成平的，如图1所示，而是做成半圆的。所以外圆周33几乎相当于管壁11的内圆周或第一根棒31的内肋27之间的距离。此外，夹紧钳口设置有刀刃39，在拧紧锁紧元件41时，该刀刃压入内肋27中，以防止连接件42从棒31中拉出。
为了把多个相同的连接件42和连接的棒31安装到第一根中空异形棒10上，尽可能的密集排列是必要的，即除了异形棒10所示的横断面结构外，一个夹紧钳口6的夹紧臂19用其臂端34’最多占据外槽的一半，这样，另一个夹紧钳臂19便可用它的一端34’装入另一半中。这是可能的，特别是当连接件42和第二根异形棒31的端部不伸过占据外槽14的两个夹紧钳口的中心平面36时。中心平面36是由轴18和一条分别平行于该轴18并通过外槽14的中心延伸的直线33来确定的。这样就实现了布置在头部前面的棒31的密集排列，棒的纵轴之间夹成一个大约45°的角度。所以可做成相当尖的结构，或在一个装配平面内实现棒10的外圆周的1至8倍的占据。
图3b表示通过图3a一个连接件42剖开的横断面。夹紧钳口6的外壁40呈半圆形，即与第二根异形棒的内壁26的形状配合。在拧紧锁紧元件41时，夹紧钳口6的外壁40用刀刃39压入短的内肋27中，通过由此得出的小的支承面产生高的压紧力，从而达到完好的夹紧。
权利要求
1.特别是用压制金属制成的中空异形棒(10)具有一个环形的等厚管壁(11)，在该管壁的整个外圆周上均匀分布若干径向凸起的外肋(12)，这些外肋成双地与侧壁(13)形成底切的外槽(14)，其中外肋(12)从管壁(11)的凸起(15)实际等于其厚度(16)，其特征为，一条外肋(12)的侧壁(13)的倾斜线(17，17’)相交于该外肋和棒轴(18)之间。
2.按权利要求1的中空异形棒(10)，其特征为，一条外肋(12)的侧壁(13)的倾斜线(17)具有一个位于管壁(11)内的交点(19)。
3.按权利要求1或2的中空异形棒(10)，其特征为，一条外肋(12)的侧壁(13)按预定的半径(20、20’)过渡到管壁(11)的外圆周(21)和/或过渡到外肋(12)的一个实际上外壁平行的或相对此外凸拱起的外表面(22)。
4.按权利要求1～3中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，两条外肋(12)的最小距离(23)实际上等于或大于它的外周长度(24)。
5.按权利要求1～3中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，一条外肋(12’)的外周长度(24’)实际上是两条外肋(12)的最小距离(23)的三倍。
6.按权利要求1～5中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，圆筒形横断面的管壁(11)上的外肋(12)的间距(25)为22.5°或45°的角度。
7.按权利要求1～6中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，在一个环形等厚的管壁(11)的内壁(26)上构成了两个以上的均匀分布在整个内圆周上的径向凸起的内肋(27)。
8.按权利要求1～7中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，这些内肋(27)对准底切的外槽(14)。
9.按权利要求1～8中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，内肋(27)具有一个等于或两倍于外槽(14)的间距(28)。
10.按权利要求1～9中一项或多项的中空异形棒(10)，其特征为，内肋(27)分别具有一个宽的底部和一个从该底部径向延伸的较薄的夹紧条(30)。
全文摘要
特别是用压制的金属制成的中空异形棒(10),具有一个环形等厚的管壁(11),在该管壁的整个外圆周上均匀分布若干径向凸起的外肋(12),这些外肋成对地与侧壁(13)形成底切的外槽(14),其中外肋(12)从管壁(11)的径向凸起(15)实际上等于它的厚度(16)。为了在一根中空异形棒(10)的一个截面平面内实现要连接的异形棒的密集排列,该中空异形棒做成使一条外肋(12)的侧壁(13)的倾斜线(17,17’)相交于该外肋和棒轴(18)之间。
文档编号E04C3/04GK1329692SQ99814107
公开日2002年1月2日 申请日期1999年12月6日 优先权日1998年12月4日
发明者沃尔夫冈·里克森, 格里特·皮尔斯 申请人:沃尔夫冈·里克森, 格里特·皮尔斯