网状结构的球形接点的制作方法

专利名称:网状结构的球形接点的制作方法
本发明是关于网状结构所用的球形接点，特别是关于立体网状结构所用的多头球形接点。
大家知道，立体的网状结构是指按照合理的几何尺寸设计的标准的空间结构，由一些强度不同、结构各异的标准结构件组成。网状结构的任何杆件都是以球形接点为转轴，一定数目的直杆件会聚在这个球形接点处，由球形接点把它们连接在一起以便建造一个尽可能刚性的结构组件。
目前有很多种型式的球形接点。比如，有的球形接点具有一个圆球心，有的具有半球形接点，有的具有多边形圆环，各个杆件组装在一起，夹持板或夹爪，用钢管固定在球心上，将杆件焊到连接件的底面上，等等。在所有这些球形接点中，应用最广泛的是以“Mero”为商标的一种，它特别使用了与本发明最切合的有关技术。
上面所讲的这种接点包括一个实心的球体，在球体表面上加工出一些呈45°和90°的平面。在这些平面的中心位置上加工一个带螺纹的孔，不同尺寸的带丝扣的杆件就可以拧到这些孔中。从理论上说，螺纹拧接只能防止杆件从孔中滑脱，而杆件必须靠压力与上述的球体接合在一起。为了能够使几个杆件都会聚到一个球体上，上述杆件的端部必须有很大锥度、端部变细，这样，杆件和球体的接合面就相对减小了。
这种球形接点在平面网状结构和立体网状结构中都可以得到好的应用效果。不过，这种接点还有一些严重缺点。
实事上，在上面这种接点中，接点与杆件并不是一种受约束的固定连接，而在这种网状结构中在靠近接点处的连接最可取的是尽可能地用受约束的刚性连接，这样，杆件就可以轻一些或者长一些。此外，这种接点还比较贵，因为在球体表面上以及杆件的端部都必须有一些机械加工量。同时，每一个球体上所连接的杆件都得是同一个类型的，这也增加了费用。结果，装到球体上的杆件如果所承受的应力较小就不得不超过所需的尺寸。此外，在实现这种比较贵的特殊接点时有各种不同的技术方案，因此需要很好地计划，按具体的型式予以设计。
上面所讲的最后一点是很重要的，因为这就大大地限制了设计人员的能动性，设计者就不得不去考虑这些接点所特有的特点。不过，除了标准化的办法以外，与之不同的其他办法似乎是不可能的，因为实事是杆件的间隔很小，杆件与球体之间的压力或者说接合面太小了，人们知道，螺纹连接件是不应该承受剪切应力的。
根据以上所述，本发明的一个总目的就是要提供一种能够消除上述缺点的网状结构所用的球形接点。
在这个总的目的里面，本发明的一个重要目的是提供一种接点，它可以保证网状结构各个杆件能够具有非常刚性的连接。
本发明的另一个目的是提供一种接点，它的费用较低，并且可以按照实际承受的应力来确定每一点的尺寸。
本发明的另一个目的是提供一种球形接点，它可以适应建筑师的各种具体要求而需要任何专门的加工。
从上面所讲的以及后面将要阐明的其他目的是可以通过本发明的球形接点而得以实现的，本发明的接点可以用于网状结构，有很多杆件会聚到这个接点上，接点具有一个中心球体，通过第一连接件和第二连接件与上述杆件相连接上述第一连接件和第二连接件可以互相连结，其特征是上述第一和第二连接件为夹件和插件，插件的形状与上述夹件的形状是互补的，插件可以从杆件伸展方向的横向插到夹件中去，相互配合起来。
下面按照所推荐的一个实施例，参照附图加以说明，从而使本发明的特点和优点得以更加明显。
图1所示是按本发明的球形接点中心部分的透视图;
图2是本发明球形接点与网状结构的一些杆件连接的平面图;
图3所示是一个局部正视图和局部断面图，可以看出杆件是如何在其两端与本发明的球形接点相连接的;
图4至图6分别表示本发明球形接点的插件部分的立面图、侧面图和平面图;
图7和图8分别表示适于和图4-6中所示的插件配合的夹件的立面图和平面图;
图9和图10分别表示本发明球形接点中心球体的赤道剖面和面积剖面;
图11所示是如何把图7和图8中的夹件安装到图9和图10中所示的中心球体上去;
图12和图13分别表示一个夹件和一个插件，它们与图7和图4中的夹件和插件类似只是形状不同。
图14所示是图12和图13中的夹件和插件配合在一起的情况;
图15所示是按照本发明另一个实施例的夹件和插件组成的接点断面图;
图16所示是按照本发明另一个实施例的各组合件配合的接点断面图。
在上面的附图中，按本发明设计的球形接点用编号1表示，简单概括地说，就是有一个中心球体2，通过第一连接件和第二连接件把球体与杆件3连接起来形成一个网状结构。
球体2最好是一个空心的球(图9和图10)，球上开有孔4，并且在球壁上做成相应的突起部分5。上述球体也可以带中心孔6，以便将中心销钉7插进去。
在球体2和杆件3之间的上述第一连接件和第二连接件可以是夹件8和插件9。夹件8最好是与球体2相连，而插件9最好是与杆件3相连。上述连接都用焊接方法。对于夹件8来说，正确的定位是靠中心销钉7(图11)，而对插件9来说则靠杆件3端部的承口(图3)。
夹件8可以是一个整体，也可以做成叉子形或者由两部分合在一起。不管是什么型式，夹件与球体2的接触面都是很宽的，不过接触面是平的，这样可以少占地方，不会与布置在旁边的其他夹件相干扰。插件9可从相对于杆件3伸展方向的横向滑动插入到夹件8中。在夹件8上至少要有一制动销10，它的作用是一个限位挡板用来限制插件9插进的位置。
如图4到图6所示，上述插件9的形状正好可以与夹件8相配合，插件上最好有一个大圆头11这样可以防止插件滑脱出来。不过，夹件8和插件9都可以做成另外一种形状，比如可以做成图12和图13中的那种形状。在这一实施例中，插件和夹件的接触面上都有凸凹部分，因此可以代替那个大圆头来防止插件9从夹件中滑脱出去。
插件9上有一个凹槽12，制动销10就卡在这个凹槽中，在插件和夹件8上分别有通孔13和14，可以将一个螺栓15(图3和图14)插进去;当螺栓拧紧以后，夹件8就不能打开了。上述的通孔13和14以及螺栓15用作锁紧装置，上述通孔的尺寸可以彼此不同，使剪切作用不可能产生。
按照另外一个实施例(图15)，在一个球体17上形成了一个接点16，球体最好是一个空心的球。在上述球体17周围有一些插件，用18表示，每一个插件都是一个T形的棱形体，这个棱形体的杆19垂直于上述球体17的外表面，而棱形体的横头20被装在夹件22中具有适当形状的空间里。
再详细一点讲，夹件22是由两部分23和24组成的，夹件的这两半可以装在一起并在轴向固定以杆件，夹件组装后呈一个平截头锥体的形状25，它的下底26向下延伸形成了上面所讲的空间21。上述空间21中可以容纳插件18的横头20，而杆19则从开孔27中伸出来。夹件组装后所形成的开孔27是由适当形状的凸台27a和27b构成的，从图中可以看得很清楚，这两个凸台是分别从上述夹件的两半部分23和24对称延伸出来的。
在沿着夹件22的导向凸缘28进行焊接，将夹件焊到杆件上的时候，夹件的这两半也就连接到一起了。
在上述空间21横向开有两个通孔29和30，用来穿入一个紧固螺栓31。用一个螺帽32将上述螺栓拧紧以后，就把插件18牢牢地固定到夹件22上了，与此同时，夹件的两半部分23和24在靠近下底26处也就固定在一起了。由于横头20装在夹件22的空间里，如上所述，横头上也必须有一个通孔33，以便让上述螺栓31穿过。
插件18最好是与球体17做成一个整体，并且是用铸造的方法制做。比如可以将其铸成两半，在每一半上有几个插件垂直于球体的表面，然后将两半焊接起来。不然也可以将每一个插件18的杆19焊到上述球体17上，这些杆都与球体的表面相垂直。
在这一实施例中，不需要任何的连接装置，因为这里的连接只意味着每个部件的定位而已，这是由于夹件22和插件18都具有特殊的形状，可以互相装配连接在一起。
在本发明的范围之内的另一个实施例的球形接点示于图16中的34。简单地说，上述接点包括一个空心的球体35，在球体的外面有一些带螺纹的孔36。圆柱形杆38端头的小杆37被拧到这些孔中，圆柱形杆的另一端具有环形凸缘39。
作为插件40具有一个圆柱形空心体，该空心体由不同直径的两部分组成。直径较大的部分41具有一个圆的凸台42，相对于上述部分41稍稍凹进去一点，这一凸台与每一个杆件44的一端43固定连接在一起。上述插件40的直径较大的部分41与杆件44具有相同的直径，从而与杆件形成一个连续的整体件。在上述插件40的另外一端是直径小于部分41的另一部分45，在这一部分的外面有螺纹46。这个螺纹46与圆环形螺母48的螺纹相啮合，圆环形螺母具有两个性质不同的区段。插件40的直径较小部件45拧按在螺母的第一段中，这一段的形状可以使螺纹47与上述插件的螺纹46相啮合。螺母第二段的形状适于配合凸缘39并防止其跑出来。为此目的，圆环形螺母48上有一个环形的凸台49。
也可以采取这样的办法，在杆件44的端部有外螺纹，可以直接拧到相对应的环形螺母48中。在这种情况下，就不再需要插件40，也不用将其焊到杆件44上。
组装的步骤是在套上环形螺母48以后，将圆柱形杆38的杆37拧到球体35上的每一个螺丝孔36中;然后通过螺纹46和47将环形螺母48拧到插件40上，采用这样的办法，球形接点可以在一个非常紧凑的方式下组装起来。
这样，本发明就达到了所预想的目的。
实事上，所得到的连接是非常坚固可靠的。此外，球形接点的结构和制做接点的方法都不会因为通到接点的杆件数目和位置的变化而有所不同。因此，也就不需要专门的机械加工，所有接点的价钱也可以是一样的。
最后，应该看到，在采用本发明的球形接点以后，就有可能根据每次所必须承受的应力来布置夹件8使其具有正确的数目和适当的尺寸。因此，就没有必要用过大的杆件来承受较小的应力，而这样可以明显地减轻结构的重量，同时也可以节省很大一部分费用。
实际上，这种球形接点是多头的，可以适应大多数不同的情况，而不需要在结构做任何重大的改变，从而可以降低费用。
此外，把球形接点铸成两半，上面带有所需数目的插件18总是可以办到的，随后再把这两半球焊到一起，这样就可以降低费用，节省工作时间。
从上面还可以得到一个好处，那就是插件18每次也可以铸造，因此插件的尺寸可以符合设计要求的数值，这又进一步改善杆件和球体之间的压力，同时可以减轻结构的重量。
最后，按照第二个实施例的球形接点要比其他方案便宜得多，因为所需要的加工量最少，如果需要更换和变化时，它也比较容易插进去。
很明显，对于本发明的球形接点的具体结构还可以进行不同的改进，但不离开本发明的上述原则以及在权利要求
中所规定的内容。
权利要求
1.一个网状结构的球形接点用来连接会聚在该接点的一些杆件，接点有一个中心球体并通过第一连接件和第二连接件与上述杆件相连，上述的第一和第二连接件适合于相互配合连接，其特征在于上述第一和第二连接件是夹件和插件，插件的形状与上述夹件的形状是互补的，插件可以在上述杆件伸展方向的横向滑动插入上述夹件中。
2.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述接点包括一个用来把上述插件锁在上述夹件中的装置，这一装置包括插入上述夹件和插件的通孔中的螺栓，夹件和插件上的上述通孔具有不同的直径以避免产生任何的剪切应力。
3.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述插件与上述杆件相连接而上述夹件与上述球体相连接，并且是通过插入上述夹件和上述球体中的中心销钉来连接的。
4.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述夹件上至少有一个制动销用来限制上述插件在夹件中滑动的位置。
5.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述夹件通过焊接在球体上的平板部分与上述球体相连接。
6.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述插件的末端具有一个大圆头状的尾件。
7.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述球体是一个空心球体，在球上有开孔并且在这些开孔的附近有增厚的突起部分。
8.按照权利要求
1的球形接点，其特征是上述插件与球体连成一体，而上述夹件与杆件焊接在一起，并且配备有互相紧固的部件。
9.按照权利要求
8的球形接点，其特征是上述球体系铸造成两半，每一个半球上布置了适当数目的插件，插件与球体表面垂直。
10.按照权利要求
8的球形接点，其特征是上述插件包括一个T形的棱形体，棱形体的杆与球体连成一体并垂直于球体的外表面，棱形体的横头与上述夹件相连接。
11.按照权利要求
8的球形接点，其特征是上述夹件由两部分组成，夹件的这两半可以装在一起并在轴向固定以杆件，夹件组装后呈一个平截头锥体的形状，它的下底延伸足够长并形成一个空间，上述插件的横头即在这一空间中，插件的杆从一个开孔中伸出来，这个开孔是由上述夹件的两部分的端部对称延伸出来的凸台所形成。
12.这种球形接点包括一个中心球体，它可以通过圆柱形杆和插件与一些杆件相连接，其特征是上述圆柱形杆与上述球体相连接，圆柱形杆具有一个环形凸缘，上述插件与上述杆件相连接，并且与上述圆柱形杆相靠，借助于一个圆环形螺母将上述圆柱形杆和插件牢牢地固定在一起。
13.按照权利要求
12的球形接点，其特征是上述圆柱形杆的一端有环形凸缘，而在另一端有带丝扣的杆，这个带丝扣的杆拧到上述球体表面上的开孔中。
14.按照权利要求
12的球形接点，其特征是每一个上述的插件大体上是一个空心圆柱体，由两部分组成，第一部分具有较大的直径，这一部分上具有一个稍稍凹进去的圆形凸台，这个凸台与每一杆件的端部紧紧装在一起;第二部分具有较小的直径，上面有丝扣部分，这个丝扣部分与上述圆环形螺母拧在一起，而圆环形螺母与上述圆柱形杆相连。
15.按照权利要求
12的球形接点，其特征是上述杆件的端部圆周上有丝扣，可以与相应的圆环形螺母拧接在一起。
专利摘要
本发明是关于网状结构的技术，特别是关于一个球形接点用来连接会聚到接点上的一些杆件。按照本发明的球形接点(1)包括一个中心球体(2)以及第一和第二连接件与上述杆件(3)在一条直线上并分别与上述球体(2)和上述杆件(3)相连接，同时这两个连接件可以用一个紧固件互相连接，上述第一和第二连接件是夹件(8)和插件(9)，插件的形状与上述夹件(8)的形状相配合，插件可以在上述杆件(3)伸展方向的横向滑动插入上述夹件中。
文档编号E04B1/58GK85105987SQ85105987
公开日1987年2月25日 申请日期1985年8月8日
发明者乔瓦尼·西莫内, 佛朗哥·奥尔西 申请人:综合系统公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan