专利名称：连接件的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及对连接件尤其是用于连接管状构件的装置的改进。可变化横截面的管状构件经常被用于以相对轻质的构件提供足够强度的多种场合。在建筑业和运输业具有采用这些构件的实例，例如脚手架、在汽车、货车和客车上提供加固的轻质构件、扶手等。其它用途是在包括轻质飞行器，例如无人监视飞行器、机动滑翔飞翼、滑翔机等的飞行器上。
背景技术：
在管状构件的许多应用中必须将两个或多个管状构件连接在一起以形成成品。在许多应用中这种连接必需为刚性的。根据制造构件的材料的特性以及所形成的成品的特性，用于管状构件连接的各种技术是公知的。
但是，对构件进行连接是制造管状构件更困难的方面之一，尤其是它给总体结构增加了不需要的重量，它还在结构上形成了一个薄弱点，该薄弱点有可能产生潜在的安全隐患。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种使用简单、轻质的连接装置，所述装置可被用于将管状横截面的组件连接在一起，并且在需要时可使连接件具有刚性。
本发明因此提供了一种用于连接管状构件的装置，其包括插入所述管状构件内的插头，所述插头具有轴环以限制该插头插入所述管状元件内的程度，所述插头具有头部，该头部在所述插头插入所述构件内时适于定位在所述管状构件的外部上，所述头部具有多个孔，所述孔可与多臂连接件上的相应孔对齐，由此通过设置穿过所述配合孔的销，两个或多个插头可被连接在所述连接件的两个或多个臂上，从而在两个或多个所述插头设置于其中的管状构件之间形成连接。
所述插头优选具有一个由一圈通常更小的孔所环绕的中心孔并且连接件具有一组与之配合的孔。插头和连接件由此以它们可以相互转动的方式通过穿过中心孔的销被连接在一起。在插头的头部和连接件的每个臂上设置多个孔，从而可以有不同的用于将插头连接在连接件上的位置并且采用多个孔可使连接的刚度得到改善。这样通过选择适当的孔，管状构件的相对倾斜角度能够得以实现并改变以使所需被制造的总体结构可行。所采用的孔的数量取决于所形成的连接的性质。但我们已经发现环绕圆周均布6个或优选为8个孔是特别有效的。这种结构是通用的，因为按照需要可以不同的角度形成连接。
在优选的实施方式中，所述插头在与被插入所述管的一端相对的一端上具有凹槽，并且两个限定出所述凹槽的翼部都设有孔。在该实施方式中，所述插头可滑过所述连接件的臂，使得所述臂具有被设计成与在插头中限定了凹槽的翼部中设置的那些孔相配合的孔，所述臂装配在凹槽内并通过将销插入所述孔而保持在所述凹槽内。这样可以使所实现的连接具有更大的刚度。
在另一实施方式中，本发明提供了如上所述的插头。
在另一实施方式中，本发明包括一种用于组装管状构件的组件，所述组件包括两个或多个上述插头以及至少一个上述连接件。可以理解的是，被制造的总体构件可以基于多个被连接的管状构件，例如在脚手架、客车和货车上的扶手、汽车以及轻型飞机上的构件。在这种情况下，需要在管状构件之间形成多个连接。
本发明的技术可以被用于连接任何截面的管状构件。横截面结构可以是矩形、六角形或圆形，或者可以具有任何其它形式的横截面。但本发明尤其涉及将基本上圆形横截面的管连接在一起。连接件的插头部分的横截面与被连接的管状构件的横截面相对应。如果需要，本发明的技术可被用于将不同横截面的管状部分连接在一起，在这种情况下，连接系统将包括与管状构件的不同横截面配合的不同横截面的插头。
在优选实施方式中，本发明的连接系统被用于分层管状构件上，所述分层管状构件包括在两个同心管之间的泡沫夹层。在该实施方式的特定特征中，通过对包含未发泡状态的发泡材料的夹层结构进行加热产生泡沫。在此，连接件的插头部分可起到保持同心管以与所需泡沫厚度相对应的间隔分开的作用。在该实施方式中，所述插头具有两个轴环，一个轴环的直径与两个同心管中内管的直径相一致，而另一个轴环的直径与两个同心管中外管的直径相一致。这样，插头可插入同心管的内管内但第一轴环不会进入内管而会进入两个同心管的外管，由此保持两个管以由轴环宽度限定的间隔分开。如果这种插头被插入到同心管构件的每一端，则插头将起到保持管以所需间隔而分开的作用，其中所需间隔能够满足产生所要求的泡沫厚度。
在该实施方式中，泡沫可以是热膨胀形式的并可以在未发泡状态被设置在同心管之间。插头可位于同心管构件内，同心管随后被加热以产生泡沫。这样插头可保持同心管分开并确保沿着管的长度方向形成所需厚度的泡沫层。在所述泡沫是增加管状构件强度的加强泡沫的情况下，这一技术尤其优选。优选的是，所述发泡材料是一种环氧基结构泡沫，其将发泡、硬化，以及附着在所述同心管的表面上。形成这种泡沫的发泡材料的实例是环氧树脂和热塑性橡胶的混合物和/或包含发泡剂和环氧树脂硬化剂的橡胶。这种配方还包含填充物和其它加强材料。
在本发明的另一实施方式中，同心管的内管比外管略短，从而当所述插头被插入所述管状构件内时可以在插头和发泡材料之间形成直接接触。随着发泡材料的膨胀，其粘着性使泡沫与插头结合，由此牢固地将插头保持在管状构件中并使连接具有更大的刚度。
在另一实施方式中，插头在一个或两侧上具有凹槽，凹槽的形状与被连接的管状构件的外部形状一致。这样插头可环绕管状构件之一装配，即使其不被用于连接那种在总体结构复杂并包括重叠的管状构件时非常有用的特殊构件。
在插头的凹进区域设置与管状构件上的孔配合的孔以使连接装置例如螺栓或销可以穿过。
本发明所使用的插头可由任何适当的材料制成。但是鉴于插头形状的复杂性，优选它们通过注射模制来制成，但它们也可以通过机械加工制成。因此优选地是，插头由对最终的管状构件提供足够强度的可注射模制材料制成。适合的材料的实例包括可注射模制的热塑性塑料，例如硬质聚氯乙烯、聚丙烯和聚酰胺。在优选的实施方式中，热塑性塑料是填充纤维，而填充聚酰胺尤其是玻璃填充尼龙尤其优选。在本发明插头被用于同心管以使位于同心管之间的的发泡材料发泡的实施方式中，插头的材料应该是免受用于影响发泡的条件的不利影响。例如如果发泡受加热的影响，则插头应该由在形成发泡的所需温度上不熔化的材料制成。插头还可以由金属例如铝以及锌合金(扎马克锌基压铸合金zamac)制成。
连接件还可以由任何适当的材料制成，这些材料可以与插头的材料相同或不同。连接件可以由金属例如铝、钢或锌合金例如zamac制成，或者由热固性或热塑性材料制成。连接件将根据待制造的构件而构造并包括沿被连接的管状元件将要延伸的方向上突出的臂。例如连接件可与两个或多个延伸臂平齐以连接处于同一平面的构件。可选择地是，连接件的臂可相对彼此倾斜，使得管状部分适于最终的构件所需的倾斜度。在一种实施方式中，连接件可具有三个臂，两个臂在一个平面内并且第三个臂处于与其它两个臂占据的平面相垂直的平面上。这样可以形成弯头连接。
本发明的连接技术在需要使管状构件被连接以提供包括多个管状构件的总体结构的许多场合中具有广泛的应用。例如，所述技术可以被用于对例如在建筑业上采用的管状脚手架进行连接，它们可以被用于对例如在运输业被采用的管状材料例如客车和货车上的扶手进行连接。它们还可以被用于将在轻型飞机例如遥控飞行器、机动滑翔飞翼或滑翔机上采用的管状构件连接在一起。在给出采用轻质连接件的示例的同时，本发明的连接系统具有另一个优点，那就是它们可以很容易地按照需更被拆除和重建或替换。
本发明通过附图表示，但不受附图限制，其中图1表示根据本发明的插头，所述插头用于包括两个包含发泡材料的同心管的管状构件。
图2表示根据本发明的平面连接件。
图3表示适于在三个管状元件之间形成直角连接的连接件。
图4表示在一种实施方式中采用图2所示的连接件，在该实施方式中所述插头之一还被用于桥接管状构件的部分。
图5表示通过采用图3所示的连接件与插入在三个管状构件中的三个插头一起形成的直角弯头。
图6表示位于两个包含发泡材料的同心管内的插头的剖视图，所述同心管的内管比外管要短。
图7表示如何在插头上形成一槽，以使其能够与管状元件接触。
图8表示具有通过本发明的技术而连接的管的管状构件。
具体实施例方式
图1表示具有可被插入管状构件内的小直径端(1)的插头。所述插头具有轴环(2)，其直径比所述管的内径更大，由此防止插头插入管内太深。所述插头还具有另一轴环(3)，其直径能够适于装配在两个同心管的外管内。插头的直径而后进一步增加以提供不能进入同心管外管内的头部(4)。头部设有一个由一圈孔(6)围绕的中心孔(5)。所述头部还具有狭槽(7)。图1还提供了优选特征，即轴环部分(2)可以具有凹进区域(8)以使插头可围绕另一个管状元件的外圆周设置。图1还表示出在凹进区域内选择性设置孔(9)以容纳将插头连接在另一个管状元件圆周上的装置，例如销或螺栓(未示出)。
图2表示平的三角形连接件(10)，在三角形每个顶点处具有被一圈孔(12)所环绕的孔(11)。连接件(10)所具有的厚度使其能够滑入如图1所示插头上设置的凹槽(7)内。连接件(10)的一个顶点因此能够滑入凹槽(7)内，使得孔(11)与插头中设置的孔(5)配合。这样插头和连接件可以通过例如插入一穿过孔(5)和(11)的销而旋转连接。而后通过采用穿过适当配合的孔(12)和(6)的销固定连接来实现插头以及其相对于连接件(10)所连接的管状元件的所需定位。
图2表示具有三个连接区的连接件，并且可以理解的是，与管状构件相连的插头在所需方位被连接在每个连接区上，由此能够改进任何所需的管状系统。
可以理解的是，可以设置具有不同数目连接区的连接件，因为连接件可以包含例如图3所示的在不同平面上的连接区。
图4表示管(13)如何通过例如图1所示的插头与连接件(10)相连，并且图4还表示第二插头(14)如何被连接到连接件(10)上且采用凹进部分穿绕过另一个管(15)。
图5表示图3所示的连接件如何被用于在三个管(16)、(17)和(18)之间提供连接。在图5所示的实施方式中，插头不同于图1所示的插头，图5的插头没有设置连接件(10)的连接区域能滑入其中的狭槽，而是在一侧上设有与连接件(10)的表面配合的平面。该结构具有比设置有凹槽的插头更小的刚度。
图6是表示包括两个同心管(19)和(20)的管的剖视图，内管(20)短于外管(19)。发泡材料(21)设置在同心管之间。将诸如图1所示的插头(22)以完全插入的方式设置在同心管内。首先注意到，插头的这种设计使同心管保持分开所需间隔，还注意到，当发泡材料起泡时，因为内管短于外管所以其将在没有内管的区域与插头接触。因此，如果泡沫(例如具有的环氧基泡沫或聚氨脂基泡沫)在起泡过程中产生粘着性，则泡沫将与插头结合，由此将该插头牢固地固定在同心管内。
权利要求
1.一种用于连接管状构件的装置，包括插入到所述管状构件内的插头，所述插头设有轴环用以限制所述插头可被插入到所述管状构件内的程度，所述插头设有在其插入所述构件内时适于定位在所述管状构件外部的头部，所述头部具有多个孔，所述孔可与多臂连接件上的相应孔对齐，从而使两个或多个插头通过贯穿所述配合孔的销而被连接在所述连接件的两个或多个臂上，以在两个或多个已将所述插头放置于其中的管状构件之间形成连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述头部设有由一圈孔环绕的中心孔。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一圈孔包括六个等距离的孔。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述一圈孔包括八个等距离的孔。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的装置，其特征在于，在所述插头的头部中设有凹槽。
6.一种用于组装管状构件的组件，其包括两个或多个根据权利要求1-5中任意一项所述的插头以及至少一个多臂连接件，所述多臂连接件具有被定位成与所述插头中的孔相配合的孔。
7.如前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，所述插头在与插入到所述管中的一端相对的一端上设有凹槽，并且两个限定出所述凹槽的翼部设有孔。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述凹槽被设置成可使所述插头在所述连接件的臂上滑过，从而所述连接件的臂具有与插头内限定出所述凹槽的翼部中设置的孔相配合的孔。
9.如前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，所述插头在一侧或两侧设有一凹进，所述凹进的形状对应于待连接的管状构件的外部形状。
10.如前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，所述连接件根据被制造的所述构件成形并且所述连接件包括多个臂，多个臂沿被连接的所述管状元件所延伸的方向上突出。
11.如权利要求10所述的技术，其特征在于，连接部分是平的，其具有两个或多个用于连接位于相同平面内的构件的延伸臂。
12.如权利要求10所述的技术，其特征在于，所述连接件的臂彼此倾斜，使得管状部分采用最终构件所需的倾斜度。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述连接件设有三个臂，其中两个臂在一个平面上而第三个臂处于与其它两个臂占据的平面相垂直的平面中。
14.采用前述权利要求中任意一项所述的装置连接管状脚手架。
15.采用如权利要求1-13中任意一项所述的装置连接在运输业中使用的管状材料。
16.采用如权利要求1-13中任意一项所述的装置连接在轻型飞机上使用的构件。
17.一种如前述权利要求中任意一项所述的连接系统连接分层的管状构件的应用，所述分层的管状构件包括在两个同心管之间的泡沫夹层。
18.如权利要求17所述的应用，其特征在于，所述泡沫通过对包含在两个同心管之间未发泡状态的发泡材料的夹层构件进行加热来产生，所述连接件的插头部分使同心管保持以与泡沫的所需厚度相对应的间隔分开。
19.如权利要求18所述的应用，其特征在于，所述插头设有两个轴环，一个轴环的直径与两个同心管中内管的直径相一致，另一个轴环的直径与两个同心管中外管的直径相一致。
20.一种用于制造分层的管状构件的方法，所述管状构件包括夹在两个同心管之间的泡沫，其特征在于，将可热膨胀的材料在未发泡状态下设置在同心管之间，且插头设置在所述同心管的每一端上从而使同心管保持相距与泡沫的所需厚度相对应的间隔，而且所述构件被加热以引起发泡。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述泡沫是增加所述管状构件强度的加强泡沫。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述发泡材料是一种环氧基结构泡沫，其将发泡、硬化，以及附着在所述同心管的表面上。
23.如权利要求20-22中任意一项所述的方法，其特征在于，所述同心管的内管短于外管，以便当所述插头插入所述管状构件内时可使所述插头和所述可发泡材料之间形成直接接触，因此当发泡材料膨胀时，其粘着性使所述泡沫接合到所述插头上。
全文摘要
提供改进的用于连接管状构件的装置，其包括插入管状构件中的插头，所述插头具有多个连接点，所述连接点被用于连接一个或多个管，插头具有横截面比管状构件的内横截面更大的边缘，以控制插头可进入构件的程度。
文档编号F16B7/04GK1865718SQ200610082048
公开日2006年11月22日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者F·梅耶尔, S·比耶贝, S·穆泰奥 申请人:L&L产品公司