连接系统、连接装置和方法与流程

本发明涉及一种连接系统、形成有这种类型的连接系统的连接装置以及用于形成这种类型的连接装置的方法。

背景技术：

虽然本发明和其针对的问题可以被应用于连接不同的结构的各种用途，但是关于连接组件的相互紧固仍将进行详细描述，例如可以用于如航空器结构中等。

在航空器结构中，各式各样的组件被附接于主结构或机舱内部，例如，利用棒、杆或支柱经由连接接头或连接支架附接，参考例如de102010048243a1。此外，由多个连接支柱组成的网格结构被使用，其中，连接支柱例如通过回转接头或球窝接头分别在它们的端部相互连接。根据使用的情况，存在互连的独立组件、以使得组件相对彼此的旋转运动受到限制的特殊的需求。偶尔地，两个组件之间的这种类型的防转动连接不能被配置为承受高扭矩。然而，通常地，连接用于正好产生两个组件相对于彼此的基本的防转动固定。因此，例如，对于两个细长的组件存在在它们的轴向位置上彼此固定的需求。为了这个目的，例如金属支架或金属夹具可共同地夹持两个组件的相应尾端。

例如，两个组件中的一个可以是连接支柱而另一个组件可以是连接支柱的接头连接的容纳螺母，或可以是另一连接支柱等。两个组件中的一个可被配置为具有外螺纹，并且另一个组件可被配置为具有相应的互补的内螺纹，使得两个组件可以拧在一起以形成主连接。另外，如上所述的金属支架能够安装相对于彼此拧在一起的组件。这种类型的次级连接确保了主连接的螺纹连接在如震动或其它机械应力的外部影响下也能固定。

鉴于上述情况，本发明的目的是寻找用于两个组件之间的位置固定的解决方案，其尽可能轻量化，易于组装并且大致防止两个组件相对彼此转动。

技术实现要素：

这个目的是通过根据本发明的连接系统、连接装置以及以防转动的方式固定两个连接元件的方法来实现的。

据此，提供了一种连接系统。该连接系统包括具有各自的连接法兰的两个连接元件，连接法兰上设置有沿外围方向布置的多个耦接元件，并且具有大致圆形的外部轮廓。连接系统还具有耦接带，在耦接带上设置有多个相对耦接元件，它们被配置为与两个连接元件的耦接元件形成强制锁定连接，以使得两个连接元件相互防转动固定。连接系统还包括接头连接杆，接头连接杆具有轴向外螺纹，其中，一个连接元件设置有轴向螺纹孔，该轴向螺纹孔被配置为用于接收接头连接杆的轴向外螺纹，另一个连接元件构造为环形连接适配器，该环形连接适配器配置有对应于接头连接杆的外部轮廓的内部轮廓，以用于与接头连接杆的附接。

此外，提供了一种连接装置，其形成有根据本发明的连接系统。这里，连接装置包括：两个连接元件，它们具有各自的连接法兰，多个耦接元件沿外围方向布置在连接法兰上，并且连接法兰具有大致圆形的外部轮廓；耦接带，多个相对耦接元件布置在耦接带上，相对耦接元件被配置为与两个连接元件的耦接元件形成强制锁定连接，以用于两个连接元件的相互防转动固定；以及接头连接杆，其具有轴向外螺纹，其中，两个连接元件的连接法兰彼此同轴定向；其中，耦接带围绕连接法兰的外部轮廓布置，置于连接法兰的外部轮廓周围；其中，两个连接元件的耦接元件强制连接到耦接带的相对耦接元件；其中，一个连接元件设置有轴向螺纹孔，该轴向螺纹孔被配置为接收接头连接杆的轴向外螺纹；其中，另一个连接元件构造为环形连接适配器，该环形连接适配器配置有对应于接头连接杆的外部轮廓的内部轮廓，以用于与接头连接杆的附接；其中，构造为环形连接适配器的连接元件被附接到接头连接杆上；并且其中，接头连接杆通过轴向外螺纹配合在连接元件的上述轴向螺纹孔中。

此外，提供了一种用于两个连接元件的防转动固定的方法，其中一个连接元件设置有轴向螺纹孔，另一个连接元件构造为环形连接适配器，两个连接元件均具有连接法兰，多个耦接元件沿外围方向布置在连接法兰上，并且连接法兰具有大致圆形的外部轮廓，其中防转动固定借助耦接带执行，多个相对耦接元件布置在耦接带上，相对耦接元件被配置为与两个连接元件的耦接元件形成强制锁定连接，以用于两个连接元件的相互的防转动固定，其中所述方法包括：提供具有轴向外螺纹的接头连接杆的步骤；使得上述构造为环形连接适配器的连接元件配置有对应于接头连接杆的外部轮廓的内部轮廓，进而使得构造为环形连接适配器的连接元件被附接到接头连接杆上的步骤；接头连接杆通过轴向外螺纹配合在连接元件的上述轴向螺纹孔中的步骤；将两个连接元件的连接法兰同轴对准的步骤；将耦接带共同地围绕连接法兰的外部轮廓布置的步骤；和将两个连接元件的耦接元件与耦接带的相对耦接元件强制连接的步骤。

本发明的基本思想是通过在要连接的两个组件周围布置耦接带，并由此在耦接带和两个连接元件之间形成多个强制锁定连接的方式在两个连接元件之间提供防转动的位置固定。根据本发明的解决方案的特别的优点的一方面是，这种类型的连接可以以特别快速且简单的方式进行组装。两个连接元件仅仅需要彼此对齐它们的连接法兰。此后，耦接带可以绕连接法兰布置。耦接带可被构造为，例如，金属或塑料材料的平坦的且轻的带，使得根据本发明的解决方案也可以被配置成在重量方面特别有效。同时，根据本发明的解决方案还提供了一种两个连接元件相对彼此的有效的固定，因为根据本发明的连接提供了一个相对高的剪切面。除此之外，这还使得使用具有相对较低的弹性模量，如软的或柔性的材料，特别是塑料材料，变得可能。原则上，强制锁定连接可以构造成耦接带的单独用途。然而可选地，耦接元件和相对耦接元件也可被构造成是可拆卸的，从而使耦接带可重复使用。

有利的实施例和改进参照附图在说明书中被揭示。

根据一种改进，耦接元件或相对耦接元件可被构造为销，并且相应的相对耦接元件或耦接元件可构造为互补形状的销孔或销座。例如，耦接元件可以相应地构造为销而相对耦接元件可构造为互补形状的销孔。但是可替代地，相对耦接元件也可构造为销而耦接元件可构造为互补形状的销孔。原则上，还可以提供这两种例子的结合结构，例如其中耦接元件和相对耦接元件被交替地构造为销和销孔。

在这种改进中，耦接带可以是例如缆绳带。因此，在这种特别简单、重量轻且成本有效的改进中，常规的塑料材料或金属的缆绳带可以绕两个连接元件的连接法兰布置。这里，连接元件的耦接元件被相应地构造成使得它们可以与缆绳带的相对耦接元件形成强制锁定连接。

根据一种改进，耦接元件或相对耦接元件可被构造为倒钩，而相应地相对耦接元件或耦接元件可被构造为环。在这种改进中，耦接元件或相对耦接元件被相应地挂接到环。

在这种改进中，在相互作用过程中，耦接元件和相对耦接元件可以形成一个钩-环扣件。根据上述的改进，其中耦接带被构造为缆绳带，因此这种改进同时能够有助于特别是成本有效、重量轻且易于组装的解决方案。将耦接元件和相对耦接元件，如连接元件和耦接带，按压到彼此可形成固定但可释放的连接。

根据一种改进，耦接元件和相对耦接元件可构造为销。因此，在这种改进中，耦接元件不以与相对耦接元件互补的方式形成。对比上述改进，耦接元件和相对耦接元件尤其也可以相同地构造。

在这种改进中，耦接元件和相对耦接元件可以是相同的蘑菇形销。在这种改进中，通过将相同地形成蘑菇状的销强制地钩入彼此，连接锁定可以类似于已知的连接系统被实现，如3m^tm双锁^tm等。这里，术语“蘑菇形销”应理解为大致的几何结构，其每一种包括短茎和配置于短茎上的半球形头。固定但可释放的连接可以通过将耦接元件和相对耦接元件按压到一起来实现，如连接元件和耦接带。

根据一种改进，耦接元件可以与各自的连接法兰一体制造。另外或可选地，相对耦接元件也可以与耦接带一体地形成。

在这种改进中，连接元件可以由塑料材料或金属通过3d打印工艺来制造。在生产或附加的生产工艺中，通常已知为“3d打印工艺”，从一个产品的数字化几何模型开始，一种或多种起始材料被叠加为连续的层并固化。因此，例如在熔融沉积成型(fdm)中，一个组件从模制材料被分层构造，例如塑料材料或金属，其中模制材料通过加热液化，并经由喷嘴挤出。3d打印提供优异的设计自由度，并允许产品以合理的费用来制造，该产品通过常规方法无法制造或必须花费相当大的费用来制造。出于这个原因，3d打印方法目前广泛地应用于工业设计、汽车工业、航天工业或通常的工业产品开发中，其中，资源高效的工艺链被用于个性化组件的基本需求、小规模生产和大规模生产。因此，这种改进的显著优点是，连接元件，以及原则上还包括耦接带，也可以使用3d打印技术的相对简单的装置来简单且经济地制造。

在本申请的上下文中，3d打印工艺包括所有生产和附加的生产工艺，其中，基于几何模型，预定形式的产品都通过特殊的生产系统的化学和/或物理工艺的方法由无定形材料制作，如液体和粉末，或中性形式的半成品产品，如带状或线状材料。在本申请的上下文中，3d打印工艺使用附加的工艺，其中起始材料以层状的形式依次建立为预定的形式。

根据一种改进，耦接带可构造为在外围方向的长度可变。例如，可以类似于缆绳带、软管夹等地构造长度调节机构。例如，耦接带可构造成一端具有调节眼等的带，所述带的另一端可以被引导通过该调节眼并且闩锁在其中。在这种改进中，耦接带的一个实施例因此可以用于不同的连接元件，如，特别是具有不同直径的连接法兰，从而使该连接系统可以不考虑连接法兰直径地被使用。

根据一种改进，连接元件中的一个可被构造为航空器或航天器的连接支柱、连接杆等，而另一个连接元件可以被构造为用于在航空器或航天器中附接连接支柱的接头、装配件、接头壳体、接头连接件或连接适配器等航空器。

根据一种改进，连接装置还可以提供一种接头连接杆，其设置有轴向外螺纹。这里，构造为连接支柱的连接元件可具有轴向螺纹孔。轴向螺纹孔被配置为接收所述接头连接杆的轴向外螺纹。另一连接元件可构造为环形连接适配器。环形连接适配器可配置有内部轮廓，其对应于接头连接杆的外部轮廓，用于到接头连接杆的附接。构造为环形连接适配器的连接元件可以被附接到接头连接杆。接头连接杆可通过轴向外螺纹啮合在构造为连接支柱的连接元件的轴向螺纹孔中。

因此，在这种改进中，一个连接元件被构造为连接支柱。另一个连接元件被构造为用于与连接支柱防转动连接的连接适配器。反过来，接头连接杆可被安装在接头中。例如，这可以是一个旋转接头或球窝接头或与其相关的接头系统等。这里，接头连接杆的一端可以作为接头头部，例如其位于接头壳体或接头窝中的接头座。例如，接头可构造为具有间隙的旋转/球窝接头，使得接头连接杆可以在接头中垂直于其轴回转。

接头连接杆可具有外部纵向凹槽。构造为环形连接适配器的连接元件的内轮廓可以具有用于在接头连接杆的纵向凹槽中滑动的滑动关节。滑动关节配合在纵向凹槽中。

因此，在这种改进中，连接适配器通过滑动关节在纵向凹槽中的配合以防转动的方式耦接到接头连接杆，使得接头连接杆也被有效地以防转动的方式连接到连接支柱。连接适配器与连接支柱之间通过耦接带的连接可由此防止在连接支柱中的接头连接杆的螺纹连接由于外部作用而松动。

螺纹连接可在一定程度上作为连接支柱和接头连接杆之间的“主连接”。此外，这两个组件可以借助连接适配器以防转动的方式相互连接。因此，在这里连接适配器可以作为“次级连接”。在这种改进中，连接装置可以以非常有效且简单的方式进行组装，尤其是无需工具。为了这个目的，连接适配器可被布置在接头连接杆上。然后，接头连接杆可以与连接支柱拧在一起。最后，这两个连接元件，如连接适配器和连接支柱，可以通过耦接带以防转动的方式通过它们的连接法兰彼此之间固定。为了这个目的，耦接带可以围绕连接法兰的外部轮廓布置，并且在两个连接元件的耦接元件和耦接带的相对耦接元件之间的形状锁定连接可以闭合。

上面的实施例和改进可以以任何期望的、合理的方式进行组合。本发明的其他可能的实施例、改进和实现还包括还没有被明确提到的、先前已描述或将参考实施例在下文描述的本发明的特征的组合。特别是在这方面，本领域技术人员也可增加个别方面以作为对本发明的各基本形式的改进或补充。

附图说明

在下文中，本发明将参照示意性附图中给出的实施例进行更详细地描述，其中：

图1是根据本发明的实施例的连接系统的彼此同轴定向的两个连接元件的示意性侧视图(左)和示意性剖视图(右)；

图2是由来自图1的连接系统的连接元件形成的连接装置的示意性侧视图(左)和示意性剖视图(右)；

图3是根据本发明的用于防转动的固定图1的两个连接元件的方法的示意性的流程图；

图4是示例性的连接装置(在线xx以上)和根据本发明的又一实施例的连接装置(在线xx以下)的示意性横向剖面图(左)和沿线a-a的示意性剖视图(右)；以及

图5是来自图4的连接装置的连接元件的示意性透视图。

具体实施方式

随附的附图提供了对本发明实施例的进一步理解。它们示出了实施例，并与说明书一起，用于解释本发明原理和概念。另外的实施例和许多上述优点参考附图将变得显而易见。附图的元件不一定示出彼此间真实的比例。

在附图中，相同的、功能相同的和操作相同的元件、特征和组件分别具有相同的附图标记，除非另有说明。

图1是根据本发明的实施例的连接系统的彼此同轴对准的两个连接元件的示意性侧视图(左)和示意性剖视图(右)。

在图1中，附图标记1表示连接系统1，其包括第一连接元件2和第二连接元件2'。两个连接元件2，2'仅仅在图1中以极简的视图示意性地示出。在一般情况下，连接元件2，2'可以是要相对彼此固定使得它们不能转动各种组件。下面描述的，用于借助耦接带4连接两个连接元件2，2'的连接系统1可以被用于各种用途，其特别涉及，例如航空器结构或一般车辆结构中的组装或连接结构，如由多个连接支柱组成的网格结构。例如，连接元件2，2'可以是用于组件与主结构或航空器机舱的连接的连接杆、连接支柱、连接条等。在这种情况下，图1仅显示两个这样的连接杆的端部区域。在另一实施例中，第一连接元件2可以是连接支柱，其通过接头连接到航空器结构。在这种情况下，第二连接元件2'可以是，例如，接头或接头壳体。

第一连接元件2具有第一连接法兰3。连接法兰3具有大致圆形的外部轮廓，沿其外围方向在其上布置有多个耦接元件5。连接法兰3可以具有，例如，空心或实心圆柱体的基本形状。相应地，第二连接元件2'具有第二连接法兰3'。第二连接法兰3'具有与第一连接元件2的外部轮廓相同的外部轮廓，并且沿其外围方向在其上布置有多个耦接元件5。第一连接元件2的第一连接法兰3与第二连接元件2'的第二连接法兰3'同轴对准(相对于通过连接法兰的圆形外部轮廓的中心的轴)，使得两个连接法兰3，3'彼此相对。例如，可以通过连接法兰3，3'使得两个连接元件2，2'边缘到边缘地彼此抵靠。然而，本连接系统1还提供了一种用途，在该用途中所述两个连接法兰3，3'彼此不接触，一个空隙可以存在于它们中间。例如，一个连接元件2可以被构造为连接支柱而另一个连接元件2'可以被构造为连接支柱的接头连接件的接头壳体。在这种情况下，例如，主连接可以已经存在于连接支柱和接头连接件之间。根据本发明的连接可以仅在这种情况下使用，例如，用于连接支柱在接头、接头壳体和/或接头连接件上的次级(防转动)位置固定。尽管如上所述，连接元件2，2'和连接法兰3，3'的其他实施例也被提供。例如，这些元件可具有更复杂的形状，在这种情况下，只有各连接法兰3，3'本身相应地具有大致圆形的外部轮廓。特别是，第一连接元件2可以形成与第二连接元件2'不同的形状。

连接系统1还具有耦接带4(图1中未示出，参见图2)，其用于两个连接元件2，2'相对于彼此的防转动固定。多个相对耦接元件6布置在耦接带4上。相对耦接元件6被构造为与两个连接元件2，2'的耦接元件5形成强制锁定连接。由这种连接系统1形成的连接装置10将在下面参照图2更详细地描述。

图2是由图1的连接系统1的连接元件2，2'形成的连接装置10的示意性侧视图(左)和示意性剖视图(右)。

在图2中，耦接带4围绕第一连接法兰3的外部轮廓和围绕第二连接法兰3'的外部轮廓布置。两个连接元件2，2'的耦接元件5与耦接带4的相对耦接元件6形成强制锁定连接。为此目的，耦接带4的相对耦接元件6被构造为突出的销。相应地，连接元件2，2'的耦接元件5形成为互补形状的凹部。耦接带4因此可以相对于缆绳带进行长度调整，其中推动耦接带4的一端8穿过调节眼7，使得端部8向调节眼7的下游推进。

图1和2所示的本发明的实施例可以以特别轻量化的形式来实现，并且可以以非常快速和方便的方式来连接。为了这个目的，两个连接元件2，2'首先必须相对彼此定向，此后耦接带4仅需要围绕连接元件2，2'的连接法兰3，3'布置并且两个连接元件2，2'的耦接元件5和耦接带4的相对耦接元件6之间可以形成强制锁定，例如，其中耦接带4同时压到两个连接法兰3，3'上，使得耦接元件5闩锁到相对耦接元件6。这里，耦接带4本身可通过推拉突出于调节眼7来的端部8方便地调整长度。

利用耦接带4的两个连接元件2，2'的强制锁定连接10将所述连接元件相对于彼此固定到位，以便在轴向方向上的特定旋转运动被阻止。这种类型的连接装置10可以用作，例如两个组件之间的次级连接，该次级连接将组件固定在一起使它们不能转动，而附加的主连接(这里未示出)确保了对于牵引或压力负荷的稳定的连接。

图3是用于图1的两个连接元件2，2'的防转动的固定的流程图。

方法m包括将第一连接元件2的第一连接法兰3与第二连接元件2'的第二连接法兰3'同轴对准的步骤m1。此外，该方法m包括将耦接带4共同地围绕第一连接法兰3的外轮廓和第二连接法兰3'的外部轮廓布置的步骤m2。该方法m还包括将两个连接元件2，2'的耦接元件5强制连接到耦接带4的相对耦接元件6的步骤m3。

图4是示例性的连接装置110(在线xx以上)和根据本发明的又一实施例的连接装置10(在线xx以下)的示意性横向剖面图(左)和沿线a-a的示意性剖视图(右)。为更清楚地比较，两个连接装置10，110在一幅图中展示，示例性的连接装置110的下半部没有示出，而本发明的实施例的连接装置10的上半部分相应地没有示出。线x-x在这里被用作两个连接装置10，110的两个视图之间的过渡线。

在图4中的线x-x上方的示例性的连接装置110中，连接支柱101通过与其连接的接头连接杆102被连接到接头112。根据图4的连接装置能够形成，例如，相对复杂的2d或3d的网格等的部分，其中进一步，相同、相似或者可选形状的支柱、杆等也通过接头互连。例如，图示的连接装置可以用于交通工具中，例如航空器中，以互连或相互支持不同的结构。

连接支柱101可以具有轴向的螺纹孔108，而接头连接杆102可以具有以与其互补的方式相应地形成的轴向外螺纹107。因此，连接支柱101可以通过螺纹孔108拧在接头连接杆102上。例如，也可以提供埋头螺母105，其具有相应形状的内螺纹。这些组件可以拧在一起，使用例如扳手或类似工具。

在这个实施例中，接头连接杆102在一端具有接头头部109，其终止于球弯曲的、凹形的支承面。在这个实施例中，与接头壳体104相配合的接头座103用作接头头部109的接头窝。相应地，接头座103也具有球弯曲的、但凸的支承面，该表面的曲率正好对应于接头头部的曲率。此外，接头座103具有外螺纹，其与接头壳体104的相应的内螺纹啮合。接头壳体有壳体开口106，其直径比接头头部109的直径小。因此，接头头部109通过接头座103和接头壳体104沿轴向被保持在接头112中。但是，接头头部109的外部形状的尺寸设置为它可以相对于接头112在外壳开口106中回转。接头头部109借助凹的支承面在接头座的凸的支承面上方滑动。因此，在图4中所示的接头112的操作模式在原理上与球窝接头类似。这种类型的接头112可用于，例如，补偿复杂网格结构的公差。

在图4的线x-x以下的根据本发明的实施例的连接装置10中，大致类似于线x-x以上的连接支柱101构造的的连接元件2通过与其连接的接头连接杆102被连接到接头112。接头连接杆102和连接元件2之间的基本的接头连接和螺纹连接构造为与线x-x以上的连接装置相似。然而，线x-x以下的连接装置10还具有被构造成环形连接适配器的另一连接元件2'。

在这点上，图5是图4的连接装置10的连接元件2'和接头连接杆102的示意性透视图。为了清楚起见，在图5中接头连接杆102的轴向外螺纹107未示出。连接元件2'具有内部轮廓9，其对应于接头连接杆102的外部轮廓，从而使连接元件2'可以连接在接头连接杆102上。为此，接头接杆102上设置有外部纵向凹槽111而连接元件2'上设置有相应的滑动关节9a。连接元件2'可以通过使滑动关节9a相对于纵向凹槽111对准而附接到接头连接杆102上。滑动关节9a配合在纵向凹槽111中的同时，滑动关节可沿着纵向凹槽111滑动。同时，连接元件2'以防转动的方式连接到接头连接杆102。

此外，连接元件2'具有对应于图1的连接元件的连接法兰3'。连接法兰3'具有大致圆形的外部轮廓。另外，多个耦接元件5沿外围方向被布置在连接法兰3'上。配置为连接支柱101的连接元件2还具有连接法兰3和位于其上的耦接元件5(在图4中未示出)。因此，两个连接元件2，2'可以以防转动的方式相互固定，其中在其上设置有多个相对耦接元件6(在图4中也未示出)的耦接带4围绕两个连接元件2，2'的连接法兰3，3'布置，并且相对耦接元件6与两个连接元件2，2'的耦接元件5强制连接。

图4的连接装置10能够以几个简单的步骤，快速有效地进行组装，而无需任何工具。在第一步骤中，连接元件2'可以附接到接头连接杆102上。之后，接头连接杆102可以与该另一连接元件2'拧到一起。这个“主连接”可通过两个组件相对彼此的相应旋转而逐步调整。在这样做时，连接元件2'可以在接头连接杆102上滑动。一旦获得优选的布置，连接元件2'可以以防转动的方式通过耦接带4与连接元件2固定。为了这个目的，所有需要做的是将耦接带4围绕连接法兰3，3'布置并且强制连接耦接元件5和相对耦接元件6。从而在两个连接元件2，2'之间和因此也特别是在接头连接杆102和连接支柱101之间形成防转动连接。这种“次级连接”可用于，例如，相对于外部影响加固主连接。例如，原则上，颠簸或者其它可能导致螺纹连接的松动的机械影响。这通过次级连接来防止。此外，埋头螺母105可以从示例性连接装置110被省略。

附图标记列表

1连接系统

2，2'连接元件

3，3'连接法兰

4耦接带

5耦接元件

6相对耦接元件

7调节眼

8突出端

9内部轮廓

9a滑动关节

10连接装置

101连接支柱

102接头连接杆

103接头座

104接头壳体

105埋头螺母

106壳体开口

107外螺纹

108螺纹孔

109接头头部

110连接装置

111纵向凹槽

m方法

m1方法步骤

m2方法步骤

m3方法步骤