旋转接头、框架构造套件和制造旋转接头的方法技术

一种旋转接头，包括：套接杆，其具有套接杆凸缘，套接杆凸缘在第一端处具有至少部分球状体凹入承载表面；壳体螺母，其环绕所述套接杆并且具有螺纹扳拧头；以及，球头杆，其具有至少部分球状体凸出承载表面和绕承载表面的螺纹侧壁。球头杆的螺纹侧壁的直径对应于壳体螺母的螺纹扳拧头的直径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转接头，采用旋转接头的框架构造套件和用来制造待用于框架中的旋转接头的方法。
技术介绍
用于结构工程，例如航空、土木工程或建筑的梁、托梁和框架被设计用来耐受垂直于相应梁的延伸方向而作用的弯曲力。常规梁可能实施为在边缘处的整体部分和跨越于凸缘之间的腹板。替代地，作为腹板的替代，铣刀铣削的支柱可以实施于平行伸展的纵向支承条之间，因此由于较少的材料用来形成梁而导致梁的减轻的重量。这种支柱可以运用于三维桁架结构中，例如在文献EP 0 986 685 B1或EP 1 358 392 B1中所公开。然而，向这些梁或框架内引入局部负荷导致了扭转力矩，扭转力矩被引入到支柱与纵向支承条的附连接头内。这种扭转力矩继而可导致在纵向支承条内的额外力矩，这种额外力矩将会被局部加强器件补偿，从而取消已经得到的某些或全部重量优点。文献US 6,622,447 B1公开了一种模块式结构系统，其用来建造模型和结构，使用多个具备球形对称性的连接器毂构件，和多个具备纵向对称性的支柱构件，其中，支柱构件与连接器毂构件能够可移除地接合，连接器毂构件将支柱构件放置于相对于连接器毂构件的相对应径向和切向位置。文献CA 2 237 020 A1和DE 38 00 547 A1各自公开了用来产生支承结构的结构元件的集合，使用支承条和圆柱形连接元件用于设置于支承条端侧上的插入头。文献DE 37 36 784 A1公开了一种具有杆形元件的节点桁架系统，杆形元件枢转地连接到节点主体。文献US 4,161,088 A公开了一种管和球桁架阵列，其中，桁架阵列的外弦杆包括外中空管元件，外中空管元件在与台面表面待支承于桁架阵列上的平面相垂直的平面中具有从其外表面在径向向外延伸的结构T形元件，和沿着其纵向轴线穿过管延伸的内杆。设置了一种中空基本上球状构件，诸如中空球形构件，其为多个桁架构件共用的，桁架构件通过栓接而联结到球形构件。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种用于构造框架的方案，其以高效并且节省重量的方式补偿了联接到框架接头内的额外扭转力矩，并且其允许利用最少量的待安装和固定的单独零件而进行的快速安装。由具有权利要求1的特征的旋转接头，具有权利要求7的特征的框架构造套件，具有权利要求12的特征的框架和具有权利要求13的特征的用于制造旋转接头的方法来实现这个目的。本公开的第一方面涉及一种旋转接头，包括：套接杆，其具有套接杆凸缘，套接杆凸缘在第一端具有至少部分球状体凹承载表面；壳体螺母，其环绕套接杆并且具有螺纹扳拧头；以及，球头杆，其具有至少部分球状体凸承载表面和绕承载表面的螺纹侧壁。球头杆的螺纹侧壁的直径对应于壳体螺母的螺纹扳拧头的直径。根据本公开的第二方面，一种框架构造套件包括：根据本公开的第一方面的至少一个旋转接头；以及至少一个互连支柱，其连接到至少一个旋转接头的套接杆的第二端。根据本公开的第三方面，一种框架包括：根据本公开的第一方面的多个旋转接头；以及，多个互连支柱，每个连接到所述多个旋转接头的套接杆。根据本公开的第四方面，一种制造旋转接头的方法包括：使用3D打印或者添加制造AM技术，一体地形成套接杆与壳体螺母，套接杆具有套接杆凸缘，套接杆凸缘在第一端具有至少部分球状体凹承载表面；壳体螺母环绕套接杆并且具有螺纹扳拧头；使用3D打印或者添加制造AM技术形成球头杆，球头杆具有至少部分球状体凸承载表面和绕承载表面的螺纹侧壁。壳体螺母的螺纹扳拧头然后与球头杆的螺纹侧壁螺纹接合，从而将套接杆凸缘容纳于壳体螺母与球头杆之间。本专利技术所根据的构思是为了通过采用球窝型旋转接头改进由支柱构成的框架的连接点。由单个突伸球头杆形成静止连接部分，单个突伸球头杆具有至少部分球状体凸外表面。绕凸外表面的球头杆的侧壁设有圆柱形螺纹接合表面以与壳体螺母接合。由套接杆形成可移动连接部分，套接杆具有至少部分球状体凹外表面，凹外表面的形状对应于静止连接部分的凸外表面的形状使得两个连接部分可以彼此接触并且触摸的凸外表面和凹外表面可以相对于彼此以滑动方式移动，类似于球窝连接。为了限制可移动连接部分不脱离静止连接部分的凸外表面，壳体螺母滑移到套接杆上。壳体螺母在其内壁上具有内螺纹，内螺纹对应于静止连接部分的圆柱形螺纹接合表面。可移动连接部分大体上为锥形，即，带有凹外表面的端部相对于延伸方向带有凸缘。壳体螺母的开口的直径大于延伸杆部的直径，但是小于凸缘端部的直径。因此，当壳体螺母与静止连接部分的螺纹接合表面螺纹接合时，壳体螺母将凸缘端部夹持在壳体螺母开口的边沿与静止连接部分之间使得可移动连接部分将被固定防止脱离静止连接部分，即，可移动连接部分在延伸杆部远离静止连接部分的线性移动将受到机械地限制。沿着静止连接部分(“球”部分)和可移动连接部分(“窝”部分)，可以实现套接杆相对于静止连接部分的附连结构的回转运动。相对于旋转接头的接触表面，在联接到套接杆上的支柱上的侧向力矩将导致套接杆沿着静止连接部分的外表面的转移移动。因此，由于可移动连接部分相对于静止连接部分的补偿滑动移动，垂直于支柱/套接杆的取向作用的任何弯曲力矩相对于旋转接头将消失。而这意味着旋转接头将基本上没有任何弯曲力矩，任何弯曲力矩原本会出现在旋转接头内。联接到这个旋转接头的支柱的轴将总是朝向旋转接头的中心定向，从而抵消最佳地在支柱上任何荷载情形下的旋转接头。另外，特别有利地，当设计框架构造套件的部件具体地旋转接头时，采用任何类型的层制造技术，可以降低成本、减轻重量、缩短提前期、减少零件计数并且降低制造复杂性。根据旋转接头的一实施例，壳体螺母可以具有在螺纹扳拧头的相对侧上的螺母孔，螺母孔的直径大于套接杆的直径，但是小于套接杆凸缘的直径。以此方式，给予套接杆凸缘足够的余地沿着球头杆承载表面回转，但是不能垂直于其表面脱离球头杆。根据旋转接头的另一实施例，套接杆凸缘的凹承载表面的曲率对应于球头杆的凸承载表面的曲率。这允许在两个移动零件之间实施平顺接触，从而减小了在接头内的内摩擦。根据旋转接头的另一实施例，套接杆在与第一端相对的第二端处包括螺纹柄部。在一实施例中，套接杆可以额外地包括扳拧轮廓，扳拧轮廓布置于套接杆的圆周上在套接杆凸缘与螺纹柄部之间。利用螺纹柄部，套接杆可以连接到互连支柱并且可以相对于互连支柱，持续地调整套接杆的突伸部分的长度。这有利地导致使用标准化长度的支柱来构造框架的更大的灵活性。根据旋转接头的另一实施例，旋转接头还可以包括：滑动垫圈，其布置于套接杆凸缘与螺纹扳拧头的内壁之间。滑动垫圈可以具有小于套接杆凸缘直径的直径，从而允许在套接杆与球头杆之间更大的最大移位角。根据框架构造套件的一实施例，互连支柱可以包括桁架式梁，桁架式梁具有基本上纵向伸展的弦杆构件和跨越在弦杆构件之间的多个腹板构件。桁架式梁，例如由网格框架构件的等距框架形成的梁，在重量和负载平衡方面优化，从而对于航空应用特别有利。如果旋转接头的套接杆形成有螺纹柄部，在另一实施例中，至少一个互连支柱在第一支柱端部包括阴螺纹套接杆管，阴螺纹套接杆管与套接杆的螺纹柄部接合。根据框架构造套件的一实施例，至少一个互连支柱可在第二支柱端部处包括插座，作为阴螺纹套接杆管的补充或替代，插座接合成与旋转接头的套接杆的端部成扣合接合。扣合接合的套接杆允许框架和旋转接头的快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转接头(10)，包括：套接杆(2)，所述套接杆具有套接杆凸缘(5)，所述套接杆凸缘(5)在第一端处具有至少部分球状体凹入承载表面(5a)；壳体螺母(1)，所述壳体螺母环绕所述套接杆(2)并且具有螺纹扳拧头(1a)；以及球头杆(13)，所述球头杆具有至少部分球状体凸出承载表面(13a)和绕所述凸出承载表面(13a)的螺纹侧壁，其中所述球头杆(13)的所述螺纹侧壁的直径对应于所述壳体螺母(1)的所述螺纹扳拧头(1a)的直径。

【技术特征摘要】
2015.05.26 EP 15169224.11.一种旋转接头(10)，包括：套接杆(2)，所述套接杆具有套接杆凸缘(5)，所述套接杆凸缘(5)在第一端处具有至少部分球状体凹入承载表面(5a)；壳体螺母(1)，所述壳体螺母环绕所述套接杆(2)并且具有螺纹扳拧头(1a)；以及球头杆(13)，所述球头杆具有至少部分球状体凸出承载表面(13a)和绕所述凸出承载表面(13a)的螺纹侧壁，其中所述球头杆(13)的所述螺纹侧壁的直径对应于所述壳体螺母(1)的所述螺纹扳拧头(1a)的直径。2.根据权利要求1所述的旋转接头(10)，其中，所述壳体螺母(1)具有在所述螺纹扳拧头(1a)的相对侧上的螺母孔，所述螺母孔的直径大于所述套接杆(2)的直径，但是小于所述套接杆凸缘(5)的直径。3.根据权利要求1和2中任一项所述的旋转接头(10)，其中，所述套接杆凸缘(5)的所述凹入承载表面(5a)的曲率对应于所述球头杆(13)的所述凸出承载表面(13a)的曲率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转接头(10)，其中，所述套接杆(2)包括位于与所述第一端相对的第二端处的螺纹柄部。5.根据权利要求4所述的旋转接头(10)，其中，所述套接杆(2)包括扳拧轮廓(3)，所述扳拧轮廓(3)布置于所述套接杆(2)的圆周上在所述套接杆凸缘(5)与所述螺纹柄部之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转接头(10)，所述旋转接头还包括：滑动垫圈(7)，所述滑动垫圈布置于所述套接杆凸缘(5)与所述螺纹扳拧头(1a)的内壁之间。7.一种框架构造套件，包括：根据权利要求1至6中任一项所述的至少一个旋转接头(10)；以及至少一个互连支柱(20)，所述至少一个互连支柱连接到所述至少一个旋转接头(10)的所述套接杆(2)的第二端或者连接到所述球头杆(13)。8.根据权利要求7所述的框架构造套件，其中，所述至少一个互连支柱(20)包括桁架式梁，所述桁架式梁具有多个基本上纵向伸展的弦杆构件(21,22)和跨越在所述弦杆构件(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼·本廷，安德鲁斯·波佩，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE