專利名稱：中空異形棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是用壓制的金屬制成的中空異形棒，這種棒具有一個(gè)環(huán)形的等厚管壁，在該管壁的整個(gè)外圓周上均勻分布若干凸起的外肋，這些外肋成對(duì)地與側(cè)壁形成底切的外槽，其中，外肋從管壁的徑向凸起實(shí)際等于其厚度。
從德國(guó)專利DE-U-296 15 208已知一種具有上述特征的中空異形棒。外肋的外周長(zhǎng)比由其底部確定的周長(zhǎng)寬一些，所以形成一個(gè)相應(yīng)的底切。底切的尺寸是很小的，是通過傾斜線大致相交于管軸來確定的。為了可連接別的中空異形棒，采用了連接件，這種連接件可在以后連接到底切的外肋的任意部位。由于外肋的很小的底切，這種連接件伸過了中空異形棒的相當(dāng)大的一部分圓周并具有四個(gè)分別嚙合在一個(gè)外槽中的連接凸起。從而導(dǎo)致這些連接凸起或連接件的不均勻的荷載，而且最多可用四個(gè)連接件，所以限制了在一根中空異形棒的一個(gè)平面上要連接的結(jié)構(gòu)的數(shù)量。
此外，例如從英國(guó)專利GB-A-1 557 693中已知一種具有一個(gè)環(huán)形等厚管壁的中空異形棒，這種棒帶有較大底切的外肋。這些外肋呈T形或具有一個(gè)錨狀的橫斷面。它們形成中空異形棒的多邊形的外圓周。其外槽體積較大，所以在另一根中空異形棒借助于一個(gè)連接件以力連接或形狀連接方式連接到外肋上進(jìn)行錨定時(shí)，產(chǎn)生了嚴(yán)重的不穩(wěn)定性。
從美國(guó)專利US-A-3 969 031已知一種具有較大底切的和較小體積的外槽的中空異形棒。構(gòu)成這些外槽的外肋只有很小的凸起，但就外槽來說則是很寬的。此外，沒有環(huán)形等厚的管壁。確切地說，熟知的管壁構(gòu)成了槽底和槽側(cè)壁段以及外肋的區(qū)域。所以，這種中空異形棒的內(nèi)圓周出現(xiàn)了波紋，并由于這種波紋在要連接的中空異形棒引起較大荷載的情況下，就會(huì)產(chǎn)生熟知的管壁的相應(yīng)不穩(wěn)定性。
所以本發(fā)明的目的是改進(jìn)一種具有上述特征的中空異形棒，這種中空異形棒雖然具有環(huán)形等厚的、因而有利的薄管壁，但它可與一根或多根別的中空異形棒進(jìn)行穩(wěn)定的緊固，特別是當(dāng)多根異形棒在相同的連接平面內(nèi)進(jìn)行連接時(shí)。
這個(gè)目的是通過一個(gè)外肋的側(cè)壁的傾斜線相交于該外肋和棒軸之間來實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)本發(fā)明來說，重要的是要使一個(gè)外肋即同一個(gè)外肋的側(cè)壁的傾斜線相交于該外肋和棒軸之間。在這種情況下，側(cè)壁比傾斜線通過管軸延伸或傾斜線不具有先前的交點(diǎn)時(shí)要傾斜得多，而且底切也相應(yīng)大一些。這些傾斜線在任何情況下都不垂直于管壁的外圓周，而是與管壁相交成一個(gè)銳角。這個(gè)銳角可使一個(gè)要連接的中空異形棒的連接件在一個(gè)外肋兩個(gè)側(cè)壁的一個(gè)側(cè)壁上就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以形狀連接的方式進(jìn)行徑向連接。在這種情況下，重要的是要使外肋提供的連接位置位于管壁的附近，這樣就不會(huì)在外肋上產(chǎn)生特別大的、可導(dǎo)致外肋和/或管壁變形的杠桿臂。由于外肋側(cè)壁的嚴(yán)重傾斜，連接中空異形棒的連接件便可連接在很少的外肋上，在極端情況中，只連接在唯一的一個(gè)外肋上。因此這些連接件只占據(jù)管壁外圓周的很小一部分。
中空異形棒可進(jìn)一步按下述方式構(gòu)成一個(gè)外肋的外壁的傾斜線具有一個(gè)位于管壁內(nèi)的交點(diǎn)。當(dāng)外肋的寬度在管壁外圓周的高度上大致等于其厚度時(shí)，這種結(jié)構(gòu)是特別有利的。這樣，在外肋和管壁的連接范圍內(nèi)形成了一個(gè)用料少但仍具有足夠強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。
為了減少外肋和管壁之間的上述連接區(qū)由于外肋的荷載產(chǎn)生切口應(yīng)力，并為了制成的結(jié)構(gòu)在連接時(shí)和在使用中不致由于不希望有的尖銳邊緣影響中空異形棒的使用，中空異形棒做成這樣的結(jié)構(gòu)一個(gè)外肋的側(cè)壁以一定的半徑過濾到管壁的外圓周和/或過濾到外肋的一個(gè)實(shí)際上外壁平行的或相對(duì)此凸出拱起的表面。
此外，當(dāng)兩個(gè)外肋的距離實(shí)際上等于或大于其外圓周長(zhǎng)度時(shí)，則是有利的。這樣可獲得大的槽寬，特別是在槽區(qū)。從而可在管子圓周方向內(nèi)使用做得比較寬的連接件。所以可在連接件上構(gòu)成穩(wěn)定的橫斷面。
如果中空異形棒與其他中空異形棒連接件的連接區(qū)需要做得特別穩(wěn)定，則最好將中空異形棒做成使一個(gè)外肋的外圓周長(zhǎng)度實(shí)際等于兩個(gè)外肋的最小距離的三倍。這樣，在兩個(gè)外槽之間就可達(dá)到一個(gè)特別堅(jiān)實(shí)的、相當(dāng)穩(wěn)定的管壁橫斷面，而且中空異形棒的這種橫斷面形狀仍然可以組裝到一個(gè)與之有差別的橫斷面形狀中。
中空異形棒最好做成使圓筒形橫斷面管壁上的外肋的間距為22.5°或45°的角度。這樣在中空異形棒的橫斷面的一般尺寸為幾毫米范圍內(nèi)時(shí)，可與要連接的中空異形棒的連接件工作的外圓周形狀便具有符合強(qiáng)度要求的一般橫斷面。
中空異形棒的一種重要的方案是，在一個(gè)環(huán)形等厚管壁的內(nèi)壁上構(gòu)成了兩個(gè)以上的均勻分布在整個(gè)內(nèi)圓周上的徑向凸起的內(nèi)肋。這種內(nèi)肋具有多種功能一方面這種內(nèi)肋使中空異形棒穩(wěn)定，以防止撓曲。但另一方面可連接在其連接件上，這些連接件嚙合在中空異形棒的一個(gè)正面，并使內(nèi)肋可夾緊在其間。在這種情況下，這些內(nèi)肋只需凸起到通過連接件將其牢固卡住所需的程度。亦即這些內(nèi)肋無須跨接整個(gè)管子內(nèi)腔，以形成橫向連續(xù)壁。
中空異形棒可按特殊的方式做成使內(nèi)肋對(duì)準(zhǔn)底切的外槽。在這種情況中，這些內(nèi)肋在位于兩個(gè)外肋之間的范圍內(nèi)加固了管壁，特別是防止了管壁的壓陷。當(dāng)連接件作用在圍成一個(gè)外槽之間的兩個(gè)外肋時(shí)，特別有利于外肋之間的管壁區(qū)域承受荷載。
中空異形棒可做成使內(nèi)肋具有等于或兩倍于外槽的間距。如果內(nèi)肋的間距等于外槽的間距，則整個(gè)圓周的管壁獲得了最佳的加固，特別是當(dāng)這些內(nèi)肋與底切的外槽對(duì)準(zhǔn)時(shí)。內(nèi)肋的兩倍于外槽的間距則表明，在相當(dāng)小橫截面的中空異形棒時(shí)，應(yīng)使用盡可能堅(jiān)實(shí)的連接件來使內(nèi)肋夾緊在中空異形件內(nèi)。
也可把中空異形棒做成使內(nèi)肋分別具有一個(gè)寬的底部和一個(gè)從該處徑向延伸的薄的緊固條。寬的底部和附在其上的薄的緊固條形成一個(gè)凸起部。在這種情況下，寬的底部比緊固條堅(jiān)固并能可靠地傳遞作用在緊固條上的緊固力或作用力，這種力是由結(jié)構(gòu)引起的。當(dāng)這個(gè)寬的底部加固了兩個(gè)外肋之間的管壁時(shí)，則這種帶有寬底部的內(nèi)肋是特別有利的。
下面結(jié)合附圖所示的一些實(shí)施例來說明本發(fā)明。附圖表示

圖1第一根異形棒的正面圖，在該異形棒上連接了第二根帶有一個(gè)連接件的異形棒，第二根異形棒及其連接件用斷面圖示出；圖2圖1第一異形棒的放大圖；圖3a與圖1相似的兩根要連接的異形棒的視圖3b圖3a的A方向內(nèi)的連接件的后視圖。
這些圖表示中空異形棒10的橫斷面或正面圖，在該中空異形棒上要連接結(jié)構(gòu)相同或不相同的中空異形棒31。為此，需要連接件42，其形狀可以是任意的。
第一中空異形棒10基本上做成圓筒形。亦即它是一根具有管壁11的管子，其壁厚16視預(yù)計(jì)在其上作用的荷載大小而定。中空異形棒10通過在其外圓周上均勻分布的外肋12獲得了加固，這些外肋徑向凸起并在外槽14之間形成。外肋12從管壁11的凸起15實(shí)際上等于管壁11的厚度16。外肋12的外表面22相對(duì)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按一個(gè)間距25均勻地分布在中空異形棒的整個(gè)外圓周上。兩個(gè)外肋12夾成一個(gè)燕尾狀的外槽14。這種特殊的構(gòu)造取決于側(cè)壁13和外肋12的形狀。側(cè)壁13具有一個(gè)主要為直線的走向，所以它可分別對(duì)應(yīng)一條傾斜線。側(cè)壁13具有圖2所示的傾斜線17、17’，這兩條傾斜線是相交的。在圖2中示出了它們?cè)诠鼙?1范圍內(nèi)的交點(diǎn)19。在側(cè)壁13的傾斜度較小的情況下，該交點(diǎn)也可位于管壁11的內(nèi)部，即位于其內(nèi)壁26和一個(gè)管軸18之間。在任何情況下，側(cè)壁13都形成了一個(gè)底切32，所以在管壁11外圓周21高度上的外肋12的寬度小于一條外肋的外周長(zhǎng)度24。這也適用于其外周長(zhǎng)度24’大得多的外肋12’，因?yàn)檫@些外肋12’是按一個(gè)較大的間距28布置的，該間距兩倍于外肋12的間距25。外肋12’可按間距28布置在管壁的整個(gè)圓周上，而不因此改變連接可能性，因?yàn)檫B接件42總是按等距離進(jìn)行連接，亦即要么通過兩個(gè)外肋12，要么通過一個(gè)外肋12’進(jìn)行。外肋12’增加了中空異形棒10的材料費(fèi)用，這對(duì)一般較小荷載來說是不必要的。
所以，一條外肋12’的外周長(zhǎng)度24’實(shí)際上等于兩條外肋12的最小距離23的三倍。對(duì)外肋12一般取其最小距離23等于外肋12的外周長(zhǎng)度24。這樣就可得出體積足夠大的外槽14來嚙合連接件42的夾鉗臂34。
此外，這里要指出的是，一條外肋12的側(cè)壁13是以一定的半徑20過渡到管壁11的外圓周21的。這樣就避免了在過渡區(qū)內(nèi)可能由于在外肋12上產(chǎn)生的荷載所引起的切口應(yīng)力。這個(gè)半徑導(dǎo)致了一個(gè)側(cè)壁13的直線延伸的相應(yīng)縮短，特別是在平的外肋時(shí)比較明顯。
其次，側(cè)壁13以半徑20’過渡到一個(gè)實(shí)際上外壁平行的或外凸拱起的外表面22。特別是從圖2可看出，上述半徑方便了帶有夾鉗端34’的夾鉗臂34的嚙合，特別是要抵消傾斜位置時(shí)尤其如此，這種傾斜位置或者由于連接件42的傾斜位置或者由于連接件42的公差或其荷載引起的。
管壁11的內(nèi)壁26具有若干內(nèi)肋27，它們均勻分布在管壁11的內(nèi)圓周上。內(nèi)肋具有一個(gè)寬的底部29，該底部一方面直接附在內(nèi)壁26上并徑向凸起，即對(duì)準(zhǔn)管軸18的方向凸起。另一方面，該寬的底部分別配有一個(gè)夾緊條30，連接件42的夾緊鉗口6可卡在該夾緊條上。不一定每個(gè)夾緊條30都配置一個(gè)寬的底部29。確切地說，這取決于連接件42所用的夾緊鉗口6的寬度。如果中空異形棒10例如是方形的，則用較窄的夾緊條30足夠，因?yàn)檫@時(shí)連接件的夾緊鉗口6實(shí)際上可從壁到壁延伸。與此相反，按圖1的兩個(gè)夾緊鉗口6裝入中空異形棒10表明，由于圓筒形中空異形棒的曲率使夾緊鉗口6不可能足夠牢固地卡住較短的夾緊條，或者由于它離內(nèi)壁26的距離而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，所以寬的底部是適宜的。
內(nèi)肋27在圓周上的分布是由要解決的技術(shù)問題來確定的。按圖1和2，內(nèi)肋27做得相當(dāng)長(zhǎng)，所以只按45°角度分布。這時(shí)仍可裝入相當(dāng)堅(jiān)實(shí)和高的連接件42，而不會(huì)碰到內(nèi)肋。內(nèi)肋布置成與外槽14對(duì)準(zhǔn)。所以這些內(nèi)肋加固了兩條外肋12之間中部的管壁11。在連接件42用其夾鉗臂34夾住兩條外肋12時(shí)，是有意義的。這里在管壁11做得太薄時(shí)，可能導(dǎo)致管壁被壓陷。寬的底部29可靠地防止了這種壓陷。此時(shí)內(nèi)肋27具有外肋12的兩倍間距28，但也可大于或等于外肋12’的間距。
圖3a表示同樣也可加固管壁11的內(nèi)肋27’。但這種內(nèi)肋主要是為一種動(dòng)作方式不同于圖1，2所示的連接件設(shè)計(jì)的。
全部圖中的連接件42主要具有兩個(gè)夾緊鉗口6，它們用一個(gè)只在圖3a中示出的鎖緊元件41共同壓緊。所以連接件42用夾鉗臂34卡到中空異形棒10上實(shí)現(xiàn)夾緊。但也可在第二根異形棒31上產(chǎn)生夾緊鉗口6的夾緊。
圖1，2的連接件42由兩個(gè)板狀的夾緊鉗口6組成，它們做得相當(dāng)堅(jiān)實(shí)，可參看它們按圖1示意示出的裝配。它們夾緊內(nèi)肋27的夾緊條30，這些夾緊條在其外邊緣上具有適當(dāng)?shù)木€形的和/或面形的夾緊面。這種夾緊板的尺寸是這樣確定的，即夾緊鉗口6在鎖緊件41的范圍內(nèi)不可能產(chǎn)生撓曲。對(duì)此，圖中示意示出的在每個(gè)夾緊鉗口6上的肋條6’動(dòng)作并分別嚙合在另一個(gè)夾緊鉗口的未詳細(xì)示出的長(zhǎng)槽中。用鎖緊件41實(shí)現(xiàn)鎖緊，使夾緊條30達(dá)到要求的線形或面形的夾緊。用一個(gè)定位凸起43來實(shí)現(xiàn)夾緊鉗口6在其縱向內(nèi)的定位，該凸起在圖中位于下夾緊鉗口6上并嚙合在上夾緊鉗口的一個(gè)凹槽44中。在用異形棒31安裝之前，特別是在連接件42安裝到中空異形棒10上時(shí)，弓形夾45用來卡住兩個(gè)夾緊鉗口。
中空異形棒31離中空異形棒10有一定的距離，所以只要還沒有安裝罩蓋46，便可自由達(dá)到鎖緊元件41并可不成問題地進(jìn)行操作。
圖3a表示在第一異形棒的相同高度內(nèi)并排安裝了兩個(gè)連接件42。其中一個(gè)連接件42在一個(gè)夾緊鉗口6上在一個(gè)內(nèi)面22具有一個(gè)連成一體的成型件37。該成型件37支撐在另一個(gè)夾緊鉗口6的一個(gè)成型件37上。兩個(gè)夾緊鉗口6可相互夾緊。為此，用一個(gè)鎖緊元件43，該元件做成螺栓并嚙合在螺紋35中。該螺紋存在于上夾緊鉗口6內(nèi)，而下夾緊鉗口則用來支承螺栓頭于一個(gè)沉孔中。當(dāng)擰緊鎖緊元件41時(shí)，夾緊鉗口6的夾鉗臂34壓合并嚙合在第一異形棒10的外槽14的底切32中。這樣就在兩條外肋12上產(chǎn)生夾緊。通過異形件37使鎖緊元件41的力轉(zhuǎn)向并把連接件42的一個(gè)插入端上的夾緊鉗口6徑向壓開。從而使夾緊鉗口6的外周40與內(nèi)壁26或與第二異形棒31的內(nèi)肋27實(shí)現(xiàn)力連接。在這種情況中，夾緊鉗口6在其插入端上不做成平的，如圖1所示，而是做成半圓的。所以外圓周33幾乎相當(dāng)于管壁11的內(nèi)圓周或第一根棒31的內(nèi)肋27之間的距離。此外，夾緊鉗口設(shè)置有刀刃39，在擰緊鎖緊元件41時(shí)，該刀刃壓入內(nèi)肋27中，以防止連接件42從棒31中拉出。
為了把多個(gè)相同的連接件42和連接的棒31安裝到第一根中空異形棒10上，盡可能的密集排列是必要的，即除了異形棒10所示的橫斷面結(jié)構(gòu)外，一個(gè)夾緊鉗口6的夾緊臂19用其臂端34’最多占據(jù)外槽的一半，這樣，另一個(gè)夾緊鉗臂19便可用它的一端34’裝入另一半中。這是可能的，特別是當(dāng)連接件42和第二根異形棒31的端部不伸過占據(jù)外槽14的兩個(gè)夾緊鉗口的中心平面36時(shí)。中心平面36是由軸18和一條分別平行于該軸18并通過外槽14的中心延伸的直線33來確定的。這樣就實(shí)現(xiàn)了布置在頭部前面的棒31的密集排列，棒的縱軸之間夾成一個(gè)大約45°的角度。所以可做成相當(dāng)尖的結(jié)構(gòu)，或在一個(gè)裝配平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)棒10的外圓周的1至8倍的占據(jù)。
圖3b表示通過圖3a一個(gè)連接件42剖開的橫斷面。夾緊鉗口6的外壁40呈半圓形，即與第二根異形棒的內(nèi)壁26的形狀配合。在擰緊鎖緊元件41時(shí)，夾緊鉗口6的外壁40用刀刃39壓入短的內(nèi)肋27中，通過由此得出的小的支承面產(chǎn)生高的壓緊力，從而達(dá)到完好的夾緊。
權(quán)利要求
1.特別是用壓制金屬制成的中空異形棒(10)具有一個(gè)環(huán)形的等厚管壁(11)，在該管壁的整個(gè)外圓周上均勻分布若干徑向凸起的外肋(12)，這些外肋成雙地與側(cè)壁(13)形成底切的外槽(14)，其中外肋(12)從管壁(11)的凸起(15)實(shí)際等于其厚度(16)，其特征為，一條外肋(12)的側(cè)壁(13)的傾斜線(17，17’)相交于該外肋和棒軸(18)之間。
2.按權(quán)利要求1的中空異形棒(10)，其特征為，一條外肋(12)的側(cè)壁(13)的傾斜線(17)具有一個(gè)位于管壁(11)內(nèi)的交點(diǎn)(19)。
3.按權(quán)利要求1或2的中空異形棒(10)，其特征為，一條外肋(12)的側(cè)壁(13)按預(yù)定的半徑(20、20’)過渡到管壁(11)的外圓周(21)和/或過渡到外肋(12)的一個(gè)實(shí)際上外壁平行的或相對(duì)此外凸拱起的外表面(22)。
4.按權(quán)利要求1～3中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，兩條外肋(12)的最小距離(23)實(shí)際上等于或大于它的外周長(zhǎng)度(24)。
5.按權(quán)利要求1～3中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，一條外肋(12’)的外周長(zhǎng)度(24’)實(shí)際上是兩條外肋(12)的最小距離(23)的三倍。
6.按權(quán)利要求1～5中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，圓筒形橫斷面的管壁(11)上的外肋(12)的間距(25)為22.5°或45°的角度。
7.按權(quán)利要求1～6中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，在一個(gè)環(huán)形等厚的管壁(11)的內(nèi)壁(26)上構(gòu)成了兩個(gè)以上的均勻分布在整個(gè)內(nèi)圓周上的徑向凸起的內(nèi)肋(27)。
8.按權(quán)利要求1～7中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，這些內(nèi)肋(27)對(duì)準(zhǔn)底切的外槽(14)。
9.按權(quán)利要求1～8中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，內(nèi)肋(27)具有一個(gè)等于或兩倍于外槽(14)的間距(28)。
10.按權(quán)利要求1～9中一項(xiàng)或多項(xiàng)的中空異形棒(10)，其特征為，內(nèi)肋(27)分別具有一個(gè)寬的底部和一個(gè)從該底部徑向延伸的較薄的夾緊條(30)。
全文摘要
特別是用壓制的金屬制成的中空異形棒(10),具有一個(gè)環(huán)形等厚的管壁(11),在該管壁的整個(gè)外圓周上均勻分布若干徑向凸起的外肋(12),這些外肋成對(duì)地與側(cè)壁(13)形成底切的外槽(14),其中外肋(12)從管壁(11)的徑向凸起(15)實(shí)際上等于它的厚度(16)。為了在一根中空異形棒(10)的一個(gè)截面平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)要連接的異形棒的密集排列,該中空異形棒做成使一條外肋(12)的側(cè)壁(13)的傾斜線(17,17’)相交于該外肋和棒軸(18)之間。
文檔編號(hào)E04C3/04GK1329692SQ99814107
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月4日
發(fā)明者沃爾夫?qū)だ锟松? 格里特·皮爾斯 申請(qǐng)人:沃爾夫?qū)だ锟松? 格里特·皮爾斯