CN1032205A - 建筑构件的导向、定位接合面结构 - Google Patents

Abstract

建筑构件的导向定位接合面结构1，对应物体 (此称建筑构件)设于其表面或大致呈其表面，它可 与同种或不同种配合形状的共轭面2相接合。共轭 面支撑在侧壁5交会边棱的对中削平区7上，由此获 得精确、可重复并自动在卡槽位中心9处对中的的定 位；为过渡到导向功能，可借助一较小的提升高度以 任意方向沿导向轴8离开卡槽位。

接合面结构作为空间构件，或集合作用在建筑构 件表面上承担夹紧、定位及联接功能。

Description

本发明涉及一种接合面结构，与相应配合形状的共轭面相接合，用于给建筑构件导向和/或定位。

这里的接合面是指两物体相互接合的表面，而该表面的造型称之为结构。

按照本发明的接合面结构的特性，它被用于解决对应的技术物体-此称建筑构件-的表面的多种计划任务、或者进一步显示（充当）其表面。这种接合面结构具有有利的用途，尤其适用于仪表、机械、设备技术领域及建筑技术领域中用于夹固、定位及联接功能，既可用于固定接头，亦可作为运动传递。

已知的接合面结构也有多种构造及用途。一般情况下用于将物体在确定的轨道上导向另一物体或在一确定位置上固定，也即定位。而用于传递力时还常使用辅助受力件或起外形联接作用的构件如螺栓。

最简单的已知结构要数光滑表面，其形状连接的（formschluessig）导向或定位功能均需通过附件如销钉、轴、挡板才能得以实现。为了从“导向”功能过渡到“定位”功能，或反之，则大多必须除去或补充附件、带来或失去新的附加的定位功能。然而多数情况下两种功能中只有一种较重要或仅采用一种，由此决定了接合面的造型。

对一般的“导向”任务而言，外形连接的卡槽位大多会影响该功能因而不予设置。

对复杂的用于“定位”的接合面结构而言，导向功能大多局限于借助斜面等将共轭面导入卡槽位。在两种已知的用于建筑部件定位的 装置（DE-PS2537146和EP-A-0180    866）中，介于两接合面之间设有定位孔或定位槽，稍费手脚地附设了球形或圆柱形部件，借之使得两接触面相互定位。然而这里的斜孔或斜槽壁的导向功能有限，而主要是用于两接合面的相互精确对中。

对于以下已知接合面结构，其相对的接触面各自具有相配合的、带有法兰的轮廓（profil），该轮廓相互定位而紧靠在法兰上（DE-PS-34    35    119，EP-A-0    203    888，DE-OS-23    45    436），其导向功能以及变化不定的定位功能也具有相似的局限性。

当沿导向轴“导向”、在卡槽位（如在已知的带有凸轮盘的过载连接）中“定位”这两种功能同样重要时，对应接合面或边棱的导向任务局限于使之在过载情形下能精确地从一卡槽位跳跃至另一卡槽位，但此时不可能沿导向轴进一步支撑定位。已有技术中带有圆锥外啮合（切端面齿）的、自动对中的分度环或定位环也适合以上情况。

因为通常如上述的两个例子，卡槽定位通过一凸块与一对应的共轭面凹坑相接合来实现，因此这种接合方法的致命缺点是：接合面离开卡槽位时，要求在垂直所需运动方向上有一将两接合面分开的明显动作，以便借一个侧面的提高从另一侧面的凹坑中脱出并跟着移过另一侧面的凸点。

对许多接合面结构，其针对一定的计划任务还有其它一些缺点，即两接合面相互精确或重新精确定位常常不可能、或在很困难的情况下才能做到。这点对那些没有确定的卡槽位而只有导向面或槽以及在接合面上只能安置支承位、例如在带“T”型槽的机床边的已知接合面结构而言更是如此。对其它结构形式，如带钻孔镜头（Bohrungsrastern）的机床边，需要高精度而昂贵的光栅尺度、配合孔、配合螺丝进行精确定位。

许多接合面结构的问题还在于：在整个表面上，两接合面的大量 支撑、导向或卡槽件相互接触，因而或要求很精细的表面加工、或通过大面积的重合一致而产生一不可确定的表面支撑和力量传递，如在齿轴连接时。对于两接合面通过一粘贴的及自身凝固的中间媒介进行辅助联系，介于大面积相贴的两接合面间的间距是很难或根本不能保持的。

据此，本发明的目的是提供一种接合面结构，它与对应配合形状的共轭面相接合，产生建筑构件的导向和/或定位，它最大限度地克服上述缺点，可用于多种计划任务，并能在满足导向和定位条件所要求的精度下加工制造，且造价合理。

根据本发明，该计划任务可通过如权利要求1的接合面结构得以解决，其它有利的布置改进和发展请见从属权利要求。

本发明的出发点是，与计划计务对应的接合面结构的造型使之既可具有沿导向轴“穿入”卡槽位的导向功能，也可具有定位在卡槽位中的定位功能，其中从某一功能过渡到另一功能只需少量的辅助运动。另外可自由选择的支承位可设在卡槽位之间。

此外该出发点的根据是，整个接合表面中仅有相当小的一部分表面需要支靠在对应的共轭面上，以便由多个弹性配合一致的总合使可进行精确确定的定位和可重新精确定位并均匀分配力量传递。为此接合面结构的角度、尺寸必须对称。它必须从单一的基本结构单元出发，通过同种单元直接紧靠连续排列或通过它们之间以一定间距排列，从而可任意扩展。因此该结构单元应具有集合的和独立的基面或基准边棱，同时，视计划任务的不同使可能简单地附设或安装一些机构，例如用于在卡槽位和支承位中，附加力传递或用于由卡槽位中取出及阻止重新进入的机构。

此外，接合面结构不仅可以是建筑构件的集合组件，还可以简单的方式设置于一中间承载物中并与对应件相连。作为最终的结论，它还应总体呈示各个建筑物件的统一的外表结构。

上述根据本发明的条件是通过以下方式实现的：接合面中至少一个接合面由一个或多个导向轴和导向面、卡槽位和支承位的集合组成，通过侧壁与一个或多个构成顶面或底面的表面部件相连，所述侧壁角度对称相互交接，且其通过交接所产生的边棱完全或部分被削平，借此在一个或多个作为卡槽位的导向轴交叉位上，一部分或全部侧壁边棱将共轭面定位地支撑在削平区上。

这种用于导向、支撑、定位的轴、表面和中心的新的组合和编排优点是具有一简单的几何形状。

这种接合面结构可轻易与各种计划任务相配合，不仅在尺寸比例、扩展能力、形状、原料选择、携带物体的结构造型、辅助装置的设置，而且在加工方法方面亦是如此。

根据本发明新的原理，即共轭面定位支撑在卡槽位中相接侧壁产生的边棱的相对狭小的削平区上，使可能进行精确的、可重复的且自我对中的定位。为了稳定的对中及相对支撑，甚至很狭长的削平区的相互支撑，只要采用两卡槽位及其空间相互取向即可。相应地，大部分外力通过许多相同的卡槽位传递，不可避免的卡槽位加工公差在共轭接合面的压力下通过侧壁边棱的材料变形而得以均衡。假如要求该接合面造型的变形本身限制在一可靠的范围内，通过选择尺寸用弹性和塑性变形部分而得以实现。根据削去侧壁边棱下横截面不断扩展，对弹性材料给出一累进的弹性变形特征线，它也使材料固有衰耗特性的采用成为可能。

假如根据本发明的接合面结构应在卡槽位中接合，并由粘结剂或水泥相互连接，则这种情况下可无额外建筑高度通过中间层完成。这自身凝固的粘贴介质为此而设入介于两相互接合的接合面之间沿导向轴存在的自由空间。侧壁边棱相互支撑的削平区可能出现的污染可通过压紧固定而消除。

这一优良特点可借助图1至11的实施例附图表示并随后加以说明。

图1是接合面结构由任意面截取的基本单元1。顶面3形成最大向外（正）表面凸起、底面4形成向内最大（负）表面凹槽。侧壁5与顶面、底面相接，侧壁彼此角度对称地相连，其交接边棱6有一削平区7。侧壁的轴为导向轴8，其交叉点9构成卡槽位置的中心。

在此，通过与共轭面过削平区7定位支撑对应的、完全不同类型的共轭面可“穿入”该接合面结构。此时共轭面的表面凸起位置的高低必须使之不提前靠置在相对的底面4上。

图2是这样一种共轭面2，其本身满足如图1所述的结构条件，然而其区别在于：只有顶面3而没有底面。任何其它表面均可（前述情况下指垂直的边壁10）与侧壁5相接。

图3表示两接合面1、2在卡槽位中的互相接合状态。接合边棱6的展平区7的相互支撑使它们能自动对中而在卡槽位置中心9定位，优点如前述。

然而除了形状构成原则，即在交叉点9周围带有削平区7的侧壁6相互中心对称外，还存在一自由（变化），即削平区宽度设计为恒定的或均匀变化、或仅局部设置削平区，同时-从横截面看-削平区可呈微凹、微凸或直线状。依据计划任务的不同，为与不同的材料或接合条件相对应，削平区的宽度b与结构高度h按比例相比其值有很大变动。

图4表示接合面2所需的最小提升高度h2，以便随后的任意方向沿导向轴8撤出卡槽位、同时到达别的卡槽位中的其它确定位置或借助垂直支撑导向轴而进入其间的支撑位。

此提升高度对结构而言，譬如接合面2所具有的提升高度，仅取决于压紧状态下侧壁边棱展平区的尺寸以及其边棱角β大小。

在此假设恒定平坦的削平区7宽度b1＝b2＝b，则对90°交叉的侧壁轴、侧壁斜角α＝30°时，边棱角β＝39.2°，则最小提升高度h2很小，h2＝b/tan    β＝1.23b。

图5表示从结构1的卡槽位9提升出来并沿导向轴8推入支撑位11的结构2，以使上述过程更为清楚。此时结构2垂直导向轴支撑在侧壁5上。

接合面结构1、2、12的顶面3可表示集合单元成型的基准面和/或支撑面13的一部分，支撑住任一部件同时作为构件和接合面组合的高度尺寸基础。该单元表面可不同地成型。

图6表示过侧壁边棱的削平区7的一圆柱面结构12截面图，其与一平面结构1接合，不但未改变其基本特性，旦进一步扩了大其可能的实际用途。此外所举之例中，顶面和底面（3、4、14）宽度不一且设有弯曲处。同样侧壁5或削平区7的形状可与计划任务相配合并带有不同的角度，作为平坦形（7、1）或均匀的渐开线形（7、2）弯曲的表面而设计。

不依赖顶面、底面（3、4）形状或弯曲度，介于它们间的高距h及侧壁边棱的削平区7可进行调整，即给第二同类造型的并无压力地接合在卡槽位9中的共轭面设一介于顶面、底面间的微小间距h1。图7是过相互支撑的削平区的截面图。在一相应的压力下，支撑着的削平区继续变形，直至间距h1变为零且产生一在顶面、底面上的相互辅助支撑。其优点是不断增大的压力并不继续使削平区变形。这种变形可完全保持在弹性变性范围内，因此可在各种压力下重新精确定位。此外通过顶面、底面的相互支撑，与压紧力无关就可达到精确确定的高度值。尽管支撑面扩大，总面积中只有少部分-约20%～25%-用于相互支撑。

当接合面结构遮盖住较大的表面且一个或多个共轭面要在其上定位，而不改变相互的尺寸精度、重复精度时，前面所述的造型方式是适宜的。

图8表示这种接合面类型（15.1）的一实施例。它可与一与此完全相同的共轭面（15.2）接合。此外球形16锥形17或棱锥形18的接合面结构也可支撑在卡槽位中削平区7上，沿导向轴导向引入面拼接。尤其对这种类型的支撑共轭面可预先规定，其直至（预定的）拼装压力下才会自身构成所要求的削平区宽度。

共轭面结构19也是可以想象，它相互地支撑在多个交叉点9的一些削平区7上。不言而喻的是，对应的轮廓面32也仅仅能导入及（拼装）支撑在侧壁5上。

图8还表示了基面、导向面或支撑面20，以及其相应的不依赖本身的接合面结构的交叉点9的明确编排情况。该结构也可从具有与交叉点明显的几何对称关系的开口或钻孔21处中断。

例如可通过钻孔21设置辅助装置如螺栓22、可动支撑面等，借助这些辅助装置，接合面可自行固定或将共轭接合面在压力下拼装接合或由卡槽位置卸脱出。

图9表示一可动支撑面23，它从下部通过底面4装在接合面结构1的中心9。它用于将共轭接合面由卡槽位稍稍提升一断续运动所需的提升高度h2。当共轭面2如图5中的举例越过该卡槽位置移开时，若该支撑面23停留在这一已提高后的位置，则阻止重新穿入拼装。

根据本发明的接合面结构，每二根导向轴8在卡槽位置9的交角最好取γ＝90°。然而也可有三根导向轴同时换悖式唤强捎星鸬匮≡瘛?

导向轴可以是笔直或弯曲的，因此对多数交叉点而言，所有相应的导向轴不仅可相互平行（图8），也可中心对称地设置。

图10表示了这种中心对称的设置的三种变化，其中导向轴一方面指向中点24，另一方面环绕该中点汇聚。

举例见图10右下方，顶面3沿指向中心24方向逐渐变细，底面4及所有侧壁5的宽度、结构高度h保持不变。图10左下角中，顶面3、底面4、侧壁25及结构高度h沿指向中心方向逐渐变细。同心的侧壁依赖与中心的距离，具有恒定的宽度。

图10右下方和左下方所示的接合面结构能与结构仅沿径向设置的同种类型的共轭面导向或卡紧定位接合。

图10上中部表示一与图10右下部相似的结构，但区别在于侧壁26沿同心导向轴8宽度有所变化，借此在该范围内底面4的宽度、高度亦可不同。借助这种侧壁形状共轭接合面可更方便地单侧导入卡槽位。

对这种类型的接合面，当接合面按计划任务导向拼接时，接合面间设置合适的润滑介质。

最后图11表示具有接合面结构的物体的另两种造型方式。下方支撑结构1呈示一简单、薄壁的接合面结构或一中空物体27的表面，它可与一同种薄塑结构相接合。

与此相反，从上部导入卡槽位置的共轭面表示单一中空物件的外结构单元，侧壁5及两边的顶面3可以中断，因此而产生一空间结构28，由杆状面29沿表面边棱30及削平区7表示。空间结构可由这种杆状面的单元构件编排组成。

其它接合面结构，如位于下部的中空物体27可另从上部接合，因此单一中间物体28承担联接功能。为了相互固定这一中空物体或薄壁结构，它们可在本身支撑的侧壁的削平面7上由螺栓、自身凝固的粘结剂31等加以固定。

若削平区7的宽度、结构高度进行调整，使削平区7及各自的顶面、底面（3、4）相互支撑，则中空物体也可在该面上进行固定。

Claims (12)

1、一种接合面结构，与相应配合形状的共轭面接合、为建筑构件导向和/或定位，其特征是：接合面(1)中至少一个接合面由一个或多个导向轴、导向面、卡槽位、支撑位的集合(8、5、9、11)组成，通过侧壁(5)与一个或多个构成顶面或底面的表面部分(3、4)相连，所述侧壁(5)角度对称地交接，其通过交接所产生的边棱(6)全部或局部削平，借此在一个或多个作为卡槽位的导向轴(8)的交叉位(9)上，一些或全部侧壁边棱6将各自对应的共轭接合面(2)定位地支撑在削平区(7)上。

2、如权利要求1所述的接合面结构，其特征是带有削平区（7）的侧壁边棱（6）相互中心对称地环绕在交叉位（9）旁，削平区的宽度恒定或均匀变化，从横截面看呈凹、凸或直线状，与结构高度h相比，削平区7的宽度b的值介于b＝约0.001h至b＝约1h之间，或者削平区所需的宽度和长度在共轭接合面（2、12、16、17、18、19）的拼装接合压力下才产生。

3、如权利要求1和2所述的接合面结构，其特征是一对应形状的共轭接合面（2、12、16、17、18、19）在卡槽位（9）外沿侧壁（5）导向，并垂直侧壁支撑;从卡槽位中脱离需要一升程h2，该值与共轭接合面的形状无关而仅依赖于压拼状态时侧壁（6）的削平区（7）的尺寸以及边棱角β。

4、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是顶面（3）是统一造形的基面或支撑面（13）的部分，它优先设计成平面、圆柱面、锥面或球面，同时共轭接合面12的对应基面、支撑面设有相同或不同的形状或弯曲，其中针对顶面3而言，底面4具有相同或不同的宽度或弯曲（14），或缩小至一半径。

5、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是顶面和底面（3，4）间的高度h及侧壁（6）的削平区（7）相互如此调整苟缘诙⑼中巫醇霸诳ú畚唬?）中无压紧力而接合的共轭面（2），具有一在相对的顶面、底面间的微小间距h1;通过侧壁的支撑着的削平区获得弹性变形，该间距在施加一定的压紧力后变为零。

6、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是侧壁（5）是平面、侧壁夹角α在约15°至75°之间，对应侧壁（6）的直线削平区（7.1），或侧壁及削平区（7）均匀地、例如具有圆弧状或渐开线状（7.2）弯曲;侧壁具有恒定或变化的宽度（25，26），或对一个侧壁方向是一种情况，而垂直于侧壁方向又是另种情况。

7、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是依靠在交叉位（9）处相交的导向轴（8）的数量N，导向轴的交角最好取γ＝180°/N;对多个交叉点，对应的导向轴相互平行或中心对称地排列，例如一方面对准中心（24），另一方面同心环绕该中心。

8、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是该结构支撑一具有大体相同结构的接合面，或其支撑一球形、圆锥形或棱锥形表面结构（16、17、18），或支撑一共轭接合面，该共轭接合面始终仅有交叉位（9）的一部分侧壁与之相接。

9、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是它全部或部分呈一实心体或空心体（1，27）的表面;或设在一基体上，其中它本身或基体由统一的、刚性或弹性材料或这些材料的复合料制成。

10、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是侧壁（5）和顶面（3）中断或不由统一的表面组成;特别地说，它作为空间结构（28）通过杆状面（29）沿表面边棱（6、30）构成。

11、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是在结构内部或外部固定或可动地设置独立的基面、导向面或支撑面以及支撑边棱（20、23），它们针对交叉位（9）具有一明确的排列位置，以及/或它们被一个或多个始终与相邻交叉位具有明确对称关系的开口或钻孔（21）中断。

12、如前面任一权利要求所述的接合面结构，其特征是在它与第二接合面之间设有润滑剂或自身凝固的粘结剂（31），它们通过辅助装置（22、23）力连接和/或形状连接地运动，从而固定在支撑位和卡槽位（11，9）中或从其中脱出。

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