CN108779638A - 用于连接结构部件的联接器、设置有联接器的桁架以及相关的方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于连接结构部件的联接器、设置有该联接器的桁架以及相关的方法和用途。联接器包括凹形联接部件和凸形联接部件。凹形联接部件包括：管状接纳部件，其壁中设置有开口；滚珠，该滚珠被放置在开口中并且能够沿着接纳部件的径向方向移动；和锁定套筒，该锁定套筒被旋接到接纳部件上并包围接纳部件，并且该锁定套筒通过被旋接而能够沿着接纳部件的纵向方向在打开位置和闭合位置之间移动，在打开位置，锁定套筒使得在开口中的滚珠能够移动以便将凸形联接部件放置在接纳部件中/将凸形联接部件从接纳部件移除，在闭合位置，锁定套筒利用滚珠将凸形联接部件锁定在凹形联接部件中，其中，凸形联接部件是细长的销，该销在其外壁中包括用于滚珠的凹槽。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连接结构部件的包括凹形联接部件和凸形联接部件的联接器。本发明特别涉及一种用于连接刚性结构部件的联接器，更具体地说，涉及桁架，也称为格构桁梁或简称桁梁。桁架包括多个平行桁梁，这些桁梁借助于例如呈杆的形式的横撑杆和/或斜撑相互连接。通过将这些桁架彼此连接，形成桁架结构，该桁架结构例如被应用为支撑框架、屋顶结构或脚手架工作台。桁架结构例如用于建造平台和支架。桁架通常由金属或金属合金制成，特别是由铝或铝合金制成。
背景技术
从NL 1018901和NL 1027917中已知用于桁架的联接器。已知的联接器包括管状凹形联接部件，凸形联接部件可被接纳在该凹形联接部件中。沿横向方向穿过凹形联接部件和凸形联接部件布置孔，使得可以通过放置锁定销来固定联接部件。锁定销转而由开口销或螺母固定。
已知的联接器的缺点在于，在组装桁架结构期间必须使用相对大量的部件进行工作。此外，锁定销和开口销是相对小的部件，因此容易丢失。另一个缺点在于，在组装结构期间，为了固定，必须将锁定销锤入联接部件的孔中，并且这在某些情况下会引起噪音干扰。
发明内容
本发明的目的是消除或者在任何情况下减少上述问题并提供一种联接器，利用该联接器，在组装结构期间可以利用更少的部件和更少的工具工作，从而可以快速组装并且由此可以更安静地进行组装。
该目的通过根据本发明的用于连接结构部件的联接器实现，该联接器包括凹形联接部件和放置在凹形联接部件中的凸形联接部件，该凹形联接部件包括：
-接纳部件，该接纳部件至少部分是管状的并且在其外端部处包括用于将凸形联接部件接纳在管状部分中的插入开口，其中，至少一个贯通开口被设置在接纳部件的管状部分的壁中；
-滚珠，该滚珠被放置在所述至少一个贯通开口中并且能够沿着接纳部件的径向方向移动；和
-锁定套筒，该锁定套筒被旋接到接纳部件上并且包围该接纳部件，其中，该锁定套筒通过被旋接而能够相对于接纳部件沿着接纳部件的纵向方向在打开位置和闭合位置之间移动，在所述打开位置，锁定套筒使得在至少一个贯通开口中的滚珠能够沿着远离接纳部件的纵向轴线的方向移动，以便在使用期间将凸形联接部件放置到接纳部件中或者将凸形联接部件从接纳部件移除，在所述闭合位置，锁定套筒沿着接纳部件的纵向轴线的方向紧压至少一个滚珠，以便在使用期间利用该滚珠将凸形联接部件锁定在凹形联接部件中，
其中，凸形联接部件体现为细长的销，该细长的销在其外壁中包括用于接纳至少一个滚珠的凹槽。
在本发明的上下文中，“结构”应被理解为特别是指支撑结构。
凹形联接部件根据本发明通过旋拧锁定套筒使锁定套筒在接纳部件上移位而被打开或闭合。因此，对联接部件进行联接不需要工具。例如，不需要通过捶打来将凸形联接部件固定在凹形联接部件中。因此，与利用传统的联接器相比，利用本发明可以更加安静地进行工作。此外，根据本发明的联接部件可以被快速地联接，这使得在组装结构期间能够节省时间。
为了旋接，锁定套筒包括与接纳部件的外螺纹配合的内螺纹。
本发明进一步的优点在于，在组装结构部件期间，需要更少的部件来形成联接器，因为可以省去锁定销和开口销。
此外，联接器可以通过旋拧锁定套筒来快速打开和闭合。这使得能够快速地组装结构。
锁定套筒可选地设置有用于接纳六角扳手的凹部。因此，如果需要，可以利用六角扳手在锁定套筒上施加力，以便打开联接器。
接纳部件可以完全地或部分地是管状的。具有管形状的部件在接纳部件中限定出腔，该腔用于接纳凸形联接部件。在接纳部件的外端部处的插入开口提供进入该腔的通路。在管状部件的侧壁中的贯通开口通至该腔。
至少一个贯通开口被设置在接纳部件的管状部分的侧壁中。接纳部件优选地包括多个贯通开口，多个贯通开口中的每一个中放置有滚珠。
例如，存在6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个围绕接纳部件布置的开口，其中，滚珠被放置在每个开口中。
锁定套筒在打开位置优选地还包围接纳部件的侧壁中的一个或多个贯通开口，从而防止滚珠经由外壁从开口掉出。因此，锁定套筒的在打开位置包围开口的部分将具有比在闭合位置包围开口的部分更大的内径。因此，在打开位置，一些空间可用于滚珠的移动，而在闭合位置，滚珠被推到位于更向内的位置。
凹形联接部件优选是圆筒对称的。由此实现了作用在联接器上的力的均匀分布。例如，多个贯通开口可以以圆筒对称的方式布置并且在接纳部件的壁中以彼此相距相同的距离的方式布置。
凸形联接部件优选是圆筒对称的。凸形联接部件优选地在垂直于其纵向轴线的平面中是对称的。
接纳部件、锁定套筒和一个或多个滚珠例如均由金属或金属合金制成，更优选地由铝或铝合金制成。
接纳部件和锁定套筒中的一个优选地由铝或铝合金制成，而另一个由钢、优选为镀锌钢制成。这防止了两个铝部件沿着彼此移动，从而可能损坏铝。接纳部件优选地由铝合金制成，而锁定套筒由钢、优选为镀锌钢制成。钢锁定套筒的另一个优点是增加了锁定套筒的强度。
通过使用一个或多个滚珠实现自定位联接。放置在凹形联接部件中的凸形联接部件包括用于与滚珠配合的凹槽。当凸形联接部件被放置在凹形联接部件中并且锁定套筒被旋拧到闭合位置时，一个或多个滚珠被锁定套筒朝向凸形联接部件的方向紧压。滚珠的弯曲表面在此可以对凹槽的边缘施加力，其中该力还包括向内紧压凸形联接部件的力分量。因此，在闭合锁定套筒的期间，凸形联接部件被向内拉，从而在联接部件之间保证正确的联接。
换句话说，即使在第一种情况下凹槽和滚珠没有彼此完全对准，滚珠也确保了凸形联接部件被拉入凹形联接部件中。由此保证了联接部件之间的正确联接。在闭合位置，滚珠可以可选地起到滚珠轴承的作用，使得凸形联接部件能够在凹形联接部件中旋转。例如，如果照明设备被联接到桁架结构，则对于能够进行一些旋转会是有利的。然而，桁架的相互连接通常不需要联接部件可以相对于彼此旋转。
该联接器优选地适用于联接桁架。在替代实施例中，该联接器适用于联接单管系统的结构管，即用于支撑结构的单管。
在另一优选的实施例中，贯通开口体现为锥形孔。锥形孔的直径沿从接纳部件的外壁朝着接纳部件的内壁的方向减小。锥形孔的最小内径，即在接纳部件的内壁的位置处的开口的直径，小于放置在贯通开口中的滚珠的直径。因此，滚珠不会经由接纳部件的内侧从开口中掉出。
在优选的实施例中，锁定套筒通过多头螺纹(例如四头螺纹)旋接到接纳部件上。因此，通过一圈旋转获得锁定套筒在接纳部件上的相对大的移位。螺纹优选地被构造成使得一圈旋转或小于一圈(例如半圈)旋转可以使锁定套筒从闭合位置移位到打开位置。多头螺纹例如可以是五头螺纹、六头螺纹或八头螺纹。
在优选的实施例中，凹形联接部件包括至少一个止挡件，该止挡件用于限制锁定套筒相对于接纳部件的移动。由此防止了锁定套筒可以从接纳部件旋下。至少一个止挡件还优选地防止了锁定套筒被旋接到使锁定套筒不再包围具有滚珠的开口的位置，从而防止滚珠从开口掉出的可能性。
联接部件例如包括位于锁定套筒两侧的两个止挡件。当锁定套筒抵靠一个止挡件时，锁定套筒就处于打开位置，而当锁定套筒抵靠另一个止挡件时锁定套筒处于闭合位置。
在另一优选的实施例中，至少一个止挡件被设置为旋接到接纳部件上的止挡环。在凹形联接部件包括位于锁定套筒两侧的两个止挡件的实施例中，至少一个止挡件被设置为可旋接的止挡环。另一个止挡件可以与接纳部件一体地形成，或者同样地被设置为可旋接的止挡环。
在优选的实施例中，至少一个止挡件位于锁定套筒的与锁定套筒的面向插入开口的一侧相对的一侧，以便限制锁定套筒沿朝向打开位置的方向的移动，其中，联接器进一步包括单独的夹具，所述夹具在锁定套筒的闭合位置以夹紧的方式装配在止挡件和锁定套筒之间。
至少一个止挡件限定了锁定套筒在移动到打开位置时所执行的运动的终点。优选地，在锁定套筒的另一侧进一步设置有第二止挡件，以便限制沿相反方向的移动，即到闭合位置的移动。
在锁定套筒的闭合位置，锁定套筒的一个侧面位于与至少一个止挡件相距一定距离处。体现为单独的元件的夹具可被放置在由此产生的空间中。因此，止挡件和锁定套筒之间的空间可以用夹具填充。于是，夹具阻止锁定套筒移动到打开位置，如此提高了联接器的安全性。当希望释放联接器时，可以重新从该空间移除夹具，使得可以将锁定套筒旋拧回到其打开位置。
在另一优选的实施例中，凸形联接部件的外壁中的凹槽包括用于将滚珠引导到凹槽中的倾斜壁。这增强了联接器的自定位作用。凹槽优选地具有圆形形式，其曲率优选地对应于滚珠的曲率。
在另一优选的实施例中，凸形联接部件包括圆形外端部。如果凸形联接部件没有放置在凹形联接部件中足够远的位置，并且凹形联接部件的滚珠不与凹槽的边缘或壁接触，而是与凸形联接部件的圆形外端部接触，则滚珠在联接器闭合时将压靠该圆形外端部。因此，凸形联接部件被压到凹形联接部件之外，由此可即刻明白的是，凸形联接部件未被正确插入。于是，可以重新打开联接器，之后以正确的方式插入凸形联接部件。
在当前优选的实施例中，凸形联接部件被体现为实心元件。然而，凸形联接部件可以替代地体现为细长的销，该细长的销包括沿纵向方向的贯通开口。在传统的联接器中，细长的销包括沿横向方向的贯通开口，以用于接纳锁定销。然而，根据本发明，可以省去沿横向方向的锁定销，并且因此也可以省去沿横向方向的穿过凸形联接部件的孔。因此，根据本发明的凸形联接部件可以是中空形式的，即具有沿纵向方向的贯通开口。
中空形式的凸形联接部件的优点在于电线可以容易地通过联接部件载带。
凸形联接部件的中空的实施例的另一优点是节省了材料。与传统的凸形联接部件相比，该凸形联接部件可以具有相对轻的重量。此外，凸形联接部件因此可以由具有相对高比重的材料制成，而不会使联接部件的总重量变得太大。
凸形联接部件优选地由金属或金属合金制成，更优选地由铝或铝合金制成。
在实施例中，凸形联接部件由来自根据国际合金命名系统(IADS)的7000系列的铝合金制成。这种类型的铝合金(也称为7xxx铝)包括锌。这种合金的拉伸强度为至少300MPa、甚至可达到约700MPa。凸形联接部件例如由7068铝合金或7079铝合金制成。由7xxx铝合金制成的凸形联接部件优选地设置有如上文所述的沿纵向方向的贯通开口。
在实施例中，凸形联接部件由DIN 28 ST合金(还可以是：EN-2007、EN AW 2007、ENAW 2011/2007、AlCuMgPb或AW-AlCu4PbMgMn)制成。
在另一个实施例中，凸形联接部件由钢制成，例如铬-镍钢、铬-钼钢或铬-镍-钼钢，例如42CrMo4。
在示例性实施例中，凹形联接部件的接纳部件在两个外端部处是敞开的，即，在该实施例中，凹形联接部件包括沿纵向方向的贯通开口。当凸形联接部件和凹形联接部件都包括贯通开口时，电线可以通过整个联接器被载带。
在优选的实施例中，凸形联接部件的一个外端部被构造成联接到凹形联接部件并且凸形联接部件的另一个外端部被构造成联接到对应的第二凹形联接部件。
换句话说，凸形联接部件可以在两个凹形联接部件之间形成连接件。为此，凸形联接部件的一个外端部被布置在第一凹形联接部件中，之后将锁定套筒移动到闭合位置，以便锁定凸形联接部件的这一个外端部。于是，凸形联接部件的另一个外端部仍然从第一凹形联接部件突出。该另一个外端部现在插入第二凹形联接部件中，之后该第二凹形联接部件也被闭合，从而实现连接。
在另一优选的实施例中，第一凹形联接部件围绕接纳部件的插入开口包括凸缘，所述凸缘用于与对应的第二凹形联接部件的对应的第二凸缘配合。
优选地，第一凹形联接部件的接纳部件具有与凸缘相邻的凹部并包括接触表面，凸形联接外壁在其外壁上包括两个沿相对方向面对的接触表面，用以与凹形联接部件的接触表面配合。
换句话说，当凸形联接部件以其一个外端部插入第一凹形联接部件中时，凸形联接部件的第一接触表面与第一凹形联接部件中的凹部的壁发生接触。然后，将凸形联接部件的另一个外端部插入第二凹形联接部件中，其中第二接触表面与第二凹形联接部件的凹部的壁发生接触。
凹形联接部件的凹部优选地形成为锥形孔，并且凸形联接部件包括对应的锥形接触表面。
在优选的实施例中，凹形联接部件的接纳部件设置有凹槽，该凹槽中具有密封件，该密封件优选地为密封环，例如O形环。
密封件防止锁定套筒以不希望的方式分离，例如由于因为振动导致的锁定套筒的不希望的旋转而引起的分离。然而，要强调的是，这种密封件对于此目的不是必需的。
密封件的另一个优点是防止污物进入联接器。
例如，容纳密封件的凹槽被设置成靠近包括插入开口的外端部。例如，密封环(例如O形环)被定位成使得其在闭合位置抵靠锁定套筒夹紧，但在打开位置不抵靠锁定套筒夹紧。
密封环可以被定位成使得在凹形联接部件的打开位置可以看到密封环。在这种情况下，密封环优选地设置有显眼的颜色。密封环例如是红色或橙色。因此，使用者将会立即注意到联接器已被打开。这增强了联接器的安全性。
在优选的实施例中，包括密封件的凹槽被定位成使得包括密封件的凹槽在锁定套筒的闭合位置和打开位置均被锁定套筒覆盖。
优选地，当锁定套筒处于其打开位置时，包括密封件的凹槽被定位在锁定套筒的边缘处。
以这种方式，密封件在打开位置和闭合位置都对锁定套筒的内部进行密封，从而防止污物进入联接器。
在优选的实施例中，接纳部件设置有闭合元件，该闭合元件被布置成当处于锁定套筒的打开位置并且凸形联接部件未被放置在凹形联接部件中时至少部分地闭合管状部分。
换句话说，当凸形联接部件未被放置在凹形联接部件中时，闭合元件部分地或完全地闭合管状部件的内部。这防止污物进入凹形联接部件。
在当前优选的实施例中，闭合元件被布置在接纳部件的管状部件中，其中闭合元件能够克服弹簧力沿着接纳部件的纵向方向从闭合位置和打开位置移动，在闭合位置，闭合元件闭合至少一个贯通开口，在打开位置，闭合元件使至少一个贯通开口暴露。在该实施例中，当凸形联接部件未被放置在凹形联接部件中时，闭合元件被布置成闭合放置有滚珠的贯通开口的内侧。应当注意，当凸形联接部件被放置在凹形联接部件中时，凸形联接部件将迫使闭合元件处于其打开位置，从而暴露至少一个贯通开口，以使滚珠能够与凸形联接部件中的凹槽配合。当在锁定套筒的打开位置凸形联接部件被从凹形联接部件移除时，弹簧力将使闭合元件返回到其闭合位置，在闭合位置，至少一个贯通开口再次闭合以防止污物。
例如，闭合元件还可以包括活塞。
在另一优选的实施例中，闭合元件的被定向成朝向插入开口的端部包括具有圆形横截面的头部，该圆形横截面的直径对应于管状部件在贯通开口的位置处的内径。
换句话说，闭合元件的头部紧密地配合管状部件的内壁，使得闭合元件在贯通开口的位置处完全填充管状部件。
在另一优选的实施例中，被定向成朝向插入开口的头部的前部面包括用于接纳凸形联接部件的凹部(即，低下的部分)，其中，直立边缘围绕凹部形成以便在闭合元件的闭合位置闭合至少一个贯通开口。换句话说，凹部形成用于接纳凸形联接部件的接纳部分。
直立边缘沿着闭合元件的头部的整个外周延伸。直立边缘确定了头部的与管状部件的内壁接触的侧表面的尺寸。沿接纳部件的纵向方向测得的所述接触表面的长度大于至少一个贯通开口的直径，使得所述接触表面能够覆盖至少一个贯通开口。
直立边缘优选地包括有倒角的内壁，使得在放置凸形联接部件期间，凸形联接部件被引导到正确对准的位置。这样使得能够快速组装和拆卸。
闭合元件可以由例如铝的金属制成。然而，优选地，闭合元件由塑料制成。
例如，闭合元件由聚乙烯(PE)(例如高密度聚乙烯(HDPE))、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或聚甲醛(POM)或聚醚酮(PEK)制成。其他塑料也是可行的。
例如，可以将芯片或标签(例如RFID芯片或RFID标签)模制到塑料的闭合元件中。这具有以下优点：联接器可设置有包括可读信息的芯片，该可读信息例如为唯一识别码。
本发明还涉及一种设置有如上文所述的联接器的桁架、一种用于制造联接器的方法，以及涉及联接器的用途，以用于连接桁架、格构桁梁和/或支撑结构部件。如上文所述的与根据本发明的联接器有关的相同优点和效果也适用于桁架、方法和用途。
用于制造联接器的方法包括下述步骤：
-制造凹形联接部件和凸形联接部件，制造凹形联接部件包括：
-制造接纳部件，该接纳部件至少部分是管状的并且在其外端部处包括用于将凸形联接部件接纳在管状部分中的插入开口，其中，至少一个贯通开口位于接纳部件的管状部分的壁中；
-将滚珠放置在至少一个贯通开口中，所述滚珠能够沿着接纳部件的径向方向移动；
-通过螺纹将锁定套筒旋接到接纳部件上，使得套筒通过旋接而能够相对于接纳部件在打开位置和闭合位置之间移动，在所述打开位置，锁定套筒使得在至少一个贯通开口中的滚珠能够沿着远离接纳部件的纵向轴线的方向移动，以便在使用期间将凸形联接部件放置到接纳部件中或者将凸形联接部件从接纳部件移除，在所述闭合位置，锁定套筒沿着接纳部件的纵向轴线的方向紧压滚珠，以便在使用期间将凸形联接部件锁定在凹形联接部件中，
-制造凸形联接部件，制造凸形联接部件包括将凸形联接部件体现为细长的销，并在凸形联接部件的外壁中布置用于接纳至少一个滚珠的凹槽。
附图说明
参考附图并基于本发明的优选实施例来阐述本发明的其他优点、特征和细节。
-图1示出了根据本发明第一实施例的联接器的凹形联接部件的分解图；
-图2示出了图1的被连接到桁架的管的凹形联接部件以及用于容纳在凹形联接部件中的销；
-图3示出了图2的处于联接位置的凹形联接部件和销；
-图4示出了处于打开位置的凹形联接部件和销的横截面；
-图5示出了处于如下位置的凹形联接部件和销的横截面：在该位置，销被部分地插入到凹形联接部件的接纳部分中；
-图6示出了处于闭合位置的凹形联接部件和销的横截面；
-图7示出了设置有根据本发明的实施例的凹形联接部件的桁架；
-图8示出了根据本发明的第二实施例的联接器的处于打开位置的凹形联接部件；
-图9示出了根据本发明的第三实施例的联接器的处于闭合位置的凹形联接部件；和
-图10A-图10B示出了根据本发明的第四实施例的联接器。
具体实施方式
凹形联接部件2(图1)包括管状接纳部件4，围绕管状接纳部件的侧壁设有孔6。外端部8包括插入开口11，插入开口用于接纳呈销形式的凸形联接部件，该凸形联接部件也称为联接件或连结器。此外，止挡环10设置在外端部8上。
凹形联接部件2进一步包括用于放置在孔6中的滚珠12。此外，凹形联接部件2包括锁定套筒14，该锁定套筒在安装位置包围接纳部件4(图2)。如图所示，锁定套筒14可选地设置有齿形(serrated)外壁，以用于提供抓握。
凹形联接部件2可以设置在结构部件上。联接器2例如被附接到桁架的管18上(图1-图3)。联接器2的接纳部件4例如通过螺纹连接与连接件50联接，该连接件转而例如通过焊接被固定在管18中。
接纳部件4包括外螺纹22，该外螺纹用于将套筒14旋接到接纳部件4上。此外，接纳部件4包括第二外螺纹24，该第二外螺纹用于将第二止挡环16旋接到接纳部件4上。接纳部件4的外端部26可选地还设置有用于将联接器附接到诸如管18的结构部件上的螺纹。
套筒14可选地包括用于接纳六角扳手的凹部，其中六角扳手可用作将套筒14从其闭合位置旋下的工具。
凸形联接部件20采用细长的销的形式。销20可被接纳在接纳部件4中。然后可以通过按照箭头A朝止挡环10的方向旋拧套筒14来闭合联接器。止挡环10在此限制锁定套筒14的移动。在锁定位置销20被保持在接纳部件中(图3)。为了打开联接器，套筒14按照箭头B朝止挡环16的方向被旋拧。在此，止挡环16限制了锁定套筒14沿方向B的移动。
在所示实施例中，螺纹22是多头的，并尤其是四头螺纹。因此，套筒可以从闭合位置旋转一圈到达打开位置。在有利的替代实施例中，应用八头螺纹，使得套筒可以从闭合位置转半圈到达打开位置。下面将参考图4-6进一步阐述联接器的打开和闭合。
套筒14在其内壁上包括接触表面28(图4)。在打开位置(图4)，接触表面28位于接纳部件4的没有外螺纹的壁部分30的位置。套筒14的位于比接触表面28更靠近插入开口11的壁部分32的内径大于在接触表面28的位置处的内径。在打开位置，以此方式提供一些空间用于滚珠12的运动。
简而言之，如沿从外端部26(图1)到插入开口11的方向所见的，套筒14接连地包括具有用于与接纳部件4的螺纹22配合的内螺纹的部分34(图4)、接触表面28和具有大于在接触表面28的位置处的内径的内径的部分32。从接触表面28到部分32的过渡部优选地具有圆形形状以与滚珠12配合，其中，圆形形状优选地具有大致对应于滚珠12的曲率的曲率。
在所示的实施例中，套筒14在接触表面28的位置处的内径等于或至少大致等于接纳部件4在开口6的位置处的外径。
应当注意，凹形联接部件2被构造成使得在打开位置套筒14也包围滚珠12，从而防止滚珠12从开口6掉出的可能性。
销20是细长的并且可以包括沿其纵向方向的通孔36。
销20在其外壁上设置有凹槽38，该凹槽在所示实施例中围绕圆筒对称的销20的整个外周延伸。凹槽具有大致半圆形的截面，其曲率优选地对应于滚珠12的曲率。销20的外端部40是圆形的。
为了联接结构部件，将销20插入凹形联接部件2(图5)。因为在凹形联接部件2的打开位置套筒14允许滚珠12移动，所以销20在插入期间可以被移动通过滚珠12。为了使销20与联接器2对准，销20包括突起42，该突起沿径向方向延伸超过销20的其他部分。突起42包括朝向联接器2定向的倾斜接触表面，该倾斜接触表面用于与止挡环10的匹配的接触表面43配合(图5)，该匹配的接触表面体现为锥形孔。由此，销20相对于凹形联接部件2被对准：销20按照箭头C插入到插入开口11中，直到接触表面43、44发生接触并防止沿箭头C的方向进一步移动。当接触表面43、44彼此发生接触时，销20的凹槽38中的一个与接纳部件4的孔6对准，使得滚珠12可以被带入该凹槽38中。
为了将销20保持在凹形联接部件2中，现在沿箭头A的方向旋拧套筒14，其中套筒14的接触表面28朝孔6的方向移位(图6)。滚珠12在此被套筒14的接触表面28锁定在销20的凹槽38中。因此，销20被保持在凹形联接部件2的接纳部件4中。套筒14朝插入开口11的方向在接纳部件4上的旋拧运动由止挡环10限制。因此，止挡环10防止接触表面28被旋拧超过孔6，由此可以再次释放联接器。在另一侧，第二止挡环16限制套筒14按照箭头C在接纳部件4上的运动，即到打开位置的运动是受限的。这防止了接纳部件4的壁部分32移动超过开口6，从而使滚珠12可能从孔6中掉出。第二止挡环16可选地包括用于接纳六角扳手的凹槽48，该六角扳手可用作将止挡环16固定在接纳部件4上的工具。
孔6具有锥形形式，其中开口的直径从接纳部件4的外壁到内壁在一定程度上减小。这防止了滚珠12从孔6朝接纳部件4的内部的方向掉出。
因为应用了滚珠12，所以联接器是自定位的。也就是说，如果销20未被放置成使得接触表面44完全抵靠插入开口11中的接触表面43，则在闭合凹形联接部件2的期间滚珠12将压靠在凹槽38的斜面上，使得销20被向内拉直到滚珠12已到达凹槽38的最低点。
在该闭合位置(图6)，凸形联接部件20的外端部仍然从凹形联接部件2突出。于是可以将该外端部放置在对应的第二凹形联接部件中。止挡环10的前表面39在此形成凸缘，第二凹形联接部件的对应的止挡环抵靠该凸缘放置。凸形联接部件20的突起42包括两个接触表面44、45。接触表面44在闭合位置位于抵靠接纳部件4的锥形接触表面43。接触表面45以类似的方式与第二凹形联接部件的锥形接触表面配合。因为在闭合期间凸形联接部件20被向内拉，所以两个凹形联接部件以其凸缘39彼此压靠。
在图5中，销20仍未被充分地插入以利用联接器2的自定位能力。在这种情况下，滚珠12不与凹槽38发生接触，而是与销20的圆形外端部40发生接触。不过，如果现在通过朝止挡环10的方向(按照箭头A)旋拧套筒14来闭合联接器2，则滚珠12将压靠销20的圆形外端部40，使得销20向外移动。于是，使用者将立即明白销20被错误地插入，使得使用者可以重新打开联接器，以便然后正确地插入销20。
在所示实施例中，止挡环10与接纳部件4一体形成。然而，也可以对接纳部件4设置外螺纹，其中止挡环10被设置为具有内螺纹部分的单独环，使得止挡环可以旋接到接纳部件4上。如果需要，在这种情况下，止挡环16可以与接纳部件4一体形成，但是也可以将止挡环10、16设置为单独的部件。
在所示实施例中，凹形联接部件2被附接到桁架的管18上。为此，可选地设置连接件50，该连接件例如通过焊接固定到管18中。连接件50包括内螺纹，使得接纳部件4的外端部26可以旋接到连接件50中。
图7中示出的是具有平行管18的桁架52，平行管18通过杆彼此连接。在该示例中示出的是具有三角形形状的桁架，但是本发明同样可以应用于具有四边形或其他形状的桁架。每个管18设置有根据本发明的凹形联接部件2。在每个凹形联接部件2中放置有凸形联接部件20，以便将桁架52连接到类似的桁架上。
图8示出了凹形联接部件2的第二示例性实施例。该图示出了处于打开位置的带有锁定套筒14的凹形联接部件2。凹形联接部件2在其外壁中包括靠近外端部8的凹槽，该外端部具有插入开口11。凹槽在所示实施例中直接位于止挡环10的后面。O形环52被放置在该凹槽中。O形环52在打开位置是可见的。当锁定套筒14移动到闭合位置时，套筒14滑动到O形环52上。O形环52在此抵靠套筒14夹紧，使得套筒被保持就位。由此防止锁定套筒14以不希望的方式打开。
O形环优选地设置有显眼的颜色，例如红色或橙色，以便使用者在联接器未闭合时立即注意到。
在第三实施例中，联接器包括单独的夹具56(图9)。在如图9所示的锁定套筒14的闭合位置，止挡件16位于距锁定套筒14一定距离处。因此，在锁定套筒14和止挡件16之间存在空间58，该空间在所示实施例中是环形的。夹具56可以放置在空间58中，以便因此阻止锁定套筒14移动到打开位置。
夹具56具有在空间58的位置处装配到接纳部件上的形式。在所示的实施例中，夹具56是U形的，使得夹具以夹紧的方式围绕接纳部件4的大致为圆柱形的外壁装配在空间58的位置处。
在所示的示例中，夹具56体现为弹性元件，即，U形夹具56的腿部可以弹性地移动，使得夹具可以围绕接纳部件4被卡扣。
夹具56例如由塑料制成。
夹具56例如在其U形形状的外端部处利用可选的突出部60装配。突出部60用作为接合点，以便如果需要则从空间58重新移除夹具56，从而使得能够打开联接器。
在所示实施例中，在沿着夹具56的U形形状的大约一半位置处，夹具包括设置有开口的另一可选的突出部62。可以穿过该开口插入线，使得可以通过拉动线将夹具56从接纳部件2移除。当夹具56没有围绕接纳部件2放置时，夹具56可以暂时利用线悬挂在联接器2所附接到的结构上。
应当注意，如果需要，凹形联接部件可以包括具有如第二实施例中的O形环52的凹槽以及如第三实施例中的夹具56。
在图8和图9中，套筒14设置有用于接纳六角扳手的凹部，该六角扳手可用作将套筒13从其闭合位置旋下的工具。但是，凹部是可选的，如果需要可以省略。
下面将参考图1阐述如上文所述的用于制造凹形联接部件和销的方法。由金属、优选为铝制造接纳部件4。例如通过冲压、挤压、铸造和/或机加工制造接纳部件4。例如通过借助于冲压使金属管变形来形成接纳部件4，之后通过机加工制造螺纹22、24和可选地制造螺纹26，并且通过钻孔制造开口6。可由与接纳部件4相同的材料制造套筒14和止挡环16。然而，优选地，由不同于接纳部件4的材料制造套筒14，优选地由例如为镀锌钢的钢来制造套筒。例如同样通过冲压、挤压、铸造和/或机加工来制造套筒14和/或环16。将滚珠12放置在接纳部件4的锥形孔6中。然后将套筒14旋接到接纳部件4上。最后，将止挡环16旋接到接纳部件4上。
由张力强的材料制造销20。使用的是例如由具有锌的铝合金、更优选地由7xxx铝合金来制造。例如通过冲压铝合金形成销20的基部，之后通过机加工销20的外壁来在销20上形成凹槽38、圆形外端部40和突出部42。在冲压过程中形成沿纵向方向贯通销20的开口，从而节省了材料。替代性地，贯通开口可以通过钻孔来制造。在当前优选的实施例中，销20采用实心形式，优选由28ST铝合金制成。
在所示的示例性实施例中，接纳部件4沿其整个长度是管状的。替代性地，根据本发明，外端部8可以是管状的，而接纳部件4的另一部分采用实心形式。
在第四实施例(图10A-图10B)中，活塞164设置在凹形部件102的接纳部件104中。活塞164包括头部166和杆168，该杆沿远离接纳部件104的插入开口的方向从头部延伸。弹簧170围绕活塞的杆168设置。接纳部件104包括用于容纳弹簧170的腔室172，其中弹簧170支承在该腔室172的后壁174上。
在所示的示例中，活塞164的杆168延伸穿过接纳部件104，使得杆168的后端部延伸超过接纳部件104。后端部设置有凹槽176，该凹槽中安装有止挡环以限制活塞164朝向插入开口的移动。
活塞164的头部166大致是圆柱形的。头部166的朝向插入开口定向的前部面包括用于接纳凸形部件120的凹部。围绕凹部形成直立边缘180。边缘180形成头部166的侧表面的一部分，该侧表面朝向接纳部件104的内壁。在活塞164的闭合位置，所述侧表面闭合容纳有滚珠112的贯通开口，如图10A所示。图10B示出了活塞164的打开位置，在该打开位置，活塞164通过凸形联接部件120克服弹簧170的弹力而被推离。在所述打开位置，头部166的侧表面不再覆盖用于滚珠112的开口，使得能够通过闭合锁定套管114而将滚珠112定位在凸形联接部件的凹槽138中。
在锁定套筒的打开位置(图10A)，当凸形联接部件尚未装配时，活塞164闭合用于滚珠112的开口。这可以防止污物进入这些开口。另一个优点是，当凸形联接部件未被放置在接纳部件中时，活塞164在锁定套筒的打开位置防止锁定套筒被闭合。
另外，凹形联接部件102包括带有O形环152的凹槽，该凹槽类似于如上所述的带有O形环52的凹槽。然而，对于凹形联接部件102而言，当锁定套筒处于其闭合位置时，O形环152定位在锁定套筒114的前端部(参见图10A)。因此，O形环152进一步密封接纳部件114以免污物进入。
图10A-图10B的闭合元件164和/或密封件152可以与其他实施例(图1-图9)组合，以产生本发明的进一步的替代实施例。
本发明决不限于上述优选的本发明实施例。所要求的权利由以下权利要求限定，在权利要求的范围内可以设想许多修改。
Claims (20)
1.用于连接结构部件的联接器，所述联接器包括凹形联接部件和放置在所述凹形联接部件中的凸形联接部件，所述凹形联接部件包括：
-接纳部件，所述接纳部件至少部分是管状的并且在其外端部处包括用于将所述凸形联接部件接纳在管状部分中的插入开口，其中，至少一个贯通开口被设置在所述接纳部件的管状部分的壁中；
-滚珠，所述滚珠被放置在所述至少一个贯通开口中并且能够沿所述接纳部件的径向方向移动；和
-锁定套筒，所述锁定套筒被旋接到所述接纳部件上并且包围所述接纳部件，其中，所述锁定套筒通过被旋接而能够相对于所述接纳部件沿着所述接纳部件的纵向方向在打开位置和闭合位置之间移动，在所述打开位置，所述锁定套筒允许在所述至少一个贯通开口中的所述滚珠沿着远离所述接纳部件的纵向轴线的方向移动，以便在使用期间将所述凸形联接部件放置在所述接纳部件中或者从所述接纳部件移除所述凸形联接部件，在所述闭合位置，所述锁定套筒沿着所述接纳部件的纵向轴线的方向紧压至少一个滚珠，以便在使用期间利用所述至少一个滚珠将所述凸形联接部件锁定在所述凹形联接部件中，
其中，所述凸形联接部件体现为细长的销，所述细长的销在其外壁中包括用于接纳所述至少一个滚珠的凹槽。
2.根据权利要求1所述的联接器，其中，所述锁定套筒通过多头螺纹而旋接到所述接纳部件上。
3.根据权利要求1或2所述的联接器，所述凹形联接部件进一步包括至少一个止挡件，所述止挡件用于限制所述锁定套筒相对于所述接纳部件的移动。
4.根据权利要求3所述的联接器，其中，所述止挡件被设置为旋接到所述接纳部件上的止挡环。
5.根据权利要求3或4所述的联接器，其中，所述止挡件位于所述锁定套筒的与所述锁定套筒的面向所述插入开口的一侧相对的一侧，以便限制所述锁定套筒沿朝向所述打开位置的方向的移动，其中，所述联接器进一步包括单独的夹具，所述夹具在所述锁定套筒的闭合位置以夹紧的方式装配在所述止挡件和所述锁定套筒之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述凹槽具有用于将所述滚珠引导到所述凹槽中的倾斜壁，并且所述凹槽优选地具有圆形形式。
7.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述凸形联接部件包括圆形外端部。
8.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述凸形联接部件包括沿所述纵向方向的贯通开口。
9.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述凸形联接部件由来自根据国际合金命名系统(IADS)的7000系列的铝合金制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述凸形联接部件的一个外端部被构造成联接到所述凹形联接部件，并且所述凸形联接部件的另一个外端部被构造成联接到对应的第二凹形联接部件。
11.根据权利要求10所述的联接器，其中，所述凹形联接部件围绕所述接纳部件的插入开口包括凸缘，所述凸缘用于与所述对应的第二凹形联接部件的对应的第二凸缘配合，其中，优选地：
-所述凹形联接部件的接纳部件具有与所述凸缘相邻的凹部并且包括接触表面；和
-所述凸形联接部件在其外壁上包括沿相对的方向面对的两个接触表面，所述两个接触表面用于与所述凹形联接部件的接触表面配合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述凹形联接部件的接纳部件设置有如下凹槽：在该凹槽中具有密封环。
13.根据权利要求12所述的联接器，其中，包括所述密封环的该凹槽被定位成使得包括所述密封环的该凹槽在所述锁定套筒的闭合位置和打开位置均被所述锁定套筒覆盖。
14.根据前述权利要求中任一项所述的联接器，其中，所述接纳部件设置有闭合元件，所述闭合元件被布置成当所述锁定套筒处于所述打开位置并且所述凸形联接部件未被放置在所述凹形联接部件中时闭合管状部件的至少一部分。
15.根据权利要求14所述的联接器，其中，所述闭合元件被布置在所述接纳部件的管状部分中，其中，所述闭合元件能够克服弹簧力沿着所述接纳部件的纵向方向从如下闭合位置和如下打开位置移动，在该闭合位置，所述闭合元件闭合所述至少一个贯通开口，在该打开位置，所述闭合元件使所述至少一个贯通开口暴露。
16.根据权利要求15所述的联接器，其中，所述闭合元件的被定向成朝向所述插入开口的端部包括具有圆形横截面的头部，所述圆形横截面的直径对应于管状部件在所述贯通开口的位置处的内径。
17.根据权利要求16所述的联接器，其中，被定向成朝向所述插入开口的所述头部的前部面包括用于接纳所述凸形联接部件的凹部，其中，直立边缘围绕所述凹部形成以便在所述闭合元件的闭合位置闭合所述至少一个贯通开口。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的联接器，其中，所述闭合元件由塑料制成。
19.桁架，所述桁架设置有根据前述权利要求中任一项所述的联接器。
20.用于制造联接器的方法，所述方法包括下述步骤：
-制造凹形联接部件，所述制造凹形联接部件包括：
-制造接纳部件，所述接纳部件至少部分是管状的并且在其外端部处包括用于将凸形联接部件接纳在管状部分中的插入开口，其中，
至少一个贯通开口位于所述接纳部件的管状部分的壁中；
-将滚珠放置在所述至少一个贯通开口中，所述滚珠能够沿着所述接纳部件的径向方向移动；
-通过螺纹将锁定套筒旋接到所述接纳部件上，使得所述套筒通过被旋接而能够相对于所述接纳部件沿着所述接纳部件的纵向方向在打开位置和闭合位置之间移动，在所述打开位置，所述锁定套筒使得在对应的贯通开口中的至少一个滚珠能够沿着远离所述接纳部件的纵向轴线的方向移动，以便在使用期间将凸形联接部件放置到所述接纳部件中或者将所述凸形联接部件从所述接纳部件移除，在所述闭合位置，所述锁定套筒沿着所述接纳部件的纵向轴线的方向紧压所述至少一个滚珠，以便在使用期间利用所述至少一个滚珠将凸形联接部件锁定在所述凹形联接部件中，和
-制造为细长的销的凸形联接部件，在所述细长的销的外壁中布置有用于接纳所述至少一个滚珠的凹槽。
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