用于框架结构的节点制造技术

技术编号:22006567 阅读:75 留言:0更新日期:2019-08-31 07:15
一种用于互连框架的框架构件(24)的节点(122),节点包括单件节点本体(128)。多个杯形节点连接器(126)设置在节点本体上。多个节点连接器中的每一个包括附接到节点本体的封闭端(34)和与封闭端相对且远离节点本体延伸的开放端(36)。侧壁(142)在封闭端与开放端之间延伸,并将封闭端连接到开放端。榫(140)形成于开放端上。榫形状和尺寸适于配合在框架构件内。在侧壁和榫之间形成过渡部(144),过渡部限定与框架构件协作的外周径向向外面向的凹槽,凹槽形状和尺寸适于接受焊接。

Nodes for Frame Structures

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于框架结构的节点
本公开涉及用于互连空间框架结构的节点。
技术介绍
许多车辆、机器和其它结构在开放框架上由诸如实心或中空支柱的细长结构构件构成,开放框架有时称为空间框架。空间框架通常是由互锁支柱(最常见为几何图案)构造的轻质刚性结构。空间框架可用于跨越具有很少诸如柱的内部支承件的较大区域。像桁架一样,空间框架很坚固,因为挠曲负载和弯矩沿着每个支柱的长度作为张力和压缩向量传递。空间框架在建筑构造方面很常见,如现代商业和工业建筑中的大顶板跨度。空间框架已用于多种车辆底盘,其中发动机和车身面板悬置,且车身面板具有很少或没有结构功能。在结构构件相交并形成框架接头的位置处,构件通常以角度切割并且处理成彼此配合。为了将处理的管状构件彼此附接,在连结时通常通过焊接或类似工艺采用夹具来保持管。备选地,可以在框架接头处使用可称为“凸耳”或“节点”的中空铸件,其中管例如在焊接、钎焊或锡焊之前内部配合到铸件中。中空铸件可排除使用夹具来保持每个元件的需要,但是管仍处理成最大化每个管进入铸件的插入尺寸。在此类连结方法中,在管或管与铸件的交点处存在应力集中,尤其在焊接处。此类夹具的设置和使用是耗时的。而且,对铸件内部的焊接的检查可能是困难的或可能需要昂贵的测试设备。
技术实现思路
本公开的一个方面是一种用于互连框架的框架构件的节点,节点包括单件节点本体。多个杯形节点连接器设置在节点本体上。多个节点连接器中的每一个包括附接到节点本体的封闭端和与封闭端相对并且远离节点本体延伸的开放端。侧壁在封闭端与开放端之间延伸,并且将封闭端连接到开放端。榫形成于开放端上。榫形状和尺寸适于配合在框架构件内。在侧壁和榫之间形成过渡部,过渡部限定与框架构件协作的外周径向向外面向的凹槽,凹槽形状和尺寸适于接受焊接。从下面的详细描述和附图将领会所公开的原理的另外的和替代的方面和特征。应当领会,如本文中公开的与工作机器的承载构件相关的原理能够在其它且不同的实施例中实施,并且能够在各个方面进行修改。因此,应当理解,前面的一般描述和下面的详细描述仅仅是示例性和解释性的,并不限制附带的权利要求书的范围。附图说明图1是根据本公开的实施例的利用结构节点的管状子框架的透视图;图2是根据本公开的实施例的节点的侧视图;图3是根据本公开的第二实施例的节点的左侧视图;图4是图3的节点的右侧视图;图5是图3的节点的仰视图;图6是图3的节点的前视图;图7是图3的节点的后视图;图8是图3的节点的局部截面视图;图9是图3的节点的管附接部分中的一个的近视图;图10是根据本公开的第三实施例的节点的透视图;图11为图10的节点的仰视图;图12为图10的节点的纵向截面视图;图13为根据本公开的第四实施例的节点的透视图;图14是具有在适当位置处的短管区段的图13的节点的俯视图;图15是没有管的图13的节点的俯视图;并且图16是图14的节点的截面视图。具体实施方式现在将详细参考具体实施例或特征,其示例在附图中示出。在尽可能的情况下,在整个附图中将使用相应或相似的附图标记来表示相同或相应的部分。此外,在可能存在多于一个相同类型的元件时,共同地或单独地对本文中所描述的各种元件进行引用。然而,此类引用在本质上仅是示例性的。可以注意到,对单数的元件的任何引用也可以被解释为涉及复数,反之亦然,而不将本公开的范围限制为这些元件的确切数量或类型,除非在所附权利要求书中明确阐述。图1示出了根据本公开的一个实施例的利用结构节点22的空间框架的子框架20,结构节点是连结两个或更多个支柱等的固定件。可构成车辆空间框架的一部分的所示子框架20例如示为向本文公开的主题结构节点元件提供背景,并且不旨在关于构造进行限制。子框架20示为包括互连多个框架构件24的一对结构节点22。例如,框架构件24可各自在一端连接到节点22中的一个,且在相对端处连接到结构板或框架部分30、另一个节点或另一个子框架。框架部分30示为具有连接器32,使用一个或多个紧固件(未示出),该连接器可用于将子框架20连接到一个或多个其它子框架,或连接到用于测试的测试固定件或空间框架或车辆的一些其它一个或多个元件。框架构件24可为具有任何合适截面形状的细长支柱。在一个实施例中,框架构件为管形,例如中空的圆柱形管形元件。框架构件24的端部可为开放式的,并且可包括在每个端部处通过相对于框架构件的长轴垂直地切割管而形成的圆形开口。框架构件24可为对接或直的计量构件。框架构件24可包括沿其长度变化的横截面,可为椭圆形、矩形、三角形或其它合适的形状。当呈管形元件形式时,框架构件24可包括指定内径和外径。节点22可形成大量的形状和尺寸的阵列,以适应用于互连框架构件24的广泛范围的构造。节点22可连接到至少一个框架构件24并且以任何合适的角度连接,并且因此可构造成支撑多种范围的子框架和框架的构造。还参考图2,每个节点22包括在节点上形成附接位置的两个或更多个节点连接器26。每个节点连接器26的尺寸和形状适于附接到框架构件24。每个节点22包括节点本体28,该节点本体支持节点连接器26的间距和定向。节点连接器26和节点本体28将在下文详细地阐述。至少一个节点连接器26设置在节点本体28上。如下文将更详细地展示,节点连接器是“U”形或类似的总体形状以限定基本上杯形或蛋形元件。每个节点连接器26可为中空的,以限定具有内部38空间的杯形状。内部空间38降低节点22的总重量,并且不显著降低组装的节点22和框架构件24的强度。U形的封闭端34朝向本体28定向,且U形的开放端36远离本体定向。开放端36包括榫40,其从节点连接器26的侧壁42形成并延伸,其中榫的尺寸和形状适于框架构件24的端部的对应内径。在所示实施例中,榫40是侧壁42的圆管形延伸部。以所示的形式,榫具有配合框架构件24的内径的外径。节点连接器26可包括呈从侧壁42延伸到榫40的斜面或肩部形式的成角的过渡部44。过渡部44从榫40沿径向向外且向下倾斜到侧壁42。在所示实施例中,过渡部44是环形的,形状和大小适于接收圆形框架构件24的环形端部。在图2的实施例中,五个节点连接器26设置在节点本体28上。五个节点连接器中的一组四个节点连接器26A-D具有位于同一平面中的轴线(An),该平面是附图页面的平面。第五节点连接器26E具有不在与安装件26A-D相同的平面中的轴线(An)。以此方式,可组装三维的子框架和框架。另外,节点连接器26A、26D中的两个共用轴线(An)。其可为节点22的一些实施例的特征,节点连接器26的轴线(An)在节点点(Ap)处汇聚。节点点(Ap)可位于节点本体28上。节点22的其它实施例不具有节点点的特征。节点本体28是将节点连接器26间隔开的固体材料腹板,在结构上相对于节点22上的其它节点连接器以正确角度定向保持每个节点连接器,并且构造成从节点连接器接收和分配负载。节点本体28和节点连接器26可根据诸如熔模铸造的熟知方法在单件中铸造,而不需要接缝、连结、子组件、多个零件、紧固件、粘合剂或任何其它连结或组装。节点本体28可由铁或铁合金、铝或铝合金、钛或钛合金、其它金属材料、复合材料或任何合适的材料制成。当由金属材料制成时,节点本体28可焊接或类似结合到框架构件24。在由复合材料制成的情况下,节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于互连框架的框架构件(24)的节点(122),所述节点包括:单件节点本体(128);以及设置在所述节点本体上的多个杯形节点连接器(126),所述多个节点连接器中的每一个包括:封闭端(34),所述封闭端附接到所述节点本体;开放端(36),所述开放端与所述封闭端相对并且远离所述节点本体延伸;侧壁(142),所述侧壁在所述封闭端与所述开放端之间延伸并且将所述封闭端连接到所述开放端;榫(140),所述榫形成于所述开口端上,所述榫形状和尺寸适于配合在框架构件内;以及在所述侧壁和所述榫之间的过渡部(144),所述过渡部限定与所述框架构件协作的外周径向向外面向的凹槽,所述凹槽形状和尺寸适于接受焊接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.20 US 15/4114181.一种用于互连框架的框架构件(24)的节点(122),所述节点包括:单件节点本体(128);以及设置在所述节点本体上的多个杯形节点连接器(126),所述多个节点连接器中的每一个包括:封闭端(34),所述封闭端附接到所述节点本体;开放端(36),所述开放端与所述封闭端相对并且远离所述节点本体延伸;侧壁(142),所述侧壁在所述封闭端与所述开放端之间延伸并且将所述封闭端连接到所述开放端;榫(140),所述榫形成于所述开口端上,所述榫形状和尺寸适于配合在框架构件内;以及在所述侧壁和所述榫之间的过渡部(144),所述过渡部限定与所述框架构件协作的外周径向向外面向的凹槽,所述凹槽形状和尺寸适于接受焊接。2.根据权利要求1所述的节点,其中所述节点本体尺寸和形状适于容纳附接固定件(160)。3.根据权利要求2所述的节点,其中所述节点本体包括中心部分(...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·米勒尔A·L·盖恩S·伊兹
申请(专利权)人:卡特彼勒公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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