材料优化的连接节点制造技术

本发明专利技术涉及一种系统(100)，包括连接节点(1)和至少一个第一连接主体(2，3，4)，其中：连接节点(1)包括连接节点中心主体(5)、用于与连接主体(2，3，4)结合的第一连接元件(6，7，8)以及用于与第二连接主体(2，3，4)结合的至少一个第二连接元件(6，7，8)；第一连接元件(6，7，8)和第二连接元件(6，7，8)连接至或能够连接至连接节点中心主体(5)；并且连接节点中心主体(5)和/或第一连接元件(6，7，8)和/或第二连接元件(6，7，8)的至少一部分通过例如3D打印的增材工艺或通过铸造工艺制成。

Material optimized joint

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】材料优化的连接节点
本专利技术涉及一种连接节点以及一种包括该连接节点和至少一个第一连接主体的系统。该连接节点包括一部分或多部分的连接节点中心主体、第一连接元件和至少一个第二连接元件。连接节点可以至少部分地通过增材工艺和/或铸造工艺来制造。
技术介绍
减轻重量和节省材料的重要性日益增加，特别是在诸如汽车或飞行器等运输工具的情况下。另外，由于可用的安装空间有限，使各个部件尽可能精确地适于可用的安装空间变得越来越重要，因为由于空气动力学原因和诸如机动车的标准车库的外部规格造成运输工具的外部尺寸不能随意改变。因此，每个开发工作的任务就是将诸如连接节点等零件设计和尺寸设置成使得其尽可能质轻、稳定和耐用并且适合指定安装空间中的指定空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种质轻且紧凑的连接节点。本专利技术的另一个目的是提供一种包括连接节点和要结合至连接节点的至少一个连接零件的系统。这些目的分别通过权利要求1和权利要求7的特征来实现。有利的另外的实施方式由从属权利要求限定。在本专利技术的第一方面，提供一种系统，其包括连接节点和至少一个第一连接主体，其中该连接节点包括一部分或多部分的连接节点中心主体、用于结合至第一连接主体的第一连接元件以及用于结合至第二连接主体的至少一个第二连接元件。第一连接元件和第二连接元件可以连接至连接节点中心主体，或者是与连接节点中心主体相连的。连接节点中心主体和/或第一连接元件和/或第二连接元件的至少一部分是通过例如3D打印的增材工艺或铸造工艺制造的。在连接节点或连接节点的部分的增材制造过程的情况下，可以在连接节点中集成其他功能，例如电缆或软管导向器、用于另外的部件的连接元件或保持器等。如果这样考虑系统，则可以将传统制造的连接节点分成彼此经由连接主体连接的两个或更多个较小的连接节点，这些连接节点优选至少部分地通过增材工艺制造。这能够进一步减小总重量，并且可以节省材料和制造时间，从而降低成本。多部分的连接节点中心主体例如可以由两个半壳形成，所述两个半壳结合在一起以形成连接节点中心主体，例如以形状配合的方式结合在一起和/或焊接和/或用螺钉连接和/或通过支撑带保持在一起。未在此明确提及的、适于该目的的其他已知类型的接头包括在本专利技术中。如果存在多于两个部分，例如三个、四个或更多个部分，则可以将连接节点中心主体进行组装并且逐部分结合。第一连接主体可以是金属板、板、型材主体、具有或没有内部加强支柱的中空型材主体或多腔室中空型材主体。型材主体可具有敞开的横截面，即U形或V形的横截面，或者具有封闭的横截面，例如圆形、三角形、正方形或多边形的横截面。型材主体可以通过挤出、拉挤或挤出或任何其他合适的工艺来制造。型材的主体可以由诸如钢或铝等金属制成，或者可以由塑料材料、特别是增强塑料材料制成，或者可以包括这些材料中的至少一种。所有部分的壁可以具有相同或不同的壁厚。这意味着，例如，在矩形型材的情况下，四个壁中的至少一个壁的壁厚可以不同于其他壁中的至少一个壁的壁厚。在多腔室中空型材的情况下，同样适用于形成多腔室的型材的腔室并将它们彼此分开的腔室壁。在加强支柱的情况下，同样适应于模具，即，横向于型材的纵向轴线的高度和厚度可以彼此不同。在系统中使用的每个单独型材的可能的负荷情况的计算和/或来自相应测试的测量结果可以用作确定型材壁尺寸的基础。用于连接节点中心主体的材料也可以包括金属和/或塑料或这些材料中的至少一种。如果连接节点中心主体的至少一部分是通过增材工艺制造的，这可能意味着这些增材制造的部分是单独制造的并在制造之后结合至其余的主体，或者意味着要增材制造的部分堆积或直接附接到其余的主体上。换言之，不是增材制造的其余主体用作例如通过3D打印工艺在其上“打印”一个或多个增材制造的部分的基础。根据本专利技术的连接节点和连接主体的优化，系统的质量可以减少约50％以上。增材工艺可以是3D打印工艺、激光烧结工艺或任何其他增材制造工艺。在下文中，使用术语“第一连接元件”和“连接元件”以及“第一连接主体”和“连接主体”，其中术语“连接元件”始终表示“第一连接元件和/或第二连接元件”，并且术语“连接主体”始终表示“第一连接主体和/或第二连接主体”。关于“第一连接元件”和“第一连接主体”的任何陈述也可以相应地适用于第二和所有其他的连接元件和连接主体。连接主体可以通过任何用户限定的方式与连接节点中心主体结合。这意味着它可以与连接节点中心主体可靠地锁定、焊接、螺钉连接、铆接、胶合等。连接的类型尤其取决于该连接是否应是可拆卸的，例如用于检查、维护或更换，或者两个部分的无损分离是否是可接受的。对于通过优选为液体或至少可流动的粘合剂进行的粘接，连接节点中心主体或第一连接主体可在面对连接节点中心主体的端面的至少一个周向外壁上具有至少一个凹部，通过该凹部可以将粘合剂加入到包括第一连接元件和第一连接主体的粘合剂连接部中，第一连接主体优选滑到第一连接元件上。代替所描述的凹部，连接主体可以在面对连接节点中心主体的端面附近具有孔，可以通过该孔加入粘合剂。在多腔室中空型材的情况下，可以为每个腔室设置一个孔。这具有减小粘合剂的流动路径的长度，从而提高了润湿可靠性的优点。本专利技术还包括类似于滑脂嘴的装置，可以通过该滑脂嘴加入粘合剂。该装置可以包括止回阀，以防止粘合剂从连接主体和连接元件之间的界面回流。替代地，可以将连接主体的一个端部插入连接元件中。在这种情况下，凹部可以形成在连接元件的内侧和/或连接元件的外侧上。有利的是，连接元件和连接主体之间的界面是平坦的，即，连接元件和连接主体的外侧在界面区域中设置在一个平面中，因为这防止了尖锐边缘造成伤害的风险。此外，防止了灰尘积聚在边缘区域中。第一连接元件可以突出超过连接节点中心主体的外周边缘，或者可以形成在连接节点中心主体的内部，使得当连接主体连接至连接节点中心主体时，连接主体的一个端面设置在连接节点中心主体的内部。在外部接缝的情况下，不可避免的接缝凹槽可以用热塑性材料密封，以便例如密封连接主体的开口侧面，从而防止腐蚀和污染。如果接缝凹槽位于连接节点中心主体内，则粘合剂可以提供此功能。可以在例如2巴至8巴、优选2.5巴至7巴、特别优选3巴至6巴的规定最小压力下通过上述凹部或孔等将粘合剂加入或压入到粘合剂连接部中。替代地，粘合剂也可以在结合之前以薄的干层或薄膜的形式施加到连接元件和/或连接主体上，然后例如可以通过加热来活化。在这种情况下，上述凹部或孔可支持将热量传递至粘合剂。优选地，在活化之后粘合剂的体积增大，以便补偿连接元件和连接主体之间可能的公差。第一连接元件可以在面对要被接收的连接主体的端面上包括多个接合元件，在这种情况下，连接主体特别地可以是多腔室中空型材，所述多个接合元件适于接合在多腔室中空型材的多个或所有腔室中。这意味着，在这种情况下，端面可以特别适于接合在中空部分的多个或所有腔室中。在这种情况下，任何接合元件可以在面对连接主体或连接节点中心主体的外壁的内侧的至少一侧上包括粘合剂能渗透到其中的凹穴。接合元件可以例如由用于连接元件和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统(100)，其包括连接节点(1)和至少一个第一连接主体(2，3，4)，其中，所述连接节点(1)包括：/n连接节点中心主体(5)，/n用于结合至所述连接主体(2，3，4)的第一连接元件(6，7，8)以及用于结合至第二连接主体(2，3，4)的至少一个第二连接元件(6，7，8)，并且，其中，/n所述第一连接元件(6，7，8)和所述第二连接元件(6，7，8)连接至或能连接至所述连接节点中心主体(5)，/n其特征在于：/n所述连接节点中心主体(5)和/或所述第一连接元件(6，7，8)和/或所述第二连接元件(6，7，8)的至少一部分是通过例如3D打印的增材工艺或铸造工艺制造的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 DE 202017105474.81.一种系统(100)，其包括连接节点(1)和至少一个第一连接主体(2，3，4)，其中，所述连接节点(1)包括：
连接节点中心主体(5)，
用于结合至所述连接主体(2，3，4)的第一连接元件(6，7，8)以及用于结合至第二连接主体(2，3，4)的至少一个第二连接元件(6，7，8)，并且，其中，
所述第一连接元件(6，7，8)和所述第二连接元件(6，7，8)连接至或能连接至所述连接节点中心主体(5)，
其特征在于：
所述连接节点中心主体(5)和/或所述第一连接元件(6，7，8)和/或所述第二连接元件(6，7，8)的至少一部分是通过例如3D打印的增材工艺或铸造工艺制造的。


2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述第一连接主体(2，3，4)是中空型材、具有内部连接支柱的中空型材或多腔室中空型材。


3.根据前述任一项权利要求所述的系统(100)，其中，所述连接节点中心主体(5)借助于粘合剂结合至所述连接主体(2，3，4)。


4.根据前述任一项权利要求所述的系统(100)，其中，所述连接节点中心主体(5)或所述第一连接主体(2，3，4)在面对所述连接节点中心主体(5)的端面的至少一个周向外壁附近包括至少一个开口(10，11)，粘合剂能够通过该开口加入到包括所述第一连接元件(6，7，8)和所述第一连接主体(2，3，4)的粘合剂连接部中。


5.根据前述任一项权利要求所述的系统(100)，其中，所述连接节点(1)将运输工具框架的零件彼此连接，并且所述第二连接元件(6，7，8)或第三连接元件(6，7，8)形成悬挂支柱固定件或能够连接至悬挂支柱固定件。


6.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，所述第二连接元件(6，7，8)和/或所述第三连接元件(6，7，8)和/或任何其他连接元件适于连接至多腔室中空型材。


7.一种用于连接至第一连接主体(2，3，4)和至少一个第二连接主体(2，3，4)的连接节点(1)，其中，所述连接节点(1)包括：
连接节点中心主体(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·哈泽瑙尔，斯文·奥尔洛夫，马丁·希勒布雷希特，克劳斯·埃梅尔曼，弗朗克·贝克曼，
申请(专利权)人：EDAG工程有限公司，弗劳恩霍夫应用研究促进协会，肯联铝业辛根有限责任公司，概念激光有限公司，BLM有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE