Joint with reinforcing ribs

Abstract

The embodiments of the present application provide several types of joints (10). In any case, the joint (10) may include a main body (1) and a protrusion (2), and the protrusion (2) is formed into a column. The joint (10) further comprises a plurality of reinforcing ribs (3), the reinforcing ribs (3) are arranged on the outer periphery of the protrusion (2) close to the main body (1), and the outer side surfaces of all the reinforcing ribs (3) together define the side surface of a frustum matching the column. Thus, while ensuring the equivalent strength of the joint (10), the material usage can be effectively reduced, achieving lightweight design and cost-saving. Further, the joint (10) provided in the embodiments of the present application can make the structure cool more evenly during the injection molding process, reduce the internal porosity, and improve the structural compactness. In addition, the axial compressive strength of the joint (10) can be improved through the support system formed by the reinforcing ribs (3), and the mold design can be simplified, the manufacturing process can be optimized, and the production cost can be reduced.

Description

JOINT WITH REINFORCING RIBSTECHNICAL FIELD

[0001] The present disclosure relates to the technical field of mechanical connections, and specifically to a joint with a reinforcing rib structure, which is suitable for scenarios such as pipeline connections that require high axial strength, lightweight design, and deformation resistance.BACKGROUND

[0002] In the modern industrial system, pipeline systems for transporting fluids such as liquids and gases are widely used in many fields including energy, chemical engineering, metallurgy, and construction, and are important infrastructure for ensuring the normal operation of production activities. The efficient operation of these pipeline systems directly affects the efficiency and safety of industrial production. As the core component for connecting pipelines, the performance of the joint directly affects the reliability, safety, and service life of the entire pipeline system, and plays a crucial role in the stable operation of industrial production.

[0003] The quality of the joint is closely related to the manufacturing process. Defects in the manufacturing process often lead to poor joint quality, which not only affects the sealing performance and strength of the joint, but also may cause other hidden dangers during long-term use. A poorly-quality joint is prone to deformation during or after the butting process. Joint deformation directly reduces the joint strength, thereby affecting the pressure-bearing capacity and safety of the entire pipeline system.

[0004] Joint strength is a key factor for ensuring the normal operation of the pipeline system. It directly determines whether the pipeline system can withstand the internal fluid pressure and various loads imposed by the external environment. Take the long-distance oil and gas transportation pipelines as an example. The internal fluid pressure usually reaches dozens or even hundreds of megapascals. In such a high-pressure environment, if the joint is deformed due to quality problems and its strength is reduced, it is very likely to cause damage such as cracks and fractures, resulting in serious safety accidents and huge economic losses. In addition, the strength of the joint also affects the stability of the pipeline system under extreme weather conditions. For example, in the event of natural disasters such as earthquakes and storms, the quality of the joint is particularly important.

[0005] The quality of the joint is directly related to the reliability and safety of the pipeline system. In addition to causing joint deformation, reducing strength, and then leading to pipeline rupture, a sub-standard joint may also cause fluid leakage due to its poor sealing performance. Fluid leakage not only causes resource waste but also may pollute the environment and even cause irreversible damage to the surrounding ecosystem. In addition, the quality of the joint also affects the service life of the pipeline system. A high-quality joint can significantly extend the service life of the pipeline system, reduce maintenance costs and downtime, and ensure the continuity and efficiency of industrial production.

[0006] In summary, in modern industry, there are still some problems that need to be improved in pipeline joints for transporting fluids. With the continuous development of industrial technology, the performance requirements for pipeline systems are increasing day by day. Therefore, it is urgent to develop a new type of joint to solve the problems existing in the existing joints and meet the needs of industrial production.SUMMARY

[0007] One object of the present disclosure is to overcome the shortcomings in the related art and provide a joint that solves the deficiencies of the existing joints in terms of strength, manufacturing process, and performance stability. For example, traditional joints use a solid structure to ensure strength, resulting in large material consumption and high costs, and internal pores are prone to appear during the injection molding process, affecting the structural compactness.

[0008] The present disclosure provides a joint, which includes a main body and a protrusion. The protrusion is formed into a column. The joint further includes a plurality of reinforcing ribs. The reinforcing ribs are arranged on the outer periphery of the protrusion close to the main body. The outer side surfaces of all the reinforcing ribs together define the side surface of a frustum that matches the column.

[0009] In a possible implementation, the reinforcing ribs include first ribs. The plane where each of the first ribs is located forms an angle with the bottom surface of the protrusion, and the first ribs are adjacent to the outer side surface of the protrusion.

[0010] In a possible implementation, the plane where each of the first ribs is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion.

[0011] In a possible implementation, the first ribs are evenly spaced from each other along the circumferential direction of the protrusion.

[0012] In a possible implementation, the first ribs are non-evenly spaced from each other along the circumferential direction of the protrusion.

[0013] In a possible implementation, the thickness of each first rib is the same.

[0014] In a possible implementation, the plane where each first rib is located passes through the axis of the protrusion.

[0015] In a possible implementation, the planes where all the first ribs are located do not pass through the axis of the protrusion.

[0016] In a possible implementation, the first ribs are parallel to each other.

[0017] In a possible implementation, at least some of the first ribs are not parallel to each other.

[0018] In a possible implementation, the planes where some of the first ribs are located pass through the axis of the protrusion, and the planes where the remaining first ribs are located do not pass through the axis of the protrusion.

[0019] In a possible implementation, the reinforcing ribs include second ribs, and the second ribs intersect with the first ribs.

[0020] In a possible implementation, the plane where each of the second ribs is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion.

[0021] In a possible implementation, the thicknesses of at least some of the first ribs become narrower as they approach the protrusion.

[0022] In a possible implementation, the thicknesses of at least some of the first ribs become thicker as they approach the protrusion.

[0023] In a possible implementation, the column is a cylinder, and the frustum is a circular frustum.

[0024] In a possible implementation, the column is a prism, and the frustum is a prismoid.

[0025] The joint design of the present disclosure can effectively reduce the material usage while ensuring the equivalent strength of the joint, achieving lightweight design and cost savings. During the injection molding process, it can make the structure cool more evenly, reduce the internal porosity, and improve the structural compactness. It can also improve the axial compressive strength of the joint through the support system formed by the reinforcing ribs, simplify the mold design, optimize the manufacturing process, and reduce the production cost.

[0026] This summary is provided to introduce a selection of inventive concepts in a simplified form that will be further described in the detailed description below. This summary is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to assist in determining the scope of the claimed subject matter. For example, the term “subject matter” may refer to the components, structures, processes, methods, and / or operations described above and throughout this document.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0027] With reference to the accompanying drawings, further features, details, and advantages of the present disclosure are shown in the description of the exemplary embodiments. In the drawings:

[0028] FIG. 1A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0029] FIG. 1B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0030] FIG. 2A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0031] FIG. 2B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0032] FIG. 3A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0033] FIG. 3B shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0034] FIG. 3C shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0035] FIG. 4A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0036] FIG. 4B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0037] FIG. 5A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0038] FIG. 5B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0039] FIG. 6A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0040] FIG. 6B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0041] FIG. 7A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0042] FIG. 7B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0043] FIG. 8A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0044] FIG. 8B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0045] FIG. 9A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0046] FIG. 9B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0047] FIG. 10A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0048] FIG. 10B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0049] FIG. 11A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0050] FIG. 11B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0051] FIG. 12 shows a schematic perspective view of the novel joint design according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0052] FIG. 13 shows a schematic perspective view of the joint design using an integrated column-frustum structure according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0053] FIG. 14 is an image showing the porosity test results of the novel joint design according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0054] FIG. 15 is an image showing the porosity test results of the joint design using an integrated column-frustum structure according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0055] It should be clearly noted that the accompanying drawings are only drawn for the purpose of illustrating the technical solution of the present invention. The specific position, direction, orientation, and size information shown in the figures are only for reference to assist in understanding the present invention, and are not an exact limitation of the corresponding elements in the actual application or implementation process of the present invention. In the actual application of the present invention, the position, direction, orientation, and size of each element can be reasonably adjusted and changed according to specific needs and actual situations.DETAILED DESCRIPTION

[0056] The description of the following exemplary embodiments refers to the accompanying drawings. These exemplary embodiments are only specific implementation manners in which the present disclosure can be implemented, and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way. The directional terms mentioned in the present disclosure, such as [up] , [down] , [front] , [back] , [left] , [right] , [inside] , [outside] , [end] , etc., only refer to the directions with reference to the accompanying drawings. Therefore, the directional terms used are for explaining and understanding the present disclosure, rather than limiting the present disclosure. In the drawings, units with similar structures are denoted by the same reference numerals. In the drawings, for clear understanding and convenient description, the sizes of some components are exaggerated and / or the structures of some components are simplified. That is, the size and structure of each component shown in the drawings are schematically shown, and the present disclosure does not limit this.

[0057] In modern industrial applications, as the key component for connecting pipelines, the performance of the joint directly affects the reliability, safety, and service life of the pipeline system.

[0058] As a preface to the embodiments of the present disclosure, a joint using an integrated column-frustum structure is provided. In some embodiments, the joint can be realized through injection molding or other manufacturing processes.

[0059] FIG. 13 shows a schematic perspective view of the joint design using an integrated column-frustum structure according to the exemplary embodiment disclosed herein. As shown in FIG. 13, the joint 10 includes a main body 1 and a protrusion 2. In this example, the protrusion 2 is formed into a cylinder. In the joint 10, a circular frustum (hereinafter referred to as the frustum) 4 integrally formed with the protrusion 2 is arranged adjacent to the main body 1. The top surface of the frustum 4 coincides with the bottom surface of the cylinder (i.e., the protrusion 2) . In other words, the axis of the cylinder is collinear with the axis of the frustum.

[0060] The inventors of the present disclosure found through experiments on the above-mentioned joint design using an integrated column-frustum structure that this design has the following problems, including but not limited to:

[0061] Weight and material waste: The integrated column-frustum structure requires a large amount of materials, resulting in a heavy joint and increasing the transportation and installation costs. Especially in weight-sensitive fields such as aerospace and automobile manufacturing, it is difficult to meet the lightweight requirements.

[0062] Manufacturing defects: During the injection molding process, thick-wall structures are prone to internal defects such as pores and sink marks. These defects will significantly reduce the mechanical properties of the joint, such as compressive strength and fatigue resistance. In addition, internal defects may also cause local stress concentration during the butting process of the joint, increasing the risk of fracture.

[0063] Poor adaptability: Traditional joint structures usually adopt a uniform thickness design and cannot adjust the local strength according to the load direction. For example, when subjected to lateral forces, the uniform thickness design of the frustum cannot effectively disperse the stress, resulting in plastic deformation or fatigue failure of the joint.

[0064] Therefore, there is an urgent need for a new joint structure that can achieve lightweight design while ensuring strength and improve the manufacturability to meet the needs of modern industry for high-performance joints.

[0065] The embodiments of the present disclosure provide several lightweight and high-strength joint structures. By optimizing the layout and geometric features of the reinforcing ribs, the axial compressive capacity is improved while reducing the material usage, and the manufacturability is improved.

[0066] The embodiments of the present disclosure provide several joints 10. Referring to FIGS. 1A to 11B, in any case, the joint 10 may include a main body 1 and a protrusion 2. Depending on the application scenario of the joint 10, the main body 1 may adopt any suitable structure. Therefore, the main body 1 is simplified in the illustration of the joint 10. It is easy for those skilled in the art to understand that the part below the break line indicated by the reference numeral 1 is the main body 1 of the joint 10.

[0067] As shown in the figure, the protrusion 2 may be formed into a column. In some embodiments, the joint 10 may further include a plurality of reinforcing ribs 3. In some embodiments, the reinforcing ribs 3 may be arranged on the outer periphery of the protrusion 2 close to the main body 1. In some embodiments, the outer side surfaces of the reinforcing ribs 3 may together define the side surface of a frustum that matches the column.

[0068] As used herein, the term “the ‘outer side surface’ of the reinforcing rib” 3os (for example, as shown in FIG. 1A) refers to the surface of the reinforcing rib facing away from the axis of the protrusion. This surface has a certain geometric shape in space. The outer side surfaces 3os of a plurality of reinforcing ribs cooperate with each other and present a shape similar to the side surface of a specific frustum as a whole.

[0069] Specifically, each reinforcing rib has its own outer side surface. When these reinforcing ribs are arranged on the outer periphery of the protrusion close to the main body in a specific way, the shape formed by the combination of these outer side surfaces is similar to the side surface of a frustum. For example, as shown in FIG. 1, a plurality of reinforcing ribs are evenly spaced along the outer periphery of the cylindrical protrusion, and the combination of their outer side surfaces may present a shape similar to the side surface of a circular frustum, that is, from the end of the protrusion close to the main body to the other end, the overall contour gradually shrinks, just like the change trend of the side surface of the frustum from the large bottom surface to the small bottom surface.

[0070] More intuitively, the outer side surfaces 3os of the reinforcing ribs can be regarded as small planes. When a continuous curved surface is used to fit these small planes as closely as possible, the resulting curved surface is their envelope. In the joint design of this example, the shape presented by this envelope exactly matches the shape of the side surface of a frustum. That is to say, from an overall perspective, the envelope of the outer side surfaces of these reinforcing ribs forms a contour similar to the side surface of a frustum, just like wrapping a piece of paper along the outer side surfaces 3os of a plurality of reinforcing ribs, and finally presenting the shape of the side surface of a frustum.

[0071] The term “column” refers to a three-dimensional figure formed by translating a plane figure (such as a circle, a polygon, etc. ) serving as the bottom surface a certain distance along the direction perpendicular to the bottom surface. Columns include but are not limited to cylinders (with a circular bottom surface) , straight prisms (with a polygon as the bottom surface and the lateral edges perpendicular to the bottom surface) , etc. A column has two parallel and congruent bottom surfaces and a side surface connecting the two bottom surfaces. The side surface is a parallelogram (for a straight prism) or a curved surface (for a cylinder) .

[0072] A frustum is the part between the cross-section and the bottom surface after a cone is cut by a plane parallel to the bottom surface. It has an upper bottom surface, a lower bottom surface, and a side surface. The term “afrustum ‘matching’ the column” refers to a frustum whose smaller (upper) bottom surface (or top surface) is congruent with the bottom surface of the column, and the axis of the frustum coincides (is collinear) with the axis of the column. When the column is a cylinder, the matching frustum is a circular frustum. When the column is a straight prism, the matching frustum is a straight prismoid. Specifically, if the straight prism is a regular N-prism, the matching frustum is a regular N-prismoid; if the column is an irregular straight prism, the matching frustum is an irregular straight prismoid whose smaller (upper) bottom surface (or top surface) is congruent with the bottom surface of the irregular straight prism.

[0073] In industrial production, material cost, product weight, quality, and production process are all key factors affecting the economy and practicability of products. The joint solution of this example shows significant advantages in these aspects. Traditional designs often use a solid frustum to ensure structural strength, but this consumes a large amount of materials, and the weight is relatively large, resulting in high transportation and installation costs. The novel joint design of the present disclosure uses reinforcing ribs to replace the traditional solid frustum. While ensuring the equivalent strength of the traditional solid frustum, it significantly reduces the material usage, realizes the lightweight of the joint 10, reduces the difficulty and cost of transportation and installation, and also reduces the raw material procurement cost. It has broad application prospects in fields with strict weight requirements such as aerospace and automobile manufacturing.

[0074] It can be understood that during the injection molding process, due to uneven heat dissipation, the traditional structure is prone to form pores inside, reducing the structural compactness and performance of the product. The rib-shaped structure of this joint design can dissipate heat more evenly during the injection molding process, avoiding local overheating or over-cooling, ensuring uniform cooling, significantly reducing the internal porosity, improving the structural compactness, enhancing the strength and reliability of the joint 10, enabling it to better adapt to complex usage environments, and extending the service life.

[0075] It can also be understood that in actual use, the joint 10 needs to bear axial loads and has high requirements for deformation resistance. The reinforcing ribs of this joint design can evenly disperse the load, avoiding local stress concentration, and significantly improving the compressive strength of the joint 10. Compared with the traditional structure, it can better maintain the shape and structural integrity, reduce the risk of deformation and damage, and provide a reliable guarantee for the stable operation of the pipeline system.

[0076] In addition, the injection molding cycle of the mold also affects the product production cost and production efficiency. The injection molding cycle of the joint design using an integrated column-frustum structure as shown in FIG. 13 is long, while the rib-shaped structure of this joint design shown in FIGS. 1A to 11B relatively shortens the injection molding cycle of the mold, enabling more joint components to be produced per unit time and improving the production efficiency.

[0077] Now refer to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A shows a schematic front view of an implementation of the joint 10 according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 1B shows a schematic top view of an implementation of the joint 10 according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0078] In some embodiments, the reinforcing ribs may include first ribs. As used herein, the term “first rib” refers to a strip-shaped component used to enhance the structural strength of the joint, such as a rib, which may be flat or plate-shaped.

[0079] In some embodiments, the plane where the first ribs 31 are located may be perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2. As used herein, the term “the plane where the first rib is located” 31s may refer to, except for the outer side surface 31os of the first rib 31, a plane determined by a surface on the first rib 31 that forms a right-dihedral angle or an acute-dihedral angle with the bottom surface of the protrusion 2. This plane is of great significance in the structure of the joint 10, as it reflects the specific spatial position relationship and angular setting between the first rib 31 and the protrusion 2. When the plane 31s where the first rib is located forms a right-dihedral angle with the bottom surface of the protrusion 2, the first rib 31 can be arranged in a way perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2. When the joint 10 bears an axial load, the first rib 31 can more directly and effectively transmit the axial force to the protrusion 2, enhancing the bearing capacity and stability of the joint 10 in the axial direction, and is suitable for application scenarios that need to bear relatively large axial pressures. Specifically, when the plane 31s where the first rib is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2, the first rib can most directly transmit the axial force borne by the joint 10 to the protrusion 2. In some application scenarios that need to bear relatively large axial pressures, such as the pipeline connection of large-scale mechanical equipment, this first rib 31 arranged perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2 can effectively prevent the protrusion from bending or deforming under axial pressure, ensuring that the joint can work stably and greatly improving the axial bearing performance of the joint.

[0080] Now refer to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 2B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0081] In some embodiments, the plane 31s where the first rib is located may form an angle with the bottom surface of the protrusion. This angular setting enables the first rib to support the joint 10 in an inclined way relative to the bottom surface of the protrusion 2, better dispersing the external force borne by the joint 10 and enhancing the deformation resistance of the joint 10. For example, in some pipeline connection scenarios that bear complex stresses, the angular setting of the first rib and the bottom surface can decompose and transmit forces in different directions, reducing local stress concentration.

[0082] In the context of the present disclosure, the angle formed by the plane 31s where the first rib is located and the bottom surface of the protrusion 2 generally refers to an acute-dihedral angle. In particular, for a single first rib 31 arranged in the above-described “inclined” way, it generally has two such acute-dihedral angles. As an example and not a limitation, for a single first rib 31, the smaller one of its two acute-dihedral angles can be regarded as the angle formed by the plane 31s where the first rib is located and the bottom surface of the protrusion 2.

[0083] When the plane 31s where the first rib is located forms an acute-dihedral angle with the bottom surface of the protrusion 2, the first rib 31 is arranged in an inclined posture relative to the bottom surface of the protrusion 2. This setting can change the transmission path and distribution pattern of the force, so that when the joint bears an external force, the force can be more evenly dispersed to each part of the joint, avoiding local stress concentration, thereby improving the overall deformation resistance and reliability of the joint, and is suitable for the working environment where the joint bears complex stresses, for example.

[0084] In some embodiments, considering the injection molding process, the first rib and the protrusion may be integrally formed, which makes the first rib “inherently” adjacent to the outer side surface of the protrusion 2, that is, it extends to the outer side surface of the protrusion 2. This adjacency relationship formed, for example, by the way of integral molding, ensures that there is no assembly gap or weak connection point between the first rib and the protrusion during the molding process, and can more effectively restrain the deformation of the protrusion. When the joint is subjected to an external force, the integrally-formed protrusion and the first rib can work seamlessly together to form a unified overall structure. The first rib can quickly and evenly disperse the external force borne by the joint 10 to the protrusion 2 and the entire joint structure, avoiding local stress concentration, thereby significantly improving the overall stability and reliability of the joint. In practical applications, for example, in pipeline connections that bear frequent vibrations or impact loads, this close adjacency and coordinated working ability brought about by integral molding can enable the joint to decompose the axial impact force to a large extent and ensure the stable operation of the pipeline system.

[0085] In some embodiments, for all the first ribs 31 of the joint 10, the angles formed by the planes 31s where each first rib is located and the bottom surface of the protrusion 2 may be the same or different, and the present disclosure does not impose any restrictions on this.

[0086] Now refer to FIGS. 3A to 3C. FIG. 3A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 3B shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 3C shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. One of FIG. 3A or FIG. 3B can be obtained by rotating the other by a certain angle along the circumferential direction of the protrusion 2.

[0087] In some embodiments, the reinforcing ribs 3 may include second ribs 32, and the second ribs 32 may intersect with the first ribs 31. It can be understood that the first ribs 31 described herein are generally straight, regardless of whether they are inclined relative to the bottom surface of the protrusion 2. As shown in the figure, the second ribs 32 may refer to transverse components connecting these straight first ribs 31, such as cross-beams. After the second ribs 32 acting as, for example, cross-beams intersect with the straight first ribs 31, they together form a more stable spatial structure. In some pipeline connection application scenarios where the overall stiffness of the joint needs to be enhanced, the arrangement of the second ribs 32 can connect some of the first ribs 31 into a whole and integrate with these first ribs 31, enabling the joint 10 to better resist various complex external forces and improving the overall stability and reliability of the joint.

[0088] It can be understood that the arrangement of the second ribs 32 may depend on the structure and performance of the injection molding machine nozzle. For example, factors such as the diameter of the injection molding machine nozzle, injection pressure, and material fluidity may affect the distribution density, thickness, and shape design of the second ribs 32. In addition, the specific position and quantity of the second ribs 32 can also be optimized and adjusted according to the structural strength requirements of the product, the feasibility of the injection molding process, and the complexity of the mold design. It can also be understood that the shape and size of the second ribs 32 are not specifically limited, as long as the outer side surfaces 32os of the second ribs cooperate with the outer side surfaces 31os of the first ribs to present a shape similar to the side surface of a specific frustum as a whole (this specific frustum “matches” the column of the protrusion 2, as described above) , as shown in FIGS. 3A to 3C. For example, the second ribs 32 may be arc-shaped, wavy, or other geometric shapes, and their cross-sections may be rectangular, trapezoidal, or irregular shapes, as long as their outer side surfaces 32os and the outer side surfaces 31os of the first ribs together form the required side surface contour of the frustum. This design flexibility can not only meet the functional requirements of different products but also optimize the material fluidity and cooling efficiency during the injection molding process, thereby improving the production efficiency and product quality.

[0089] Now refer to FIGS. 4A and 4B. FIG. 4A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 4B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0090] As can be seen from the figure, in some embodiments, the plane 32s where the second ribs 32 are located may be perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2. At this time, similar to the straight first ribs 31, the shape of the second ribs 32 is flat or plate-shaped. Therefore, as used herein, when referring to “the plane 32s where the second ribs 32 are located” , it may mean that the second ribs 32 are not non-planar shapes but are flat. Therefore, the plane 32s where the second ribs 32 are located being perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2 is equivalent to the outer side surface 32os of the second ribs 32 or the inner side surface opposite to it being perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2.

[0091] Now refer to FIGS. 5A and 5B. FIG. 5A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 5B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0092] As can be seen from the figure, in some embodiments, the planes where all the first ribs 31 are located may not pass through the axis of the protrusion 2, which may be useful in certain specific situations. It should be noted that although the figure illustrates that the planes where the first ribs 31 are located may not pass through the axis of the protrusion 2 by taking all the first ribs 31 perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2 as an example, it can be understood that in the case where all the first ribs 31 are inclined relative to the bottom surface of the protrusion 2, the planes where all the first ribs 31 are located may not pass through the axis of the protrusion 2, either.

[0093] It can also be seen from the figure that, in some embodiments, when the planes where all the first ribs 31 are located do not pass through the axis of the protrusion 2, at least some of the first ribs 31 may not be parallel to each other, which may be useful in certain specific situations.

[0094] Now refer to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 6B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0095] As can be seen from the figure, in some embodiments, when the planes where all the first ribs 31 are located do not pass through the axis of the protrusion 2, the first ribs 31 may be parallel to each other, which may be useful in certain specific situations.

[0096] Now refer to FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 7B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0097] As can be seen from the figure, in some embodiments, the planes where some of the first ribs 31 are located pass through the axis of the protrusion 2, and the planes where the remaining first ribs 31 are located do not pass through the axis of the protrusion 2, which may be useful in certain specific situations. It should be noted that although the figure illustrates that the planes where some of the first ribs 31 are located may not pass through the axis of the protrusion 2 by taking all the first ribs 31 perpendicular to the bottom surface of the protrusion 2 as an example, it can be understood that when some of the first ribs 31 are inclined relative to the bottom surface of the protrusion 2, the planes where these first ribs 31 are located may also not pass through the axis of the protrusion 2.

[0098] As can be seen from the figure, in some embodiments, the first ribs 31 may be non-evenly spaced from each other along the circumferential direction of the protrusion 2. As used herein, when referring to “spacing” , it may mean the shortest distance between the intersection lines of adjacent first ribs 31 and the bottom surface of the protrusion 2 respectively. In some cases, this spacing may also refer to the longest distance between the intersection lines of adjacent first ribs 31 and the bottom surface of the protrusion 2 respectively, etc., and the present disclosure does not impose any restrictions on this.

[0099] Of course, in other embodiments, the first ribs 31 may be evenly spaced from each other along the circumferential direction of the protrusion 2.

[0100] Now refer to FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 8B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0101] As can be seen from the figure, in some embodiments, the first ribs 31 can be divided into two (or more) groups. Further, the planes 31s where the first ribs in each group are located are parallel to each other, and the planes 31s where the first ribs in different groups are located form an angle with each other, for example, 90 degrees, as depicted in the figure.

[0102] Now refer to FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 9B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0103] As can be seen from the figure, in some embodiments, the thickness of at least some of the first ribs 31 becomes narrower as they approach the protrusion 2 (for example, the outer side surface of the protrusion 2) .

[0104] Of course, in other embodiments, the thickness of at least some of the first ribs 31 becomes thicker as they approach the protrusion 2 (for example, the outer side surface of the protrusion 2) .

[0105] Now refer to FIGS. 10A and 10B. FIG. 10A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 10B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0106] As can be seen from the figure, in some embodiments, the column may be a prism, and the frustum may be a prismoid. For example, in the figure, the column is depicted as a regular hexagonal prism, and the matching frustum is depicted as a regular hexagonal prismoid. It can be understood that other combinations of regular N-prisms and regular N-prismoids can also be conceived, and the present disclosure does not impose any restrictions on this.

[0107] Now refer to FIGS. 11A and 11B. FIG. 11A shows a schematic front view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein. FIG. 11B shows a schematic top view of an implementation of the joint according to the exemplary embodiment disclosed herein.

[0108] As can be seen from the figure, in some embodiments, the thickness of at least some of the first ribs 31 becomes narrower as they approach the protrusion 2 (for example, the outer side surface of the protrusion 2) , the thickness of at least some of the first ribs 31 becomes thicker as they approach the protrusion 2 (for example, the outer side surface of the protrusion 2) , and the narrowing degree of the former and the thickening degree of the latter may not be consistent, and the present disclosure does not impose any restrictions on this.

[0109] It should be noted that in FIG. 1, a rounded transition portion 5 is designed at the end of the protrusion 2 of the joint away from the main body 1. Its main purpose is to facilitate the pre-alignment of the joint 10. The rounded design of the transition portion 5 can play a guiding role during the insertion process, simplifying the docking operation and reducing the risk of damage caused by misalignment. Although the design of the rounded transition portion 5 is only shown in FIG. 1, those skilled in the art can understand that similar transition portions 5 can also be adopted in the designs or their variants in the remaining figures. For example, the shape of the transition portion 5 can be adjusted to an arc, a bevel, or other geometric shapes according to specific application requirements, as long as it can achieve the pre-alignment function and optimize the stress distribution.

[0110] In some special cases, the rib design of the present disclosure can also be applied to oblique prisms and matching oblique prismoids. The structures of oblique prisms and oblique prismoids are usually used in application scenarios that require specific angles or directional connections. The rib design of the present disclosure is not only applicable to traditional cylinder-frustum and regular prism-regular prismoid structures, but can also be adapted to the geometric characteristics of oblique prisms and oblique prismoids by adjusting the distribution, angle, and thickness of the ribs.

[0111] The various characteristics and attributes of the first ribs 31 and the second ribs 32 in the exemplary embodiments described above can be combined with each other, as long as their outer side surfaces 31os and 32os together form the required side contour of the frustum. For example, the characteristics such as the thickness, distribution density, and shape of the first ribs 31 can be arbitrarily combined with the corresponding characteristics of the second ribs 32 to meet different requirements for structural strength, material distribution, or molding processes. Although this document does not exhaustively list all possible variations and combinations, after reading the above-mentioned exemplary embodiments, those skilled in the art can make reasonable adjustments, substitutions, or combinations based on these exemplary embodiments without creative efforts to obtain other possible implementations. As long as these implementations conform to the core technical idea of the present disclosure, that is, the outer side surfaces of the first ribs 31 and the second ribs 32 together form the required side contour of the frustum, they should be considered to fall within the protection scope of the present disclosure. This design flexibility not only reflects the wide applicability of the technical solution of the present disclosure, but also helps to meet the diverse application scenario requirements in actual production.

[0112] Now refer to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 shows a schematic perspective view of a novel joint design according to the exemplary embodiments disclosed herein. FIG. 13 shows a schematic perspective view of a joint design using an integrated column-frustum structure according to the exemplary embodiments disclosed herein.

[0113] In terms of appearance, the novel joint design disclosed herein can be regarded as grooving the frustum of a joint design using an integrated column-frustum structure. The depth of the groove can reach the outer side surface of the column as if the column extends downward to the lower bottom surface of the frustum. Although the novel joint design shown in FIG. 12 shows the joint 10 shown in FIGS. 1A and 1B, it can be understood that the joints and their variants described with reference to any one of FIGS. 2A to 11B can also be considered as obtained by grooving the frustum of a joint design using an integrated column-frustum structure accordingly.

[0114] In addition, in addition to methods such as injection molding and grooving, methods such as extrusion molding and additive manufacturing (e.g., 3D printing) can also be used to produce any of the joints disclosed herein, and the size of the joints can vary according to the actual pipeline connection application scenarios, and the present disclosure does not impose any restrictions on this.

[0115] Now refer to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is an image showing the pore test results of a novel joint design according to the exemplary embodiments disclosed herein. FIG. 15 is an image showing the pore test results of a joint design using an integrated column-frustum structure according to the exemplary embodiments disclosed herein.

[0116] FIGS. 14 and 15 respectively show a comparison of the pore test results between the novel joint design and the traditional integrated column-frustum structure joint design according to the exemplary embodiments disclosed herein. As can be seen from FIG. 14, the novel joint design significantly reduces the formation of internal pores in the joint during the manufacturing process, while FIG. 15 shows that there are a large number of pores inside the integrated structure joint. These pores are usually caused by uneven material flow or cooling shrinkage during the injection molding process. The novel joint design effectively avoids or reduces the formation of internal pores in the joint by optimizing the structural design and manufacturing process, thus showing significant advantages in many aspects.

[0117] First, by adding rib distribution, the novel joint design significantly reduces the weight of the component and saves production costs, making it particularly suitable for weight-sensitive application scenarios such as aerospace and automotive manufacturing. Second, reducing the porosity reduces the scrap rate caused by pores, thereby further saving production costs. In addition, the design of the novel joint reduces the formation of pores caused by cooling shrinkage or gas retention in the uniform-thickness design, improving the quality consistency of the product. At the same time, reducing the porosity significantly improves the structural stability of the joint, enabling it to better resist deformation during and after the insertion process, which is particularly important for application scenarios that require high-precision docking. Finally, the novel joint design improves the compactness and uniformity of the material by reducing the porosity, thereby significantly enhancing the axial compressive strength of the joint and enabling it to withstand greater loads. By comparing the pore test results in FIGS. 14 and 15, the significant advantage of the novel joint design in reducing porosity can be intuitively seen. The internal structure of the joint in FIG. 14 is uniform and dense, with almost no obvious pores, while the integrated joint in FIG. 15 shows a large number of irregularly distributed pores. This difference not only verifies the effectiveness of the novel joint design but also provides a basis for its performance advantages in practical applications. The disclosed novel joint design effectively avoids or reduces the formation of internal pores in the joint by optimizing the structural design and manufacturing process, thus showing significant advantages in reducing component weight, saving costs, improving the production process, increasing component stability, and enhancing axial compressive strength. These advantages improve the performance and reliability of the product.

[0118] The foregoing description enables others to make or use the disclosed subject matter. Modifications to the embodiments will be apparent, and the basic principles may be applied to other embodiments without departing from the spirit or scope of the foregoing description. Therefore, the foregoing description should not be strictly limited to the illustrated embodiments but should be construed in the broadest scope consistent with the disclosed principles and novel features. In this document, unless expressly stated otherwise, references to elements in the singular form are not meant to be exclusive but include "one or more. " Similarly, unless otherwise expressly stated, the term "some" refers to one or more instances. All structural and functional equivalents of the elements described in the foregoing description are expressly incorporated by reference and are intended to be covered by the claims. Moreover, the disclosure herein should not be construed as dedicating the disclosed subject matter to the public, regardless of whether such disclosure is explicitly mentioned in the claims. The claims should not be construed as a means-plus-function claim unless the phrase "means for" is used to expressly state the element. It should be understood that the order of the steps in the disclosed methods is purely for illustrative purposes. The order of the steps in the methods may be rearranged according to design preferences while remaining within the scope of the previous description.

[0119] In the context of the present disclosure, when referring to "a, " "an, " "at least one, " etc., it is not intended to indicate that the objects they modify are only one or unique in number. Instead, these expressions are used to indicate that the described objects can have "one or more. " Similarly, the use of "the" does not necessarily mean that the object it modifies is only one or unique in number. Instead, it can be used to refer to any one or more instances of the object, regardless of whether it has been mentioned before.

[0120] Other aspects of the present disclosure are described in the following enumerated exemplary embodiments (EEE) .

[0121] EEE 1. A joint, comprising a main body and a protrusion, wherein the protrusion is formed into a column, and the joint further comprises a plurality of reinforcing ribs, the reinforcing ribs are arranged on the outer periphery of the protrusion close to the main body, and the outer side surfaces of all the ribs together define the side surface of a frustum matching the column.

[0122] EEE 2. The joint according to EEE 1, wherein the reinforcing ribs include first ribs, the plane where each of the first ribs is located forms an angle with the bottom surface of the protrusion, and the first ribs are adjacent to the outer side surface of the protrusion.

[0123] EEE 3. The joint according to EEE 2, wherein the plane where each of the first ribs is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion.

[0124] EEE 4. The joint according to EEE 2 or EEE 3, wherein the first ribs are evenly spaced from each other along the circumferential direction of the protrusion.

[0125] EEE 5. The joint according to EEE 2 or EEE 3, wherein the first ribs are non-evenly spaced from each other along the circumferential direction of the protrusion.

[0126] EEE 6. The joint according to any one of EEE 2 to EEE 5, wherein the thickness of each of the first ribs is the same.

[0127] EEE 7. The joint according to any one of EEE 2 to EEE 5, wherein the thickness of each of the first ribs is different.

[0128] EEE 8. The joint according to any one of EEE 2 to EEE 5, wherein the thicknesses of at least some of the first ribs are the same.

[0129] EEE 9. The joint according to any one of EEE 2 to EEE 5, wherein the thicknesses of at least some of the first ribs become narrower as they approach the protrusion.

[0130] EEE 10. The joint according to any one of EEE 2 to EEE 5, wherein the thicknesses of at least some of the first ribs become thicker as they approach the protrusion.

[0131] EEE 11. The joint according to EEE 9 or EEE 10, wherein the change in the thicknesses of the at least some of the first ribs is the same.

[0132] EEE 12. The joint according to EEE 9 or EEE 10, wherein the change in the thicknesses of the at least some of the first ribs is different.

[0133] EEE 13. The joint according to EEE 3, or any one of EEE 4 to EEE 12 when dependent on EEE 3, wherein the plane where each of the first ribs is located passes through the axis of the protrusion.

[0134] EEE 14. The joint according to EEE 2, or any one of EEE 4 to EEE 12 when dependent on EEE 2, or EEE 3, or any one of EEE 4 to EEE 12 when dependent on EEE 3, wherein the planes where all the first ribs are located do not pass through the axis of the protrusion.

[0135] EEE 15. The joint according to EEE 14, wherein the first ribs are parallel to each other.

[0136] EEE 16. The joint according to EEE 14, wherein at least some of the first ribs are not parallel to each other.

[0137] EEE 17. The joint according to EEE 3, or any one of EEE 4 to EEE 12 when dependent on EEE 3, wherein the planes where some of the first ribs are located pass through the axis of the protrusion, and the planes where the remaining first ribs are located do not pass through the axis of the protrusion.

[0138] EEE 18. The joint according to any one of EEE 2 to EEE 17, wherein the ribs include second ribs, and the second ribs intersect with the first ribs.

[0139] EEE 19. The joint according to EEE 18, wherein the plane where each of the second ribs is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion.

[0140] EEE 20. The joint according to any one of EEE 1 to EEE 19, wherein the column is a cylinder, and the frustum is a circular frustum.

[0141] EEE 21. The joint according to any one of EEE 1 to EEE 19, wherein the column is a prism, and the frustum is a prismoid.

[0142] Although several inventive embodiments have been described and illustrated herein, those of ordinary skill in the art will readily envision various other devices and / or structures for performing the functions and / or obtaining the results and / or one or more advantages described herein, and each of these variations and / or modifications is considered to be within the scope of the inventive embodiments described herein. More generally, those skilled in the art will readily understand that all parameters, dimensions, materials, and configurations described herein are meant to be exemplary, and the actual parameters, dimensions, materials, and / or configurations will depend on one or more specific applications using the teachings of the present invention. Those skilled in the art will recognize or be able to determine, using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific inventive embodiments described herein. Therefore, it should be understood that the above-mentioned embodiments are given by way of example only, and within the scope of the appended claims and their equivalents, the embodiments of the present invention may be practiced otherwise than as specifically described and claimed. Although the present disclosure has been described in connection with what is considered to be the most practical and preferred embodiments, it should be understood that the present disclosure is not limited to the disclosed embodiments but is intended to cover various arrangements made without departing from the broadest interpretation of the scope of the appended claims.

[0143] List of Reference Numerals

[0144] Joint 10

[0145] Main body 1

[0146] Protrusion 2

[0147] Reinforcing Ribs 3

[0148] Outer side surface of the reinforcing ribs 3os

[0149] First rib 31

[0150] Plane where the first rib is located 31s

[0151] Outer side surface of the first rib 31os

[0152] Second rib 32

[0153] Plane where the second rib is located 32s

[0154] Outer side surface of the second rib 32os

[0155] Circular frustum 4

[0156] Joint transition portion 5

Claims

1.A joint (10) , comprising a main body (1) and a protrusion (2) , wherein the protrusion (2) is formed into a column, characterized in that: the joint (10) further comprises a plurality of reinforcing ribs (3) , the reinforcing ribs (3) are arranged on an outer periphery of the protrusion (2) close to the main body (1) , and outer side surfaces of all the reinforcing ribs (3) together define a side surface of a frustum matching the column.2.The joint (10) according to claim 1, characterized in that the reinforcing ribs (3) include first ribs (31) , the plane where each of the first ribs (31) is located forms an angle with a bottom surface of the protrusion (2) , and the first ribs (31) are adjacent to an outer side surface of the protrusion (2) .3.The joint (10) according to claim 2, characterized in that: the plane where each of the first ribs (31) is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion (2) .4.The joint (10) according to claim 2 or 3, characterized in that: the first ribs (31) are evenly spaced from each other along a circumferential direction of the protrusion (2) .5.The joint (10) according to claim 2 or 3, characterized in that: the first ribs (31) are non-evenly spaced from each other along a circumferential direction of the protrusion (2) .6.The joint (10) according to claim 2 or 3, characterized in that: a thickness of each of the first ribs (31) is the same.7.The joint (10) according to claim 3, characterized in that: the plane where each of the first ribs (31) is located passes through the axis of the protrusion (2) .8.The joint (10) according to claim 3, characterized in that: the planes where all the first ribs (31) are located do not pass through the axis of the protrusion (2) .9.The joint (10) according to claim 8, characterized in that: the first ribs (31) are parallel to each other.10.The joint (10) according to claim 8, characterized in that: at least some of the first ribs (31) are not parallel to each other.11.The joint (10) according to claim 3, characterized in that: the planes where some of the first ribs (31) are located pass through the axis of the protrusion (2) , and the planes where the remaining first ribs (31) are located do not pass through the axis of the protrusion (2) .12.The joint (10) according to claim 2 or 3, characterized in that: the reinforcing ribs (3) include second ribs (32) , and the second ribs (32) intersect with the first ribs (31) .13.The joint (10) according to claim 12, characterized in that: the plane where each of the second ribs (32) is located is perpendicular to the bottom surface of the protrusion (2) .14.The joint (10) according to claim 2 or 3, characterized in that: thicknesses of at least some of the first ribs (31) become narrower as they approach the protrusion (2) .15.The joint (10) according to claim 2 or 3, characterized in that: thicknesses of at least some of the first ribs (31) become thicker as they approach the protrusion (2) .16.The joint (10) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: the column is a cylinder, and the frustum is a circular frustum.17.The joint (10) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: the column is a prism, and the frustum is a prismoid.

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