CN101722884A - 轻质杆和拖车 - Google Patents

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Abstract

一种用于载运细长货物，特别是用于载运风能系统中的至少两个转子叶片，的轻质拖车(110)，包括：前支承框架(120)；后支承框架(130)，且所述前支承框架(120)和所述后支承框架(130)适于支承细长货物；和将所述前支承框架(120)与所述后支承框架(130)连接在一起的杆(150)；其中所述杆(150)大体上包含轻质材料。另外，还披露了一种用于载运细长货物的轻质拖车中的伸缩杆和一种构建轻质拖车的方法。

Description

轻质杆和拖车
技术领域
本发明涉及一种轻质拖车、伸缩杆和一种构建轻质拖车的方法。
背景技术
已公知的是利用拖车将用于风能系统的转子叶片定期输运至风能系统的施工工地。在生产转子叶片的过程中，需要一定的环境条件。因此，转子叶片通常在远离准备建立风能系统的施工工地的地方进行生产制造。因而，有必要实施整个转子叶片的输运。
在运输转子叶片的过程中使用卡车和拖车。必须布置拖车，用以容纳整个转子叶片，从而使得拖车必须足够长，进而支承整个转子叶片。这样就会使得拖车很重。考虑到必须要遵守的交通法规，这样的拖车的有效载重量仅足够装载现代风能系统的单个转子叶片。因此，不得不增大用于装载细长货物例如转子叶片的拖车的有效载重量。
发明内容
鉴于上文所述，提供了一种用于载运细长货物，特别是用于载运风能系统中的至少一个或两个转子叶片，的轻质拖车，所述轻质拖车包括前支承框架和后支承框架。所述前支承框架和所述后支承框架适于支承细长货物。此外，设置将所述前支承框架与所述后支承框架连接在一起的杆，其中所述杆大体上包含轻质材料。
根据另一方面，提供了一种用于载运细长货物的轻质拖车的伸缩杆。所述伸缩杆包括能够伸缩进入彼此之中的至少两个杆构件。所述至少两个杆构件中的至少一个杆构件大体上包含轻质材料。
如本文中所述，可伸缩的杆构件应被理解为：所述杆是可伸长的，以便例如通过将一个杆构件从另一个杆构件中拔出从而形成具有一定使用长度的杆。另外，例如当不使用所述杆时，通过将一部分杆构件插入到另一部分杆构件中或者通过将所述杆折叠起来，从而将所述杆缩回达到更短的总长度。
根据另一方面，提供了一种构建用于载运细长货物的轻质拖车的方法，所述方法包括以下步骤：提供前支承框架；提供后支承框架；和生产将所述前支承框架与所述后支承框架连接在一起的大体上包含轻质材料的杆；以及将所述杆安装在所述前支承框架与所述后支承框架之间。
根据本发明的又一方面，提供了一种使用用于载运细长货物，特别是用于载运风能系统中的至少两个转子叶片，的轻质拖车的方法。所述轻质拖车典型地包括前支承框架和后支承框架。所述前支承框架和所述后支承框架适于支承细长货物。此外，设置将所述前支承框架与所述后支承框架连接在一起的杆，其中所述杆大体上包含轻质材料。
在所附的权利要求书、说明书和附图中列出了本发明的进一步的方面、优点和特征。
附图说明
特别是在剩余部分的说明书中包括结合附图对本发明的最佳实施方式的描述，从而对于本领域的技术人员来说，本发明的技术内容已经得到了完全地披露。
图1是具有根据本发明的实施例所述的轻质拖车的牵引车的一个实施例的示意性的纵剖视图；
图2是根据本发明的实施例所述的轻质拖车的一个实施例的示意性的纵剖视图；
图3是根据本发明的实施例所述的轻质拖车的杆的一个实施例的示意性的纵剖视图；
图4是用于轻质拖车的杆的一个实施例的示意性的剖视图；
图5是用于轻质拖车的杆的一个实施例的伸缩装置和固定装置的示意性的纵剖视图；和
图6是具有转子叶片的风能系统的示意性的剖视图，其中可以利用图1所示的实施方式运输所述转子叶片中的两个转子叶片。
具体实施方式
下面结合多个实施例对本发明进行详细描述，附图中示出了本发明的一个或多个实例。每个实例是对本发明进行的解释说明，并不意味着对本发明的限制。例如，图中所示或文中所述的作为一个实施例的一部分的特征可被用于其它实施例或结合其它实施例得到应用，从而产生进一步的实施例。本发明旨在包括多种这样的变化和变型。
图1是具有轻质拖车110的牵引车100的示意图。轻质拖车110典型地包括前支承框架120和后支承框架130。在前支承框架120和后支承框架130上面可分别固定有支轲140。支轲140被布置用以接收风能系统的两个转子叶片(参见图6)，从而使得可以利用如图1所示的卡车和拖车组合输运两个转子叶片。在运输过程中，两个转子叶片被固定住与拖车110的纵向轴线成一直线。
如本文中所述，在运输转子叶片的上下文中，术语“转子叶片”作为细长货物的一个实例。细长货物的典型长度为至少10米，更典型地为至少20米，甚至更为典型地为至少25米。在典型的实施例中，细长货物是风能系统中的整个转子叶片或部分转子叶片。现代风能系统中的那些不能整体进行运输的转子叶片因此可以分为两个或三个部分进行运输。
在典型的实施例中，用于两个转子叶片的支轲被固定在支承框架上面。其它典型的实施例中具有被布置用于接收两个以上转子叶片的支轲。因为必须要遵守交通法规，特别是与最大车辆总重相关的法规，所以能够利用本文中所述实施例进行运输的转子叶片的最大数量主要取决于转子叶片的重量和尺寸。本文中所述的轻质拖车可适于运输两个、三个或甚至是四个转子叶片。
如图1所示的轻质拖车包括将前支承框架120与后支承框架130连接在一起的杆150。在如图1所示的实施例中，拖车110是半拖车类型的拖车，其中后支承框架130用作接收三根车轴160的底盘。前支承框架120包括用于将拖车110与牵引车100联接在一起的联接构件170。
在典型的实施例中，由于半拖车接收细长货物的能力的原因而设置了半拖车类型的拖车。在其它一些典型的实施例中，使用两极类型的拖车。两极类型的拖车是具有通过杆连接在一起的两个底盘的拖车。前底盘与牵引车相联接。在典型的实施例中，所述拖车的车轴中的至少一根车轴是对于牵引车和拖车的组合而言具有更好的操控性能的转向轴。
杆150大体上包含轻质材料。在图1所示的实施例中，杆150大体上包含铝。杆150包含采用已公知技术生产出的挤出铝型材。
典型地，所述杆采用轻质材料允许运输风能系统的至少两个转子叶片，从而降低了运输成本。在典型的实施例中，合金化的铝被用作轻质材料，从而使得所述杆大体上包含合金化的铝。合金可被用以提高力学、耐腐蚀或焊接性能。在本文中所述的典型实施例中可以使用多种铝合金如6061合金或7075合金。用于典型实施例的铝合金化的合金包括铜、锌、锰、硅或镁。铝合金易于进行制造。铝合金显示出具有良好的耐蚀性和耐久性。利用铝制杆，可以提供重量小于现有技术拖车重量的拖车。
在具有铝制杆的典型实施例中，铝制杆或铝制杆构件被挤出成形。在其它一些典型的实施例中，铝板被焊接从而形成杆或杆构件。在典型实施例中所使用的铝合金得到广泛使用且廉价。
在进一步的典型实施例中，复合材料被用作用于杆的轻质材料，从而使得所述杆大体上包含复合材料。可以使用多种复合材料，如单组分固化复合材料或双组分固化复合材料。在转让给同一受让人的欧洲专利申请EP 1764382A1中描述了在典型实施例中所使用的双组分固化复合材料的多个实例，所述申请在此作为参考而被引用。在典型的实施例中，复合材料包括包埋在基体中的玻璃纤维和碳纤维。典型地，所述基体得到纤维增强。在典型的实施例中，碳纤维大体上平行于所述杆的纵向轴线的方向进行取向。这样就相对于弯曲载荷而言提供了最大刚硬度。在转让给同一受让人的欧洲专利申请EP 1798412A2中同样描述了在典型实施例中所使用的复合材料，所述申请在此作为参考而被引用。在进一步的实施例中使用的是多层复合材料。在转让给同一受让人的美国专利US 7153576B2中描述了这些多层材料，所述专利在此作为参考而被引用。下面参考在上述欧洲专利申请和美国专利中所描述的化学品和生产方法。典型地，所述杆中包含由纤维材料的层压层生产出的复合材料。典型地使用玻璃纤维和碳纤维，其中所述基体典型地包含树脂，例如环氧树脂。复合材料非常轻，从而使得由复合材料制成的杆非常轻并且包括这种杆的拖车具有最大的有效载重量。另外，复合材料具有较高的刚硬度。因此，包含作为主要材料或支承材料的复合材料的杆的挠曲程度较小。
在此所使用的术语“大体上包含轻质材料”的含义包括大体上分别包含铝、复合材料或另一种轻质材料的所有构造。典型地，所述杆包括用于将杆固定在支承框架位置处的固定装置。这些固定装置是所述杆的一部分，但是可由与所述杆的主要部分不同的材料制成，从而使得除一些特定部分之外，绝大部分的杆由轻质材料制成。典型地，在此所使用的术语“大体上包含轻质材料”意味着：与所述杆的总重相比的所述杆中的轻质材料的质量百分比达到至少75％，更典型地为80％，更加典型地为90％或甚至为95％。以上解释说明类似地也适用于术语“大体上包含铝”和术语“大体上包含复合材料”。在本文所述的实施例中所使用的典型的轻质材料是铝和复合材料如玻璃-碳复合材料、玻璃钢复合材料以及玻璃复合材料。在进一步的典型实施例中使用了复合材料与铝材的组合。
如图1所示的实施例中，杆150是可伸长的。杆150是伸缩杆，所述伸缩杆包括三个伸缩杆构件181，182，183。伸缩杆构件181，182，183是中空的，其中较小的杆构件至少可以部分地移动进入到较大的杆构件中。作为杆构件181，182，183中的最大的一个杆构件的杆构件183可移动进入到后支承框架130中，由此部分地或完全地进入后支承框架。因此，后支承框架130可作为伸缩杆的第四中空杆构件。由于伸缩杆150的作用，拖车110可被转换到缩回位置(图中未示出)，从而使得拖车的总长度明显缩短。
典型地，所述杆是可伸长的。如本文所述的典型实施例中，所述杆是伸缩杆，所述伸缩杆包括至少两个可伸缩的杆构件。同样，三个、四个或者甚至是更多个可伸缩的杆构件被包括在如本文所述的典型实施例中。典型地，所述杆包括用于将所述杆固定在缩回位置或伸长位置处的固定装置。在进一步的实施例中，所述可伸长的杆是可折叠的，从而使得所述杆可转变为折叠位置。在使用过程中，所述可折叠的杆是可伸长的并且被用以将前支承框架与后支承框架连接在一起。
图2是根据本发明的实施例所述的轻质拖车的示意图。在图2中使用相同的附图标记表示与图1中和对图1的描述中相同或等效的部件。然而，图2中所示的实施例中的杆150大体上包含复合材料。所述复合材料是玻璃纤维和碳纤维材料，其中纤维被包埋在基体材料中。
图3是根据本发明的实施例所述的轻质拖车的杆的示意图。在图3中使用相同的附图标记表示与图1中和对图1的描述中相同或等效的部件。在本文中所描述的杆可被用于装备在拖车上面。因此，本技术领域中已公知的具有较大重量的杆的拖车可重新装备根据本发明所述的杆。
图4是沿图3中的虚线截取的图3所示的杆的示意性的剖视图。又一次，在图4中使用相同的附图标记表示与图1和图3中相同或等效的部件。杆构件181和182是被布置用以可伸缩的挤出铝型材，在图4中示出了杆构件181和182的剖面。因此，杆构件181的剖面略小于杆构件182的剖面。杆构件181可被推或被拉，或者要不然被移动进入到杆构件182中。对于杆构件181在杆构件182中的低摩擦运动而言，可在杆构件181与杆构件182之间设置轴承190。
典型地，在两个可伸缩的杆构件之间设置轴承。所述轴承通常为PTFE轴承。在其它典型实施例中，使用辊轴承使得其中一个杆构件在另一个杆构件中的运动变得轻松。
参见图1-图4，作为一个清楚的实例，杆构件181可具有大小为416毫米的高度和大小为300毫米的宽度。杆构件182可具有大小为456毫米的高度和大小为350毫米的宽度。最后，杆构件183可具有大小为506毫米的高度和大小为400毫米的宽度。所述杆构件可分别具有约12米的长度。两个杆构件的最小重叠部分可为1500毫米，从而确保在所述杆构件之间可靠地传递作用力。中空的杆构件上的凸缘的厚度可随着杆构件181、182、183的宽度的增大而减小：20毫米(杆构件181)、15毫米(杆构件182)和12毫米(杆构件183)。杆腹板的厚度可保持恒定为8毫米以防止杆腹板发生压曲。根据杆构件181、182、183中的某一个的情况，杆构件可具有大小大致在80kg/m与100kg/m之间的单位长度质量大小(mass per unit length)。对于作为轻质材料的铝而言，整个杆的单位长度质量大小可为约90kg/m。
典型的实施例中使用了最小高度至少为300毫米的杆构件。因此，所述杆具有300毫米的最小高度。在进一步的典型实施例中使用了具有400毫米、500毫米、600毫米或者甚至是700毫米以上高度的杆。更大的高度为所述杆提供了更佳的刚硬度，从而使得杆中部所发生的挠曲可得到限制。同时，使用具有更大高度的杆构件可以减小所述杆构件的凸缘和杆腹板的厚度。然而，可能发生的压曲为甚至更小的杆腹板和凸缘设置了界限范围，从而使得不可能实现进一步的重量减轻。因此，典型的实施例中使用高度小于800毫米、700毫米或者甚至高度是小于600毫米的杆构件。典型实施例中的杆构件的名称测度(named measures)适用于本发明的实施例中所使用的全部轻质材料，特别是对于铝制杆和复合材料杆而言更是如此。典型的实施例中提供了至少为1200毫米、1300毫米或者甚至是1400毫米的重叠或可伸缩的杆构件。典型实施例中的处于伸长状态的杆的重叠部分小于1800毫米，或者小于2000毫米。典型实施例中的整个杆的单位长度质量大小为小于150kg/m，或者甚至是小于120kg/m。其它实施例中整个杆的单位长度质量大小为小于100kg/m。术语“整个杆的单位长度质量大小”意味着整个杆的平均值，其中的一些杆构件可以更轻或更沉。当然，在可伸缩杆构件的重叠部分中，单位长度质量大小与单个杆构件的部分相比是增大的。
图5示意性地示出了图3所示实施例中的细节。通过使用伸缩装置，杆构件181和182是可伸缩的。伸缩装置是绳索类型的装置，所述伸缩装置可以用于推动杆构件181，从而使得杆构件181和182被拉开。为此，绳索200在绳索绞车210上方被拉出，所述绳索绞车被布置在杆构件182内部且被固定在杆构件182上面。绳索绞车210可被用以在绳索200中移动。绳索200进一步被拉到绳索滑轮220上面，所述绳索滑轮同样被固定到杆构件182上面。此外，绳索滑轮230被固定到杆构件182上面且位于杆构件181处的绳索的端部固定装置240提供了一种滑车类型的装置，从而使得绳索利用绳索绞车210实现的移入会导致杆构件181沿箭头250的方向进行移动。沿箭头250的方向进行的移动导致可伸缩的杆构件181和182被拔出。
在典型实施例中，伸缩杆包括用以使所述杆缩回或伸出的伸缩装置。典型的伸缩装置是液压装置或绳索类型的装置。在其它的典型实施例中使用了其它已公知的装置。同样，在典型实施例中还使用手动伸缩装置。牵引车的拉力在典型实施例中被用以使伸缩杆伸长。因此，后底盘被固定住，从而使得通过利用牵引车拉或推前支承框架而使所述杆伸出或缩回。
图6是风能系统300，也被称作风力涡轮机，的示意图。风能系统300包括塔架310，机器短舱320被安装在所述塔架的顶端。具有三个转子叶片340的轮毂330也被安装在其上。本发明的典型实施例允许使用一辆不超过40公吨最大总重的卡车输送两个转子叶片340。因此，这种运输两个转子叶片的卡车并不违反在全世界许多国家都适用的控制总重的交通法规。
本说明书利用多个实例对本发明，包括最佳实施方式，进行了披露，并且本说明书还能够使得本领域的技术人员得到或利用本发明。虽然已经结合多个具体实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员还将会意识到：可以落入权利要求书精神和范围内的变型方式实践本发明。特别是，上述实施例中的相互间非独占性的技术特征可以彼此结合在一起。本发明的保护范围由权利要求书所限定，且可包括对于本领域的技术人员而言明显的其它实例。如果所述其它实例中含有与权利要求书中的文字表述无区别的结构零件或者所述其它实例中含有与权利要求书中的文字表述无显著差异的等效结构元素，那么所述其它实例旨在落入权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于载运细长货物的轻质拖车(110)，包括：
前支承框架(120)；
后支承框架(130)，且所述前支承框架(120)和所述后支承框架(130)适于支承细长货物；和
将所述前支承框架(120)与所述后支承框架(130)连接在一起的杆(150)；其中
所述杆(150)大体上包含轻质材料。
2.根据权利要求1所述的轻质拖车(110)，其中所述轻质材料包括铝或者复合材料。
3.根据权利要求2所述的轻质拖车(110)，其中所述复合材料包括基体材料中的玻璃纤维。
4.根据权利要求2所述的轻质拖车(110)，其中所述复合材料包括包埋在基体材料中的碳纤维。
5.根据权利要求1所述的轻质拖车(110)，其中所述杆(150)是可伸长的。
6.根据权利要求1所述的轻质拖车(110)，其中所述杆(150)是伸缩杆。
7.根据权利要求1所述的轻质拖车(110)，其中所述杆(150)的单位长度质量大小为小于120kg/m。
8.一种具有至少两个可伸缩的杆构件(181、182、183)的用于载运细长货物的轻质拖车的伸缩杆(150)，其中所述至少两个可伸缩的杆构件(181、182、183)中的至少一个可伸缩的杆构件大体上包含轻质材料。
9.根据权利要求8所述的伸缩杆(150)，其中所述轻质材料包括铝或者复合材料。
10.一种构建用于载运细长货物的轻质拖车(110)的方法，所述方法包括以下步骤：
提供前支承框架(120)；
提供后支承框架(130)；
生产将所述前支承框架(120)与所述后支承框架(130)连接在一起的大体上包含轻质材料的杆(150)；以及
将所述杆(150)安装在所述前支承框架(120)与所述后支承框架(130)之间。
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