CN105134876B - 拉紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于诸如缆绳等拖拉元件的拉紧装置以及缆绳组件。所述拉紧装置包括配置成一行的拉紧元件(22)和弹簧元件(24)，以及所述拉紧元件(22)的长度(L22)能够以所述拉紧元件(22)具有预拉紧的方式被缩短。所述预拉紧被设计成增大所述拉紧元件(22)的长度(L22)，并且其中所述拉紧元件(22)长度扩大的方向远离所述弹簧元件(24)取向。例如，本发明用于太阳能电池组件技术领域，特别是用于太阳能电池组件的跟踪器领域。

Description

拉紧装置

技术领域

本发明涉及一种特别是用于诸如缆绳等拖拉元件的拉紧装置以及缆绳组件。

背景技术

例如，本发明用于太阳能电池组件技术领域，特别是用于太阳能电池组件的跟踪器领域。例如，由金属丝制成的诸如绳索和缆绳等拖拉元件或纽带在这里用于使太阳能电池组件和太阳能电池组件台枢转。此外，例如，如果将它们用于(支撑)结构或组件，那么它们不得不拉紧或绷紧。然而，在这种情况下的问题是，拖拉元件只有在它们具有必须不能太低也不能太高的相应张力的情况下才能实现它们的目的。然而，例如，由于天气影响或结构决定的影响，特别是在当使跟踪器移动的时候，拖拉元件的张力可能发生变化，因此存在拖拉元件要么过度拉紧要么具有太小拉紧的风险。然而，现有技术已知的拉紧装置要么设计成保持张力要么设计成提供变形或长度补偿，而不是设计成同时实现这两个功能。例如，所述的这种类型的拉紧装置可以用于如WO 2012/034873中所述的跟踪器。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种特别是用于诸如缆绳等拖拉元件的拉紧装置以及特别是用于太阳能电池组件的跟踪器的缆绳组件，其以简单的方式提供了基本拉紧和长度补偿。

通过下述的缆绳组件实现了上述目的。下述内容也描述了本发明的其他优点和特征。

根据本发明，一种特别是用于诸如绳索或缆绳等拖拉元件/纽带/捆绑元件的拉紧装置包括拉紧元件和弹簧元件，其中所述拉紧元件和所述弹簧元件配置成一行，以及其中所述拉紧元件的长度能够以所述拉紧元件具有预拉紧的方式被缩短，其中所述预拉紧被设计成增大所述拉紧元件的长度，并且其中所述拉紧元件长度扩大的方向远离所述弹簧元件取向。

这种构造有利地使得可以将与拉紧装置连接或经由拉紧装置连接的一个或两个拖拉元件拉紧或重新拉紧，其中在安装状态下经由弹簧元件提供基本拉紧。在这种情况下，安装状态指的是拉紧装置的基本状态，也就是说，是其中例如拉紧装置安装(在缆绳组件等中)但是不进一步“操作”(例如，其在某种意义上提供长度补偿)的状态。弹簧元件具有可以被缩短的长度。因此，在拖拉元件被另外拉紧的情况下，通过弹簧元件可以提供一定的变形。相比之下，在安装状态下，拉紧元件的长度以建立预拉紧的方式被缩短，该预拉紧被设计成增大拉紧元件的长度。因此，可以有利地作用于一个或两个前述伸长的拉紧元件。这方便地经由预拉紧或经由由此可能的长度扩大而发生，该长度扩大远离弹簧元件取向。

弹簧元件和拉紧元件串联配置，这指的是弹簧元件和拉紧元件连续或彼此相连的配置。然而，这不是指弹簧元件和拉紧元件必须直接接触。因此，例如，中间垫圈等可以配置在弹簧元件和拉紧元件之间，其可以用于从弹簧元件到拉紧元件的力传递，反之亦然。换句话说，有利地确保从弹簧元件到拉紧元件以及从拉紧元件到弹簧元件(必要时，也经由一个或几个中间垫圈)的力流动。在优选的实施方案中，拉紧装置被设计成使一个或两个拖拉元件(特别是缆绳、链或钢丝绳)拉紧，或使它们保持拉紧。

在优选的实施方案中，配置成如下这种：第一拖拉元件与弹簧元件连接以使得如果第一拖拉元件加载有张力，那么弹簧元件就被压缩或缩短。拖拉元件的张力被转换为拉紧装置上的压缩力。弹簧元件的长度因此减小了。第二拖拉元件有利地与拉紧装置连接以使得如果在第二拖拉元件上作用张力，那么弹簧元件的长度同样可以减小。在这种情况下，拖拉元件的张力也被转换为压缩力。因此，将拖拉元件连接以使得拖拉元件上的张应力或张力作为压缩力作用在拉紧装置上并因此作用在拉紧元件和弹簧元件上。因此，通过在第一和第二拖拉元件上的张应力，弹簧元件可以被压缩或其长度可以被缩短。通过在下面更精确地描述的力引入区域的位置能够实现这种效果。基本上，其中一个拖拉元件或必要时还有固定点与拉紧装置连接以使得拖拉元件将其力“直接”传导到弹簧元件上，同时另一个拖拉元件或合适时的固定点将其力经由拉紧元件和/或在下面进一步说明的边界元件传导到弹簧元件上。措辞“直接”仅应理解为是指没有拉紧元件配置在弹簧元件和拖拉元件之间。拉紧元件优选被设计成增大和减小其长度。这使得拖拉元件可以被重新拉紧。为此，拉紧元件在安装状态下有利地具有被设计成增大拉紧元件的长度的预拉紧。

增大拉紧元件的长度允许张力的松弛，因而特别地，通过拉紧装置或拉紧元件补偿第一和/或第二拖拉元件的长度扩大。因此，可以维持第一和/或第二拖拉元件中的恒定张力。可以理解的是，例如，拉紧装置不必与诸如(钢丝)缆绳等两个拖拉元件连接。拉紧装置可以方便地一方面与拖拉元件连接，而另一方面与固定体连接。在这种情况下，拉紧装置被设计成仅使一个拖拉元件拉紧。

所述拉紧元件在安装状态下被最大预拉紧。这指的是，拉紧元件已达到最小长度。因此，也可以将压缩力经由拉紧元件传递到弹簧元件上。在安装状态下，弹簧元件方便地不具有或具有很小的长度变化，因此由于缩短而引起尽可能小的预拉紧。拉紧元件的最大预拉紧有利地在拉紧装置的安装过程中发生，其中实际预拉紧主要在拉紧元件的弹簧刚度或弹簧常数大大小于弹簧元件的弹簧刚度(或弹簧常数)的情况下发生。在下面也提到了所使用的相应的弹簧刚度。

优选地，所述拉紧装置包括边界元件，其被设计成限制所述拉紧元件的长度减小。在优选的实施方案中，边界元件基本上构造成在拉紧元件内延伸的管状套筒。可以理解的是，边界元件也可以配置在拉紧元件的周围或外侧或近旁。方便地，边界元件本身具有基本上相当于在(最大)压缩状态下的拉紧元件的最小长度或略大的长度。决定性的是，虽然在安装状态下拉紧元件的长度被最小化，但是拖拉元件的力不经由拉紧元件前进，而是经由边界元件或至少主要经由边界元件前进到例如弹簧元件。没有边界元件，可能存在有在压力负载太强(相当于拖拉元件的拉伸载荷)的情况下拉紧元件被破坏的风险。

在一个实施方案中，边界元件被构造和配置成使得其可以支撑在配置于弹簧元件和拉紧元件之间的前述的中间垫圈上。可以说，中间垫圈形成用于边界元件以及弹簧元件和拉紧元件的止挡件。拉紧元件和边界元件都优选支撑在弹簧元件上。方便地设置配置成与前述的中间垫圈相对(也就是说，配置在拉紧元件或边界元件的另一端)的另一个中间垫圈。拉紧元件和边界元件因此都配置在两个中间垫圈之间，其中中间垫圈彼此之间的最小距离由边界元件限制。在特别优选的实施方案中，将根据DIN 125内孔直径为约10.5mm的垫圈用作中间垫圈。这相当于用于M10螺纹尺寸的垫圈。垫圈的外径优选地为约20mm的范围内。也可以使用不是圆形断面而是例如多边形断面的中间垫圈。可以理解的是，为简单起见，使用两个具有相同构造的中间垫圈。然而，同样可以使用具有不同尺寸的垫圈。特别地，如果弹簧元件的直径显著偏离拉紧元件的直径，那么这可能是必须的。中间垫圈的厚度有利地为约1～4mm，特别优选地为约1.5～3.5mm。

在优选的实施方案中，所述拉紧元件是卷簧，其可以有利地同时加载有压力和张力。可以理解的是，如果该卷簧被压缩超出允许量，特别是如果其例如被压缩或缩短以使得各个绕组压在一起，那么该卷簧会被破坏。然而，如上所述，这方便地由边界元件防止。卷簧的线厚度有利地为约3mm。内径有利地为约11～16mm，外径有利地为约15～20mm。可以理解的是，所使用的拉紧元件和中间垫圈的尺寸不得不彼此适应。在安装状态下，拉紧元件有利地具有约25mm的长度。在空载状态下，拉紧元件有利地具有约41mm的长度。可以理解的是，也可以使用其他市售的弹簧类型，例如锥形弹簧。

弹簧元件优选地是压缩弹簧。在优选的实施方案中，所述弹簧元件由一个或多个盘簧形成，特别是由一组盘簧形成。盘簧应理解为是指可以在轴向上加载的圆锥形的环形碗状物。力引入和传递有利地沿着盘簧的内边缘发生。有利地使用一组或一列盘簧。在这种情况下，各个盘簧可以有利地串联或并联连接。在特别优选的实施方案中，一组或一列盘簧由串联连接的十个盘簧构成。有利地使用内径为约12mm、外径为约34mm以及壁厚为约1.5mm的DIN 2093型盘簧。同样，一组盘簧也可以由不同类型的盘簧(也就是说，由具有不同弹力的盘簧)构成。同样，也可以使用单个盘簧。可选择地，也可以代替一组盘簧或一个盘簧使用一个弹性体或一组或一连串弹性体等。同样，可以使用卷簧，其有利地设置有相应的跳动或长度限制，其防止了弹簧元件的被禁止的长度扩大。

在优选的实施方案中，所述弹簧元件的弹力大于所述拉紧元件的弹力。

方便地，所述拉紧元件的弹力为约100～400N，特别优选为约250～350N，其中所述弹簧元件的弹力优选地为约500～2700N，特别优选为约2000～2500N。

因此，拉紧元件方便地被设计成用约100～400N的力抵消长度变化。在优选的实施方案中，拉紧元件被设计成用约250～350N的力抵消长度变化。

拉紧元件的长度变化有利地为约15～25mm，特别优选为约20～25mm。在这种情况下，“长度变化”基本上指的是拉紧元件或弹簧元件与其空载(最大)状态相比经历的移位或距离。基本拉紧有利地通过弹簧元件维持，同时拉紧元件主要用于补偿拖拉元件的长度变化，也就是说，可以补偿“未预见到的”或“无计划的”长度变化。

如果拖拉元件出轨，那么这种未预见到的长度扩大可能发生。例如在强风过程中，其于是处于纠缠在一起的危险当中并且整个支撑结构可能被完全破坏。因此，具有长的长度变化或弹簧行程(即，长的最大延长)但优选具有比弹簧元件小的弹力或弹簧常数的拉紧元件充当防护部件，因为其伸长，从而在拖拉元件上提供足够的张力以使缆绳组件保持操作直到可以修复未预见到的长度变化。在正常条件下，拉紧装置的长度变化要尽可能小，以使作用在跟踪器上的力不积聚成很可能甚至在共振频率上的强烈的振动，该振动可能会损坏整个跟踪器/支撑结构。因此，弹簧元件优选地具有高弹力/弹簧常数以抵消任何不想要的振动，除了小的长度变化。例如，弹簧元件的弹簧常数高于800N/mm，优选为1800～10,000或20,000N/mm，或在某些实施方案中为5000～30,000N/mm。当拖拉元件出轨或其功能被以任何方式阻碍并且拖拉元件伸长时，拉紧元件主动补偿该伸长，然后也防止在拖拉元件上积聚任何振动。因此，优选地，拉紧元件具有较长的弹簧行程或长度变化，例如为弹簧元件的最大长度变化(最大延长)的1.5～20倍或1.875～8.333333倍或优选3.125～5倍，例如4倍。例如，拉紧元件的弹簧常数小于500N/mm或小于200N/mm，例如为5～80N/mm。在本发明的实施方案中，弹簧元件具有短的弹簧行程和高的弹力或弹簧常数，然而拉紧元件具有长的弹簧行程(比弹簧元件长)和较低的弹力或弹簧常数(比弹簧元件低)。

弹簧元件的最大发生长度变化方便地为约3～8mm，特别优选为约5～8mm。优选地，弹簧元件被设计成用约500～2700N、特别优选约2000～2500N的力抵消长度变化，。

可选择地，多个弹簧元件和/或还有具有不同弹簧刚度的拉紧元件可以优选地一个接一个地连接，以提供不具有线性而是具有例如递增或递减的弹簧特性。当然，固有提供相应的(非线性)弹簧特性的弹簧(类型)，例如已知的相应缠绕卷簧，也可以用于拉紧元件和/或弹簧元件。

所述拉紧装置方便地包括两个力引入区域，其被设计成将保持力和/或张力引入所述拉紧装置中，其中所述力引入区域被配置成使得可以将张力和/或保持力经由两个力引入区域引入弹簧元件中。在这种情况下，力引入区域的位置处于使得来自拖拉元件的保持力或张力被转化成在拉紧装置上的压缩力的地方。为此，两个力引入区域配置成彼此在一定程度上偏移，这指的是，例如，左边拖拉元件的力引入区域配置到右边的拖拉元件的力引入区域的右边，反之亦然。一个力引入区域方便地配置在拉紧元件上或联接在拉紧元件上，同时另一个力引入区域配置在弹簧元件上或联接在弹簧元件上。优选地，力引入区域以基本上圆形和/或环形方式在弹簧元件上构成，同时在拉紧元件上的力引入区域以基本上点状方式构成。

所述拉紧装置有利地包括内部传递元件，其配置在所述弹簧元件和所述拉紧元件的内侧，其中所述内部传递元件包括例如可以用于所述拉紧元件的长度变化的设定机构。在优选的实施方案中，内部传递元件是例如由金属制成的杆形元件，其配置在弹簧元件和拉紧元件的内侧。设定机构有利地构造成使得内部传递元件包括螺纹。螺纹直径优选为M10。为了替换至少一个前述的中间垫圈以及能够使拉紧元件预拉紧，以具有相应的螺纹直径的螺母旋拧在螺纹上的方式来补足设定机构。内部传递元件同样优选地也由拖拉元件形成，在该拖拉元件上也压制有相应的螺纹。可以理解的是，如果将拉紧元件安装在例如缆绳组件中，那么该拉紧元件可以首先被预拉紧。

所述拉紧装置方便地包括外部传递元件，其配置在所述弹簧元件和所述拉紧元件的外侧，其中所述内部传递元件可以相对于所述外部传递元件(也就是说，经由弹簧元件和/或拉紧元件)移动。优选地，例如，外部传递元件是由金属条弯成的。最终，外部传递元件用来开始力引入或将拖拉元件或例如固定体等固定点的保持力或张力引入弹簧元件中。在这种情况下，外部传递元件的形状能够使与其连接的拖拉元件的张力转化成压缩力，该压缩力可以压缩或缩短弹簧元件。相比之下，内部传递元件可以这么说用来将另一个拖拉元件或固定点的力从内部经由拉紧元件引入弹簧元件中。内部传递元件的位置和形状允许将与其连接的拖拉元件的张力转化成压缩力，该压缩力可以压缩或缩短弹簧元件或还有拉紧元件。最终，这种配置也使得拉紧元件的预拉紧可以使两个拖拉元件(如果拉紧装置与两个拖拉元件连接的话)拉紧。

引导元件方便地与所述内部传递元件连接，所述引导元件以能够进行所述内部传递元件的优选轴向引导的方式适合于所述外部传递元件的(内部)形状。引导元件有利地构造成根据DIN 436的壁厚约为4mm并且边长约为40mm的方形垫圈。另一个螺母有利地配置在内部传递元件上，该螺母被设计成与前述的螺母一起制动在内部传递元件上的方形垫圈。如已经提到的，外部传递元件优选地由金属条等弯成，以使方形垫圈在这种情况下方便地适于引导。例如，在外部传递元件由管等形成的情况下，可以理解的是，引导元件在这种情况下优选地具有圆形断面。对该形状没有限制并且在这方面是多种多样的。

根据本发明，一种特别是用于太阳能电池组件的跟踪器的缆绳组件包括至少一个拖拉元件，所述至少一个拖拉元件与根据前述的拉紧装置连接。可以理解的是，根据本发明的拉紧装置的所有优点和特征适用于根据本发明的缆绳组件，反之亦然。

从以下参照附图对根据本发明的拉紧装置和根据本发明的缆绳组件的优选实施方案的说明产生其他优点和特征。在本发明的背景下，各个实施方案的各个特征在这种情况下都可以彼此组合。

附图说明

在附图中：

图1示出了在安装状态下的拉紧装置的优选实施方案的示图；

图2示出了图1的拉紧装置，其中拉紧元件的长度扩大了；

图3示出了根据图1和图2的拉紧装置的实施方案的比较；

图4示出了拉紧装置的优选实施方案的分解图；

图5示出了拉紧装置的优选实施方案的示意图。

具体实施方式

图1示出了配置在两个拖拉元件10a和10b之间的拉紧装置20。左边的拖拉元件10a经由基本上具有弓形结构的外部传递元件60配置在弹簧元件24上。弹簧元件24由串联连接的十个盘簧构成。拉紧元件22紧邻弹簧元件24配置或与其相连。拉紧元件22相应地配置在两个中间垫圈48之间。拉紧元件22构造成卷簧并在图1所示的安装状态下被最大预拉紧。在这种状态下，其具有长度L22，该长度是在两个中间垫圈48之间测量的。配置在拉紧元件22内的是不能在图1中看到的边界元件，然而，随着拉紧元件22或卷簧被完全预拉紧，绕组使得可以看到“内侧”。例如，为了施加预拉紧以及为了将引导元件42配置在内部传递元件40上设置了螺母46。螺母46与存在于内部传递元件40上的相应的螺纹44配合。弹簧元件24相应地具有长度L24。如果在右边的拖拉元件10b上存在拉扯或积聚了张力或保持力，那么其经由内部传递元件40传递到左边的中间垫圈48并从那经由未示出的边界元件并且也可能是经由拉紧元件22通过右边的中间垫圈48传递到弹簧元件24。在这种情况下，弹簧元件24的长度L24于是将被缩短。如果在左边的拖拉元件10a上存在拉扯，那么会发生同样的行为。区别仅在于以下事实：左边的拖拉元件10a的力经由外部传递元件60传递到弹簧元件24，因此其长度L24经历相应的缩短。最终，两个拖拉元件10a和10b经由拉紧装置20互相间接支撑。

图2示出了图1所示的拉紧装置处于以下状态下：其中例如因为在拖拉元件10a和10b上的张应力已经降下来，所以与图1相比，拉紧元件22被拉长了。换句话说，拉紧元件22在图2中的长度L22比图1中的大。这产生以下事实：现在可以某种程度地看到已经讨论过的在拉紧元件22内的边界元件26。有利的是，因此可以补偿长度变化，特别是拖拉元件的长度扩大。换句话说，因此会发生重新拉紧。

图3示出了图1和图2的拉紧装置20，其中示出了通过拉紧元件22能够进行长度补偿。

图4示出了内部传递元件40(这里为杆或套筒)的分解图，在其上配置有边界元件26和由一组盘簧形成的弹簧元件24。内部传递元件40与缆绳10连接。中间垫圈48和拉紧元件22以及引导元件42可以经由内部传递元件44被引导并经由螺母46被制动或相应地预拉紧。前述的组件被外部传递元件60包围，因此形成拉紧装置20。

图5示出了拉紧装置20的优选实施方案的示意图。拉紧装置20在图5中的左侧与固定点12连接并且其右侧与拖拉元件10连接。图5特别示出力引入区域28的位置。因此，左边的固定点12的保持力经由外部传递元件60以及基本上经由环形力引入区域28传递到弹簧元件24。拖拉元件10的张力被穿过弹簧元件24和拉紧元件22的内部传递元件40传递到拉紧元件22。最终，外部传递元件60和内部传递元件40两者都相应地用于将力引入区域28从拖拉元件10或固定点12等引导到拉紧元件22或弹簧元件24。因此，没有明确指出限定为力引入区域28的就是拖拉元件10实际与传递元件40和60连接的区域、点或断面，而是拖拉元件10的力或固定点12的保持力被传递到拉紧元件22或弹簧元件24的点、区域或断面。

附图标记列表

10、10a和10b 拖拉元件，缆绳

12 固定点

20 拉紧装置

22 拉紧元件

24 弹簧元件

26 边界元件

28 力引入区域

40 内部传递元件

42 引导元件

44 螺纹

46 螺母

48 中间垫圈

60 外部传递元件

L22 拉紧元件的长度

L24 弹簧元件的长度

Claims (15)

1.一种配置在第一拖拉元件和第二拖拉元件之间的拉紧装置，第一拖拉元件和第二拖拉元件是缆绳，其中第一拖拉元件和第二拖拉元件中的至少一个与太阳能电池组件连接，包括：

拉紧元件；

弹簧元件；

外部传递元件，其配置在所述弹簧元件和所述拉紧元件的外侧并且包绕所述弹簧元件和所述拉紧元件；

内部传递元件，其配置在所述弹簧元件和所述拉紧元件的内侧；

其中所述拉紧元件未与所述外部传递元件邻接，和

其中所述拉紧元件和所述弹簧元件配置成一行，

其中所述拉紧元件的长度以所述拉紧元件具有预拉紧的方式被缩短，

其中所述预拉紧被设计成增大所述拉紧元件的长度，

其中所述拉紧元件长度扩大的方向远离所述弹簧元件取向，

其中所述拉紧元件具有比所述弹簧元件更长的长度变化和更小的弹力，

其中当由第一拖拉元件引起的力经由所述内部传递元件传递到所述弹簧元件时，所述弹簧元件的长度被缩短，并且

其中当由第二拖拉元件引起的力经由所述外部传递元件传递到所述弹簧元件时，所述弹簧元件的长度被缩短。

2.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述拉紧元件在安装状态下被最大预拉紧。

3.根据权利要求1所述的拉紧装置，

还包括边界元件，其被构造成限制所述拉紧元件的长度减小。

4.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述拉紧元件包括卷簧。

5.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述弹簧元件包括至少一个盘簧。

6.根据权利要求5所述的拉紧装置，

其中所述至少一个盘簧包括一组盘簧。

7.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述弹簧元件的弹力大于所述拉紧元件的弹力。

8.根据权利要求7所述的拉紧装置，

其中所述拉紧元件的弹力为100～400N，并且

其中所述弹簧元件的弹力为500～2700N。

9.根据权利要求1所述的拉紧装置，

包括两个力引入区域，其被构造成将保持力和张力中的至少一个引入所述拉紧装置中。

10.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述内部传递元件包括用于所述拉紧元件的长度变化的设定机构。

11.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述内部传递元件可相对于所述外部传递元件移动。

12.根据权利要求10所述的拉紧装置，

其中引导元件与所述内部传递元件连接，所述引导元件以能够进行所述内部传递元件的引导的方式适合于所述外部传递元件的形状。

13.根据权利要求3中所述的拉紧装置，

其中所述拉紧元件的配置被构造成使得所述弹簧元件的长度的缩短能够通过所述拉紧元件和所述边界元件中的至少一个间接进行。

14.根据权利要求1所述的拉紧装置，

其中所述拉紧元件的长度变化或弹簧行程比所述弹簧元件的要长。

15.一种用于太阳能电池组件的跟踪器的缆绳组件，

包括至少一个拖拉元件，所述至少一个拖拉元件与根据前述权利要求中任一项所述的拉紧装置连接。

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