CN110392790A - 用于螺栓连接的安全装置 - Google Patents

Abstract

用于螺栓连接的安全装置。一种用于螺栓连接的安全装置，包括：两个或更多个垫圈（1），所述垫圈（1）具有用于接收螺栓（10）的孔（3），其中每个垫圈（1）包括孔眼（4）；待穿过所述孔眼（4）的至少一个线缆（15）；以及固定或待固定到所述线缆（15）的至少一个端部（16）的至少一个弹性装置（17）。

Description

用于螺栓连接的安全装置

技术领域

本发明涉及一种用于螺栓连接的安全装置。

背景技术

螺栓连接被用在其中两个部分紧密地固定在一起的许多机械领域中。例如，风力涡轮机的塔架区段借助于螺栓连接来固定到塔架基座，另一个示例是叶片与风力涡轮机的轮毂的连接。在这些示例中，螺栓连接被布置成环形，其包括布置在第一部分处的锚定螺栓，该锚定螺栓穿过设置在第二部分的安装法兰中的孔，相应的螺母被旋拧在该螺栓上。已知螺栓连接可能经受很强的力，该力可能会超过（supersede）相应的螺栓被设计用于或能够承受的力。螺栓可能在张力或剪切方面失效。一旦螺栓失效，这种失效在最好的情况下可能会导致螺栓变形，在最坏的情况下螺栓可能会裂开（brake apart）。由于置于破裂的螺栓（braking bolt）上的巨大的力和张力，给予位于破裂的螺栓旁边的人很高的风险，并且破裂的螺栓的碎片可能在周围环境中射出（shot away），从而损坏位于旁边的物件或者对人造成严重风险。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于螺栓连接的安全装置，该安全装置适于避免螺栓碎片以不受控制的方式射出布置结构。

为了解决该问题，公开了一种用于螺栓连接的安全装置，所述安全装置包括：两个或更多个垫圈，所述垫圈具有用于接收螺栓的孔，其中每个垫圈包括孔眼；待穿过所述孔眼的至少一个线缆；以及固定或待固定到所述线缆的至少一个端部的至少一个弹性装置。

根据本发明的安全装置包括若干个垫圈，其中单个垫圈被安装在待保护的螺栓上。当借助于所述螺栓连接来安装两个相应部分时，每个螺栓都配备有垫圈。每个垫圈都包括孔眼，线缆穿过该孔眼。所有垫圈借助于穿过相应的孔眼延伸的至少一个线缆来连接。该线缆本身被连接到至少一个弹性装置。

在螺栓中的一个破裂（brake）的情况下，相应的螺栓碎片借助于所述垫圈和线缆来固定，该线缆将垫圈连接到相应的相邻垫圈，并且因此，连接到未破裂的相应的相邻螺栓。因此，所述线缆保留仍然借助于所述垫圈固定到线缆布置结构的相应的破裂螺栓碎片。使螺栓碎片从螺栓连接射出的巨大的力通过所述弹性装置来补偿，所述弹性装置被压缩或挤压。这避免了线缆在螺栓破裂时被撕裂。

本发明的安全装置借助于所述垫圈将所有螺栓固定到连接所有垫圈的相应线缆，并且因此，避免了螺栓碎片能够以不受控制的方式从所述布置结构射出的危险，这是因为它借助于相应的垫圈和线缆连接来固定或紧固。

根据本发明的另一实施例，布置在每个相应垫圈处的孔眼是沿垫圈的侧面延伸的管。因此，所述线缆在管中被引导，该管被紧紧地固定到垫圈的环部分。

每个垫圈都可单独地安装在螺栓上。当借助于所述螺栓连接来固定相应的部分时，在相应的螺母被旋拧在螺栓上之前，每个垫圈被放置在相应的螺栓上。这使得易于使相应的螺栓处于正确的位置，其中相应的孔眼或管具有正确的定向或位置，以便简单地使线缆穿过相邻的孔眼或管。如果螺栓连接被布置成环形，则相应的孔眼或管例如全都被布置在环的外侧处，使得线缆可沿螺栓布置结构的外侧安装。

根据替代方案，每个垫圈被固定到待旋拧在螺栓上的螺母或者是该螺母的整体部分。根据该实施例，相应的垫圈借助于胶或另一种适当的连接手段来固定到螺母，或者与螺母形成单件。它可借助于焊接连接来固定到螺母。当螺母被旋拧在螺栓上时，垫圈被附接到螺栓。为了使所述孔眼或管处于相应的位置，需要将螺母旋拧在相应的位置。

如上面所解释的，线缆所连接或固定到的弹性装置被用于补偿置于破裂的螺栓碎片上的以及垫圈并且因此螺栓碎片所连接到的线缆上的力。因此，所述弹性装置优选地被实现为弹簧元件，优选地实现为螺旋弹簧。取决于线缆如何被连接或固定到弹簧元件，当补偿相应的力时，该弹簧元件可被压缩或伸展。

关于线缆与弹性装置、特别是弹簧元件或相应的螺旋弹簧的连接或固定，公开了若干替代实施例。根据第一实施例，线缆以两个端部沿相反的方向穿过所述弹性装置、特别是螺旋弹簧，其中每个端部被固定到所述弹性装置的相应端部。所述线缆被布置成环形。两个端部沿相反的方向穿过所述弹性装置并且被固定到所述弹性装置的相应端部。因此，当力置于线缆上时，所述弹性装置被压缩，这是因为线缆端部向彼此移动。

根据另一替代方案，线缆可以一个端部固定到垫圈，并且它以另一个端部穿过所述弹性装置、特别是螺旋弹簧，并且被固定到所述弹性装置的端部。当螺栓例如被布置成一排时，或者当使用若干单独的线缆和若干单独的弹性装置来固定相应的螺栓组时，使用这种布置结构。同样在这种情况下，当力置于线缆上时，所述弹性装置被压缩。

根据第三替代方案，本发明的安全装置包括若干线缆和若干弹性装置、特别是螺旋弹簧，其中，每个线缆穿过若干垫圈的孔眼，并且以两个端部固定到分开的弹性装置。线缆和弹性装置以交替的方式布置，其中，线缆被附接到弹性装置的相邻端部，或者其中，每个线缆穿过弹性装置，而端部被固定到弹性装置的远端。根据第一替代方案，当力置于线缆上时，所述弹性装置被伸展，根据第二替代方案，当力置于线缆上时，所述弹性装置被压缩。因此，两个单独的线缆的端部沿相反的方向穿过共同的弹性装置，其中每个端部被固定到弹性装置的相应端部，或者弹性线缆的每个端部被直接固定到相应弹性装置的相邻端部。

优选地，相应的线缆通过使用线锁来固定到弹性装置，该线锁在该弹性装置附近附接到该线缆。这些线锁例如具有嵌入丝线的U形形式。相应的夹杆等被螺接在该U形部分上，使得线锁被紧紧地固定到所述线缆。

本发明还涉及一种用于如上面所公开的安全装置的垫圈，该垫圈具有包括孔的盘状部分，并且具有固定到该盘状部分或布置在该盘状部分处的孔眼。该孔眼优选地被实现为固定或布置到该盘状部分的侧面的管。

优选地，该孔眼或管通过焊接连接来固定到该盘状部分。

最后，本发明涉及如上面所公开的安全装置的与螺栓连接一起使用的用途，所述螺栓连接连接风力涡轮机的部件，特别是连接固定到基座的塔架部段或固定到彼此的塔架部段或固定到轮毂的叶片的部件。

附图说明

参照附图来详细地解释本发明，附图示出了：

图1示出了本发明的垫圈的顶视图，

图2示出了图1的垫圈的侧视图，

图3示出了在螺栓连接处使用的安全布置结构的原理示意图，该螺栓连接将风力涡轮机的塔架部段固定到塔架基座，

图4是根据第一实施例的线缆端部与弹性元件的连接的原理示意图，

图5是根据第二实施例的线缆端部与垫圈和弹性元件的连接的原理示意图，

图6是若干线缆与若干弹性元件的附接的原理示意图，

图7是配备有垫圈的螺母的顶视图，以及

图8是具有图7的垫圈的螺母的侧视图。

具体实施方式

图1示出了本发明的垫圈1，其是根据本发明的安全装置的一部分。垫圈1包括盘状部分2，其具有中心孔3，用于接收待借助于该垫圈或相应地借助于该安全装置来固定的螺栓连接的螺栓。

实现为管5的孔眼4借助于焊接连接6来固定到该盘状部分的侧面。孔眼4或相应的管5具有孔7，其用于容纳线缆，如下面所解释的。

所述垫圈或相应的盘状部分2和孔眼4由金属制成，这是因为它们被用于固定螺栓连接的金属螺栓。

图3示出了本发明的安全装置8的原理示意图。该安全装置被用于固定螺栓连接9，该螺栓连接9包括相应的螺栓10，相应的螺母11被旋拧在该相应的螺栓10上。螺栓连接9被用于将包括径向安装法兰13的塔架部段12固定到仅部分示出的塔架基座14。

当将塔架部段12安装到其中布置有相应的螺栓10的基座14时，安装法兰13位于螺栓10上方，这些螺栓10被布置成环形。这些螺栓穿过安装法兰13中的相应开口。当法兰13置于基座上时，垫圈1被放置在每个螺栓10上，其中螺栓10穿过垫圈1的孔。垫圈1被布置成使得相应的孔眼4示出给该布置结构的外侧。在每个螺栓10都配备有垫圈1之后，相应的螺母11被旋拧在螺栓10上。当所有螺母11都被旋拧在螺栓10上时，塔架部段12被紧紧地固定到基座14。

现在安装安全装置8。安全装置8包括线缆15，其优选为钢丝线缆。该线缆穿过垫圈1的所有孔眼4或管5。该线缆的端部16被固定或紧固到弹性装置17，该弹性装置17优选地是或包括弹簧元件18，该弹簧元件18优选为螺旋弹簧。

利用这种布置结构，特别是通过线缆15，所有垫圈1都被连接，并且因此，具有拧上的螺母11的相应螺栓10也被连接。在螺栓10中的一个由于过载而破裂并且破裂的螺栓碎片由于置于相应的螺栓连接上的巨大的力而从其安装位置射出的情况下，该碎片借助于该线缆来固定，使得螺栓碎片无法以不受控制的方式飞入到周围环境中。它被固定到线缆15，并且因此，被保持在螺栓连接布置结构附近。置于破裂的螺栓碎片上的力或张力由线缆15承受并且通过弹性装置17来补偿，该弹性装置17优选地当相应的端部15穿过弹性装置17时压缩，或者当相应的端部被直接固定到弹性装置17的相应的相邻端部时伸展。在任何情况下，破裂的螺栓碎片都被保持在该布置结构附近，并且无法以不受控制的方式飞入到周围环境中。

图4示出了线缆15与弹性装置17的连接的第一替代方案。如图4清楚地示出的，线缆15的端部16沿相反的方向穿过弹性装置17。弹性装置17包括弹簧元件18，例如具有中心开口的螺旋弹簧，端部16可穿过该弹簧元件18。

每个端部16都借助于线锁（wire lock）19来固定到弹性装置17或相应的弹簧元件18的相应端部20。例如，线锁19包括嵌入线缆的U形部分，夹杆等借助于相应的螺母布置和固定在该U形部分上。因此，线锁19被紧紧地夹持或固定到线缆15的相应端部16，并且因此，线缆15被布置或固定到弹性装置17的相应端部。在线锁和弹性装置17之间当然可存在一些距离，然而相应的线缆端部被固定到该弹性装置并且无法被牵拉通过它。

当在线缆15上发生张紧时，端部16被拉到一起，从而导致弹性元件17的压缩。这种压缩补偿由螺栓的破裂引起的置于线缆15上的力。

图5示出了本发明的安全装置8的另一实施例的原理示意图。图5示出了具有其孔眼4的若干垫圈1，线缆15被引导通过这些孔眼4。如上面所解释的，线缆15的第一端16被固定到在线锁19的左侧上示出的垫圈1。

丝线15的第二端16穿过弹性装置17，该弹性装置17在该实施例中也包括呈螺旋弹簧形式的弹簧元件18。弹性装置17的左端20邻接在右侧上示出的垫圈1的孔眼4的右侧。在弹性装置17的另一端20处，线锁19被附接到线缆15，用于在该端部20处将该线缆固定到弹性装置17。

如果力由借助于线缆15固定的破裂的螺栓施加于丝线15，则线缆15移动，从而导致该弹性装置17的压缩。弹性装置17补偿置于线缆15上的力或张力，其中螺栓碎片被固定到安全装置8。

参考图3中所示的示例，图5中所示的若干安全装置沿周向方向布置。因此，在该实施例中，若干单独的线缆15和若干单独的弹性装置17被结合在完整的安全装置布置结构中，用于固定螺栓连接的所有螺栓10。

图6示出了安全装置8的第三实施例。该安全装置也包括穿过若干垫圈1的孔眼4的若干线缆15。每个线缆15的每个端部都被固定到相应的弹性装置17的相邻端部，该弹性装置17在该实施例中也可借助于弹簧元件或螺旋弹簧来实现。整个安全装置也能够以环形方式或以线性方式来布置。在该实施例中，当力或张力被施加在任何线缆15上时，相应的线缆15移动，从而导致耦接到相应线缆15的相应弹性装置17的伸展或延伸，从而补偿置于线缆15上的力或张力。在该实施例中，破裂的相应螺栓碎片也被安全地固定并且无法以不受控制的方式飞入到周围环境中。

虽然图6示出了相应线缆15的相应端部16与相应弹性装置17的相邻端部的固定，但是当然可以类似于如图4中所示的方式将相邻线缆15的端部固定，而其中，使不同线缆的端部沿相反的方向穿过共同的弹性装置17。在这种情况下，当螺栓破裂时，相应的弹性装置17被压缩。

最后，图7和图8示出了另一个本发明的垫圈1的实施例，其被紧密地固定或者形成为螺母11的整体部分。该垫圈包括盘状部分2，该盘状部分2具有固定到其的孔眼4，其整体形状与图1和图2中所示的垫圈1类似。但是，根据图7和图8的垫圈1不是单独的物件，而是还包括螺母11的组合物件。

垫圈1可借助于胶或类似的东西来附接到该螺母。它还可通过焊接连接来附接，使得垫圈1和螺母11是整体的单件式物件。这种组合的垫圈-螺母-物件的使用在某种程度上不同于将垫圈1和螺母11用作分开的部分。在待借助于所述螺栓连接来连接的部件相对于彼此附接或定位而螺栓10穿过另一部分的安装部段中的相应孔之后，每个螺母11与垫圈1一起被旋拧在螺栓10上。螺母被旋拧，直到它紧紧地固定相应的螺栓连接。在最终安装位置，相应的孔眼4例如再次定位在垫圈的环形布置结构的外周界处，使得丝线可容易地穿过所有孔眼4。该组合的垫圈-螺母-物件也允许安全地固定连接螺栓10。

尽管参考优选实施例详细地描述了本发明，但本发明并不受所公开的示例限制，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员能够从所公开的示例得到其他变型。

Claims (14)

1.一种用于螺栓连接的安全装置，包括：两个或更多个垫圈（1），所述垫圈（1）具有用于接收螺栓（10）的孔（3），其中每个垫圈（1）包括孔眼（4）；待穿过所述孔眼（4）的至少一个线缆（15）；以及固定或待固定到所述线缆（15）的至少一个端部（16）的至少一个弹性装置（17）。

2.根据权利要求1所述的安全装置，其中，所述孔眼（4）是沿所述垫圈（1）的侧面延伸的管（5）。

3.根据权利要求1或2所述的安全装置，其中，每个垫圈（1）可单独地安装在所述螺栓（10）上，或者其中，每个垫圈（1）被固定到待旋拧在螺栓（10）上的螺母（11）或者是所述螺母（11）的整体部分。

4.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，所述弹性装置（17）是弹簧元件（18）。

5.根据权利要求4所述的安全装置，其中，所述弹簧元件（18）是螺旋弹簧。

6.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，所述线缆（15）待以两个端部（16）沿相反的方向穿过所述弹性装置（17）、特别是螺旋弹簧，其中，每个端部（16）待固定到所述弹性装置（17）的相应端部（20）。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的安全装置，其中，所述线缆（15）待以一个端部（16）固定到垫圈（1），并且待以另一个端部（16）穿过所述弹性装置（17）、特别是螺旋弹簧，并且待固定到所述弹性装置（17）的端部（20）。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的安全装置，包括若干线缆（15）和若干弹性装置（17）、特别是螺旋弹簧，其中，每个线缆（15）待穿过若干垫圈（1）的孔眼（4），并且其中，每个线缆（17）的两个端部（16）被固定到分开的弹性装置（17）。

9.根据权利要求8所述的安全装置，其中，两个单独的线缆（15）的端部（16）待沿相反的方向穿过共同的弹性装置（17），其中，每个端部（16）待固定到所述弹性装置的相应端部（20），或者其中，相应的线缆（15）的端部（16）待直接固定到相应的弹性装置（17）的相邻端部（20）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，所述线缆（15）借助于待附接到所述线缆（15）的线锁（19）来固定。

11.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的安全装置的垫圈，具有包括孔（3）的盘状部分（2），并且具有固定到所述盘状部分（2）的孔眼（4）。

12.根据权利要求11所述的垫圈，其中，所述孔眼（4）是固定到所述盘状部分（2）的侧面的管（5）。

13.根据权利要求11或12所述的垫圈，其中，所述孔眼（4）被焊接到所述盘状部分（2）。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的安全装置的与螺栓连接一起使用的用途，所述螺栓连接连接风力涡轮机的部件，特别是连接固定到基座（14）的塔架部段（12）或固定到彼此的塔架部段或固定到轮毂的叶片的部件。