CN110998138B - 由结构中可静态负载组件组成的系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种由用于结构的可静态负载组件组成的系统，其包括至少两个不同的拉伸元件(10、14)，各拉伸元件具有至少一个端部区域(11、15)，所述拉伸元件在其端部区域(11、15)中具有外螺纹(12、16)，以及至少一个具有内螺纹(22)的连接组件(20、20'、30)，所述内螺纹配置为与作为拉伸构件的所述拉伸元件(10、14)之一的所述外螺纹(12、16)相互作用。根据本发明，所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)的所述外螺纹(12、16)具有相同的螺纹负载能力，并决定所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)的相应阈值拉力。

Description

由结构中可静态负载组件组成的系统
技术领域
本发明涉及一种由用于结构的可静态负载组件组成的系统，其包括至少两种不同的、可替换的拉伸元件，各拉伸元件具有至少一个端部区域，该拉伸元件在其端部区域中具有外螺纹。该系统还包括至少一个具有内螺纹的连接组件，该内螺纹配置为与作为拉伸构件的拉伸元件之一的外螺纹相互作用。
定义
在本申请的上下文中，以下定义被作为基础：
拉伸构件：拉伸构件为装配有至少一个连接组件的拉伸元件。
拉伸元件：拉伸元件可以为拉伸杆或缆索(cable)拉伸构件。
拉伸杆：拉伸杆可以包括至少在一个端部区域处具有轧制的(rolled)或机械加工的外螺纹的任意完整截面。
缆索拉伸构件：缆索拉伸构件可以由缆索和压制(pressed)或轧制的缆索端部连接件、特别是螺纹接头(thread fitting)组成。
连接组件：连接组件可以为连接器头(connector head)或套筒。
连接器头：连接器头可以为叉形头(fork head)或杆端(rod end)。其适合于将拉伸元件彼此连接或与周围的结构连接。与拉伸元件一起，连接器头形成拉伸构件。
叉形头：叉形头可以为具有内螺纹和带眼(eye)的两个突耳的铸件、锻件或机械制造件。
杆端：杆端可以为具有内螺纹和带眼的突耳的铸件、锻件或机械制造件。
螺纹接头：螺纹接头可以由压座(press socket)和外螺纹区域组成。螺纹接头适合于被轧制或压制到缆索上。
缆索：缆索可以由至少绞合一次的圆线和/或异型线组成。
套筒：套筒可以为带有两个相等或不相等定向的内螺纹的连接元件。其适合于将拉伸元件彼此连接或与周围的结构连接。
现有技术
在由用于可静态负载组件组成的已知系统中，通常使用拉伸杆和缆索拉伸构件。拉伸杆通常包括在其两个端部处具有螺纹的完整截面，通过该螺纹，带有内螺纹的各种连接组件可以与该杆连接。这样的连接组件的实施例为叉形头、杆端或套筒，其例如用于将该杆与其他杆或与结构连接。
为了能够将连接组件与缆索拉伸构件连接，通常压制端部接头、特别是螺纹接头。尤其是，螺纹接头通常由压座和外螺纹区域组成。螺纹接头的外螺纹区域，像拉伸杆的螺纹一样，可以与带有内螺纹的连接组件连接。
由于缆索拉伸构件和拉伸杆的安全概念和安全因素不同，到目前为止，通常的做法是提供缆索端部连接件、特别是螺纹接头在缆索拉伸构件中的压制(pressing)的证明。对于提供证明所需的测试，螺纹接头的螺纹必须能够容纳(accommodate)大于计算的缆索断裂力的负载。否则，可以被螺纹接头的压制容纳的最大负载不能够通过拉伸测试确定，因为螺纹可能会提前失效。作为该方法的结果，缆索拉伸构件的每种设计的目标必须是设计一种在端部连接件区域中不失效、而在缆索区域中失效的缆索拉伸构件。
由于拉伸杆和缆索拉伸构件的承载能力的测试程序不同，具有相同螺纹尺寸连接件的拉伸杆和缆索拉伸构件的阈值拉力和断裂力相差很大，这至少严重地限制了缆索拉伸构件和拉伸杆之间的灵活变化。
发明内容
针对这种背景，本发明的目的在于提供一种系统，在该系统中，可以容易地在不同拉伸元件之间、特别是在一方面拉伸杆和另一方面缆索拉伸构件之间来回切换。
如根据本发明的、由结构中可静态负载组件组成的系统包括至少两个不同的、可替换的拉伸元件，各拉伸元件具有至少一个端部区域，所述拉伸元件在其端部区域中具有外螺纹。该系统还包括至少一个具有内螺纹的连接组件，该内螺纹配置为与拉伸元件的外螺纹相互作用。根据本发明，该至少两个不同的、可替换的拉伸元件的外螺纹具有相同的螺纹负载能力，并决定该至少两个不同的、可替换的拉伸元件的相应阈值拉力。
测试系列显示缆索的断裂力不必对缆索拉伸构件的负载能力起决定作用。与拉伸杆的情况一样，螺纹负载能力还可以被认为对缆索拉伸构件起决定性作用。在此情况下，缆索直径和、可选地螺纹接头的压制可以调节为螺纹负载能力，使得螺纹具有最小承载能力，并因此当分别考虑有效安全概念时，不同拉伸元件、特别是缆索拉伸构件和拉伸杆具有由螺纹决定的相同的阈值拉力。
以这种方式，不同拉伸元件可以装配有相同的连接组件，并提供相同的阈值拉力。例如，由于不同连接组件的尺寸不同、或者不同拉伸元件的断裂或阈值拉力不同，这允许更换不同拉伸元件，而无需之前所需要的大量(重新)构造工作。
换句话说，假设根据本发明，最弱的构件、即在拉伸杆的情况下的螺纹对于系统的全部拉伸元件是一致的。因此，可以容易地替换不同的拉伸元件，将该拉伸元件用作模块，并且可以更有效地使用该系统。
特殊的连接组件可以与不同拉伸元件一起使用，这使得该系统高度灵活，因为任何组合都是可以的，这在以前是不可能的、或者每种组合至少必须针对特定预期用途进行检查或测试。
在优选实施方式中，拉伸元件具有拉伸杆或缆索。在本发明显示出其优点、特别是在原则上可使用拉伸杆或缆索的系统中显示出其优点的情况下，基本上也可以想到诸如压缩杆或类似组件的其他元件作为拉伸元件。
特别地，拉伸元件可以为带有螺纹的拉伸杆或压缩杆，如与本申请同日递交的、题目为“具有抗腐蚀性螺纹齿侧的拉伸构件或压缩构件”的本申请人的并行实用新型申请中所描述的。就这一点而言，该并行实用新型申请的内容因此也明确地成为本申请的主题。
叉形头优选作为连接组件。然而，尤其还有特别是用于将拉伸构件彼此连接以及与周围的结构连接的杆端。然而，除了叉形头和杆端以外，也可以想到其他连接组件，其可以附接至不同的拉伸元件、以便能够将所讨论的拉伸构件与另一个物体连接，并且其设置有用于与拉伸元件的外螺纹相互作用的内螺纹。
在优选实施方式中，连接组件具有至少一个突耳，该突耳具有在连接组件的拉伸方向上的长度、横贯于拉伸方向的宽度、以及垂直于该长度和该宽度的厚度，沿穿过突耳的厚度方向、穿过所述突耳形成有眼。基于宽度方向，突耳在中心处的厚度的量最大，并且朝向在宽度方向上位于外侧的至少一个侧区域减小。更优选地，厚度的量朝向在宽度方向上位于外侧并彼此相对的两个侧区域减小。
由于连接组件的该配置，其能够特别优良地制造。特别地，在脱模期间，可以更容易地将其从模具移除，以便制造连接组件。此外，当铸造用于型芯(core)和部件本身的连接组件时具有优点，该优点特别是在于相应模具和型芯的制造更容易、和流体动力学特性更好。
厚度的量优选从中心到侧区域增加、或者从侧区域减小，使得形成一个倾斜平面或者形成两个倾斜平面，该倾斜平面从相应的侧区域延伸至中心。更优选地，厚度的量从中心向两个侧区域减小，使得在中心形成高脊(high ridge)。
由此在特定程度上实现了该优选实施方式的前述优点。
优选地，厚度的量还可以在拉伸方向、即其长度方向的方向上变化，不考虑其优选的中心和侧区域之间的差异。
优选地，基于所述宽度的方向，中心的眼形成在突耳中。
特别地，由于在与眼相互作用的螺栓或类似元件的邻接区域中比在突耳的其他区域中具有更多的材料，因此眼的区域变得更加可负载。以此方式，可以在一方面低重量和另一方面高强度之间实现良好的折衷。因此，螺栓后面的眼杆(eye rod)也发现了更多材料，这使得提供整个系统的强度的证明更容易。此外，该优选实施方式导致突耳更高的抗弯性，这在通常不期望的、但不可排除的横向负载的情况下尤其重要。
可替代地，突耳在宽度方向上的厚度的量可以基本上恒定。
在优选实施方式中，连接组件具有两个均等配置的突耳，该突耳的眼彼此对齐地形成，以容纳螺栓。因此，可以形成特别有利的叉形头。
在更优选实施方式中，所述至少两个不同的、可替换的拉伸元件的至少一个、优选两个各自在两个端部区域中具有外螺纹。所述至少一个连接组件的内螺纹则配置为与两个端部区域的相应外螺纹相互作用。可替代地，至少两个不同的、可替换的拉伸元件中的至少一个在其两个端部区域中的仅一处具有配合的外螺纹的实施方式也是可以的。
在优选实施方式中，至少两个不同的、可替换的拉伸元件之一为拉伸杆，该拉伸杆的外螺纹通过机械加工或通过脱模、即冷成型而形成。由脱模、即冷成型形成的外螺纹是有利的，因为其比通过机械加工制造的螺纹具有更高的强度。然而，为了形成螺纹，通过机械加工处理也是可以的。
在更优选的实施方式中，至少两个不同的、可替换的拉伸元件之一为缆索拉伸构件，该缆索拉伸构件的外螺纹在螺纹接头处形成。可替代地，对于螺纹接头，也可以想到铸造工艺或其他形式，以便提供具有外螺纹的缆索拉伸构件。
优选地，外螺纹可以容纳比相应拉伸元件的计算的断裂力小的负载，或者外螺纹可以容纳与相应拉伸元件的计算的断裂力相等的负载。拉伸元件及其外螺纹的这种配置确保了在不同拉伸元件的螺纹尺寸相同的情况下，可以在不同拉伸元件之间进行灵活的改变，而无需对整个系统进行新的计算或任何其他的适配。其原因在于该优选配置通常确保了拉伸杆或缆索或螺纹接头的压制在外螺纹之前不失效，使得能够自由选择拉伸元件、特别是拉伸杆或缆索拉伸构件，因为相应拉伸元件的断裂力在任何情况下是足够的。
优选地，连接组件和/或拉伸元件由不锈钢、或者镀锌钢或涂覆钢形成。已经证明，不锈钢、和镀锌钢或涂覆钢在拉伸构件和连接组件领域是特别有利的，特别是在结构中使用时，因为它们可以容纳相当高的负载，并容易加工且耐腐蚀。然而，对于连接组件、拉伸元件或二者，也可以使用其他材料。
在优选实施方式中，连接组件可以可选地与至少两个不同的、可替换的拉伸元件中的任一个组合。因此，在该优选实施方式中，可以将相同的连接组件与系统的可用拉伸元件中的任一个结合，而无需额外的适配器或类似元件，特别是如果系统包括用于特定结构的两个以上的不同拉伸元件。
如根据本发明的、上述用于系统的拉伸元件包括至少一个端部区域，在该端部区域中，该拉伸元件具有外螺纹，该外螺纹配置为与系统的连接组件的内螺纹相互作用。
本发明的其他特征和优点从整个权利要求书和以下附图说明中是显而易见的。
附图说明
图1示出了带有轧制螺纹的拉伸杆。
图2示出了带有螺纹接头的缆索拉伸构件。
图3a和图3b示出了带有内螺纹的叉形头。
图3c和图3d示出了带有内螺纹的杆端。
图4示出了两部分式叉形接头。
图5示出了带有内螺纹的套筒。
图6a和图6b示出了带有内螺纹的叉形头的另一实施方式。
图6c和图6d示出了带有内螺纹的杆端的又一实施方式。
实施本发明的方式
图1示出了拉伸杆10，其包括带有轧制螺纹的完整截面10'。拉伸杆10是由结构中可静态负载组件组成的系统的拉伸元件的第一实施例，并且该拉伸杆10具有端部区域11，在该端部区域中形成有外螺纹12。在图1中示出的实施方式中，外螺纹12配置成轧制螺纹，并在拉伸杆10的一侧上、在限定长度的端部区域11上延伸。拉伸杆10的第二侧未在图1中示出，并且该拉伸杆10的第二侧也可以在其端部区域中设置有外螺纹。然而，该拉伸杆10也可以不在其未示出的一侧上形成这样的外螺纹12。
图2示出了带有螺纹接头18的缆索拉伸构件14，并因此示出了由结构中可静态负载组件组成的系统的拉伸构件的第二实施例。缆索拉伸构件14具有端部区域15，螺纹接头18设置在该端部区域15处。螺纹接头18通过压座16'压制在缆索14'上，并且除了压座16'外，该螺纹接头18还具有带有外螺纹16的外螺纹区域。图2中的缆索拉伸构件14的外螺纹16对应于图1中的拉伸杆10的外螺纹12。
图3a和图3b示出了叉形头20，该叉形头20作为由结构中可静态负载组件组成的系统的连接组件的实施例，叉形头20具有内螺纹22和眼23。叉形头20的内螺纹22配置为使得其可以与拉伸杆10和缆索拉伸构件14的外螺纹12、16相互作用。图3a示出了叉形头20的侧视图，而图3d示出了叉形头20的俯视图。
图3c和图3d示出了杆端20'，该杆端20'作为由结构中可静态负载组件组成的系统的连接组件的另一实施例，杆端20'具有内螺纹22和眼23，其可以像在图3a和图3b的叉形头20中一样形成。图3c示出了杆端20'的侧视图，而图3d示出了杆端20'的俯视图。与叉形头20相反，杆端20'仅具有一个突耳21，而不是两个突耳21，这在比较两个俯视图3b和3d时很明显。
图4目前示出了两部分式叉形接头的实施例，在该两部分式叉形接头中，图3a和3b的带有内螺纹22的叉形头20被旋合到图2的带有螺纹接头18的缆索拉伸构件14上。内螺纹22与外螺纹16相互作用。叉形头20可以恰好与图1的拉伸杆10相连，以形成两部分式叉形接头，该两部分式叉形接头由带有内螺纹22的叉形头20和带有外螺纹12的拉伸杆10组成。当然，类似地也可以使用杆端和缆索拉伸构件或拉伸杆，以形成两部分式杆端接头。
在所示的实施方式中，叉形头20可以与缆索拉伸构件14或拉伸杆10连接，以便即使在安装前的最后一秒或即使在安装后，也可以用相应拉伸杆10替换缆索拉伸构件14，或者反之亦然，而无需执行新的统计计算或不必适应整体结构的其他组件。
在图3a至图3d和图4中连接器头被示为连接组件的实施例的情况下，图5示出了作为连接组件的另一实施例的套筒30。
图6a和图6b示出了带有内螺纹22的叉形头20的又一实施方式。在图6a示出了叉形头20的侧视图的情况下，图6b示出了叉形头20的前视图。叉形头20基本上对应于图3a和图3b中所示的叉形头20。像图3a和图3b的叉形头20一样，图6a和图6b中所示的叉形头20具有两个突耳21，该突耳21具有在拉伸方向上的长度、横贯于拉伸方向的宽度以及垂直于长度和宽度的厚度，沿着穿过突耳21的厚度方向、穿过各突耳21形成相应的眼23。
与图3a和图3b的实施方式相反，在图6a和图6b的实施方式中，基于宽度方向，突耳21在中心的厚度的量最大，并且朝向在宽度方向上位于外侧并彼此相对的两个侧区域24减小。因此，在中心形成高脊26。
图6c和图6d示出了带有内螺纹22的杆端20'的又一实施方式。在图6c示出了杆端20'的侧视图的情况下，图6d示出了杆端20'的前视图。根据图6c和图6d的实施方式与图3c和图3d相比的区别反过来在于，基于宽度方向，突耳21在中心的厚度的量最大，并且朝向在宽度方向上位于外侧并彼此相对的两个侧区域24减小。因此，在中心形成高脊26。
因此，根据本发明、尤其是根据图1至图6d的优选实施方式的系统使得可以在整个系统的负载保持相同的情况下，随机使用不同拉伸元件和连接组件的不同组合。

Claims (17)

1.由用于结构的可静态负载组件组成的系统，所述系统包括：
至少两个不同的拉伸元件(10、14)，各所述拉伸元件具有至少一个端部区域(11、15)，所述拉伸元件在其所述端部区域(11、15)中具有外螺纹(12、16)，以及
至少一个连接组件(20、20'、30)，其具有内螺纹(22)，所述内螺纹(22)配置为与作为拉伸构件的所述拉伸元件(10、14)之一的所述外螺纹(12、16)相互作用，
其特征在于
所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)的所述外螺纹(12、16)具有相同的螺纹负载能力，并决定所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)的相应阈值拉力，其中，所述外螺纹(12、16)能够容纳小于或等于相应拉伸元件(10、14)的计算的断裂力的负载。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述拉伸元件(10、14)在一方面具有至少一个拉伸杆(10)，且在另一方面具有至少一个缆索拉伸构件(14)。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接组件(20、20')为叉形头或杆端或套筒(30)。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述连接组件配置为将不同的所述拉伸元件(10、14)彼此连接，或配置为端部锚定至所述结构。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接组件(20)具有至少一个突耳(21)，所述至少一个突耳具有在所述连接组件(20、20')的拉伸方向上的长度、横贯于所述拉伸方向的宽度、以及垂直于所述长度和所述宽度的厚度，沿穿过所述突耳(21)的所述厚度的方向、穿过所述突耳(21)形成有眼(23)，
其中，基于所述宽度的方向，所述突耳(21)在中心处的厚度的量最大，并且朝向在所述宽度的方向上位于外侧的至少一个侧区域(24)减小。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，基于所述宽度的方向，所述突耳(21)在中心处的厚度的量朝向在所述宽度的方向上位于外侧并彼此相对的两个侧区域(24)减小。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，基于所述宽度的方向，所述中心的所述眼(23)形成在所述突耳(21)中。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述厚度的量从所述中心向所述两个侧区域(24)减小，使得在所述中心形成高脊(26)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接组件(20)具有至少一个突耳(21)，所述至少一个突耳(21)具有在所述连接组件(20、20')的拉伸方向上的长度、横贯于所述拉伸方向的宽度、以及垂直于所述长度和所述宽度的厚度，沿穿过所述突耳(21)的所述厚度的方向、穿过所述突耳(21)形成有眼(23)，
其中，所述突耳(21)在所述宽度的方向上的厚度的量基本恒定。
10.根据权利要求5、6或9所述的系统，其中，所述连接组件(20)具有两个均等配置的突耳(21)，所述突耳(21)的所述眼(23)彼此对齐地形成，以容纳螺栓，从而形成叉形头。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)中的一个在两个端部区域(11、15)中具有外螺纹(12、16)，或者所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)中的多于一个各自在两个端部区域(11、15)中具有外螺纹(12、16)，并且其中，至少一个所述连接组件(20)的所述内螺纹(22)配置为与相应两个端部区域(11、15)的所述外螺纹(12、16)相互作用。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)中的两个各自在两个端部区域(11、15)中具有外螺纹(12、16)，并且其中，至少一个所述连接组件(20)的所述内螺纹(22)配置为与相应两个端部区域(11、15)的所述外螺纹(12、16)相互作用。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)之一为拉伸杆(10)，并且其中，其外螺纹(12)通过机械加工或通过脱模形成。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)之一为缆索拉伸构件(14)，并且其中，其外螺纹(16)形成在螺纹接头(18)处。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接组件(20、20'、30)和/或所述拉伸元件(10、14)由不锈钢、或者镀锌钢或涂覆钢形成。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述连接组件(20、20'、30)能够与所述至少两个不同的拉伸元件(10、14)中的任一个相结合。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，带有缆索或拉伸杆的拉伸元件能够传递相同的阈值拉力。
CN201880053272.4A 2017-08-16 2018-08-10 由结构中可静态负载组件组成的系统 Active CN110998138B (zh)

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