FI66972C - Faestkonstruktion med litet vridmotstaond - Google Patents

Description

66972

Pienen vääntövastuksen omaava kiinnityskonstruktio Fästkonstruktion med litet vridmotstand Tämä keksintö kohdistuu kiinnityskonstruktioon tikapuita, kaapeli-tukia ja sellaisia varten, jotka ovat kiinnitetyt esimerkiksi suuressa tuulivoimalassa käytetyn tornin sisälle.

5 Modernit suuret tuulivoimalat ovat yleensä kannatetut korkeiden (200-300 ft) tornien päihin, jotka tornit ovat tietyissä tuulenpuuskissa taipuvia. Nämä tornit tarvitsevat tikapuita tai portaita, jotta huoltohenkilökunta pääsee tuuliturbiinia huoltamaan ja kaapelitukia tai kaapeliohjaimia, jotka pitävät sähkövirtakaapelit suorassa nii-10 den kulkiessa läpi tornin pituuden. Jotta tikapuut ja kaapelituet mukautuvat tornin taipumiseen, ne ovat jaetut osiin kunkin osan ollessa noin 20 jalkaa pitkä ja kykenevä suhteelliseen liikkeeseen muiden osien kanssa, niin että ne eivät muovaa tornia tai aiheuta mitään vastusta tornin taipumiselle.

15

Torninrakennustaidossa on ollut käytäntönä kiinnittää mainitut tika-puu- tai kaapelitukisegmentit tukipalkkeihin, kuten I-palkkeihin tai sellaisiin, jotka ovat itse tornin seinän kannattamat. Kun sellaiset rakennuspalkit ovat hyvin lujia venytystä, puristusta ja taivutusta 20 vastaan, ne ovat suhteellisen heikkoja aksiaalisen väännön suhteen. Jotta estettäisiin palkkien vahingoittuminen, kuten pysyvän muodonmuutoksen synty, käsillä oleva keksintö esittää laitesegmenttien, kuten tikapuiden ja kaapelitukien, kiinnitystavan rakenneteräksiin, jossa esiintyy minimimäärä vääntökuormitusta.

25 Näin ollen keksinnön päätarkoituksena on aikaansaada pienen vääntöra-situksen omaava kiinnitysrakenne laitteiden, kuten tikapuiden ja sellaisten kiinnittämiseksi rakennuksiin ja torneihin.

30 Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada rakenne, joka sopii esitettyjen osiin jaettujen laitteiden kiinnittämiseen.

Keksinnön mukaan osiin jaettu laite, kuten tikapuut tai kaapelituki, 2 66972 kiinnitetään torniin tai muuhun pystysuoraan rakenteeseen usealla välin päässä toisistaan sijaitsevalla kannatuselimellä, kuten I-palkil-la niin, että jokainen osa kiinnitetään kahteen kannatuselimeen, joten kukin kannatuselin antaa kiinnityspaikan kahden peräkkäisen osan 5 vastakkaisille päille. Kannatuspalkit ovat kuormitetut näillä osilla suunnassa, joka kulkee palkin vääntökeskipisteen kautta, joten niiden vääntyminen on minimoitu. Edullisessa sovellutusmuodossa segmentit on kiinnitetty kannatuspalkeista ulkoneviin tukivarsiin siten, että kunkin segmentin toinen pää on kiinnitetty tukivarteen, joka ulkonee 10 suunnilleen palkin vääntökeskiön kautta kulkevaa linjaa pitkin, ja segmentin toinen pää on kiinnitetty vastaavaan palkkiin, mikä tarjoaa vain yksisuuntaisen tuen segmentille, minkä tuen suunta kulkee palkin vääntökeskiön kautta.

15 Seuraavassa esitetään keksintöä lähemmin sovellutusesimerkin ja kuvien avulla.

Kuvio 1 on perspektiivikuva keksinnön mukaisesta rakenteesta sovellettuna tikapuiden yhteyteen, osan konstruktiosta ollessa rikottu pois 20 paljastaen rakenteen yksityiskohdan.

Kuvio 2 on sivukuva kuviossa 1 esitetystä laitteesta.

Kuvio 3 on sivukuva keksinnön vaihtoehtoisesta sovellutusmuodosta, 25 jossa pienen vääntövastuksen aikaansaava konstruktio on sovellettu ositettuun kaapeliohjaimeen.

Kuvio 4 on päätykuva kuvion 3 linjalta 4-4 nähtynä, osan laitteesta ollessa rikottu pois paljastaen rakenteen yksityiskohtia.

30

Ja kuvio 5 esittää kuvion 4 rakennetta altapäin linjalta 5-5.

Viitaten kuvioon 1 keksinnön mukaisen laitteen konstruktio esitetään yleisesti viitemerkillä 10, ja kuten näytetty se on sovellettu osite-35 tun tikapuun kiinnitykseen, mitkä tikkaat käsittävät useita erillisiä segmenttejä eli osia 15, joista kukin käsittää parin sivukiskoja 20, joiden väliin on kiinnitetty välin päähän toisistaan poikkipuita 25 3 66972 jollain sopivalla tavalla.

Kiinnitysrakennelma käsittää useita välin päässä toisistaan olevia kannatuselimiä, kuten vaakasuoria palkkeja 30, kunkin palkin ollessa 5 tässä sovellutusmuodossa standardi I-muotoa käsittäen keskeisen uuma-levyn ja kohtisuorat laippalevyt. Palkit on kiinnitetty torniin, rakennukseen tai muuhun rakenteeseen, johon tikkaat on kiinnitettävä, jollain sopivalla tavalla, kuten pystysuorilla palkeilla (ei näytetty).

10 Kukin tikapuusegmentti on liitetty pariin viereisiä palkkeja, jolloin kukin palkki muodostaa kiinnityskohdan kahden peräkkäin olevan tikkaan vastakkaisille päille. Kunkin tikkaanosan yläpää on yhdistetty ulokkeisiin 40, jotka on kiinnitetty vastaavan palkin uumalevyyn hitsaamalla niiteillä, pulteilla tms. Tikassegmentin yläpään ja ulokkeen 40 15 yhdistäminen tapahtuu kolmiotukien 45 avulla, joka käsittää parin tukivarsia 50 ja 55, jotka on kiinnitetty tikkaaseen välin päähän toisistaan ja ulokkeeseen 40 yhdestä paikasta. On huomattava, että tuen 45 liittäminen palkkiin 30 tapahtuu palkin vääntökeskiön kautta kulkevassa suunnassa, tässä tapauksessa pitkin palkin pituussuuntaista 20 keskiakselia. Kun eräs kolmiotukirakenne 45, jossa parit tangot on pultattu toisiinsa, on esitetty, on ymmärrettävissä, että samanlainen tuki voidaan tehdä esimerkiksi hitsaamalla yksittäiset tuet tikkaiden sivukiskoihin.

25 Kunkin tikassegmentin alapäässä on toinen pari tukivarsia 60, joka varsi sisältää yhden suoran, tikkaan päähän esim. hitsaamalla kiinnitetyn varren, joka on pultattu tai niitattu 63 toiseen kiinnitysulok-keeseen 65, joka on kiinnitetty palkin tikkaidenpuoleiseen laippaan jollain sopivalla tavalla, kuten hitsaamalla, juottamalla, pulttaa-30 maila jne. Kuten parhaiten nähdään alemman palkin kuvauksista kuvioissa 1 ja 2, toinen kiinnityskorvake 65 sisältää pystysuoran ura-aukon 68, mikä sopii yhteen varressa 60 olevan vaakasuoran reiän kanssa, jolloin näiden läpi kulkee pultti tai niitti 63 ja palkki 30 tukee tikkaan alapäätä vain vaakasuorassa suunnassa eikä aiheuta mitään 35 vastusta tikasosan pystysuuntaiselle kuormitukselle.

Tukipalkkien kuormitukset on esitetty kaaviona kuviossa 2. Kuhunkin 4 66972 palkkiin kohdistuva kuormitus sisältää pystysuoran komponentin kohdistuen palkkiin ensimmäisen kiinnitysulokkeen 40 kohdalla, vaakasuoran komponentin F„, joka vaikuttaa palkkiin samassa pisteessä, n ja yhtä suuren ja vastakkaisen voimakomponentin F„, joka vaikuttaa n 5 palkkiin laippaan kiinnitetyn ulokkeen 65 kautta. Kuten on käynyt ilmi, kun rakennepalkit, kuten kuviossa esitetty palkki 30, omaavat suuren lujuuden venytystä, puristusta ja taivutusta vastaan, sellaiset palkit ovat verrattain heikkoja vääntöä vastaan. Kuitenkin tämän keksinnön avulla vääntökuormitus on minimoitu. Kuten nähdään kuvios-10 sa 2, käsitellen ensin ulokkeeseen 40 kohdistuvia voimia, nähdään, että pystysuora komponentti F^ vaikuttaa vääntökeskiön kautta eikä siten aiheuta mitään vääntöä palkkiin. Samoin tikkaan alapään aiheuttama vaakasuora komponentti F kulkee palkin vääntökeskiön kautta ei- Π kä aiheuta siihen vääntöä. Tähän liittyen nähdään, että ainoa vääntö-15 kuormitus palkille aiheutuu vaakasuorasta voimasta, joka vaikuttaa ulokkeeseen 40. Esitetyn konstruktion analyysi osoittaa, että on yhtä suuri kuin tikkaiden paino kerrottuna X:llä, joka on tikkaiden etäisyys ulokkeesta 40, ja jaettuna tikasosan pituudella. Pituus X on tyypillisesti 18 tuuman luokkaa, kun taas kunkin segmentin pituus 20 on 20 jalan luokkaa. Tästä johtuen nähdään, että Fjj on pieni murto-osa jokaisen tikkaan painosta. Voidaan myös havaita, että tämä melko pieni vaakasuora voimakomponentti vaikuttaa aivan lähellä palkin 30 vään-tökeskiötä (noin neljän tuuman päässä siitä). Siten palkin 30 vääntö-kuormitus tulee suhteellisen pienestä voimasta, joka vaikuttaa suhteel-25 lisen merkityksettömän pituuden päässä vääntökeskiöstä, joten vääntö-kuormitus on minimoitu.

Viitaten kuvioihin 3,4 ja 5 esitetään tämän keksinnön vaihtoehtoinen sovellutusmuoto, jossa pienen vääntökuormituksen omaava kiinnitysra-30 kennelma on sovellettu parin uran muotoisen kaapelituen kiinnittämiseen torniin. Kaapelituet on jaettu osiin kunkin osan 80 sisältäessä ensimmäisen korvakkeen 85, joka on kiinnitetty siihen hitsaamalla tms. Kor-vake 85 on kiinnitetty ensimmäiseen kiinnitysulokkeeseen 90, joka on kiinnitetty palkin 30 uumalevyyn niittaamalla, hitsaamalla tai pult-35 taamalla.

Palkin 30 kaapelitukea lähinnä oleva laippa on varustettu levyllä 95, 5 66972 joka on kiinnitetty siihen hitsaamalla, ja rakennelma on varustettu vaakasuorassa rivissä olevilla rei'illä 100, jotka sopivat kaapeli-tukien alaosissa olevien pystysuuntaisten aukkojen 105 keskusten kohdalle. Reiän 100 ja aukon 105 läpi menee pultti 110, jonka kautta 5 kaapelituki on tuettu alaosastaan palkkiin 30 vain vaakasuorassa suunnassa, koska kaapelituessa oleva ura-aukko ei tarjoa mitään vastusta pystysuuntaiselle kuormitukselle.

On helposti ymmärrettävissä, että palkkien 30 kuormitus on olennai-10 sesti sama kuin kuviossa 2 esitetty. Kuten edellä esitetty, uramainen liitos levyn 95 ja kaapelitukisegmentin välillä aikaansaa sen, että vain vaakasuora kuormitus siirtyy tuen alaosasta palkkiin. Tämä kuormitus vaikuttaa palkin vääntökeskiön kautta eikä siten aiheuta palkkiin vääntöä. Samoin pystysuora kuormitus ulokkeen 90 kautta vaikut-15 taa myös palkin vääntökeskiön kautta eikä aiheuta vääntörasitusta.

Siten nähdään, kuten ensimmäisessä esimerkissä, että ainoa vääntökuor-mitus aiheutuu ulokkeen 90 kautta vaikuttavasta vaakasuorasta voimasta. Kuten ensimmäisen sovellutusmuodon yhteydessä osoitettiin, tämä kuormitus on vain pieni murto-osa kaapelituen koko painosta ja vai-20 kuttaa vain pienen etäisyyden päässä palkin vääntökeskiöstä aiheuttaen vain vähäpätöisen vääntömomentin.

Claims (6)

1. 66972
2. 1. Pienen vääntövastuksen omaava kiinnityskonstruktio useiden segmenttien tai ositetun laitelman kiinnittämiseksi rakenteeseen, tunnettu siitä, että se käsittää: 5 a) useita välin päässä toisistaan olevaa kannatuselintä (30); b) kunkin segmentin (10) ensimmäinen pää on kiinnitetty vastaavaan kannatuselimeen (30) suunnilleen sen vääntökeskiön kohdalle, niin että tämä segmentin ensimmäinen pää tukeutuu sekä vaakasuorasti että 10 pystysuorasti sanottuun kannatuselimeen, jolloin kannatuselimeen vaikuttava segmentin painon aiheuttava pystysuuntainen kuormitus vaikuttaa kannatuselimen vääntökeskiön kautta, ja; c) kunkin segmentin (10) toinen pää on yhdistetty vastaavaan kannatus-15 elimeen (30) siten, että tämä toinen pää tukee vain vaakasuorassa suunnassa kannatuselintä, tämän segmentin painoon verrannollisen vaakasuoran voiman vaikuttaessa kannatuselimeen sen vääntökeskiön kautta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että 20 kunkin segmentin (10) toinen pää ja sen peräkkäisen segmentin ensimmäinen pää ovat tuetut samaan kannatuselimeen (30). 1 2 3 Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sanottu kannatuselin (30) on rakennepalkki. 25 2 Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuhunkin palkkiin on keskeisesti kiinnitetty uloke (40,90), että kunkin segmentin (10) ensimmäiseen päähän on kiinnitetty kolmiotuki (50,55 ja 85) ja että nämä tuet on liitetty toisiinsa. 30 3 Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuhunkin palkkiin on kiinnitetty toinen kiinnityskorvake (65,95) kunkin segmentin toisen pään käsittäessä kiinnityskohdan, jomman kumman kiinnityselimistä sisältäessä pystysuoran ura-aukon toisen sisältäes- 35 sä vastaavan reiän niin, että näiden läpi on asennettu kiinnityselin 66972 yhdistämään elimet toisiinsa.
4. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että sanotut segmentit muodostuvat tikapuiden osista, jotka käsittävät kak- 5 si sivukiskoa (20), joiden väliin on asennettu useita poikkipuita (25), ensimmäisen tukikolmion muodostuessa ensimmäisestä ja toisesta tukivarresta (50,55), jotka on toisista päistään kiinnitetty sanottuihin sivu-kiskoihin jonkin matkan päähän toisistaan ja joiden toiset päät on kiinnitetty sanotun kiinnitysulokkeen (40) samaan pisteeseen. 10
5. 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kukin palkki käsittää segmentteihin päin olevan laippalevyn, johon on kiinnitetty kiinnitysalusta (65,95), jomman kumman kiinnitysalustasta tai vastaavan segmentin sisältäessä pystysuuntaisen uramaisen aukon 15 (68,105) toisen sisältäessä tämän aukon kohdalla reiän, jolloin näiden läpi on asennettu kiinnityselin yhdistämään segmentin toisen pään palkkiin.
6. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että 20 segmentti käsittää pitkänomaisen tunnelimaisen rakenteen (80). 66972