NO161693B - Anordning ved mastelement. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et sylindrisk mastelement tilpasset for å settes sammen i lengderetningen med andre tilsvarende elementer i det formål å bygge opp en mast.

Man kjenner allerede slike elementer som sammen-satt bygger opp en mast som på sin øvre ende bærer et retningsgivende element, eksempelvis en prosjektør, en radioantenne, et kamera etc.

For slike retningsgivende apparater er det viktig at den retning som er bestemt fra begynnelsen av beholdes under mastens montering og under hele brukstiden uansett atmosfæriske forhold, og spesielt uansett hvilken vindretning som måtte forekomme.

For å oppnå dette har man tidligere benyttet en hylseinnretning for å forbinde to fortløpende elementer i lengderetningen og deretter låse elementene mekanisk til hverandre for å opprettholde den relative retning eller stilling som er bestemt på forhånd.

Denne mekaniske låseinnretning er imidlertid ofte uhensiktsmessig og relativt komplisert og likeledes vanskelig å betjene.

Man kjenner likeledes til elementer som kan settes sammen ved en hylseanordning og hvor endene fremviser plane flater som står i vinkel til mastens akse.

Denne vinkel for elementenes endeflater kan variere mellom femten og førtifem grader, hvilket sikrer den relative stilling ved dreining når forholdene er gode.

Slike elementer er vanligvis utført ved polymerisering av en termisk herdende harpiks og som er forsterket med fiberarmering, eksempelvis glassfibre eller karbonfibre.

Vanligvis muliggjør denne konstruksjon en mast-utførelse som garanterer at det retningsfølsomme element som masten bærer får en pålitelig vinkelstilling.

Imidlertid vil et slikt element fremvise lokale svakere soner, spesielt på høyde med elementenes endepartier i hvilke hylseforbindelsen befinner seg hvor holken fra det tilstøtende element omsluttes av hylsepartiet i det første element, hvorved de nevnte svakere soner oppstår ved den lagdelte indre konstruksjon av rørveggen i mastelementet.

En av hensiktene med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere denne ulempe ved å skaffe tilveie et mastelement som fremviser en forsterket konstruksjon, spesielt i elementenes endepartier.

En annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe tilveie et mastelement hvor den langsgående konstruksjon likeledes forsterkes.

Andre formål og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse som ikke har til hensikt å begrense oppfinnelsen, men er gitt i forbind-else med et utførelseseksempel.

Ifølge oppfinnelsen bærer det sylindriske mastelement ved en av sine endepartier en holk tilpasset omslutning av og innpasning med et tilsvarende endeparti for et liknende tilstøtende element.

Begge mastelementets endepartier omfatter plane endeflater som er skrådd i forhold til mastens akse.

Mastens vegg består av utenpåliggende sylindriske lag av materiale impregnert med en termisk herdbar resin, i-det den sammensatte lagkonstruksjon til slutt utsettes for polymerisering. I det minste noen av lagene består av fibre som i lengderetningen og ved innslag i vevstrukturen er gitt ulike stramming for å fremvise en retning med større motstand.

Mastelementet er kjennetegnet ved at det i begrenset utstrekning i forhold til elementets totale lengde og i et parti nær sitt skrått avskårne endeparti for omslutning av holken for det neste tilstøtende element og for innpasning med dettes muffeparti i det minste omfatter et tilleggslag av nevnte materiale som er orientert slik at dets største motstand ligger i et plan vinkelrett mastens akse.

Oppfinnelsen vil forstås lettere ved hjelp av den etterfølgende beskrivelse og ved å betrakte de ledsagende tegninger som utgjør en del av oppfinnelsen. Fig. 1 viser skjematisk et mastelement i en typisk utførelse i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk et snitt av den lagdelte konstruksjon av et elements vegg. Fig. 1 viser således et mastelement 1 i prinsippet bestående av et sylindrisk rør 2 med aksen 3.

Som det er kjent tidligere forlenges en av elementets endepartier seg, f.eks. endepartiet 4, ved en sylindrisk holk 5 fast forbundet med dette endeparti 4.

Holken 5 er bestemt for innpasning med et til-støtende element (ikke vist), idet dette tilstøtende elements endeparti har samme utførelse som det andre endeparti 6 for røret 2.

De ytre dimensjoner for holken 5 og de indre dimensjoner for endepartiet 6 som har form av en hylse eller muffe, tilsvarer naturligvis hverandre slik at holken 5 kan omsluttes av det tilsvarende muffeparti på det tilstøtende elements andre endeparti.

Elementet 1 har videre ved sine endepartier plane flater i vinkel med rørets akse 3.

Disse flater vises henholdsvis som 7 og 8 på

fig. 1.

Som i og for seg kjent sikrer endeflatene 7 og 8 en bestemt innbyrdes stilling for de to tilstøtende elementer med hensyn på dreining.

Endeflatenes vinkel er vanligvis mellom femten og førtifem grader i forhold til et plan vinkelrett på elementets akse.

Mastens vegg 1 består av utenpåliggende sylindriske lag av materiale impregnert med en termisk herdbar harpiks, idet den sammensatte lagkonstruksjon til slutt utsettes for polymerisering .

Fortrinnsvis i det minste noen av lagene består av fibre som i lengderetningen og ved innslag i vevstrukturen er gitt ulike stramming for å fremvise en retning med større motstand.

Tradisjonelt har alle bitene eller lagene av materialet vært orientert slik at den retning hvor de har størst motstand har falt sammen med mastens eller elementets lengdeakse.

Ifølge oppfinnelsen omfatter mastelementet et parti 9 med begrenset utstrekning i forhold til elementets totale lengde og som befinner seg nær elementets skrått avskårne endeparti 6 for røret 2, hvilket parti i det minste omfatter et tilleggslag 10 av nevnte materiale og som er slik orientert at dets største motstand ligger i et plan vinkelrett mastens akse.

Partiet 9 strekker seg tilnærmet fra anleggs-flaten 8 på rørets 2 ene endeparti 6 i en lengde som tilnærmet tilsvarer holkens lengde for det tilstøtende element som innpasses i lengderetningen.

Imidlertid er dette muffeparti 9 noe kortere enn den tilsvarende dybde for det parti som skal omslutte for-bindelsens utstikkende holk 5.

Ved at det på denne måten i det minste er benyttet et tilleggslag av materiale med bestemt orientering for-bedres motstandskraften i muffepartiet med skrådd anleggsflate for elementet 1 ved dettes endeparti for sammenføyning.

På fig. 2 er skjematisk vist de ulike lag av materialet som tilsammen utgjør elementets 1 konstruksjon.

På denne figur har man skjematisk vist fra 10 til 14 de ulike lag materiale hvor fiberstrukturen i fibrenes lengderetning og med vevinnslag er anordnet slik at det dannes en lik motstand i de to retninger som står vinkelrett på hverandre .

De lag som er vist ved 15, 16, 17 og 19 er orientert slik at det dannes en større motstand i en foretrukket retning.

Blant disse lag er 15, 16 og 17 orientert slik at retningen for største motstand er parallell med elementets lengdeakse og laget 19 er på den annen side orientert slik at retningen for største motstand faller på tvers av elementet og masten.

Videre viser fig. 2 ved sin strekpunkterte linje 18 aksen for elementet i forhold til disse lag slik at laget 10 er det innerste lag og utgjør rørets innervegg. Som det også fremgår av fig. 2 foretrekkes det at de lag med samme motstand i to på hverandre vinkelrett stående retninger og de lag hvor største motstand faller i en retning er lagt vekselvis, i det minste i rørets indre del.

Laget 14, som er det ytterste lag, er faktisk i det viste eksempel identisk med laget 13. Laget 14 er imidlertid et overflatelag og har derfor en mindre tykkelse.

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen

er det indre lag, dvs. lag 10, et lag hvor motstanden i to på hverandre vinkelrett liggende retninger er like.

I et av de første lagene med orienterte fibre vendes retningen for den største motstand i partiet 9 for røret 2 og fortrinnsvis skjer dette i det nest innerste lag, dvs. lag 15.

De fiberarmerte lag sammen med den termisk herdede harpiks som sammenføyer lagene gis optimal styrke ved å vekselvis benytte glassfiberlag og karbonfiberlag, idet glassfiberlagene legges ytterst slik at de danner den indre og den ytre overflate for rørveggen, mens karbonfiberlagene benyttes mellom disse lag.

Glassfiberlagene fremviser en bedre motstand mot støt enn tilsvarende karbonfibre som er relativt skjøre og støtømfintlige, men fremviser overlegne mekaniske egenskaper og spesielt en bedre bøyestivhet, hvilket er en meget etter-traktet egenskap.

Ifølge et annet karakteristisk trekk ved oppfinnelsen fremviser rørveggen en skråkant 20 som skjærer over den spisse vinkel og det skrått avskårne endeparti 6, hvilket hindrer deformasjon av den ytterste del av dette endeparti 6.

For å illustrere et eksempel som ikke er ment å være begrensende har man laget et mastelement med rørets 2 lengde ca. 150 cm og hvor endepartiet har en forlengelse i form av en holk med ca. 20 cm lengde og med en ytterdiameter på ca. 100 mm.

Rørets 2 vegg består av åtte lag av fiber-materiale og er lagvis oppbygget med avvekslende orienterte lag og lag med like fordelt motstand ifølge beskrivelsen ovenfor og med henvisning til fig. 2.

De lag som har like fordelt motstand fremviser tilnærmet den samme fibervekt både langsetter og i tverrveven, men en av disse fiberretninger, f.eks. den i lengderetningen, kan nå ca. 55% av den totale vekt som tilnærmelsesvis kan an-tas å være omkring 200 g/m 2.

De nevnte orienterte fiberlag fremviser i den retning som har størst motstand, dvs. retningen for fibrenes lengdestruktur, tilnærmet et fiberforhold på 89% av den totale

vekt som i dette tilfelle vil være ca. 300 g/m .

Som også er beskrevet ovenfor vil den retning hvor det første orienterte lag, dvs. lag 15, har sin største motstand,være motsatt rettet over en del av dette lag og ved et parti som tilsvarer endepartiet 9 for elementet 1.

Nærmere bestemt er denne inversjon i laget utført over en lengde på ca. 170 mm regnet fra enden av røret før bearbeide Ise.

Etter at rørets endeparti 6 er bearbeidet for å utføre den skrå anleggsflate blir elementets lengde redusert med mellom omkring 120 og 150 mm.

Til slutt har det ytterste parti av den skrå anleggsflate fått den nevnte avkutting eller avfasing. De gitte dimensjoner er naturligvis ikke annet enn typiske ved det spesielle eksempelet.

Den foreliggende beskrivelse er heller ikke ment å skulle være annet enn for å belyse eksempelet og man vil kunne utføre andre versjoner og modifikasjoner innenfor rammen av oppfinnelsen uten å behøve å gå ut over dennes grunntanke.

Claims (5)

1. Mastelement (1) som består av et sylindrisk rør (2) med en muffetapp (5) i det ene av mastelementets (1) endepartier (4, 6), hvilken muffetapp (5) er innrettet for å pas-ses inn i det nedre endeparti (6) på et likedannet mastelement, hvorved begge endepartier (4, 6) av mastelementet har endeflater (7, 8) som er skrådd i vinkel i forhold til rørets (2) sentrale lengdeakse (3) og vegg, hvilken vegg er fremstilt ved omvikling av vevelementer som er impregnert med et termisk herdbart harpiksmateriale og hvor noen av vevelementene er utbalanserte, dvs. at de har tilnærmet like stor mekanisk styrke i to innbyrdes perpendikulære retninger, særlig i vev-elementenes varp- hhv. veftretning, mens andre av vevelementene er innrettet, dvs. at de har en større mekanisk styrke i én retning, f.eks. i varpretningen, idet denne blanding av fibre og harpiks er polymerisert, KARAKTERISERT VED at mastelementet (1) inneholder minst ett innrettet vevelement (19) anordnet slik at dets største mekaniske styrke sammenfaller med en retning på tvers av masten og beliggende i et innpasningsområde (9) nær den skrå endeflate (8) som ligger på motsatt side av muffetappen (5) som er innrettet for å passe inn i det tilsvarende innpasningsområde (9) i et likedannet mastelement, mens de øvrige innrettede vevelementer får sin største styrke i samme retning som mastelementets (1) og rørets (2) sentrale lengdeakse (3).

2. Mastelement ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de utbalanserte vevelementer (10-14) og de innrettede vevelementer (15, 16, 17, 19) i det minste i den indre del av røret (2) er anordnet vekselvis, at det innrettede vev-elements(19) største mekaniske styrkes retning ligger vinkelrett på lengdeaksen (3), og at dette vevelement (19) befinner seg i det første innrettede vevelement (15), regnet fra det sylindriske rørs (2) innerflate.

3. Mastelement ifølge krav 1 og 2, KARAKTERISERT VED at det på yttersiden og innersiden av rør-ets (2) vegg er anordnet minst ett vevelement med fibre som er motstandsdyktige mot støt, og at det inne i veggen i det minste finnes ett vevelement med fibre som fremviser stor bøye-stivhet.

4. Mastelement ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at det på yttersiden og innersiden av rørets (2) vegg finnes minst ett vevelement fremstilt av materiale med glassfibre, og at det inne i veggen ligger minst ett vevelement med karbonfibre.

5. Mastelement ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den ytterste del (20) av den skrå endeflate (8) på det nedre endeparti (6) er avfaset.