SE440926B - Kopplingselement for fackverk innefattande skiv- eller skalformiga kroppar - Google Patents

Description

êšíílßwßirä För att eliminera de nämnda problemen har det föreslagits att knutpunktsinfästníngen ska utformas rörlig, så att fackverkselemen- ten vid knutpunktsinfästningen ges viss möjlighet till rörelse utan risk för utmattning. Sådana rörliga knutpunktsinfästningar är kända genom exempelvis de tyska patenten 1 459 963 och 2 421 758. Dessa knutpunktsinfästningar är utformade såsom kulleder, där kulan respek- tive kulskålen är fästa i varsitt fackverkselement respektive varsin del av fackverkselementet och en knutplât eller liknande. Dessa tidigare kända förband syftar till att åstadkomma ett bekvämt mon- tage och medger en viss rörelse mellan de båda delarna. De kända konstruktionerna är emellertid lämpade företrädesvis för klenare fackverksdimensioner, och de besitter dencdägenheten att knutpunkts- infästningen kan utsättas för såväl drag- och tryckspänningar. Drag- krafter kan medföra att de kanter av kulskälen, som delvis omsluter kulan stukas ut, så att ett glapp uppstår eller till och med så att kulan lösgörs ur kulskålen. För att möjliggöra en löstagbar monte- ring av kulleden eller av kulan i sin kulskâl kommer de kända konst- ruktionerna att bli uppbyggda av ett relativt stort antal delar, av vilka flera delar måste justeras eller dras till i samband med mon- teringen.

Till grund för föreliggande uppfinning har legat problemet att åstadkomma en enkel och effektiv knutpunktsinfästning, vilken medger en viss rörlighet mellan fackverkselementen, vilken är enkel att montera och justera, och vilken är väl lämpad för stora och grova fackverkskonstruktioner.

Ett speciellt problem i samband med uppfinningen har varit att eliminera inverkan av dynamiska belastningar av växlande riktning i knutpunktsinfästningens olika delar. Genom att förspänna knut- punktselementen uppnås att en dynamisk belastning av växlande rikt- ning endast ger påkänningar av varierande styrka, och att denna spänningsvariatíon reduceras väsentligt i det dragna elementet genom att kraftöverföringen i huvudsak åstadkoms genom spänningsändring i elementets tryckta delar. Detta ger en konstruktion med väsentligt fördelaktigare hållfasthetsegenskaper än de konstruktioner, där man får alternerande dragpåkänningar och tryckpåkänningar. - Enligt en vidareutveckling av uppfinningen har knutpunktsin- fästningen utformats med två olika men sinsemellan samverkande ele- "šoon Qumm 80072214 ment, vilka är anordnade att åstadkomma den nämnda förspänningen, och där det ena elementet endast påverkas av tryckpåkänningar, medan det andra elementet endast påverkas av dragpåkänningar. Genom denna konstruktion får man möjlighet att utforma det dragkraftupptagande elementet med speciella hållfasthetsegenskaper, medan det tryck- kraftupptagande elementet, vilket inte är så känsligt för varierande belastningar kan utformas av enklare material och konstruktion.

Närmare kännetecken på uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen, i vilken kommer att hänvisas till bifogade ritningar.

På ritningarna visar figur 1 schematiskt ett avsnitt av en fackverksonstruktion av enkel typ. Figur 2 visar i större skala ett avsnitt av fackverkskonstruktionen i figur 1, och figur 3 visar ett snitt efter linjen III-III i figur 2. Figurerna 4, 5, 6 och 7 visar fyra olika alternativa utföringsformer av den rörliga knutpunktsin- fästningen enligt uppfinningen, och figur 8 visar schematiskt för- spänningens gynnsamma inverkan på spänníngskurvan för ett element påverkat av dynamisk belastning.

Den i figur 1 såsom belysande exempel visade fackverkskonst- ruktionen består av två stycken ramstänger 1, 2 samt ett flertal i zig-zag mellan dessa ramstänger löpande fackverksstänger 3, av vilka endast en stång utritats. Fackverksstängerna 3 är infästa mot ram- stängerna genom knutpunktsinfästningar, vilka visas schematiskt i figurerna 2 och 3. Fackverksstängerna 3 är i vardera änden samman- kopplade med ett infästningsorgan 5 bestående av en fästhylsa 6 med en ytterände 7 och en innerände 8. För fastsättning av infästnings- organet 5 är ramstângen 1 invändigt utformad med en diametralt gå- ende knutplåt 9, som är fastsvetsad i ramstången, och som har ett centralt genomgående inre hål 10, vars ändamål kommer att framgå närmare nedan. Infästningsorganet 5 sträcker sig tvärs genom ram- stången 1 och är infälld i och fastsvetsad i knutplåten 9, så att inneränden 8 ligger vid periferin på hålet 10, medan ytteränden 7 är belägen något utanför ramstången.

I det visade fallet är infästningsorganet 5 cirkulärt, men det påpekas att infästningsorganet likaväl kan vara kvadratiskt,'rek- tangulärt, eller ha vilken som helst annan form. Likaså visas in-_ fästningsorganet infällt i en enhetlig knutplåt, men anordningen kan likaväl utformas såsom schematiskt antyds med de streckade linjerna FÖÛIÉ: íïiiflši'igl'i“f 8007221-8 i figur 3, där man har två knutplåtar 9' mellan vilka ínfästnings- organet är infäst. I de fall att infästningsorganet utformas med kvadratisk eller rektangulär tvärnsittsform kan i det senare fallet de båda knutplåtarna 9' utbildas såsom sidor i infästningsorganet.

För att åstadkomma en i alla riktningar rörlig knutpunktsin- fästning är ytteränden 7 på infästningsorganet utformad såsom en lagerskål 11, vilken rörligt upptar ytteränden 12 på fackverks- stången 3. I figur 4 visas hur den rörliga infästningen âstadkoms genom att en dyna av gummi eller annat elastiskt material är monte- rad i lagerskålen 11, och att ytteränden på fackverksstången är ut- formad motbricka eller -skål 14, vilken anligger mot den elastiska dynan 13 och motbrickan 14 löper en i båda ändar gängad stång eller bult 15, vilken med sina muttrar 16, 17 möjliggör en fastspänning av fackverksstången 3 mot infästningsorganet 5.

Normalt utsätts en knutpunktsinfästning för varierande belast- ningar av olika slag, vilka i det mest ogynnsamma fallet kan föror- saka omväxlande drag- och tryckpåkänningar. En belastningskurva över en sådan ogynnsam belastning visas med kurvan 17 i figur 8.

Om knutpunksinfästningen förspänns så innebär detta att kurvan 17 flyttas uppåt i det visade diagrammet, och om förspänningen är till- räcklig så kommer kurvan att i sin helhet ligga ovanför noll-linjen, dvs att knutpunktsinfästníngen endast utsätts för påkänningar av samma tecken. Detta illustreras med kurvan 18. Genom uppdelningen i ett tryckkraftupptagande och ett dragkraftupptagande element kan tryckkraften påföras ett element 5 med större area och därmed lägre spänningsnivå och kan därför tillverkas av ett enkelt konventionellt konstruktionsmaterial. För det dragkraftupptagande elementet kan nu till förfogande stående höghållfasta kalldragna material komma till användning, varvid arean blir liten och spänningsnivån hög. Om detta förband förspänns och därefter påförs yttre omväxlande drag- och tryckkrafter från stången 3, vilka överförs till knutplåten 9 kom- mer dessa drag- och tryckkrafter i första hand att överföras genom variationer av tryckkraften i elementet 5 med den större arean, me- dan varíationer av dragkraften i det dragna elementet 15 kommer att vara obetydlig och stå i proportion till de båda elementens inbördes areor.

I figur 8 ska kurvan 19 illustrera den betydliga reduktion av spänningsvariationen som uppnås genom förspänning. För dynamiskt be- 8007221 -8 lastade konstruktioner är storleken - den så kallade spänningsvidden - och antalet av dessa variationer avgörande för detaljens livslängd. Knutpunkts- infästningen är alltså uppbyggd av ett infästningsorgan 5, som upptar alla tryckkrafter och ett annat organ l5, som upptar dragkrafter. Samtidigt kom- mer fackverksstângen 3 att kunna röra sig i alla riktningar i förhållande till infästningsorganet 5 - genom inverkan av den elastiska dynan 13.

I figur 4 visas att stången 15 utgör en stel stång. Vid mycket kraf- tiga rörelser av fackverksstangen 3 i förhållande till infästningsorganet 5 kan fackverksstängens motbricka l4 åstadkomma en viss lyftning av muttern l6 genom att motbrickan anligger endast mot mutterns ena kant. För att eli- minera detta kan stângen 15 utformas böjlig, exempelvis i form av en böjlig wire eller stållina med ett flertal kardeler.

Anordningen kan även utformas såsom visas i figur 5, där fackverks- stångens 3 motbricka 14 utformats med en bort från infästningsorganet 5 vänd kalottyta 19, och mellan denna kalottyta och muttern l6 är en lagerskål placerad. Lämpligen är det axiella hålet genom motbrickan l4 något större än diametern på dragstângen l5, och fackverksstången med motbrickan l4 kan därigenom vrida sig ett väsentligt stycke i vilken som helst riktning under det att kalottytan l9 glider mot lagerskâlens 20 motsvarande yta och drag- stången l5 bibehåller sitt läge och sin inspänning.

I figur 6 visas en alternativ utföringsform av uppfinningen där in- fästningsorganets ytterände 7 utformats med en skäl ll', medan fackverks- stångens motbricka utformats såsom en kula 14' vilken är vridbar i lager- skålen ll'. Även i detta fall kan det inträffa att muttern l6 vid mycket kraftig rörelse av fackverksstången lyfter partiellt från kulan l4', och för att eliminera detta kan anordningen utformas såsom visas i figur 7, där kulan l4" invändigt är skälad och invändigt samverkar med en lagerkula 21, vilken är stillastående i förhållande till infästningsorganet 5, medan där- emot motbrickan l4" kan röra sig. I det visade fallet har anordningen ut- formats med tvâ stycken dragstänger l5', 15" vilka sträcker sig genom lager- skålen ll, motbrickan 14 och lagerkulan Zl. Det är uppenbart att man kan använda endast en dragstång eller tre eller flera dragstänger.

Det är uppenbart att knutpunktsförbandet enligt uppfinningen är an- vändbart inte endast för de på ritningarna visade plana konstruktionerna utan även för tredimensionella konstruktioner och att knutpunkts- gooa onani-i* 8007221'8 infästningen även kan användas i andra tillämpningar än fackverks- konstruktioner, där ett starkt drag- eller tryckförband önskas i ett rör eller i en stång.

Det är också uppenbart för fackmannen att de på ritníngarna visade utföringsexemplen endast är av belysande natur och att alle- handa olika modifikationer kan förekomma inom ramen för följande patentkrav. Exempelvis kan förspänningen av förbandet åstadkommas med hjälp av vilket som helst annat organ än den visade gängade drag- stången eller att infästningsorganet kan monteras med hjälp av andra medel än den visade knutplåten. Knutplåten ger emellertid en stark infästning gentemot ramstängernas eljest relativt klena material.

Genom infästningen med knutplåt vinner man dessutom den fördelen att man kan förlägga skärningspunkten för kraftlinjerna från flera fack- verksstänger centralt, vilket ger en fördelaktig belastningssitua- tion.

Claims (9)

80072214 P a t e n t k r a v

1. l. Anordning för sammankoppling av en skiv- eller skalformad kropp (l) med en stång (3) eller liknande, t ex för framställning av en fackverkskonstruk- tion bestående av ramstänger (l) och/eller fackverksstänger (3) avsedda att kunna utsättas för statiska och/eller dynamiska belastningar av varierande rikt- ning, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen består av: en eller flera fästplåtar (9; 9'), som är fast förbundna med den skal- formade kroppen (l) pä sådant sätt, att fästplåten vid belastning överför tan- gentiella krafter till den skalformade kroppen (l), ett infästningsorgan (5), som är fast förbundet med fästplåten eller fäst- plåtarna (9; 9') och med vilket stången eller stängerna (3) är anordnade att kopplas samman, ett dragkraftupptagande organ (lä) vilket under förspänning förbinder stången eller stängerna (3) med infästningsorganet (5), varigenom det dragkraft- upptagande organet (l5) kommer att uppta åtminstone huvudparten av förekommande dragkrafter i kopplingen, medan infästningsorganet (5) upptar åtminstone huvud- parten av förekommande tryckkrafter i kopplingen.

2. Anordning enligt patentkravet l, ek ä n n e t e c k n a d av att in- fästningsorganet (5) bildas av ett i fästplåten eller fästplåtarna (9; 9') fast monterat hylsliknande element (6) med en yttre och en inre ände (7, 8), och av att det dragkraftupptagande organet utgörs av-en dragstång (l5), som sträcker sig väsentligen centralt genom det hylsliknande elementet (5) och är fäst i änden (14) till stången (3)-

3. .3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att det hylsliknande elementet (5) med sin yttre ände (7) sträcker sig åtminstone något stycke ut ur den skalformade kroppen (l), i vilken ände stången (3) är ansluten.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k- n a d av att det dragkraftupptagande organet (15) utgörs av en eller flera genom infästningsorganet (5) löpande stänger, vajrar, stâllinor eller liknande, vilka kan spännas till åstadkommande av en förspänning av infästningsorganet (S).

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k-n a d av att det dragkraftupptagande organet (15) åtminstone i den ena änden är utformat med gängor och en med gängorna samverkande mutter (16), med vars hjälp det dragkraft- POÖR' QUÄLÉTY 8007221-8 upptagande organet (15) och därmed infästningsorganet (5) kan förspännas och låsas efter förspänning.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k- n a d av att stången (3) är begränsat fritt vridbar i alla riktningar i för- hållande till infästningsorganet (5).

7. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att den vridbara stången på ett i för sig känt sätt är monterad i en lagerskâl (l) och hålls kvar begränsat fritt vridbar i denna med hjälp av det dragkraft- upptagande organet (15).

8. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att en elastisk dyna (13) är anordnad mellan lagerskâlen (ll) och motsvarande ände .(14) på den rörliga stången (3).

9. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga infästningen âstadkoms med hjälp av tre stycken samverkande sfäriska element (t ex 7, l4', 21), av vilka det mellanliggande sfäriska elementet bil- dar änden (l4') på den rörliga stången (3), varigenom den rörliga stången'kan ' vridas ett begränsat stycke i andra riktningar, medan det inre (7) och det yttre sfäriska elementet (Zl) och det dragkraftüpptagande organet (15) hålls statio- nära.