支撑框架组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及支撑框架组件，其中公开了一种支撑框架，其包括由上部直框架构件和平行的下部直框架构件组成的桁架，该上部直框架构件和下部直框架构件在它们的端部相对于彼此以隔开关系被支撑。分叉倾斜的支承构件的至少两个跨接部在它们之间延伸，支承构件跨接部的端部均能借助于紧固件固定到所述上部直框架构件或者下部直框架构件。在紧固件被固定以固定下述位置之前允许所述上部直框架构件和下部直框架构件的受限的相对纵向移动，在所述位置，所述支承构件跨接部的端部被附接到所述上部直框架构件和下部直框架构件。在一应用中，两个桁架在一角部相交，塔架沿所述支撑框架的平面被驱使到每对桁架的两个框架构件之间的角部以与所述框架成直角延伸。
【专利说明】支撑框架组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2015年4月7日提交的南非临时专利申请第2015/02248号的优先权，该申请通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及一种支撑框架组件，其可例如用于支撑诸如塔架的物品，而诸如塔架的物品又用于支撑诸如定日镜、光伏板、平板类型或由多个真空管组成的水加热板、风力涡轮机(风板动力发电机)或者其它风致动设备之类的物品，或者要求稳定支撑在一般户外空间中特定位置处的任何其它物品。
[0004]更具体地，本发明涉及在俯视图中为大体多边形形状的支撑框架组件。
【背景技术】
[0005]本发明所涉及类型的支撑框架组件经常用在如下区域中，在该区域中，大体水平的支撑表面可能至少在一定程度上起伏，由于支撑框架组件的不同部分被支撑在不同高度，这使得采用以多边形构造布置的刚性桁架的常规支撑框架组件是不适合的，或者至少在一定程度上无效的。
[0006]常规的刚性桁架可由通过多个斜的支承或支柱互连的一对平行隔开的框架构件组成，该对平行隔开的框架构件以及多个斜的支承或支柱共同形成刚性且坚挺的桁架。典型地，桁架的端部被刚性连接到由框架支撑的物品。在要求所支撑的物品沿大体特定定向的情况下，诸如在塔架的情况下大体直立，这样的布置无法有效地工作。
[0007]例如，在塔架支撑的定日镜被附接到的支撑框架的情况下，将反射的太阳能朝向中央塔接收器准确地聚焦是至关重要的，且因此，支撑框架和塔架的稳定性必须确保必要的准确性，该必要的准确性进而取决于支撑框架和塔架的稳定性。另外，应当注意，在这种应用中用于定日镜的支撑结构是造成整个设备的相当比例的资本支出的原因。
[0008]因此，开发更稳定且不太昂贵的支撑结构已经成为正在进行的挑战，并且已经发展的一种支撑结构形成了我们的已公布国际专利申请WO 2014072905的主题。如附图1所示，在该种情况下支撑结构为每个定日镜(B)提供支撑稳定塔架(A)的支撑框架，并且塔架以三角形样式布置且通过优选地为桁架形式的梁(C)固定在一起，梁(C)被固定到焊接于塔架的突出板(D)且与之形成框架结构。认为该布置在安装在较平坦地面上时将有效地工作，但在安装在至少一些类型的起伏的地面上时可能是稍微有问题的。另外还涉及到大量焊接，这增加支撑结构的成本，并且焊接部需要额外的腐蚀保护。后者特别地应用于所采用的桁架的类型。
[0009]认为对于用于诸如此目的或用于支撑诸如上述那些的任何其它物品的塔架和支撑框架的布置仍存在较大的改进空间。
[0010]本发明【背景技术】的前述讨论仅旨在促进对本发明的理解。应当理解，该讨论并非确认或承认所引述的任何材料是截止本发明优先日的本领域公知常识。
【发明内容】
[0011]根据本发明，提供一种支撑框架，包括由上部直框架构件和大体平行的下部直框架构件组成的桁架，每个所述框架构件在其端部或接近(towards)其端部处相对于彼此以隔开关系被操作性地支撑，并且其中分叉倾斜(divergent inclined)的支承构件的至少两个跨接部(span)在所述上部直框架构件和所述下部直框架构件之间延伸，所述支承构件跨接部的端部均能够借助与其关联的紧固件固定到所述上部直框架构件或所述下部直框架构件，其中在与每个支承构件跨接部的至少一个端部关联的紧固件被固定以固定下述位置之前允许所述上部直框架构件和所述下部直框架构件的受限的相对纵向移动发生，在所述位置，所述支承构件跨接部的端部被附接到所述上部直框架构件和所述下部直框架构件。
[0012]本发明的进一步特征规定支承构件的所述跨接部的更紧密靠在一起的端部被物理地结合，典型地通过彼此成一体而被物理地结合;所述支承构件跨接部由可变形材料形成且能够为管状的或者具有诸如角形截面或槽形截面的合适截面，在这种情况下，自由端被平坦化并且被固定到所述下部直框架构件或所述上部直框架构件之一，平坦中央区域被穿孔以容纳一个或多个紧固件，该一个或多个紧固件适当地为穿过该平坦中央区域的一个或更多个螺栓或铆钉，所述平坦中央区域具有长纵向槽以允许所述上部直框架构件和所述下部直框架构件的相对位置的纵向调节，从而消除或者避免会由支撑面的起伏引起的应力；所述上部直框架构件和所述下部直框架构件也是管状的，或者具有诸如角形截面或槽形截面的合适截面，所述上部直框架构件和所述下部直框架构件使它们的端部被平坦化以便附接到协作的桁架的协作的上部直框架构件或下部直框架构件的相应端部或者附接到不同物品或锚固点。
[0013]将理解，所述紧固件组件可以是可松脱的，诸如在螺纹紧固件的情况下，或者它们可为明显更为持久但至少在许多情况下成本低得多的铆钉类型。可松脱紧固件显然提供了如下优点:如果框架的支撑面稍微移动而在桁架中引起应力，则可松脱紧固件可被松开并被重新拧紧以适应上部直框架构件和下部直框架构件相对于彼此的纵向移动。
[0014]本发明的特定特征在于:桁架被用于从大体水平的支撑框架组件支撑多个直立的塔架，其中每个塔架相对于框架组件的平面是高度可调节的，并且具有与其关联的用于夹紧各塔架以便所述塔架和支撑框架组件可被支撑在支撑面上的可松脱夹紧组件，其中多个塔架的最下端接合支撑面。
[0015]优选地，所述支承构件跨接部在数量上被限制为，对于在相邻的塔架之间或者在由所述支撑框架组件支撑的其它物品之间的框架构件的每个跨度(span)，一个长的管状支承构件单元具有两个分叉的支承构件跨接部。
[0016]根据本发明的第二方面，提供与高度可调节的塔架结合的如上限定的支撑框架组件，并且其中所述支撑框架组件包括:在一角部相交的至少两个桁架，每个桁架的框架构件大体共面，并且所述塔架沿所述支撑框架的平面被驱使到每对桁架的框架构件之间的角部以便与包括该两个框架构件的平面成大体直角延伸;和具有两个端部的至少一个紧固件组件，所述两个端部中的每个均相对于其关联的框架构件被锚固以便相对于该关联的框架构件横向地延伸，并且其中所述紧固件组件包括中间鞍部，该中间鞍部接合所述塔架的相对于所述角部向外指向的表面，从而当所述紧固件组件被拧紧以接合所述塔架并且将所述塔架相对于所述框架构件在轴向上锁定在选定位置时，所述塔架被所述紧固件组件驱使到所述角部。
[0017]本发明的第二方面的进一步的特征规定所述紧固件组件的每个所述端部穿过关联的框架构件，螺帽(head)或者螺母接合该关联的框架构件的外侧，以将其相对于所述框架构件锚固；所述紧固件组件是具有弓形的中央鞍部和两个直的端部的单个长紧固件，所述弓形的中央鞍部被形成为紧密跟随所述塔架的外表面，所述两个直的端部构成所述端部;所述框架构件彼此相交的角度为直角或锐角，优选地为大约60°;所述框架构件的由所述塔架接合的表面被预成形为提供与所述塔架的外表面大致相符(conform)的接触面;并且所述框架构件是由可变形金属制成的管状框架构件或部段，所述可变形金属能够被压制以提供所述接触面并且在接近它们被栓接在一起的端部处被平坦化且被穿孔。
[0018]为使本发明可被更完全地理解，现在将参考附图描述包括本发明的两个方面的一个实施例。
【附图说明】
[0019]在附图中:
[0020]图1示出具有本发明所涉及的一般特性的现有技术类型的塔架和支撑框架组件的一个示例的三维视图；
[0021]图2是已经应用了本发明的等同的塔架和支撑框架组件的类似三维视图；
[0022]图3是图2中所示的组件的一侧或一个跨度的一半的正视图；
[0023]图4是示出一个塔架及其与支撑框架组件的关联角部的关系的示意平面图；
[0024]图5与图4相同，其中塔架被移去以清楚示出管状框架构件和关联的紧固件组件；
[0025]图6是支撑框架组件的一个角部的三维视图，示出了在组件的角部处连接在一起的两个桁架以及固定到该两个桁架的一个塔架；
[0026]图7是示出与上部直框架构件固定的管状支承构件的附接的剖立面细节；
[0027]图8示出中间塔架与直框架构件的附接的俯视图；
[0028]图9是桁架彼此附接的三维视图，其中桁架在框架组件支撑中间塔架的位置处相交;和
[0029]图10示出可用于稳定塔架(假如这是必要的)的可选的辅助部件的示意性等轴测图。
【具体实施方式】
[0030]在附图的图2至9中例示的本发明实施例中，本发明应用于支撑多个高度可调节的塔架(2)的支撑框架组件(I)，在该特定情况下，多个高度可调节的塔架(2)可如上面指出的那样用于支撑定日镜。在该情况下，支撑框架组件具有多个框架构件，该多个框架构件成对布置以形成均由上部直框架构件(3)和平行的下部直框架构件(4)组成的桁架，该两个框架构件被在上部直框架构件和下部直框架构件之间延伸的倾斜的支承构件(5)保持为平行关系。框架构件的自由端(6)被变平坦且被穿孔，以接收穿过重叠的平坦端部的连接螺栓(7)。
[0031]支承构件由管状金属形成且具有平坦端部(8)和平坦中央区域(11)，平坦端部(8)也被穿孔以容纳穿过该平坦端部的螺栓(9)，平坦中央区域(11)具有长槽(12)，该长槽(12)允许纵向调节两个直框架构件的相对位置以适应塔架和支撑框架组件所位于的支撑表面的任何起伏。支承元件与上部直框架构件相交从而为了待站立在该上部直框架构件上的人员而加强该上部直框架构件，而从这一角度来看下部框架构件不太重要，由于下部框架构件通常紧邻典型地不可移动的地面。因此，支承从中央的平坦中央区域分叉。
[0032]在图2例示的框架组件的特定情况下，主支撑框架在俯视图中具有等边三角形形状，该三角形的侧边被定尺寸为对应于金属管的标准市售长度，例如，诸如6米。塔架(2)被框架支撑在主支撑框架的每个角部在桁架的框架构件之间成60°的角度的角部。
[0033]另外，三个中间塔架(15)被支撑在主框架组件的角部之间的中间位置且在三角形子框架的角部，该三角形子框架使其桁架的上部直框架构件(16)和下部直框架构件(17)附接到主框架构件(3，4)的中点。以此方式，在支撑子框架组件中形成角部以容纳三个中间塔架(15)。为了节省管状材料，子框架组件中的每个框架构件被制成为金属管的标准市售长度的一半，在这种情况下，为3米。
[0034]管状支承构件(5)均由一半长度的标准市售管组成，并且跨越在靠近各塔架(2)和各中间塔架(15)的位置之间，如图3中特别示出的。由此存在如下的单个长的管状支承，该单个长的管状支承的平坦中央区域被固定到上部直框架构件(3，16)的各跨度的中央区域，并且该单个长的管状支承的两个平坦端部区域被穿孔并且被固定为接近下部框架构件(4，17)的相应跨度的端部区域。
[0035]每个管状支承的平坦中央区域(11)借助于穿过长槽(12)的单个螺纹紧固件(18)被固定到上部直框架构件(3，16)的中央区域，该长槽(12)在纵向方向上延伸以便其能够适应由支撑表面的起伏引起的且在实际中不能通过塔架的轴向调节来适应的上部直框架构件和下部直框架构件的相对纵向位置的改变。
[0036]在各种情况下，框架构件均是大体共面的，并且关联的塔架被驱使到关联的角部中以相对于包括两个框架构件的大体水平的平面成大体直角延伸。单个长紧固件(21)形式的紧固件组件具有弓形的中间鞍部(22)，该弓形的中间鞍部(22)接合塔架的相对于角部向外指向的表面，从而塔架被该紧固件组件驱使到角部区域中。鞍部被形成为紧密地跟随塔架的外表面，并且紧固件具有两个直的螺纹端部(23)，每个直的螺纹端部(23)穿过关联的框架构件，螺母(24)接合关联的框架构件的外侧。该直的端部相对于关联的框架构件横向地延伸、典型地相对于关联的框架构件成几乎直角延伸。与各螺纹端部关联的螺母(24)在被紧固时，该螺母使鞍部接合塔架，并将塔架在其轴向方向上相对于框架构件锁定在选定位置。
[0037]为增强框架构件对于塔架的夹持效应，框架构件的被塔架接合的表面被预成形为提供弯曲接触面(25)，该弯曲接触面(25)与塔架的由框架构件接合的外表面大致相符。
[0038]在每种情况下，框架构件和支承构件均是管状的且由可变形金属制成，该可变形金属可被压制以使支承构件的端部或中央区域变平坦且提供框架构件的所述接触面以及被栓接在一起的平坦的穿孔端部。因此，在各种部件的制造中使用镀锌铁或钢是方便的，因为要执行的唯一制造步骤是在一个位置切割管段，并且不同于焊接区域，切割端能够被相对容易地提供足够的腐蚀保护。
[0039]各个塔架和中间塔架的轴向位置的调节通过关联的紧固件组件实现，该关联的紧固件组件桥接在两个结合的直框架构件或子框架构件之间的角部，塔架被牢固地夹紧在框架构件的端部区域和紧固件之间。
[0040]因此，上述布置提供塔架和大体水平的支撑框架组件，其中多个框架构件支撑与框架组件的平面成大体直角延伸的多个塔架。每个塔架相对于支撑框架组件的平面是高度可调节的，并且具有与其关联的用于夹紧各塔架以便塔架和支撑框架组件被支撑在支撑面上的可松脱夹紧组件，其中多个塔架接合支撑面。优选地，全部的塔架和中间塔架的最下端接合支撑面。
[0041]当然，可能有这样的情况，在一些塔架要接合支撑面和诸如基板(27)或径向延伸的支腿(28)之类的附加附件的区域，支撑面的物理特性不是特别适合的，支腿(28)可选地具有用于接收横向偏移的支脚或接地螺钉(未示出)的套筒(29)。附加附件在图10中示出。
[0042]为构建如上所述的塔架和支撑框架组件，各种塔架和框架构件被组装，关联的支承构件具有松弛地连接到上部框架构件的中央平坦区域。一旦这已经实现，连接框架构件的重叠的平坦端部的螺栓可被拧紧。在将塔架相对于支撑框架组件夹紧在选定的竖直位置之前可调节各塔架的高度，将塔架相对于支撑框架组件夹紧在选定的竖直位置通过将与上部直框架构件和下部直框架构件关联的两个竖向隔开的紧固件组件夹紧到位来执行。之后，可拧紧将支承构件的平坦端部连接到下部框架构件的螺栓，最后可拧紧将支承构件的平坦中央区域固定到上部框架构件的螺栓。在以上步骤或任何其它合适步骤之后，将无任何困难地使得整个组件能够被支撑在适度地起伏表面上。各塔架将被牢固在夹紧在其工作位置。
[0043]如果经过一段时间，在支撑框架组件中产生应力，则将支承构件的中央区域连接到上部框架构件的螺栓可被松开，且在应力已被消除的情况下被重新拧紧。其它紧固件可被类似地松开，并且随后被重新拧紧。
[0044]将理解，上部框架构件和下部框架构件作为平行四边形的两个侧边操作，这不同于桁架包括通过多个对角支承构件牢固地且固定不动地彼此附接的下述上部框架构件和下部框架构件的情况，该多个对角的支承构件通常被焊接到框架构件，从而必然需要相当多的手工劳动和材料投入以及相当多的额外腐蚀保护。
[0045]本发明的桁架结构比现有技术的布置结构简单得多，因为不需要焊接以及伴随的额外的腐蚀保护。
[0046]当然，框架组件在俯视图中的基本几何结构可广泛地改变，而不必基于如上述实施例中的三角形。由此，例如，框架的形状可以是正方形、长方形或者诸如六边形的任何其它多边形形状。
[0047]在不偏离本发明范围的情况下，可对本发明的实施例进行许多其它变化。
[0048]在整个说明书和权利要求书中，除非内容要求，否则词语“包括”或其变型“包含”或“含有”将被理解为暗示包含所述的完整物或者完整物的组，但不排除任何其它完整物或完整物的组。
【主权项】
1.一种支撑框架，包括由上部直框架构件和大体平行的下部直框架构件组成的桁架，每个所述框架构件在其端部或接近其端部处相对于彼此以隔开关系被操作性地支撑，并且其中分叉倾斜的支承构件的至少两个跨接部在所述上部直框架构件和所述下部直框架构件之间延伸，所述支承构件跨接部的端部均能够借助与其关联的紧固件固定到所述上部直框架构件或所述下部直框架构件，其中在与每个支承构件跨接部的至少一个端部关联的紧固件被固定以固定下述位置之前允许所述上部直框架构件和所述下部直框架构件的受限的相对纵向移动发生，在所述位置，所述支承构件跨接部的端部被附接到所述上部直框架构件和所述下部直框架构件。2.如权利要求1所述的支撑框架，其中支承构件的所述跨接部的更紧密靠在一起的端部通过彼此成一体而被物理地结合。3.如权利要求1所述的支撑框架，其中根据具体情况所述支承构件跨接部的被固定到所述上部直框架构件和所述下部直框架构件的端部位于所述上部直框架构件或者所述下部直框架构件的中央区域。4.如权利要求1所述的支撑框架，其中所述支承构件跨接部由可变形材料形成且能够为管状的或者具有从角形截面和槽形截面中选择的合适截面，并且自由端被平坦化并且被固定到所述下部直框架构件或所述上部直框架构件之一，平坦中央区域被穿孔以容纳穿过该平坦中央区域的一个或更多个螺栓或铆钉的形式的一个或多个紧固件，所述平坦中央区域具有长纵向槽以允许所述上部直框架构件和所述下部直框架构件的相对位置的纵向调节，从而消除或者避免会由支撑面的起伏引起的应力。5.如权利要求1所述的支撑框架，其中所述上部直框架构件和所述下部直框架构件是管状的，或者具有从角形截面和槽形截面中选择的合适截面，所述上部直框架构件和所述下部直框架构件二者的端部被平坦化以便附接到协作的桁架的协作的上部直框架构件或下部直框架构件的相应端部。6.如权利要求1所述的支撑框架，其中所述支承构件跨接部在数量上被限制为，对于在相邻的塔架之间或者在由所述支撑框架组件支撑的其它物品之间的框架构件的每个跨度，一个长的管状支承构件单元具有两个分叉的支承构件跨接部。7.如权利要求1所述的支撑框架，其中多个桁架从大体水平的支撑框架组件支撑多个直立的塔架。8.如权利要求7所述的支撑框架，其中所述支撑框架组件包括在一角部相交的至少两个桁架，所述两个桁架的上部框架构件和下部框架构件大体共面，并且所述塔架沿所述支撑框架的平面被驱使到每对桁架的框架构件之间的角部以便与包括该两个框架构件的平面成大体直角延伸。9.如权利要求1所述的支撑框架，其中三个桁架支撑三个直立的塔架。10.如权利要求9所述的支撑框架，其中所述三个桁架支撑三角形子框架的三个较短桁架，所述三角形子框架被布置成连接三个较长桁架的中点，并且其中直立的塔架被支撑在所述子框架的三个角部中的每个角部，并且所述三个较短桁架均由上部直框架构件和下部直框架构件组成，其中分叉倾斜的支承构件的至少两个跨接部在所述上部直框架构件和所述下部直框架构件之间延伸，所述支承构件跨接部的端部均能够借助与其关联的紧固件固定到所述上部直框架构件或所述下部直框架构件，在与每个支承构件跨接部的至少一个端部关联的紧固件被固定以固定下述位置之前，所述支撑框架允许所述上部直框架构件和所述下部直框架构件的受限的相对纵向移动发生，在所述位置，所述支承构件跨接部的端部被附接到所述上部直框架构件和所述下部直框架构件。
【文档编号】F16M11/00GK106051381SQ201610212872
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月7日 公开号201610212872.3, CN 106051381 A, CN 106051381A, CN 201610212872, CN-A-106051381, CN106051381 A, CN106051381A, CN201610212872, CN201610212872.3
【发明人】保罗·高切
【申请人】斯坦陵布什大学