PL205310B1

PL205310B1 - Sposób wytwarzania elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami oraz sposób wytwarzania zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznikowego do stosowania we wzmocnionym włóknami elemencie konstrukcyjnym

Info

Publication number: PL205310B1
Application number: PL371189A
Authority: PL
Inventors: Henrik Thorning
Original assignee: Fiberline As
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2010-04-30
Also published as: AU2003206670A1; EP1463625B1; DK1463625T3; US7163378B2; US7357726B2; DE60306489D1; EP1467853A1; AU2003235797B2; AU2003235797A1; DK1467853T3; JP4515765B2; ATE358014T1; ES2285123T3; ATE331605T1; WO2003057456A1; CN1638948A; EP1467853B1; EA200400939A1; UA78535C2; US20050123374A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami oraz sposób wytwarzania zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznikowego do stosowania we wzmocnionym włóknami elemencie konstrukcyjnym.

Wynalazek dotyczy ogólnie techniki wytwarzania dużych elementów konstrukcyjnych wzmocnionych włóknami, a zwłaszcza techniki mocowania zamocowań śrubowych lub śrub w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionych włóknami.

Określenie „element konstrukcyjny wzmocniony włóknami” jest tu nazwą rodzajową, obejmującą każdy element konstrukcyjny wykonany z żywicy lub tworzywa sztucznego, takiego jak poliester, ester winylowy, żywica fenolowa lub żywica epoksydowa, wzmocniony włóknami, takimi jak włókna szklane, węglowe lub kewlarowe. Ponadto taki element konstrukcyjny może sam stanowić element przenoszący obciążenie lub element wspierający, taki jak element konstrukcji budynku, element fasadowy, most, część składowa silnika wiatrowego, część składowa statku, taka jak część składowa pokładu.

Określenie „zamocowanie śrubowe”, „śruba” i „zamocowanie” są rodzajowymi nazwami obejmującymi elementy takie jak śruba, trzon śruby, nakrętka, hak, kołek z zewnętrznym gwintem, element unieruchamiający, np. element zamykający mocowania wciskowego lub zatrzaskowego itd., służący do współpracy z innym elementem mocującym, np. przystający lub dopasowany element mocujący do mocowania elementu konstrukcyjnego, który wspiera zamocowanie śrubowe, śrubę lub zamocowanie, albo zamocowanie zawierające wewnętrzny gwint lub inaczej ukształtowaną bryłę zawierającą wystającą zewnętrzną część gwintowaną lub wewnętrzny gwint do przyjęcia gwintu śruby.

W przemyśle zapotrzebowanie na elementy konstrukcyjne wzmocnione włóknami gwałtownie zwiększyło się w ciągu ostatnich dziesięcioleci głównie dzięki korzystnemu stosowaniu takich elementów w silnikach wiatrowych. Poza częściami silników wiatrowych, takimi jak łopaty wirnika, elementy konstrukcyjne wzmocnione włóknami są również stosowane korzystnie w budownictwie i w przemyśle okrętowym, a nawet w pewnych dziedzinach techniki, gdzie konwencjonalnie stosowano konstrukcje metalowe. Przykładowo w przemyśle chemicznym lub w technice nakładania powłok galwanicznych konwencjonalne konstrukcje metalowe mają dość krótką żywotność na skutek korozji, podczas gdy elementy konstrukcyjne wzmocnione włóknami, takie jak pojemniki, schody, elementy wsporcze itd. są odporne na działanie korozyjne atmosfery i nie ulegają w istotnym stopniu uszkodzeniom ani zniszczeniu.

Przykłady elementów konstrukcyjnych i technik mocowania różnych członów składowych w elementach konstrukcyjnych opisane są w wymienionych poniż ej zgł oszeniach patentowych i opisach patentowych. Publikacje te obejmują: EP 0 170 886, US 4 892 462, US 4 339 230, US 4 278 401, FR 2 758 594, FR 2 670 956, US 5 664 820, US 3 372 073, GB 2 119 472 oraz DE 196 25 426.

Niemiecki opis zgłoszeniowy DE 19625426 ujawnia wysokiej wytrzymałości kompozytowy łącznik wykonany z polimeru z wzmocnionymi elementami.

Zauważono, że technika osadzania i mocowania zamocowań śrubowych, śrub i/lub łączników w elemencie wzmocnionym wł óknami moż e stwarzać pewne problemy, zwł aszcza jeś li chodzi o prawidłowe i dokładne usytuowanie tych zamocowań śrubowych, śrub i łączników. Podczas gdy konwencjonalna technika obejmowała proste ustalanie położenia śrubowych zamocowań, śrub lub łączników w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami obrabianym, wytłaczanym lub przeciąganym w procesie produkcyjnym, zauważono, że konwencjonalna i prosta technika nie pozwala na ustalanie położenia zamocowań śrubowych, śrub lub łączników z niezbędną dokładnością potrzebną w przemyśle obowiązującą przy dalszym przemysłowym wykorzystywaniu techniki wzmacniania włóknami przy wytwarzaniu elementów konstrukcyjnych.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu umożliwiającego proste i dokładne ustalanie położenia śrub, zamocowań śrubowych lub łączników w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami w przewidzianych miejscach i z dokładnością możliwą do przyjęcia w przemyśle, łącznie z budownictwem mieszkaniowym, przemysłem okrętowym i budową elektrowni wiatrowych, taką jak dokładność usytuowania danej śruby, zamocowania śrubowego lub łącznika wynosząca ± 1 mm, wymienionych poniżej zgłoszeniach patentowych i albo nawet dokładność ± 0,5 mm.

Sposób wytwarzania wzmocnionego włóknami elementu konstrukcyjnego, zawierającego wiele śrubowych zamocowań, śrub lub łączników do mocowania tego elementu konstrukcyjnego do innego elementu konstrukcyjnego, charakteryzuje się tym, że obejmuje następujące etapy:

i) stosowanie podłużnego rdzeniowego elementu z materiału, korzystnie wzmocnionego włóknami, kompatybilnego z materiałami elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami, korzystnie

PL 205 310 B1 wytworzonego przez przeciąganie, posiadającego jedną część do montowania lub mocowania jednego z wymienionych zamocowań śrubowych, śrub lub łączników, ii) montowanie jednego zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika na wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu do wytworzenia podzespołu, iii) mocowanie wymienionego jednego śrubowego zamocowania, śruby lub łącznika względem wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu w procesie przeciągania przez przeciąganie wymienionego podzespołu przez urządzenie do przeciągania z obwodowym pokrywaniem wymienionego podzespołu włóknami wzmacniającymi i żywicą oraz z grzaniem i utwardzaniem żywicy do spowodowania, aby żywica ta zapewniła połączenie z wymienionymi włóknami wzmacniającymi osłony obwodowo otaczającej wymieniony podzespół, albo alternatywnie mocowanie wymienionego podzespołu klejem do osłony wytworzonej w oddzielnym procesie przeciągania, iv) obrabianie skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego przez osłonę z wł ókien wzmacniają cych i utwardzonej ż ywicy do utworzenia zespoł u zamocowania ś rubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznika, zawierającego wymieniony rdzeniowy element i wymienione jedno zamocowanie śrubowe, śrubę lub łącznik oraz wymieniony rdzeniowy element,

v) powtarzanie etapów i-iv do wytworzenia wielu wymienionych zespołów śrubowych zamocowań, śrubowych zespołów lub zespołów łączników, vi) umieszczenie wielu takich zespołów, w miejscu przewidzianym dla wielu śrubowych zamocowań, śrub lub łączników, w wymienionym końcowym elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami oraz vii) wytwarzanie wymienionego wzmocnionego włóknami elementu konstrukcyjnego zawierającego wiele śrubowych zamocowań, śrub lub łączników, utworzonych przez wiele zespołów w wytłaczaniu, przeciąganiu lub przez wytwarzanie włókien wzmacniających.

Powyższy cel, powyższe właściwości i powyższe zalety wraz z licznymi innymi celami, korzyściami i właściwościami, które staną się oczywiste po przeczytaniu poniższego szczegółowego opisu przedmiotowego wynalazku.

Według podstawowych zasad przedmiotowego wynalazku indywidualne zamocowanie śrubowe, śrubę lub łącznik ustawia się wstępnie w osłonie w zespole zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika. Sam taki zespół jest złożony z elementu rdzeniowego, który jest dokładnie ustawiony względem zamocowania śrubowego śruby lub łącznika i w oddzielnym etapie procesu produkcyjnego jest mocowany względem zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika w procesie przeciągania. Należy podkreślić, że mocowanie elementu rdzeniowego w zamocowaniu śrubowym, śrubie lub łączniku względem siebie nie wymaga łączenia pomiędzy elementem rdzeniowym a zamocowaniem śrubowym, śrubą lub łącznikiem, ponieważ element rdzeniowy oraz zamocowanie śrubowe, śruba lub łącznik są mechanicznie mocowane do obwodowo otaczającej osłony wytwarzanej w procesie przeciągania, jednakże współdziałanie pomiędzy elementem rdzeniowym a zamocowaniem śrubowym, śrubą lub łącznikiem zapewnia niezbędną dokładność usytuowania i mocowania zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika w końcowej konstrukcji. Jak to zostanie opisane bardziej szczegółowo poniżej, użycie procesu przeciągania do wytwarzania zespołu zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika umożliwia wytwarzanie takiego zespołu zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika w specyficznej konfiguracji metrycznej wspomagają cej lub zapewniają cej zamierzone ustawienie poszczególnych zamocowań śrubowych, śrub lub łączników w gotowym elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami. Wytwarzanie takiego zespołu zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika zapewnia również potrzebną zdolność poszczególnego zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika do przenoszenia obciążenia dzięki procesowi przeciągania, użytemu do mocowania zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika względem elementu rdzeniowego w oddzielnym zespole zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika.

Oddzielny element rdzeniowy może być wstępnie wytwarzany np. przez odlewanie, obróbkę skrawaniem itd. z materiału, który jest kompatybilny z materiałami elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami, co oznacza, że materiały użyte na element rdzeniowy, jak również w procesie przeciągania na osłonę podzespołu zawierającego zamocowanie śrubowe i śrubę oraz element rdzeniowy nadają się do mechanicznego, strukturalnego i chemicznego łączenia z materiałami elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami. W większości zastosowań opisane powyżej materiały włókien wzmacniających i materiały żywiczne są używane i z oczywistych względów zespół zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika może być wytwarzany z materiałów kompatybilnych z pozostałymi materiałami elementów konstrukcyjnych wzmocnionych włóknami, jednakże wykazują one lepszą

PL 205 310 B1 wytrzymałość i zdolność przenoszenia obciążenia. Alternatywnie te same materiały mogą korzystnie być stosowane do wytwarzania zespołu zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika i na pozostałą część elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami.

Jeżeli stosowany jest element rdzeniowy nie będący odlewem wstępnym, sposób według przedmiotowego wynalazku korzystnie zawiera etap cięcia podłużnego elementu rdzeniowego z ciągłej, podłużnej kształtki elementu rdzeniowego, korzystnie wykonanej, jak już podano, przez przeciąganie.

Sposób montowania jednego zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika na jednej części końcowej elementu rdzeniowego może być łatwo realizowany, jeżeli element rdzeniowy jest wykonany z zagłębieniem, otworem lub wystają c ą częścią , taką jak łącznik przeznaczony do przyję cia zamocowania śrubowego, śruby i łącznika. Według szczególnie korzystnego wariantu realizacji sposobu według przedmiotowego wynalazku podłużny element rdzeniowy ma odpowiednie części końcowe do przyjmowania odpowiedniego zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika przy odpowiednich częściach końcowych, a wymienione etapy ii) i iii) obejmują montowanie i mocowanie dwóch śrubowych zamocowań, śrub lub łączników przy odpowiednich częściach końcowych elementu rdzeniowego wymienionego podzespołu, zaś etap iv) zawiera obróbkę skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego w osłonie z włókien wzmacniających i utwardzonej żywicy na dwie połówki tworzące śrubowe zamocowanie, śrubę lub zespół łącznikowy.

Według jeszcze innego korzystnego realizacji sposobu według przedmiotowego wynalazku prawidłowe ustawienie położenia, mocowanie i orientację zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika względem elementu rdzeniowego otrzymuje się przez obróbkę skrawaniem końcowej części elementu rdzeniowego do specyficznego kształtu i utworzenie zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika, którego zagłębiona część końcowa ma kształt zgodny z i przystający do stożkowego kształtu części końcowej elementu rdzeniowego, przez co osiąga się dokładne usytuowanie i utrzymywanie zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika względem elementu rdzeniowego przed i podczas przeprowadzania procesu przeciągania w etapie iii).

Według dalszego szczególnie korzystnego wariantu sposobu lub techniki według przedmiotowego wynalazku osłonę zawierającą element rdzeniowy i zamocowanie śrubowe, śrubę lub łącznik takiego zespołu można wytwarzać w specyficznej konfiguracji w procesie przeciągania, ponieważ można wytwarzać osłonę mającą specyficzny kształt przekroju poprzecznego, taki jak kształt kołowy, eliptyczny, wielokątny, zwłaszcza sześciokątny lub kwadratowy kształt przekroju poprzecznego, albo alternatywnie połączenie dowolnych spośród wymienionych wyżej kształtów przekroju poprzecznego.

Alternatywnie zamierzony kształt geometryczny osłony można uzyskać przez oddzielny etap obróbki skrawaniem, w którym osłonie tej nadaje się przez skrawanie specyficzny kształt przekroju poprzecznego lub konfigurację, taką jak kształt kołowy, eliptyczny, wielokątny, zwłaszcza sześciokątny lub kwadratowy kształt przekroju poprzecznego, albo alternatywnie połączenie dowolnych spośród wymienionych wyżej kształtów przekroju poprzecznego.

W pierwszym wariancie realizacji sposobu według przedmiotowego wynalazku obróbkę skrawaniem przeprowadzaną w etapie iv) przeprowadza się przez zwykłe pionowe przecinanie pręta materiału otrzymywanej z procesu przeciągania, a w konsekwencji otrzymuje się zespół zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika z jedną powierzchnią końcową usytuowaną naprzeciw zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika mocowanego do elementu rdzeniowego zespołu przebiegającego prostopadle do osi wzdłużnej zespołu zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika. Według aktualnie korzystnego wariantu realizacji sposobu aspektu przedmiotowego wynalazku zespół taki jest jednakże otrzymywany w procesie obróbki skrawaniem z częścią powierzchni usytuowaną pod kątem ostrym względem wzdłużnej osi zespołu zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika, aby zapewnić dużą powierzchnię styku elementu rdzeniowego do mocowania tego zespołu w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami, a ponadto, aby uzyskać zespół bez symetrii obrotowej, który jest optymalnie skonfigurowany do mocowania w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami.

Powyższy cel, powyższe właściwości i powyższe zalety wraz z licznymi innymi celami, zaletami i właściwościami staną się zrozumiałe po przeczytaniu poniższego szczegółowego opisu przedmiotowego wynalazku według drugiego wariantu przedmiotowego wynalazku otrzymanego przez sposób wytwarzania zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznikowego do stosowania we wzmocnionym włóknami elemencie konstrukcyjnym zawierającym wiele zamocowań śrubowych, śrub lub łączników, do mocowania wymienionego elementu konstrukcyjnego do innego elementu konstrukcyjnego, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

PL 205 310 B1

i) stosowanie podłużnego rdzeniowego elementu z materiału, korzystnie wzmocnionego włóknami, kompatybilnego z materiałami tego elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami, korzystnie wytworzonego przez przeciąganie, posiadającego jedną część do montowania lub mocowania jednego z wymienionych zamocowań śrubowych, śrub lub łączników, ii) montowanie jednego zamocowania śrubowego, śruby lub łącznika, na wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu do wytworzenia podzespołu, iii) mocowanie wymienionego jednego śrubowego zamocowania, śruby lub łącznika, względem wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu w procesie przeciągania przez przeciąganie wymienionego podzespołu przez urządzenie do przeciągania z obwodowym pokrywaniem wymienionego podzespołu włóknami wzmacniającymi i żywicą oraz z grzaniem i utwardzaniem żywicy w celu spowodowania, by żywica ta zapewniła połączenie z wymienionymi włóknami wzmacniającymi osłony obwodowo otaczającej wymieniony podzespół, albo alternatywnie mocowanie wymienionego podzespołu klejem do osłony wytworzonej w oddzielnym procesie przeciągania oraz iv) obrabianie skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego przez osłonę z wł ókien wzmacniają cych i utwardzonej ż ywicy do utworzenia zespoł u zamocowania ś rubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznika zawierającego wymieniony rdzeniowy element i wymienione jedno zamocowanie śrubowe, śrubę lub łącznik oraz wymieniony rdzeniowy element.

Sposób według drugiego wariantu przedmiotowego wynalazku może korzystnie zawierać dodatkowo każdą spośród cech opisanych i omówionych powyżej w odniesieniu do sposobu według pierwszego aspektu przedmiotowego wynalazku.

Cechą przedmiotowego wynalazku jest to, że nowy sposób według przedmiotowego wynalazku zapewnia lepsze przenoszenie siły i uderzenia na i z elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami poprzez zamocowania śrubowe, śruby lub łączniki, co umożliwia zmniejszenie wymiarów konstrukcji wzmocnionej włóknami, to znaczy zmniejszenie ciężaru konstrukcji wzmocnionej włóknami lub alternatywnie zmniejszenie ilości materiałów użytych na taki element konstrukcyjny wzmocniony włóknami.

Dalszą cechą przedmiotowego wynalazku jest to, że sposób i technika według przedmiotowego wynalazku umożliwiają ustalanie określonych położeń zamocowań śrubowych, śrub lub łączników i mocowanie ich w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami w litej osłonie przenoszącej duże obciążenia.

Szczególną zaletą przedmiotowego wynalazku jest to, że ten nowy sposób ustalania położenia i mocowania zamocowań ś rubowych, ś rub lub łączników w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami umożliwia stosowanie osłon przenoszących duże obciążenia do ustalania położenia zamocowań śrubowych, śrub lub łączników w specyficznej konfiguracji geometrycznej lub kształcie wytwarzanym zwłaszcza przez przenoszącą obciążenie osłonę wspierającą zamocowania śrubowe, śruby lub łączniki.

Przedmiotowy wynalazek zostanie teraz dokładniej opisany na podstawie rysunków, na których: fig. 1 jest częściowym perspektywicznym widokiem/przekrojem pierwszego zespołu, z którego wytwarzane są dwa zamocowania śrubowe, zespoły śrubowe lub łącznikowe. fig. 2 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym pierwszy etap sposobu wytwarzania zespołu pokazanego na fig. 1, obejmujący obróbkę skrawaniem przez przeciąganie kształtki w celu uzyskania wielu elementów rdzeniowych, fig. 3 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym drugi etap sposobu wytwarzania zespołu pokazanego na fig. 1, obejmujący montowanie zamocowań śrubowych przy przeciwnych końcach elementu rdzeniowego wytworzonego w etapie pokazanym na fig. 2, fig. 4 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym trzeci etap sposobu wytwarzania zespołu pokazanego na fig. 1, polegający na przeciąganiu elementu, z którego odcinany jest zespół pokazany na fig. 1, jak pokazano po prawej stronie na fig. 4, fig. 5 jest widokiem przedstawiającym etap rozcinania zespołu pokazanego na fig. 1, a po prawej stronie na fig. 4, na dwa zespoły zamocowań śrubowych, fig. 6 jest przekrojem pionowym zespołu z fig. 1 oraz zespołów zamocowań śrubowych wytworzonych z tego zespołu, jak pokazano na fig. 5, fig. 7 jest widokiem przedstawiającym przewidziane zastosowanie zespołu zamocowania śrubowego z fig. 5 i 6 do produkcji większej konstrukcji wzmocnionej włóknami, takiej jak element elektrowni wiatrowej, część mostu, element budowlany, przy czym zamocowania śrubowe są usytuowane wzdłuż łuku okręgu,

PL 205 310 B1 fig. 8 jest widokiem perspektywicznym podobnym do fig. 7, przedstawiającym nieco zmodyfikowany przykład realizacji zespołu zamocowania śrubowego stosowanego do wytwarzania elementu wzmocnionego włóknami, w którym takie zamocowania śrubowe są umieszczone wzdłuż linii prostej, fig. 9 jest widokiem perspektywicznym segmentu elementu konstrukcyjnego wytworzonego z zespoł u pokazanego na fig. 8, przedstawiają cym mocowanie elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami do dwuteownika za pomocą śrub i nakrętek, fig. 10 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym mocowanie elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami, wytworzonego z zespołu pokazanego na fig. 7, posiadającego zamocowania śrubowe usytuowane na łuku okręgu, fig. 11a, 11b, 11c są częściowymi widokami/przekrojami, przedstawiającymi trzy alternatywne przykłady realizacji mające na celu polepszenie mocowania zamocowań śrubowych w procesie przeciągania, fig. 12a i 12b są widokami perspektywicznymi przedstawiającymi element dystansowy i zastosowanie tego elementu dystansowego w procesie przeciągania, fig. 13 jest widokiem perspektywicznym podobnym do fig. 4, przedstawiającym sposób wytwarzania aktualnie korzystnego zespołu o kwadratowym kształcie przekroju poprzecznego, fig. 14a i 14b są częściowymi widokami/przekrojami, przedstawiającymi różnie skonfigurowane zamocowania śrubowe mocowane wewnątrz końcowej osłony przez przeciąganie, fig. 15 jest częściowym widokiem/przekrojem, przedstawiającym dwie sąsiednie części zespołu, z którego wytwarzane są części końcowe dwóch zespołów posiadających wystające śruby, fig. 16a i 16b są częściowymi widokami/przekrojami, podobnymi do fig. 15, dalszego przykładu realizacji zespołu według przedmiotowego wynalazku, w którym łącznik jest osadzony w przeciąganej osłonie do utworzenia wewnętrznego gwintu w tej osłonie, fig. 17 jest częściowym widokiem/przekrojem, dalszego zastosowania zespołu według przedmiotowego wynalazku, używanego jako rolka przenośnika rolkowego, fig. 18 jest widokiem perspektywicznym inaczej skonstruowanego zespołu wytworzonego zgodnie ze sposobem przedstawionym na fig. 13 i mającego konfigurację belki dwuteowej, fig. 19 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym zastosowanie techniki wytwarzania zespołu przenoszącego obciążenie zgodnie z zasadami przedmiotowego wynalazku do stosowania w charakterze czujnik a obciążenia, fig. 20 jest schematem obwodu elektronicznego czujnika obciążenia w zespole z fig. 19, fig. 21 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym zastosowanie zespołu z fig. 19 jako przenoszącego obciążenie czujnika np. w moście, fig. 22 jest widokiem przedstawiającym inne zastosowanie przenoszącego obciążenie zespołu przedstawionego na fig. 19 w moście, zawierającego złącze równoległe do stanowiska pomiarowego zbudowanego na bazie komputera osobistego, fig. 23 jest ilustracją dalszego przykładu realizacji zespołu według przedmiotowego wynalazku skonfigurowanego jako izolator kabla wysokiego napięcia, a fig. 24 jest widokiem perspektywicznym przedstawiającym przewidziane zastosowanie izolatora z fig. 23.

Na fig. 1 przedstawiono zespół 10 wytworzony sposobem według przedmiotowego wynalazku i przeznaczony do rozdzielenia na dwa zespoły, jak to zostanie opisane poniżej na podstawie fig. 5 i 6.

Zgodnie ze sposobem wytwarzania zespołu zawierającego śrubowe zamocowanie lub śrubę do stosowania w elemencie konstrukcyjnym wzmocnionym włóknami najpierw wytwarza się element rdzeniowy. Ten element rdzeniowy może być wytwarzany z dowolnego odpowiedniego materiału, takiego jak materiały oparte na tworzywach sztucznych, drewnie lub metalu albo materiały kompozytowe, które to materiały są kompatybilne z materiałami elementu konstrukcyjnego wzmocnionego włóknami, co oznacza, że materiały elementu rdzeniowego, podobnie jak wszystkie inne materiały użyte zgodnie ze sposobem według przedmiotowego wynalazku, nadają się do łączenia z pozostałymi materiałami, to znaczy nie reagują ze sobą w procesie chemicznym i nadają się do łączenia mechanicznego, co oznacza, że materiały te można łączyć ze sobą w integralną strukturę i korzystnie mają one zasadniczo identyczne właściwości mechaniczne, takie jak współczynnik rozszerzalności i wytrzymałość mechaniczna, taka jak wytrzymałość na rozerwanie lub na ścinanie. Zgodnie z aktualnie korzystnym przykładem realizacji sposobu według przedmiotowego wynalazku stosuje się korzystnie przeciągniętą kształtkę rdzeniową, jak pokazano na fig. 2.

PL 205 310 B1

Na fig. 2 urządzenie do przeciągania jest oznaczone jako całość przez 30 i dostarcza na swym wyjściu przeciągany korpus 32, to znaczy cylindryczny korpus o kołowym przekroju poprzecznym wykonany z żywicy, takiej jak poliester, ester winylowy, albo żywica fenolowa lub epoksydowa, w której osadzone są włókna wzmacniające, takie jak włókna szklane, węglowe lub kewlarowe. Przeciągany korpus 32 lub kształtkę tnie się na oddzielne elementy, z których jeden jest oznaczony przez 12, za pomocą urządzenia tnącego przedstawionego schematycznie jako tarczowa piła 34. Na przeciwległych końcach tej kształtki lub pręta 12 za pomocą urządzenia do obróbki skrawaniem, takiego jak urządzenie tnące 36, przedstawione schematycznie na fig. 2, wytwarzane są stożkowe części końcowe. Tnące urządzenie 36 wytwarza stożkowe części końcowe, oznaczone przez 20, na przeciwległych końcach rdzeniowej kształtki 112.

W dalszym etapie tego sposobu wytwarzania zespołu 10, pokazanego na fig. 1, na przeciwległych końcach rdzeniowego elementu 20 umieszcza się śrubowe zamocowania 22, jak pokazano na fig. 3.

Podobnie jak rdzeniowy element 12 śrubowe zamocowania 22 mają korzystnie kształt cylindryczny o przekroju kołowym i na jednym końcu mają stożkowe zagłębienie 20' o kształcie zgodnym ze stożkową częścią końcową 20 rdzeniowego elementu 12. Każde ze śrubowych zamocowań 22 jest ponadto wyposażone w przelotowy otwór połączony ze stożkowym zagłębieniem 20' i tworzący wąską środkową cylindryczną część 25 otworu i szerszą część 24 otworu połączoną z otoczeniem i przeznaczoną do współdziałania z gwintowanym trzpieniem 28, jak pokazano z lewej strony na fig. 3. Śrubowe zamocowania mogą być różnie ukształtowane. Przykładowo zamocowania śrubowe mogą mieć ogólny kształt stożkowy zwężający się od jednego końca do drugiego końca, np. od zewnętrznego końca do wewnętrznego końca, albo od wewnętrznego końca do zewnętrznego końca. Alternatywnie śrubowe zamocowania 22 mogą mieć wyciągnięte na zewnątrz kołnierze. Ponadto alternatywnie zamocowania śrubowe mogą mieć różnie ukształtowany przelotowy otwór, w którym gwintowana część otworu jest połączona ze stożkowym zagłębieniem bez pośredniej wąskiej cylindrycznej części otworu. Ponadto alternatywnie gwintowany otwór można pominąć, gdyż zamocowanie śrubowe może być wykonane jako zamocowanie posiadające wystający na zewnątrz gwintowany trzpień stanowiący śrubę.

Przez zastosowanie stożkowej części końcowej i współpracującego stożkowego zagłębienia 20' każdego śrubowego zamocowania 22 uzyskuje się właściwość samocentrowania i samoustawiania, gdyż śrubowe zamocowania 22 dzięki współdziałaniu pomiędzy stożkową częścią końcową 20 a stożkowym zagłębieniem 20' mają tendencję do utrzymywania się w zamierzonym zgodnym ustawieniu, w którym cylindryczne śrubowe zamocowania 22 o przekroju kołowym stanowią cylindryczne kontynuacje środkowej części rdzeniowego elementu 12.

Podzespół złożony z kształtki rdzeniowej i dwóch śrubowych zamocowań 22, przedstawiony na fig. 3, wprowadza się, jak pokazano na fig. 4, w urządzenie 10 do przeciągania zawierające przyjmującą sekcję 46, w którą podzespół opisany powyżej wraz z wieloma podzespołami tworzącymi razem pręt, wprowadza się w przyjmującą sekcję 46 urządzenia 40 do przeciągania wraz z taśmami włóknistych materiałów wzmacniających, które to taśmy przedstawiono z lewej strony na fig. 4, a dwa z nich są oznaczone przez 42 i 44. Z przyjmującej sekcji 46 pręt 48, zawierający zgodnie usytuowane podzespoły otoczone obwodowo włóknistymi materiałami wzmacniającymi, jest wprowadzany do nakładacza żywicy oraz do urządzenia 50 podgrzewania i utwardzania żywicy, połączonego ze zbiornikiem 52 żywicy, dostarczającym żywicę do tego urządzenia. Wyjściowa dysza urządzenia 50 jest oznaczona przez 54 i zapewnia specyficzne ukształtowanie przeciąganego korpusu 56 wychodzącego z dyszy 54 urządzenia 50, przy czym ten korpus 56 wprowadzany jest w urządzenie ciągnące 58, przeznaczone do przeciągania pręta z dyszy 54 urządzenia 50.

Z urządzenia ciągnącego 58 korpus 56 jest podawany do urządzenia tnącego 60, które dzieli korpus 56 na oddzielne odcinki stanowiące zespół 10 pokazany również na fig. 1, ponieważ cięcie korpusu 56 na odcinki lub zespoły 10 jest zsynchronizowane z wprowadzaniem podzespołu zawierającego rdzeniowy element 12 wyposażony w przykrywającą część końcową śrubowe zamocowania 20 w wejściowy koniec urządzenia 40 do przeciągania. W alternatywnym procesie wytwarzania podzespołu, z którego wytwarza się zespół 10 przedstawiony na fig. 1, śrubowe zamocowania 20 i rdzeniowy element 12 mocuje się klejem do cylindrycznej osłony korzystnie wytworzonej przez przeciąganie i tworzącej osłonę 26 opisaną powyżej. Uważa się, że mocowanie klejem do osłony 26 wytworzonej przez przeciąganie i mocowanie śrubowych zamocowań 22 i rdzeniowego elementu 12 do osłony przez proces przeciągania są równoważne technicznie.

PL 205 310 B1

Na fig. 1 pokazano rdzeniowy element 12 wraz ze śrubowym zamocowaniem 22 posiadającym gwintowany otwór 24 połączony z otworem 25. Pokazano również zwężającą się lub stożkową końcową część 20 rdzeniowego elementu 12.

Na fig. 1 zewnętrzna osłona, wytworzona w procesie przeciągania, opisanym powyżej w odniesieniu do fig. 4, jest również pokazana, przy czym osłona ta jest oznaczona przez 26. Fig. 1 przedstawia ponadto konstrukcję zespołu 10, która tworzy wklęsłą górną powierzchnię 14, przeciwległą wypukłą lub cylindryczną dolną powierzchnię 18 o przekroju kołowym i przeciwległe równoległe płaskie powierzchnie 18. Taki wklęsło-wypukły kształt, przedstawiony na fig. 1 umożliwia, jak to zostanie opisane poniżej w odniesieniu do fig. 7 i 10, umieszczenie zespołu zamocowań śrubowych, utworzonego przez zespół 10 tak, że wypukła zewnętrzna powierzchnia 16 jednego zespołu zamocowań śrubowych jest częściowo usytuowana we wklęsłej powierzchni 14 sąsiedniego zespołu zamocowań śrubowych.

Z zespołu 10 pokazanego na fig. 1 wytwarza się dwa zespoły zamocowań śrubowych, jak pokazano na fig. 5, przez przecięcie zespołu 10 na dwie części wzdłuż przerywanej linii 64. Urządzenie przecinające jest przedstawione schematycznie jako tarczowa piła 62. Zespół 10 rozcięty na dwie połowy jest przedstawiony na fig. 6 w przekroju pionowym z pokazaniem linii 64 rozdzielenia, dzięki czemu powstają przeciwległe pochyłe powierzchnie 66 każdego z tych dwóch zespołów zamocowań śrubowych wytworzonych z zespołu 10. Każdy zespół zamocowania śrubowego, stanowiący jedną połowę zespołu 10, zawiera zwężającą się, odciętą część rdzeniowego elementu 12 i śrubowe zamocowanie 22 przymocowane do rdzeniowego elementu 12 za pomocą osłony 26 utworzonej przez przeciąganie. Przez utworzenie pochyłej powierzchni 66 powstaje nieregularnie ukształtowany zespół zamocowania śrubowego zwiększający możliwość mocowania zespołu zamocowania śrubowego w końcowej strukturze wzmocnionej włóknami, a ponadto powstaje główna powierzchnia styku pomiędzy środkowym rdzeniowym elementem 12 a końcową strukturą wzmocnioną włóknami.

Możliwość ustawienia poszczególnych zespołów zamocowań śrubowych w położeniu innym niż ustawienie prostoliniowe przedstawiono na fig. 7 przez trzy oddzielne zespoły zamocowań śrubowych połączone w jedną strukturę, oznaczoną w całości przez 70 i zawierającą trzy zespoły zamocowań śrubowych, przy czym wklęsła powierzchnia 14 jednego zespołu zamocowania śrubowego przyjmuje wypukłą powierzchnię 16 sąsiedniego zespołu zamocowania śrubowego z przechyleniem pod pewnym kątem. Struktura wzmocniona włóknami, obejmująca złożoną konstrukcję pokazaną na fig. 7, oznaczona jest przez 72.

Na fig. 8 przedstawiono nieco zmodyfikowaną konstrukcję zespołu zamocowania śrubowego, gdyż kołowe wklęsłe i wypukłe powierzchnie 14 i 16 są zastąpione przez wklęsłe i wypukłe powierzchnie zewnętrzne utworzone z płaszczyzn. Dzięki płaszczyznom tworzącym wypukłą powierzchnię 141 o kształcie odpowiadającym kształtowi wypukłej powierzchni 16' zespołów zamocowań śrubowych poszczególne zespoły zamocowań śrubowych, jak pokazano na fig. 8, mogą być łączone w konstrukcję, w której prawidłowe prostoliniowe usytuowanie poszczególnych zespołów zamocowań śrubowych jest zapewnione i utrzymywane przez odpowiednie wypukłe i wklęsłe powierzchnie zespołów zamocowań śrubowych. Połączenie w sumie czterech zespołów zamocowań śrubowych na fig. 8 jest w całości oznaczone przez 701. Z takiej złożonej konstrukcji przedstawionej na fig. 8 w dalszym wytłaczaniu, przeciąganiu lub w ręcznym albo automatycznym procesie wytwarzania włókien wzmacniających wytwarza się element konstrukcyjny wzmocniony włóknami przez nałożenie włókien wzmacniających i żywicy na takie połączenie zespołów zamocowań i nadanie elementowi konstrukcyjnemu zamierzonego kształtu geometrycznego gotowego wyrobu.

Gotowy wyrób jest używany, np. jak pokazano na fig. 9, w połączeniu z przenoszącą obciążenie nośną dwuteową belką 76, w której gwintowane trzpienie 28 umieszczone w zamocowaniach śrubowych zespołów zamocowań śrubowych pokazanych na fig. 8 są mocowane do dwuteowej belki 76 za pomocą oddzielnych nakrętek 74.

Krzywoliniowa struktura przedstawiona na fig. 7 może być alternatywnie używana do mocowania np. do płaskiego płytowego elementu 78, Jak pokazano na fig. 10.

Jak wspomniano powyżej, śrubowe zamocowania 22 opisane powyżej na podstawie fig. 1-6, mogą korzystnie mieć kształt stożkowy lub eliptyczny, by polepszyć mocowanie takich zamocowań śrubowych w osłonie 26 utworzonej przez przeciąganie. Na fig. 11a-11c przedstawiono różne sposoby polepszenia mocowania zamocowań śrubowych w osłonie wykonanej przez przeciąganie. W całym opisie części składowe lub elementy takie same jak części składowe lub elementy opisane poprzednio mają takie same oznaczenia jak poprzednio, natomiast części składowe lub elementy geometrycznie różniące się od poprzednio opisanych części składowych lub elementów, jednakże służące do tego

PL 205 310 B1 samego celu jak poprzednio opisane części składowe lub elementy są oznaczone taką samą liczbą całkowitą, jednakże z dodaniem znaku identyfikującego taką różnicę geometryczną.

Na fig. 11a śrubowe zamocowanie 22' różni się od opisanego powyżej śrubowego zamocowania 22, pokazanego na fig. 3, tym, że zewnętrzna powierzchnia śrubowego zamocowania 22' ma strukturę szorstką lub ponacinaną, przez co powstaje nierówna powierzchnia zewnętrzna, polepszająca mocowanie zamocowania śrubowego 22' do osłony 26' utworzonej przez przeciąganie. Na fig. 11a szorstka lub ponacinaną zewnętrzna powierzchnia śrubowego zamocowania 22' jest dla przejrzystości przedstawiona z przesadą w porównaniu z rzeczywistymi powierzchniami szorstkimi lub ponacinanymi.

Na fig. 11b przedstawiono inny sposób polepszania mocowania śrubowego zamocowania 22' względem osłony 26”. W tym przypadku śrubowe zamocowanie 22'' ma zewnętrzne grzbiety tworzące wiele zewnętrznych nitek gwintu lewego i prawego, które są przeznaczone do dobrego osadzenia tych grzbietów w materiale polimerowym zewnętrznej osłony 26''.

Na fig. 11c przedstawiono dalszy alternatywny sposób polepszenia adhezji pomiędzy śrubowym zamocowaniem 22''' a osłoną 26'''. Na fig. 11c zewnętrzny koniec śrubowego zamocowania 22''' ma płytki zewnętrzny gwint 23''', w którym wzmacniające włókna i żywica są przyjmowane, zanim śrubowe zamocowanie 22''' wraz z rdzeniowym elementem 12''' zostaną przemieszczone przez urządzenie do przeciągania, takie jak pokazano na fig. 4.

Aby ułatwić cięcie pręta, z którego cięte są zespoły według przedmiotowego wynalazku, takie jak korpus 56 pokazany na fig. 4, można zastosować przykładowo dystansowy element 80 pokazany na fig. 12a. Pośrodku ten dystansowy element 80 ma kołową cylindryczną tarczę 82, z przeciwległych stron której wystają współosiowo przebiegające kołki 84. Taki dystansowy element 80 jest zwykle używany w połączeniu z zamocowaniami śrubowymi, takimi jak dwa śrubowe zamocowania 22”” pokazane na fig. 12b, by utrzymywać sąsiednie końce śrubowych zamocowań 22'^v w odstępie od siebie i umożliwić łatwe przejście urządzenia tnącego przez zewnętrzną osłonę (nie pokazano na fig. 12b) i przez dystansowy element 80, który jest korzystnie kształtką z tworzywa sztucznego, takiego jak polietylen, polipropylen lub kształtką z podobnego tworzywa sztucznego.

Na fig. 14a przedstawiono zastosowanie wzmocnionego węglem zamocowania w połączeniu z nakrętką. Na fig. 14a nakrętka 22^v jest otoczona osłoną 26^v przy zewnętrznym końcu rdzeniowego elementu 12^v. Zgodnie z usytuowaniem nakrętki 22^v cylindryczna tuleja lub zamocowanie 27 wzmocnione włóknem węglowym jest otoczone osłoną 26^v, aby umożliwić utrzymywanie nakrętki 22^v w odstępie od zewnętrznego końca zespołu 10^v, a równocześnie przez zastosowanie tulei 27 wzmocnionej włóknami szklanymi utworzyć sztywny zespół.

Na fig. 14b przedstawiono inny sposób centrowania zamocowania śrubowego względem kształtki rdzeniowej, według którego rdzeniowy element 12^v ma zewnętrzny współosiowy kołek 20” na którym zamontowane jest śrubowe zamocowanie lub nakrętka 22^v.

Na fig. 13 przedstawiono urządzenie 40'^v do przeciągania, zasadniczo odpowiadające urządzeniu 40, opisanemu powyżej w odniesieniu do fig. 4, jednakże różniące się od opisanego powyżej urządzenia tym, że w przyjmującej sekcji 46 pręt rdzeniowych elementów 12'^v oraz śrubowych zamocowań 22^v zawiera ponadto dystansowe elementy 42 do utworzenia pręta 48^v zawierającego śrubowe zamocowania 22^v utrzymywane w odstępach za pomocą dystansowych elementów 82.

Z utwardzającego urządzenia 50 korpus 56^iv wyprowadzany jest z kwadratowym kształtem przekroju poprzecznego w odróżnieniu od opisanego powyżej kształtu zespołu 10.

Technikę stosowania dystansowego elementu 80 do utrzymywania zewnętrznych końców śrubowych zamocowań 22^iv, opisaną powyżej w odniesieniu do fig. 12b, może zostać zmieniona przez trzymanie zewnętrznych końców gwintowanych kołków wkręconych w śrubowe zamocowania w odstępach od siebie.

Na fig. 15 przedstawiono cylindryczną kształtkę 80^v z tworzywa sztucznego, której średnica zewnętrzna odpowiada zewnętrznej średnicy śrubowych zamocowań 22^v i która ma gwintowane otwory przeznaczone do przyjęcia zewnętrznych końców gwintowanych kołków 28^v. Po zakończeniu procesu przeciągania za pomocą urządzenia do przeciągania, takiego jak urządzenie pokazane na fig. 4 lub alternatywnie na fig. 13, przyciągnięty pręt tnie się, np. za pomocą urządzenia tnącego 10, jak pokazano na fig. 4 i 13, gdy to urządzenie wchodzi w odstęp pomiędzy dwoma zewnętrznymi końcami gwintowanych kołków 28^v wkręconych w dystansowy element 80^v.

Integralna technika przeciągania według przedmiotowego wynalazku umożliwia również stosowanie wyposażenia wprowadzonego integralnie w zespół według przedmiotowego wynalazku do

PL 205 310 B1 wykorzystania w charakterze elementu służącego np. do wytwarzania wewnętrznego gwintu w wykonywanej przez przeciąganie osłonie, jak pokazano na fig. 16a i 16b.

Na fig. 16a pokazano końcową część zespołu 10'^x według przedmiotowego wynalazku, zawierającą wytworzoną przez przeciąganie osłonę 261, w której rdzeniowy element 12'^x jest osłonięty wraz z tworzącą gwint kształtką 22'^x, która jest złożona z wałka 25'^x wystającego z zewnętrznego końca zespołu 1 0'^x i zawierającego gruby gwint 24'^x, który jest osadzany w osłonie 26'^x wytwarzanej przez przeciąganie. Zewnętrzna powierzchnia gwintu 24'^x tworzącego gwint wyposażenia 22'^x ma ślizgową powłokę, taką jak powłoka z PTFE, przy czym pokrywający proszek lub smarowa powłoka powierzchniowa umożliwia wyprowadzenie tworzącego gwint wyposażenia 22'^x z zewnętrznego końca zespołu 10'^x, jak pokazano na fig. 16b, a tworzące gwint wyposażenie 22'^x jest odłączane od pozostałej części zespołu 10'^x z odsłonięciem wewnętrznego gwintu osłony 26'^x utworzonej przez przeciąganie, wytworzonego przez zewnętrzny gwint 24'^x tworzącego gwint wyposażenia 22'^x.

Osłona 26'^x wytworzona przez przeciąganie może być używana do przyjmowania np. części łożyska wałeczkowego, takiego jak wałeczkowe łożysko 60, przedstawione na fig. 17 i umieszczonego wewnątrz osłony 26'^x zespołu 10'^x np. za pomocą gwintu pokazanego na fig. 16a i 16b, albo alternatywnie jest unieruchomione względem wewnętrznej ścianki osłony 26'^x za pomocą kleju wypełniającego zagłębienia wewnętrznego gwintu osłony 26'^x, wytworzonego przez wytwarzające gwint wyposażenie 22'^x. Wałeczkowe łożysko 60 zawiera część 62 łożyska wałeczkowego mocowaną do zewnętrznego końca zespołu 10'^x, jak już opisano i połączonego przez wałek 64 z wałeczkową szpulą 66 wspartą np. na stojaku lub podobnej podporze. Przeciwległy koniec zespołu 10'^x jest wyposażony w podobne wałeczkowe łożysko 60. Konstrukcja pokazana na fig. 17 może przykładowo być używana do urządzeń wytwórczych, w których używany jest przenośnik rolkowy, który z jednej strony może być odporny na agresywne ciecze lub gazy, a z drugiej strony może stanowić lekką konstrukcję, co ułatwia przemieszczanie jej z jednego miejsca na drugie.

Opisana powyżej technika wytwarzania przez integralne przeciąganie umożliwia również wytwarzanie elementów konstrukcyjnych o skomplikowanych kształtach, takich jak konstrukcyjny element 10^xw kształcie litery H, pokazany na fig. 18, który wychodzi z utwardzającego urządzenia 50 do przeciągania podobnego do urządzenia opisanego powyżej w odniesieniu do fig. 4 i 13. W takim pokazanym na fig. 18 zespole w kształcie litery H zawarte są dwie pionowe belki, z których każda ma integralnie zawarte w niej zamocowania śrubowe, śruby lub łączniki umożliwiające mocowanie takiego elementu w kształcie litery H do innej konstrukcji budowlanej. Każda z pionowych belek zespołu 10^x jest oznaczona przez 11^x, a poziomy środnik łączący te dwie pionowe belki na kształt litery H jest oznaczony przez 13^x.

Technika stosowania zespołu przenoszącego obciążenie, posiadającego łączniki, zamocowania śrubowe lub śruby umieszczone przy przeciwległych końcach, by umożliwić wykorzystywanie takiego elementu lub zespołu jako elementu przenoszącego obciążenie według zasad przedmiotowego wynalazku może być ponadto połączona z techniką mierzenia zdolności elementu do przenoszenia obciążenia przez zintegrowanie czujnika, takiego jak czujnik tensometryczny, albo podobny czujnik wykrywający uderzenie, scalony w zespole według przedmiotowego wynalazku. Na fig. 19 przedstawiono zespół 10^x' posiadający dwa gwintowane trzpienie 28^x' wystające z przeciwległych końców cylindrycznej osłony 26^x'. W tej osłonie 26^x' wytwarzanej sposobem przeciągania zamknięte są dwie tuleje 22^x', przeznaczone do przyjmowania gwintowanych trzpieni 28^x'. Pośrodku w osłonie 26^x' wytworzonej sposobem przeciągania umieszczony jest zespół 90 czujnika obciążenia. Ten czujnik 90 obciążenia może zawierać czujnik tensometryczny lub podobny element wykrywający oddziaływanie i może być zrealizowany, jak pokazano na fig. 20. Zespół 90 czujnika obciążenia jest dołączony za pomocą dwóch szpilek 92 do tulei 22^x' w celu przenoszenia obciążenia z tych tulei 22^x' na zespół 90 czujnika obciążenia. Każda z tych przenoszących obciążenie szpilek 92 jest zamknięta w cylindrycznej osłonie, jak zaznaczono linią osiową na fig. 9 i jest oznaczona przez 94.

Zespół czujnika obciążenia może być wykonany, jak pokazano na fig. 20, z indukcyjną pętlą 100 do odbierania energii elektrycznej poprzez indukcję ze źródła zewnętrznego, przy czym taka pętla indukcyjna jest dołączona do zasilacza 102 do doprowadzania energii elektrycznej do elektronicznych obwodów 104 i 106. Obwód 104 stanowi wejściowy stopień wzmacniacza otrzymującego sygnał wejściowy z elementu czujnikowego, takiego jak tensometryczny czujnik 108 i podaje swój sygnał wyjściowy na stopień 106 nadajnika, który wysyła sygnał radiowy do oddalonego odbiornika za pomocą anteny 110. Należy zauważyć, że obwody zawarte w zespole 90 czujnika obciążenia, opisanym powyżej na podstawie fig. 20, mogą zawierać dowolne konwencjonalne elementy kształtowania lub przetwarzania sygnału,

PL 205 310 B1 takie jak nieliniowe stopnie wzmocnienia, przetworniki analogowo-cyfrowe itd. Technika stosowania oddalonych zespołów wprowadzania danych jest znana i nie podano żadnego szczegółowego opisu obwodów elektronicznych samego czujnika obciążenia, ponieważ realizacja zespołu 90 czujnika obciążenia jako taka nie stanowi części niniejszego wynalazku.

Na fig. 21 przedstawiono dwa różne zastosowania zespołu czujnika obciążenia zawierające zespół 10^xl. Na fig. 21 przedstawiono jedno zastosowanie zespołu 10^xl w charakterze elementu konstrukcyjnego do połączenia dwóch sekcji mostu, a alternatywne zastosowanie polega na użyciu zespołu 10^xijako elementu przenoszącego obciążenie w celu wspierania liny konstrukcji nośnej mostu. Na fig. 21 pokazano również stację odbioru danych z zespołu 90 czujnika obciążenia, zawierającą odbiorczą antenę 112 dołączoną do odbiorczego stopnia 114, który podaje swój sygnał wyjściowy w postaci analogowej lub cyfrowej na urządzenie pomiarowe utworzone przez komputer osobisty 116.

Na fig. 22 przedstawiono zastosowanie wielu zespołów 10^xi. Na fig. 22 zastosowano w sumie pięć zespołów 10^xi do podwieszenia mostu 120 na linie 122. Na fig. 22 wprowadzanie danych przedstawiono w postaci stałego połączenia przewodowego każdego z zespołów 10^xi z komputerem 116 służącym do rejestracji danych i posiadającego razem pięć równoległych wejść. Rozważa się, że technikę transmisji bezprzewodowej, przedstawioną na fig. 21, można łatwo zmienić w półstałe połączenie przewodowe przy użyciu techniki czujników zbliżeniowych przy stosowaniu odbiornika usytuowanego przy każdym z zespołów 10^xi do odbierania danych lub sygnałów wyjściowych z zespołu czujnika obciążenia z równoczesnym zasilaniem zespołu 90 prądem przekazywanym do indukcyjnej pętli 100 każdego z tych zespołów 90 zawartych w zespołach 10^xi.

Zdolność zespołu według przedmiotowego wynalazku do przenoszenia dużych obciążeń umożliwia również wykorzystywanie tej techniki do alternatywnych zastosowań, takich jak izolator wysokiego napięcia, jak pokazano na fig. 23 i 24. Na fig. 23 zespół opisany powyżej w odniesieniu do fig. 19 został zmieniony przez pominięcie zespołu 90 czujnika obciążenia i przez wprowadzenie rdzeniowego elementu 12^x izolatora wysokiego napięcia, utworzonej przez uszczelnioną wydrążoną osłonę, w której zawarty jest silnie izolujący gaz, taki jak SF₆. Izolujący element 12^x służy do takiego samego celu, jak opisany powyżej rdzeniowy element 12, omówiony w związku z fig. 1-6. Na fig. 23 zespół 10^x zawiera ponadto zewnętrzną osłonę 26^x wytworzoną przez przeciąganie, otaczającą izolujący rdzeniowy element 12^x, a ponadto dwie izolujące tuleje 94^x otaczające i zamykające tuleje 22^x, w których są umieszczone i zamocowane gwintowane trzpienie 18^x. Na fig. 23 przedstawiono ponadto trzy dzwonowe zewnętrzne izolujące elementy 118^x, które służą do zapobiegania, by woda lub wilgoć nie mogły utworzyć ścieżek zwarciowych na zewnętrznej powierzchni osłony 26^x wytworzonej przez przeciąganie, jak to jest znane.

Na fig. 24 przedstawiono zastosowanie zespołu 10^x izolatora wysokiego napięcia, pokazanego na fig. 23, przy czym ten zespół 10^x izolatora wysokiego napięcia jest zawieszony pod belką 124, by wspierać przewód 126 wysokiego napięcia zawieszony i wsparty przez krzyżowo ukształtowane zamocowanie 128, które jest przymocowane do zewnętrznego końca jednego z gwintowanych sworzni 18^x zespołu 10^x.

W niniejszym opisie użyte zostało określenie „przeciąganie”, obejmujące technikę wytwarzania elementu rdzeniowego i podzespołu. Określenie to ma jednak szerokie znaczenie i obejmuje każdy sposób wytwarzania wyrobów wzmocnionych włóknami, obejmujący sposoby takie jak kształtowanie przez przeciąganie, skręcanie przez przeciąganie itd. W konsekwencji należy rozumieć, że każdy sposób objęty powyższymi określeniami lub równoważne sposoby, obejmujące ciągłe, półciągłe lub przerywane wytwarzanie elementów, takich jak element rdzeniowy i podzespół, będą stanowić równoważniki przeciągania, opisanego w niniejszym opisie.

Chociaż niniejszy wynalazek został opisany w odniesieniu do specyficznych przykładów realizacji, uważanych obecnie za korzystne, dla fachowca oczywiste są liczne modyfikacje i zmiany, które uważane są za część przedmiotowego wynalazku bez ograniczania zakresu wynalazku do przykładów realizacji opisanych powyżej.

Należy zauważyć, że zakres ochrony zdefiniowany przez załączone zastrzeżenia patentowe nie obejmuje samej konfiguracji geometrycznej zespołu 10 z fig. 1-6, a mianowicie zewnętrznego kształtu geometrycznego elementu „polana cedrowego”, podczas gdy inaczej ukształtowane zespoły ze specjalnie ukształtowanymi powierzchniami zewnętrznymi, takie jak zespoły tworzące razem konstrukcję pokazaną na fig. 8, wchodzą w zakres ochrony według zastrzeżeń patentowych.

Claims

1. Sposób wytwarzania wzmocnionego włóknami elementu konstrukcyjnego, zawierającego wiele śrubowych zamocowań, śrub lub łączników do mocowania tego elementu konstrukcyjnego do innego elementu konstrukcyjnego, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

i) stosowanie podłużnego rdzeniowego elementu (12) z materiału, korzystnie wzmocnionego włóknami, kompatybilnego z materiałami elementu konstrukcyjnego (70, 70') wzmocnionego włóknami, korzystnie wytworzonego przez przeciąganie, posiadającego jedną część do montowania lub mocowania jednego z wymienionych zamocowań śrubowych (22-22^XI), śrub (28-28^xI) lub łączników (27), ii) montowanie jednego zamocowania śrubowego (22-22^XI), śruby (28-28^xI) lub łącznika (27) na wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu (12) do wytworzenia podzespołu, iii) mocowanie wymienionego jednego śrubowego zamocowania (22-22^XI), śruby (28-28^xI) lub łącznika (27) względem wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu (12) w procesie przeciągania przez przeciąganie wymienionego podzespołu przez urządzenie do przeciągania z obwodowym pokrywaniem wymienionego podzespołu włóknami wzmacniającymi i żywicą oraz z grzaniem i utwardzaniem żywicy do spowodowania, aby żywica ta zapewniła połączenie z wymienionymi włóknami wzmacniającymi osłony (26-26^xI) obwodowo otaczającej wymieniony podzespół, albo alternatywnie mocowanie wymienionego podzespołu klejem do osłony (26-26^xI) wytworzonej w oddzielnym procesie przeciągania, iv) obrabianie skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego przez osłonę (26-26^xI) z włókien wzmacniających i utwardzonej żywicy do utworzenia zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznika (10-10^xI), zawierającego wymieniony rdzeniowy element (12) i wymienione jedno zamocowanie śrubowe (22-22^XI), śrubę (28-28^xI) lub łącznik (27) oraz wymieniony rdzeniowy element (12),

v) powtarzanie etapów i-iv do wytworzenia wielu wymienionych zespołów śrubowych zamocowań, śrubowych zespołów lub zespołów łączników (10-10^xI), vi) umieszczenie wielu takich zespołów (10-10^xI), w miejscu przewidzianym dla wielu śrubowych zamocowań (22-22^XI), śrub (28-28^xI) lub łączników (27), w wymienionym końcowym elemencie konstrukcyjnym (70, 70') wzmocnionym włóknami oraz vii) wytwarzanie wymienionego wzmocnionego włóknami elementu konstrukcyjnego (10, 70') zawierającego wiele śrubowych zamocowań (22-22^XI), śrub (28-28^xI) lub łączników (27), utworzonych przez wiele zespołów (10-10^xI) przez wytłaczanie, przeciąganie lub przez wytwarzanie włókien wzmacniających.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap i) stosowania podłużnego rdzeniowego elementu (12) zawiera etap cięcia podłużnego rdzeniowego elementu (12) z ciągłej, podłużnej kształtki elementu rdzeniowego.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się podłużny rdzeniowy element (12) posiadający odpowiednie części końcowe do przyjmowania odpowiedniego zamocowania śrubowego (22-22^XI), lub śrub (28-28^xI), lub łącznika (27), przy odpowiednich częściach końcowych, a wymienione etapy ii) i iii) obejmują montowanie i mocowanie dwóch śrubowych zamocowań (2222^XI), śrub (28-28^Xi) lub łączników (27), przy odpowiednich częściach końcowych rdzeniowego elementu (12) wymienionego podzespołu, zaś etap iv) zawiera obróbkę skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego w osłonie z włókien wzmacniających i utwardzonej żywicy na dwie połówki tworzące śrubowe zamocowanie (22-22^XI), śrubę (28-28^xI) lub zespół łącznikowy (27).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniony etap i) zawiera ponadto etap obróbki skrawaniem części końcowej do specyficznego kształtu, by przyjmować i centrować zamocowanie śrubowe (22-22^XI), śrubę (28-28^xI) lub łącznik (27), posiadający końcową zagłębioną część przystającą do wymienionego specyficznego kształtu końcowej części rdzeniowego elementu (12).

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że osłona (26-26^xI) wytwarzana w etapie iii) ma specyficzny kształt przekroju poprzecznego, taki jak kształt kołowy, eliptyczny, wielokątny, zwłaszcza sześciokątny lub kwadratowy, albo alternatywnie połączenie wymienionych wyżej kształtów przekroju poprzecznego.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniony etap iv) zawiera ponadto etap obróbki skrawaniem osłony (26-26^xI) do specyficznego kształtu przekroju poprzecznego, takiego jak kształt kołowy, eliptyczny, wielokątny, zwłaszcza sześciokątny lub kwadratowy, albo alternatywnie połączenie wymienionych wyżej kształtów przekroju poprzecznego.

PL 205 310 B1

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniony etap iv) zawiera etap stosowania zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznikowego (10-10^xI), posiadającego część powierzchni końcowej tworzącą kąt ostry względem wzdłużnej osi wymienionego zamocowania śrubowego lub zespołu śrubowego.

8. Sposób wytwarzania zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznikowego do stosowania we wzmocnionym włóknami elemencie konstrukcyjnym (70, 70') zawierającym wiele zamocowań śrubowych (22-22^XI), śrub (28-28^xI) lub łączników (27), do mocowania wymienionego elementu konstrukcyjnego (70, 70') do innego elementu konstrukcyjnego (70, 70), znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

i) stosowanie podłużnego rdzeniowego elementu (12) z materiału, korzystnie wzmocnionego włóknami, kompatybilnego z materiałami tego elementu konstrukcyjnego (70, 70') wzmocnionego włóknami, korzystnie wytworzonego przez przeciąganie, posiadającego jedną część do montowania lub mocowania jednego z wymienionych zamocowań śrubowych (22-22^XI), śrub (28-28^Xi) lub łączników (27), ii) montowanie jednego zamocowania śrubowego (22-22^XI), śruby (28-28^xI) lub łącznika (27), na wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu (12) do wytworzenia podzespołu, iii) mocowanie wymienionego jednego śrubowego zamocowania (22-22^XI), śruby (28-28^xI) lub łącznika (27), względem wymienionej części końcowej rdzeniowego elementu (12) w procesie przeciągania przez przeciąganie wymienionego podzespołu przez urządzenie do przeciągania z obwodowym pokrywaniem wymienionego podzespołu włóknami wzmacniającymi i żywicą oraz z grzaniem i utwardzaniem żywicy w celu spowodowania, by żywica ta zapewniła połączenie z wymienionymi włóknami wzmacniającymi osłony (26-26^xI) obwodowo otaczającej wymieniony podzespół, albo alternatywnie mocowanie wymienionego podzespołu klejem do osłony (26-26^xI) wytworzonej w oddzielnym procesie przeciągania oraz iv) obrabianie skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego przez osłonę (26-26^xI) z włókien wzmacniających i utwardzonej żywicy do utworzenia zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznika (10-10^xI) zawierającego wymieniony rdzeniowy element (12) i wymienione jedno zamocowanie śrubowe (22-22^XI), śrubę (28-28^xI) lub łącznik (27) oraz wymieniony rdzeniowy element (12).

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że etap i) stosowania podłużnego rdzeniowego elementu (12) zawiera etap cięcia tego podłużnego rdzeniowego elementu (12) z ciągłej, podłużnej kształtki elementu rdzeniowego.

10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że podłużny rdzeniowy element (12) ma odpowiednie części końcowe do przyjmowania odpowiedniego zamocowania śrubowego (22-22^XI), lub łączników śruby (28-28^xI), lub łącznika (27), przy odpowiednich częściach końcowych, a wymienione etapy ii) i iii) obejmują montowanie i mocowanie dwóch śrubowych zamocowań (22-22^XI), śrub (28-28^xI) lub łączników (27), przy odpowiednich częściach końcowych rdzeniowego elementu (12) wymienionego podzespołu, zaś etap iv) zawiera obróbkę skrawaniem wymienionego podzespołu obwodowo otoczonego w osłonie z włókien wzmacniających i utwardzonej żywicy na dwie połówki tworzące śrubowe zamocowanie (22-22^XI), śrubę (28-28^xI) lub zespół łącznikowy (27).

11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wymieniony etap i) zawiera ponadto etap obróbki skrawaniem części końcowej do specyficznego kształtu, by przyjmować i centrować zamocowanie śrubowe (22-22^XI), śrubę (28-28^xI) lub łącznik (27), posiadający końcową zagłębioną część przystającą do wymienionego specyficznego kształtu końcowej części rdzeniowego elementu (12).

12. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że osłona (26-26^xI) wytwarzana w etapie iii) ma specyficzny kształt przekroju poprzecznego, taki jak kształt kołowy, eliptyczny, wielokątny, zwłaszcza sześciokątny lub kwadratowy, albo alternatywnie połączenie wymienionych wyżej kształtów przekroju poprzecznego.

13. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wymieniony etap iv) zawiera ponadto etap obróbki skrawaniem osłony (26-26^xI) do specyficznego kształtu przekroju poprzecznego, takiego jak kształt kołowy, eliptyczny, wielokątny, zwłaszcza sześciokątny lub kwadratowy, albo alternatywnie połączenie wymienionych wyżej kształtów przekroju poprzecznego.

14. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wymieniony etap iv) zawiera etap stosowania zespołu zamocowania śrubowego, zespołu śrubowego lub zespołu łącznikowego (10-10^xI), posiadającego część powierzchni końcowej tworzącą kąt ostry względem wzdłużnej osi wymienionego zamocowania śrubowego lub zespołu śrubowego.