用于混凝土电杆的改良连接器 【技术领域】
本发明涉及一种混凝土电杆，且尤其涉及一种允许零件栓到所述电杆的混凝土电杆的附加机构。
背景技术
在现有技术中，将结构配件附加到离心浇注混凝土电杆的最普通方法为将螺栓完全穿过电杆并将螺母连接到电杆相对侧的螺栓上。其需要浇注或钻出穿过电杆的孔，这需要耗费大量体力。更重要的是(这意味着)，为了在电杆基座旁附加任何物件(其可具有非常大的直径)，则需要很长的螺栓。所述长螺栓昂贵，且为了能附加到所述锥形电杆多个不同高度，则需要采购多种不同长度的螺栓，这也非常昂贵。
也由于离心浇注混凝土电杆为空心的且具壁相对较薄，所以电杆不能很好地支撑所述螺栓，且因此不能支撑过多的附加荷载。
1998年6月9日颁发的题为具有附加机构的钢筋混凝土电杆的美国专利案第5,761,875号以引用的方式并入本文中，其揭示了一种改良附加机构，所述附加机构引入使用更短的、标准尺寸的螺栓以及材料和节省劳动力成本，并改良了混凝土电杆的通用性。然而，如说明书中更详细地论述，所述改良具有包括将附加物紧固到电杆的螺母与螺栓上的悬臂式荷载的缺点。
【发明内容】
本发明提供一种附加机构，所述附加机构并不需要钻穿混凝土电杆以将零件附加到其上，借此节省了劳动力。本发明也提供一种允许使用单一长度的螺栓以将零件附加到所述电杆任一高度的附加机构，即使混凝土厚度可变化且所述电杆的直径可随高度变化，借此允许使用便宜的螺栓且允许采购仅单一长度的螺栓，这节省了大量成本。
本发明也提供一种附加机构，其向栓到附加机构的任一物件提供极好支撑，使更重荷载附加到所述电杆或向相同荷载提供比现有设计更佳的支撑。此外，螺栓并不支撑悬臂式荷载，而相反地混凝土电杆支撑所述螺栓长度。
【附图说明】
图1展示一个根据本发明制造的具有附加到所述电杆的臂的离心浇注混凝土电杆的实例；
图2展示一个现有技术的离心浇注混凝土电杆(部分以剖面形式)的拆分透视图，所述离心浇注混凝土电杆具有垂直钢筋条或预应力绞合线、一个螺旋钢筋及延伸到埋入所述电杆的板使得一个臂附加到所述电杆的螺栓；
图3为用在图1电杆的附加机构的部分经分解透视图；
图4为用在图1电杆的具有剖视图中所展示混凝土的装配好的附加机构示意性顶部图；
图5为图1混凝土电杆(部分以剖面形式)的拆分透视图；
图6为图3的插入紧固件的一个透视图；
图7为图6的插入紧固件的相对端的透视图；
图8为组合了一个管的图6插入紧固件的经分解透视图，当被装配好时，其成为如图10所示的本发明电杆附加机构的第二实施例的一部分；
图9是为全周角焊接准备的图8紧固件和管的拆分透视图；
图10为根据本发明制造的电杆附加机构的一个第二实施例的透视图，同时为清楚说明上连接管被移除；和
图11为根据本发明制造的电杆的拆分部分(部分以剖面形式)，其展示在所述电杆不同高度的两个不同连接机构。
【具体实施方式】
图1展示一个用于输送电能的复数个混凝土电杆10的实例。当然，已知类似电杆可用于其它目的，诸如支撑照明固定物、通信天线、信号及其它结构。鉴于此，每一个电杆10都具有附加到电杆10的三个臂12，且臂12支撑电线14。
图2展示我们用于将臂连接到电杆的先前发明。所述电杆定义一个中心垂直轴11。一个垂直底板18具有焊接到自身的环形元件或环16。在顶部两环16之间，穿过底板18钻一个孔，且将一螺纹螺母(未图示)焊接到底板18所述孔处的内表面。管(pipe)或管(tube)24的固定在底板18的外表面上，且从底板18向外突出在所述孔处穿过顶部两环16。所述管24足够长，由于浇注了混凝土，管24的未附加端刚好伸出混凝土电杆的外表面，留出从电杆10的外部到所述螺母的路径。管24包围所述孔，以使螺栓22可延伸通过管24并拧入所述螺母。现有技术设计的一个缺点是经由螺栓22紧固到混凝土电杆10的臂12产生螺栓22上的悬臂式荷载。臂12在电杆10的面或外表面的螺栓22强加垂直荷载，同时螺栓22紧固到所述螺母且从而紧固到离电杆10表面具有某径向距离的电杆10内的底板18。因此，臂12强加的荷载为悬臂式荷载，所述悬臂式荷载具有等于从电杆10的外表面到焊接到底板18内表面的螺母的距离的力矩臂。
图3-7展示一个用于混凝土电杆10的附加物组合的第一实施例。图3为附加机构30的分解图，其包括一个大体上垂直的底板32，所述底板32具有一个指向电杆10的中心垂直轴11的内表面32A(见图5)和一个离开所述中心垂直轴11的外表面32B。将两个大体上垂直的钢筋34紧固到内表面32A(如通过焊接)并定义钢筋34之间的间隔。底板32定义与钢筋34之间间隔对准的上及下、垂直对准孔36。如下文所解释，将插入紧固件38固定底板32孔36处(如再通过焊接)。
如图6和7所见，每一插入紧固件38分别具有第一和第二端40，42，且定义贯穿其长度的大体部分的内螺纹38A。每一插入紧固件38在其第一和第二端40，42之间都具有一个扩大的环形部分43。所述扩大环形部分43定义外肩部44及一个内肩部46。所述内肩部46定义一个斜缘48。
如图4所展示，外肩部44毗邻底板32的内部表面32A。将插入紧固件38紧固到底板32(如通过焊接)。在这个特殊原型中，由ASTM A36钢所制成的插入紧固件38被切削且被刻上螺纹，且其在扩大环形部分43处的直径外具有2英寸。
图3的附加机构30被插入通常在浇注混凝土前，用于制造混凝土电杆10的现有钢筋元件中。见图4和5，可看到所述组合包括在空间上互相离开的垂直钢筋条50，同时所有钢筋条50与电杆10的中心轴11距离相同。棒50延伸电杆10的全部长度。称所述棒50垂直(其实际上比垂直稍微倾斜)以说明电杆10的锥度。螺旋钢丝54包围垂直棒50且被连接到棒50。(螺旋丝54可指代包括复数个环形元件，尽管其并不精确地接近形成一个完整的环)。棒50和螺旋或环形元件54形成一个笼。
附加机构30的底板32和钢筋34较佳置于螺旋钢丝54内(如此处所示)。附加机构的钢筋34可连接到螺旋钢丝54。在附加机构30被插入所述笼前，底板32较佳焊接到钢筋34且也可焊接到插入紧固件38，且底板32被定位以致于预埋组件38伸出所述笼，使得其第一端40与电杆10的经修整外表面对齐。其次包围杆50、螺旋丝54、钢筋条34、底板32和预埋组件38，较佳通过旋转浇注来浇注混凝土58。图3的若干附加机构30可安装在电杆10的不同高度。无论如何，安装底板32使得预埋组件38的第一端40大体上与电杆10的经修整外表面对齐，以致于可从电杆10外部通过其内螺纹表面38A。
为将一臂12或任一其它附加物12附加到电杆10，通过附加物12中的上和下孔56A插入螺栓56且拧入代表性预埋组件38的内螺纹38A。附加物12的孔56A具有和底板32中的孔36相同的间距，所以它们可直接互相对准以螺栓连接附加物12到电杆10。
通过电杆10的结构可非常好地支持螺栓56具有若干原因。第一，其上固定有预埋组件38的底板32得以极好地支持。通过包围其周围的混凝土58且通过钢筋条34、垂直棒50、螺旋丝笼54和包围它们的混凝土58，底板32无法向任一方向移动。此外，不仅预埋组件38完全焊接到底板32，而且预埋组件38上的外肩部44毗邻底板32的内部表面32A，同时提供不太可能离开电杆10的更强连接。由于螺栓56拧入预埋组件38，大体上覆盖螺栓56的全部长度且较佳到达电杆10的经修整外表面，螺栓56沿其长度被支持，不经历悬臂式荷载，且使附加物12强度更大且使失败的可能更小。
图8-11展示一根据本发明制造的混凝土电杆的附加机构30A的一个第二实施例。简要参考图10，所述第二实施例30A包含上文所述的两个附加机构30，其在直径上彼此相对，且由互连相对紧固件38的各自第二端42的隔离物60连接。在此较佳实施例中，隔离物60为空心管，尽管也可使用其它刚性隔离元件。(为说明清除起见，图10中已移除上管60)
管60的端点轴向固定在相对预埋组件38的第二端42上。管60在预埋组件38的第二端42上滑动直到管60的端点毗邻预埋组件38的内肩部46。其次将管60紧固到各自预埋组件38(如通过焊接)。如图9所示，肩部46的斜缘48允许管60端点与各自预埋组件38之间的完全渗透角焊。当然，管60的长度是根据在那个高度的电杆直径仔细选择的，所以当管60正毗邻对应预埋组件38的肩部46时，各自预埋组件38的第一端40大体上与混凝土电杆10的经修整外表面对齐。
所述第二实施例不仅为臂12提供了一个第二附加位置，而且管60也提供对附加机构30A的附加强度。在一个包含附有臂12的两螺栓56的典型安装中，上螺栓56处于紧张状态，由于臂12的重量试图使其离开电杆10，同时由于所述臂推压电杆10侧，下螺栓56处于压缩状态。管60有助于将某些拉力及压缩力从电杆10的一侧转化到另一侧。此外，如果另一臂12固定到电杆10的另一侧(如图11实施例底部所示)，且如果在两臂12上的荷载大约相等，管60自身承受许多拉力及压缩力且趋向平衡所述电杆混凝土部分上的荷载。
因此，本发明提供一种具有一个附加机构的混凝土电杆，其在功能上远远超过现有技术。对所属领域的技术人员显而易见的是在不偏离本发明范围下，可对上文所提及的实施例进行修改。