CN104364059B - 夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于举升和降低负载的夹持器，具有下述结构：其包括耦合部件(3)和连接部件(4)，连接部件在耦合部件上被引导以沿运动轴线(5)在第一终止位置(E1)和第二终止位置(E2)间运动，其中前述部件的远离彼此定向的那些端部在第一终止位置比在第二终止位置彼此隔开更远；至少两个卡爪元件(7)存在于耦合部件(3)上且可在其使用后部接合面(8)接合在负载(2)的配合元件(9)后面的夹持位置(G)和其释放配合元件的释放位置(F)间移动；连接部件(4)通过至少一个传动装置(10)连接于至少两个卡爪元件(7)以便在第一终止位置(E1)，卡爪元件位于其夹持位置(G)，且在第二终止位置(E2)，卡爪元件位于其释放位置(F)，至少两个卡爪元件(7)在同中心地包围夹持器(1)的中心纵向轴线(6)的构想圆(13)的圆周方向上彼此间隔开，所述轴线平行于运动轴线(5)延伸，卡爪元件(7)以距中心纵向轴线(6)在夹持位置(G)比在释放位置(F)大的距离(14)间隔开。

Description

夹持器

技术领域

本发明涉及一种用于举升和降低负载的夹持器。

背景技术

在正常条件下，负载和夹持器对于操作员是可见的，以使夹持器的操作不出现特别的问题，该操作即指夹持器耦合至负载以及当负载已经到达其被放置在表面上的指定位置时脱开或释放负载。如果局部情况使得无法观察耦合或脱开的过程，这是不同的。这种情况在核电站中运输任务的背景下是经常遇到的，比如说在高至12米高并且充满水的燃料元件存储池中的负载要被运送，即降低和/或举升的情况。另外，如果存在受限的空间条件，可视化操作被排除在外。这样的情况存在，例如如果在燃料元件存储池的壁中的缝隙被密封并且容纳在存储架中的燃料元件被定位在该壁的前部，使得这些框架和该壁之间只存在狭窄的间隙的情况。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种在序言中所提到的类型的夹持器，通过该夹持器，在不可见的位置处的负载可以被放到预定的高度位置处。

该目的通过如下夹持器实现。夹持器包括用于耦合至负载的耦合部件和用于连接至终点止动装置的连接部件，终点止动装置例如缆绳或杆。该两个部件现在不是刚性地彼此连接。而是，连接部件在耦合部件上沿运动轴线在第一终止位置和第二终止位置之间可移动地被引导，当举升或降低负载时，运动轴线在垂直方向上延伸。在第一终止位置，远离彼此定向的连接部件和耦合部件的那些端部比在第二终止位置彼此隔开更远。

为了能够把负载固定至夹持器，至少两个卡爪元件存在于耦合部件上并且该至少两个卡爪元件可以在它们在负载的对位元件后面通过后部夹持面夹持的夹持位置和它们释放对位元件或不在对位元件后面夹持的释放位置之间移动。为了致动卡爪元件，利用了连接部件的轴向移动性或连接部件和耦合部件的相对移动性。连接部件通过至少一个传动装置连接或耦合于至少一个卡爪元件以便在连接部件的第一终止位置卡爪元件处于其夹持位置并且在连接部件的第二终止位置卡爪元件处于其释放位置。

为了在夹持器上尽可能均匀地分布负载的重量，该至少两个卡爪元件在同中心地围绕夹持器的中心纵向轴线的构想圆的圆周方向上彼此间隔开布置，特别是均匀间隔开布置，该中心纵向轴线平行于运动轴线延伸。

此外，卡爪元件与中心纵向轴线之间的距离在夹持位置比在释放位置的大。在连接部件和耦合部件之间的运动耦合具有卡爪元件能够在夹持位置和释放位置之间移动的效果。为了使耦合至负载和释放负载是可能的，卡爪元件的移动必须相对于连接部件的运动轴线横向运动或者必须至少具有沿该方向运动的运动分量。换言之，在夹持位置和释放位置，卡爪元件相对于中心纵向轴线处于不同的径向位置。当卡爪被移动至其夹持位置时，它们从而远离中心纵向轴线移动。与卡爪元件配合的对位元件例如是存在于负载的上部侧面上的接纳开口。由于卡爪元件在释放位置时比在夹持位置时更靠近中心纵向轴线布置，因此当接纳开口的宽度或直径适当地匹配时，可能的是，对于具有卡爪元件的耦合部件在释放位置从接纳开口移开，且反之亦然，在把夹持器耦合至负载的情况下，卡爪元件被插入至接纳开口内，在该情况下卡爪元件接着移动到其夹持位置，在夹持位置它们通过其后部夹持面夹持在负载的向下定向的侧面上的开口边缘后面。

所描述的结构使得当负载放在表面上即已经到达其指定位置时夹持器自动地接受其释放位置是可能的。为此，仅需要确保连接部件抵靠耦合部件垂直地移动并且从而耦合部件的至少两个卡爪元件移动到其释放位置。与比如通过无线连接或有线连接的夹持器的远程控制操作相比，用于例如经由依靠摄像机或借助于位置传感器检测负载的指定位置的措施不是必要的。

由于耦合部件的远离连接部件定向的那个端部分构造成朝向其自由端逐渐变细并在中心纵向轴线的方向突出经过具有凸起的卡爪元件的端部的中心螺栓的形式，进一步有利于将耦合部件插入到接纳开口中。

在一种优选的构造中，中心螺栓具有圆周地分布的凹部，在各种情况下，一个卡爪元件当在其释放位置时至少部分地进入该凹部中。

在一个优选的实施方案变型中，连接部件被预加应力进入其第一终止位置。以这种方式，该至少两个卡爪元件被稳固地保持在其夹持位置。必须克服预应力以便它们可接受其释放位置。做到这一点所需要的力可通过连接部件的重量施加，即连接部件的重量被选择成使得包括终点止动装置、缆绳或类似物的夹持器由此沿运动轴线或中心纵向轴线所施加的重力大于预应力。然而还可构想连接部件附接至刚性终点止动装置，比如杆，以便克服预应力的力可通过刚性元件施加在连接部件上。预应力优选通过在一侧抵靠耦合部件并且在另一侧抵靠连接部件的弹簧元件、优选是螺旋压缩弹簧来实现。

在释放负载情况下，连接部件和耦合部件之间的相对运动需要耦合部件在轴向方向稳固地保持。为此，在优选的实施方案变型中，具有终点止动面的终点止动件被布置在耦合部件上。该终点止动件构造和定位成使得在负载靠在表面上并且如果夹持器继续向下移动的情况下，终点止动件通过其终点止动面邻接负载。从此刻起，耦合部件相对于连接部件轴向固定以便在运动轴线方向上向下移动到其第二终止位置的连接部件使该至少两个卡爪元件移动到其释放位置。当负载由表面支撑并位于其指定位置时，并且当夹持器进一步垂直向下稍微移动时，释放从而自动发生。

在另一个优选实施方案变型中，凭借卡爪元件在远离连接部件的那个端部上具有致动斜面的事实而更容易地进行耦合，致动斜面的倾角被选择为使得当在运动方向上受到向上的力作用时，卡爪元件移动到其释放位置。在耦合部件或卡爪元件将被插入接纳开口的情况下，当致动斜面接触接纳开口的边缘时，力被施加。

用于连接部件和卡爪元件的运动耦合的并且优选存在于各卡爪元件和连接部件之间的传动装置构造成使得连接部件的线性运动被转换成卡爪杠杆的横向于夹持器的运动轴线或中心纵向轴线的运动或具有该方向上的运动分量，特别是旋转运动的运动。耦合传动装置或杠杆传动装置特别适合于此。在卡爪元件旋转运动的情况下，这样的传动装置连同连接部件形成曲柄滑块传动装置。

在改善了夹持器操作的结构的情况下，提供了在其第二终止位置将连接部件可释放地固定至连接部件的闭锁设备。换句话说，连接部件以轴向固定的方式可释放地附接到耦合部件。如果负载放在表面上，为了从负载脱开夹持器，首先有必要朝向负载推动连接部件，以便卡爪元件移动到其释放位置。一旦这已经完成，上述锁定发生。夹持器然后可以通过垂直向上移动从负载移开。闭锁设备包括闭锁元件，该闭锁元件安装在耦合部件上或连接部件上以便其可以相对于夹持器的中心纵向轴线或相对于运动轴线径向移动并且在第二终止位置与相应的另一部件的凹部接合。在这种情况下，特别是在优选实施方案的变型中，闭锁元件在接合方向上被预加应力。卡爪元件在其释放位置完全自动地锁定，这一点是有利的，以便在这种情况下，控制措施或监控措施，如摄像机或者位置传感器系统，也是不必要的。

附图说明

参照附图，根据本发明的夹持器将在本发明的以下描述过程中进行说明，其中：

图1是夹持器的透视示意图，

图2是沿图4中的线II-II的纵向截面，其中，夹持器耦合到负载，

图3是对应于图2的示意图，但其中夹持器被示出为处于释放负载的情况，

图4是沿图1中的箭头IV方向的平面图，

图5示出了作为负载示例的可用于修复燃料元件存储池中的裂缝的滑车。

具体实施方式

如在绘图中示出的夹持器1包括用于耦合至负载2的耦合部件3和用于连接至终点止动装置的连接部件4，终点止动装置例如缆绳或杆。为此目的，孔眼11存在于具有大致为杆状的整体形状的连接部件4的自由端。这两个部件沿运动轴线5在第一终止位置E1和第二终止位置E2之间相对于彼此自由地移动。为简单起见，在下文中，连接部件被描述成相对于耦合部件是可移动的，例如在其上引导。在使用时，即当负载2被降低或举升时，运动轴线5在垂直方向上延伸。当然，存在多个平行运动轴线。为清楚起见，在描述中，选择等同于中心纵向轴线6的示例性运动轴线5。因此两个轴线在图中表示为单一线。在该示例性实施方案中，运动轴线5同时形成了夹持器1的中心纵向轴线6。夹持器总体上在第一终止位置E1比在连接部件4的第二终止位置E2长。换言之，远离彼此定向的连接部件和耦合部件的那些端部在第一终止位置E1比在第二终止位置E2彼此隔开更远。

三个卡爪元件7存在于耦合部件3上，并且可以在夹持位置(图1、2)和释放位置F(图3)之间移动。在该夹持位置，卡爪元件7通过后部夹持面8夹持在负载2的对位元件9后面。在释放位置F，卡爪元件7释放对位元件9或负载2，即当负载2被放在表面上，也就是已经接受其指定位置S时，夹持器1能够从负载2移开。

卡爪元件7各自经由传动装置10以运动耦合的方式连接至连接部件4，以使在第一终止位置E1卡爪元件7处于其夹持位置G并且在第二终止位置E2卡爪元件处于其释放位置F。

卡爪元件7可移动地固定至耦合部件3，使得它们分别位于相同的轴向位置并且相对于中心纵向轴线6或运动轴线5具有相同的距离。参照同中心地围绕中心纵向轴线6的构想圆13，卡爪元件在圆13的圆周方向上彼此均匀间隔开布置。此外，卡爪元件7安装在耦合部件3上，使得在该夹持位置G，卡爪元件和中心纵向轴线6之间的距离14大于在释放位置F的距离。换句话说，当从它们的释放位置F(图3)移动至它们的夹持位置G时，卡爪元件7相对于中心纵向轴线6径向向外移动，也就是说远离后者。凭借该结构，夹持器通过其耦合部件3特别适合于被插入负载2上的接纳开口15内，其中，定界上述开口的边缘16或边缘区域形成对位元件9。卡爪元件7在使用时夹持在负载的垂直向下定向的侧面17上的开口的边缘16的后面。于是，卡爪元件7的后部夹持面8抵靠侧面17。

连接部件4被预加应力进入其第一终止位置E1，其中，为此，存在弹簧元件，优选是螺旋压缩弹簧12，其在一侧压靠耦合部件3并且在另一侧压靠连接部件4。为了使传动装置10可以是有效的并且卡爪元件7可以从其夹持位置G移动到其释放位置F，必须克服弹簧元件的力。为此，首先对于耦合部件3而言，必须以相对于运动轴线5或中心纵向轴线6的轴向固定的方式保持。为此目的，在耦合部件上布置具有终点止动面18的终点止动件19。终点止动件19被构造和定位成使得在负载2处于指定位置并且如果夹持器1继续向下移动的情况下，终点止动件通过其终点止动面18邻接负载2。在接纳开口15接纳耦合部件3的前部的情况下，终点止动面18相对于中心纵向轴线6径向向外地延伸，直到终点止动面18与开口的边缘16相重叠并且抵靠开口的上部侧面20，上部侧面20在使用中被向上定向(参照图3)。

一旦终点止动件19抵靠对位元件9，连接部件4的垂直向下的运动经由传动装置10使得卡爪元件7被移动至其释放位置。在这个位置，如前面所述，相对于中心纵向轴线6的距离相比于夹持位置G是减小的，使得卡爪元件7或它们的后部夹持面8布置在外接圆23内，外接圆23环绕卡爪元件7并且其直径小于接纳开口15的直径。于是在所描述的位置，夹持器1或耦合部件3可从接纳开口向上退出。这样做时，耦合部件3必须保持在其第二终止位置E2，这可以各种方式实现，特别是通过将连接部件4可释放地固定在其第二终止位置E2中的闭锁设备24。

附接到耦合部件3的闭锁设备24包括闭锁元件25，闭锁元件25可横向于运动轴线5或中心纵向轴线6移动并且在连接部件4的第二终止位置E2接合在连接部件4的凹部26内。

夹持器1例如通过处于释放位置F的卡爪元件7耦合到负载2，其中，耦合部件3的前端被插入到负载的接纳开口15中。在这种情况下，卡爪元件的释放位置借助于闭锁设备24被固定。当终点止动件19邻接对位元件9时，由闭锁设备24实现的固定被解除，从而连接部件4通过弹簧元件或螺旋压缩弹簧12垂直向上移动到其第一终止位置E1并且卡爪元件7移动到其夹持位置G。于是出现对应于图2的情况。当要举升的负载2位于可能难以单独观察到的位置时，这样的过程是有利的。

在可选择的耦合变型中，该连接部件4处于其第一终止位置E1，即卡爪元件7处于其夹持位置G，在接合方向42上被预加应力的闭锁元件25压靠在连接部件4的圆周面上但并未与凹部26接合。为了便于耦合部件3插入到负载2的接纳开口15中，卡爪元件7在其远离连接部件4定向的端部处具有致动斜面27。致动斜面的倾角选择为使得，当受到垂直向上的力41作用时，如当致动斜面接触接纳开口15的边缘16时的情况，卡爪元件7径向向内移动到其释放位置F。

将耦合部件插入到接纳开口16中另外得益于耦合部件3的远离连接部件定向的那个端部分28构造成中心螺栓30的形式，中心螺栓30朝向其自由端逐渐变细并且在运动轴线5的方向上轴向突出经过具有凸起29的卡爪元件7。在各种情况下，一个卡爪元件7当处于其释放位置F时至少部分地进入凹部33，凹部33在中心螺栓30的圆周方向上分布。

耦合部件3和连接部件4借助于套筒式引导件可移动地彼此固定。为此，连接部件4在朝向耦合部件3定向的端部区域上具有例如圆柱形的引导部34。构造成使得与引导部34互补并且引导部34被容纳在其中以使其是轴向可移位的凹部35，存在于耦合部件3的朝向连接部件4定向的端部。引导部34具有中央弹簧空间37，中央弹簧空间37通向其使用时向下定向的端部侧面，在该弹簧空间中布置螺旋压缩弹簧12。凹部35继续到朝向耦合部件3的下端延伸的盲孔38。该盲孔比凹部35窄，其中，向上定向的径向台肩39存在于盲孔与凹部35之间。螺旋压缩弹簧12的一端抵靠的支撑盘40放置在该径向台肩上。螺旋压缩弹簧12的另一端压靠凹部35的底部。

传动装置10构造为耦合传动装置，特别地为杠杆传动装置。传动装置包括在一端经由第一接头45连接至连接部件4的单臂杠杆43和经由第二接头46连接至耦合部件3的双臂杠杆44。双臂杠杆44包括动力臂47和负载臂49，动力臂47的自由端经由第三接头48连接到单臂杠杆43的另一端，负载臂49的自由端在各种情况下与一个卡爪元件7附接，特别是与卡爪元件形成整体。接纳处于其释放位置F的卡爪元件7的凹部33被定尺寸成使得它们可以在各种情况下接纳负载臂49和使其卡爪元件7定位在其上。单臂杠杆43和动力臂47围成小于180°并朝向中心纵向轴线6打开的钝角。如果当降低负载2时，后者已达到其指定位置，并且如果连接部件继续向下移动，则终点止动件19通过其终点止动面18邻接负载2的对位元件9。这导致负载臂49朝向中心纵向轴线6枢转(参见图2中箭头50)。

第一接头45和第二接头46分别布置在轴环53a、53b上，轴环53a、53b以夹持的方式分别围绕连接部件4的外边缘或耦合部件3的外边缘夹持。轴环53a、53b各自具有如在圆周方向上所见的等距间隔开的三个突出部54，并且在三个突出部54上布置第一接头和第二接头45、46。轴环53a、53b由总数为三个的腹板55形成，腹板55的自由端形成突出部54并且围成远离中心纵向轴线6定向的约为120°的角度β。在轴环53a的情况下，单臂杆43的远离双臂杠杆44定向的端部在各种情况下布置在两个周向相邻的突出部54之间，并且在轴环53b的情况下，双臂杠杆44在各种情况下经由其中心区域布置在两个周向相邻的突出部54之间。接头45、46和48是铰接接头。它们具有穿过突出部54以及杠杆43和44的连接销56。

闭锁设备24包括布置在耦合部件上的圆柱形外壳58，并且在外壳58中以可移动的方式安装销形闭锁元件25使得其运动方向横向于中心纵向轴线6或运动轴线5延伸。在接合方向42上的预应力借助于同轴地围绕闭锁元件25的螺旋压缩弹簧59实现。该弹簧的相对于中心纵向轴线6径向向外的那个端部压靠在外壳59的径向台肩60上。螺旋压缩弹簧59的另一端作用在突出超过闭锁元件25的外圆周的凸缘61上。闭锁元件25的径向向外的端部连接至垂直于闭锁元件的纵向方向延伸的旋转杠杆63。旋转杠杆63在外壳58的径向外端部处与倾斜导轨64配合。在如图3所示的情况，旋转杠杆63指向下。如果在该转动位置的情况下，连接部件4处于其第一终止位置(图1)，则闭锁元件25通过其径向内端部抵靠引导部34的位于凹部26下方的区域。如果连接部件4被带到其第二终止位置E2，则闭锁元件25由于被螺旋压缩弹簧59作用而自动地锁定到凹部26内。如果旋转杠杆朝上(图1和2)，则闭锁元件25被固定在其径向内端部与引导部34径向分离的位置并因此不作用于引导部34。连接部件4因此在其第二终止位置E2未被自动锁定。

Claims (18)

1.一种用于举升和降低负载的夹持器，其特征在于，所述夹持器具有下述结构：

-其包括用于耦合至负载(2)的耦合部件(3)和用于连接至终点止动装置的连接部件(4)，

-所述连接部件在所述耦合部件上沿运动轴线(5)在第一终止位置(E1)和第二终止位置(E2)之间可移动地引导，其中上述部件的远离彼此定向的那些端部在所述第一终止位置比在所述第二终止位置彼此隔开更远，

-至少两个卡爪元件(7)存在于所述耦合部件(3)上并且能够在所述卡爪元件在所述负载(2)的对位元件(9)后面通过后部夹持面(8)夹持的夹持位置(G)和所述卡爪元件释放所述对位元件的释放位置(F)之间移动，

-所述连接部件(4)通过至少一个传动装置(10)连接至所述至少两个卡爪元件(7)以便在所述第一终止位置(E1)，所述卡爪元件位于其夹持位置(G)，并且在所述第二终止位置(E2)，所述卡爪元件位于其释放位置(F)，

-所述至少两个卡爪元件(7)在同中心地围绕所述夹持器(1)的中心纵向轴线(6)的构想圆(13)的圆周方向上彼此间隔开布置，所述中心纵向轴线平行于所述运动轴线(5)延伸，

-在所述夹持位置(G)，在所述卡爪元件(7)和所述中心纵向轴线(6)之间的距离(14)比在所述释放位置(F)大，

-所述耦合部件(3)的端部分(28)远离所述连接部件(4)定向并且被构造成中心螺栓(30)的形式，所述中心螺栓(30)朝向其自由端逐渐变细并且在所述中心纵向轴线(6)的方向上轴向突出经过具有凸起(29)的所述卡爪元件(7)。

2.根据权利要求1所述的夹持器，其特征在于，所述中心螺栓(30)具有围绕其圆周分布的凹部，在各种情况下，一个卡爪元件(7)当位于其释放位置(F)时至少部分地进入所述凹部中。

3.根据权利要求1或2所述的夹持器，其特征在于，所述连接部件(4)被预加应力进入其第一终止位置(E1)。

4.根据权利要求3所述的夹持器，其特征在于，弹簧元件在一侧压靠所述耦合部件(3)并且在另一侧压靠所述连接部件(4)。

5.根据权利要求4所述的夹持器，其特征在于，所述弹簧元件是螺旋压缩弹簧(12)。

6.根据权利要求1或2所述的夹持器，其特征在于，布置在所述耦合部件(3)上的终点止动件(19)具有终点止动面(18)并且被构造和定位成使得在负载(2)放置在表面上并且如果所述夹持器(1)继续向下移动的情况下，所述终点止动件通过其终点止动面抵靠所述负载。

7.根据权利要求1或2所述的夹持器，其特征在于，所述卡爪元件(7)在远离所述连接部件(4)定向的该端部上具有致动斜面(27)，所述致动斜面(27)的倾角被选择成使得当受到在所述运动轴线(5)方向上作用的向上的力(41)作用时，所述卡爪元件(7)移动到其释放位置(F)。

8.根据权利要求1或2所述的夹持器，其特征在于，传动装置(10)把所述连接部件(4)的线性运动转换成所述卡爪元件(7)的旋转运动。

9.根据权利要求8所述的夹持器，其特征在于，所述传动装置(10)是杠杆传动装置。

10.根据权利要求8所述的夹持器，其特征在于，每一个卡爪元件(7)通过传动装置(10)被连接至所述连接部件(4)。

11.根据权利要求9所述的夹持器，其特征在于，每一个卡爪元件(7)通过传动装置(10)被连接至所述连接部件(4)。

12.根据权利要求10或11所述的夹持器，其特征在于，所述传动装置包括在其一端经由第一接头(45)连接至所述连接部件(4)的单臂杠杆(43)和经由第二接头(46)连接至所述耦合部件(3)的双臂杠杆(44)，其中，所述双臂杠杆(44)的动力臂(47)经由第三接头(48)连接到所述单臂杠杆(43)的另一端并且所述双臂杠杆(44)的负载臂(49)在其自由端承载卡爪元件(7)。

13.根据权利要求12所述的夹持器，其特征在于，所述第一接头(45)、第二接头(46)、和第三接头(48)是铰接接头。

14.根据权利要求1或2所述的夹持器，其特征在于，闭锁设备(24)将所述连接部件(4)可释放地固定在其第二终止位置(E2)中。

15.根据权利要求14所述的夹持器，其特征在于，所述闭锁设备(24)包括闭锁元件(25)，所述闭锁元件(25)被安装在所述耦合部件(3)上或所述连接部件(4)上使得所述闭锁元件(25)能够横向于运动方向移动，并且在所述第二终止位置(E2)，所述闭锁元件(25)与相应的另一部件的凹部(26)接合。

16.根据权利要求15所述的夹持器，其特征在于，所述闭锁元件(25)在接合方向(42)上被预加应力。

17.根据权利要求1或2所述的夹持器，其特征在于，在所述耦合部件(3)和所述连接部件(4)之间有套筒式引导件。

18.根据权利要求17所述的夹持器，其特征在于，所述耦合部件(3)或所述连接部件(4)具有轴向定向的凹部(35)，在所述凹部(35)中，具有引导部分(34)的相应的另一部件被引导以便其能够轴向移动。