CN108778979B - 用于吊装负载的枢转吊环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吊装负载的吊点，包括：一个枢转主体(12)，其与能够与吊装附件协作的附接圈(16)相关联；以及一个固定构件(14)，用于将所述吊点固定到负载，所述固定构件(14)和所述枢转主体(12)通过枢转连杆组装在一起，允许所述主体(12)绕轴线(A)相对于所述固定构件(14)枢转。所述固定构件(14)的和所述枢转主体(12)的在所述枢转连杆内协作的部分中的每一个被制成一个部件，以便形成不能拆卸的连杆，这些部分(12，14)中的一个和/或另一个是通过金属增材制造来制造的。

Description

用于吊装负载的枢转吊环
技术领域
本发明涉及一种用于吊装负载的设备，通常称为枢转吊点或吊环(anneau)。在通过使该环沿当该环固定到正被处理的负载时所确定的固定轴线枢转来允许该环相对于该负载的定向是有用的或必需的的所有情况下使用枢转环，此固定轴线大致正交于该环被固定到的部件的表面。
背景技术
特别是在使用固定到负载的多个环并且这些环通过吊索或链连接到同一个吊装构件(例如钩)的情况下使用这样的枢转环。在这样的情况下，吊装吊索或吊装链的方向相对于固定构件的轴线倾斜，且重要的是环形部分的平面沿着向该环施加拉力所沿着的方向定向，以防止横向于该环的平面的力过多，且还防止固定螺钉过度拧紧且尤其是松动的任何风险。因此，该环的定向必须能够适应此吊装力方向，而不需要枢转固定螺钉，或不向其施加拧紧扭矩或松动扭矩。
通常，吊环包括通过枢转连接被组装到固定构件的枢转主体，以及与枢转主体成整体并且通常铰接的附接圈。
吊环的制造商的一个主要目标是保证使用者的安全，主要是通过环的尺寸、材料的选择和制造的方式。然而，保证安全还涉及保证环的完整性。
已知的吊环的一个缺点在于它们的可拆卸性。实际上，环的一个或多个基本元件，特别是在枢转连接处，可以被拆卸，这对使用者是不明显的，可以被不合适的元件或质量较差的元件代替。因此，此类型的吊环的使用者将总是担心该环可能在他或她不知道的情况下被修改，从而降低了制造商所引述的性能水平，因此降低了安全性。
在此背景下，某些制造商已采取措施以限制拆除环的可能性。
例如，EP1069067和EP2361870描述了枢转环，所述枢转环通常包括：形状为大致环形的枢转元件，被称为附接环或附接圈，所述枢转元件被安装在其内形成有孔的主体上；以及螺钉固定构件，所述螺钉固定构件进入到所述孔内。所述螺钉固定构件包括用作主体的止动件的头部和螺纹部分或攻丝部分，用于允许其通过旋拧到螺纹孔内或旋拧到与待吊装的负载成整体的螺纹柄上进行固定。吊装吊索或吊装链可以通过在其内插入钩、钩环、竖钩等而连接到枢转圈。
在EP1069067的环中，枢转主体附接到固定螺栓，且保持在螺栓头部和固定到螺栓的凸缘衬套之间。为了提高安全性，凸缘衬套被缩至螺栓柄上。
在EP2361870的环中，固定构件进入到环主体中的孔内并且与衬套和防松动垫圈协作。
发明目的
本发明的目的是提出一种确保高水平安全性的吊点。
此目的通过根据权利要求1所述的吊点来实现。
发明的大致描述
本发明涉及一种用于吊装负载的吊点，包括：
一个枢转主体，其与能够与吊装附件协作的联接装置相关联；
一个固定构件，用于将环固定到负载，所述固定构件和所述枢转主体通过枢转连接组装在一起，所述枢转连接允许所述枢转主体绕相对枢转轴线A相对于所述固定元件枢转。
根据本发明，所述固定元件的和所述枢转主体的以枢转连接方式协作的部分被制成一个部件，且这些部分中的一个和/或另一个是通过金属增材制造来制造的，以形成不能够拆卸的枢转连接。
可以以多种方式形成所述枢转连接，通常涉及互补嵌套形状(形状匹配)。通常，以枢转连接方式协作的部分中的一个形成环形凹槽，且另一个部分被接收在所述凹槽内。特别地，所述固定构件的和所述枢转主体的协作部分形成至少一个环形榫舌和凹槽组件。
增材制造技术(也被称为3D打印)实际上允许生产彼此内部嵌套的机械形状。可以注意到，本发明利用金属增材制造来生产在所述固定构件和所述枢转主体之间不能够拆卸的枢转连接。以此方式，获得了一种新颖的环结构，其中所述固定构件和所述枢转主体可以与在所述枢转连接内协作的部分形成一个部件，使得不可以使所述枢转主体拆卸。
表达“形成一个部件”在本申请的上下文中以其常规意义使用，以指定制造成单件的单块部件，通常通过模制、锻造等，包括增材制造。术语“枢转连接”也常规地表示允许绕轴线的旋转导引(除了功能空隙之外，大体上没有滑动)的铰接(articulation)。
为了提高安全性，所述固定构件和所述枢转主体有利地被制造成一个部件，其中相应的部分在所述枢转连接内协作。
在实践中可以以多种方式实现此枢转连接原理。
根据一个变形设计，所述固定构件穿过所述枢转主体并且包括一个具有两个外部径向突出物从而限定一个凹槽的柄部分，所述凹槽接收所述枢转主体的一个对应部分，以允许所述枢转主体绕所述固定构件旋转但是确保其轴向锁定。所述枢转主体的接合在所述凹槽内的部分可以是大致很大的，例如所述枢转主体的整个厚度，或仅是内部径向榫舌。可选地，所述固定构件包括一个具有一个外部环形突出物的柄部分，所述外部环形突出物被容纳在设置在所述枢转主体中的通孔内的环形凹槽内。
根据另一个变形设计，所述固定构件不穿过所述枢转主体并且所述枢转连接被形成在所述固定构件的头部和所述枢转主体之间。
上文所描述的实施方式和其他实施方式也被阐述在所附从属权利要求中。
参考至少一个实施方案的图的详细描述
将通过下文参考附图通过实施例的方式给出的一些有利实施方式的详细描述来揭示本发明的其他特征和特性，在附图中：
图1至图6以及8是本吊点的7个变形的示意性截面视图；
图7是本吊点的另一个变体的透视图。
图1中示出了吊点10的第一变体实施方案。它包括单块枢转主体12和固定构件14，单块枢转主体12和固定构件14通过枢转连接组装在一起，以便允许这两个部件相对于彼此枢转。附图标记16表示与枢转主体12相关联的联接装置，该联接装置能够与吊装附件(未示出)协作。在此，联接装置16采用铰接地安装到枢转主体12并且构成吊点10的附接圈的圆形镫形物的形式。
固定构件14允许吊点10固定到待吊装的负载并且准许枢转主体12绕相对枢转轴线A围绕固定构件14枢转。
因此，图1的吊点10构成双铰接式吊环，枢转主体12能够绕相对枢转轴线A围绕固定构件枢转，且圈16能够绕垂直轴线B在枢转主体12上枢转。在使用中，附接圈16允许将吊装附件(诸如钩、绳、链、吊索、中间链环等)紧固在其上。
可以注意到，枢转主体12和固定构件14通过枢转连接以不可拆卸的方式连结在一起。
枢转主体12可以具有盘、平行六面体等的大致形状，枢转主体12包括固定构件14穿过的通孔13(或通道)。在该变体中，枢转主体12具有盘的初始形状并且具有孔13，因此采用厚环或套筒的形式。
固定构件14是螺钉型的并且包括柄18，该柄18具有螺纹端20并且在另一端处携带具有台肩的螺钉头部22。柄18还包括在其外表面上的径向肋状物或突出物24。
因此，螺钉头部22通过其台肩部分23和突出物24构成限定用于接收枢转主体12的凹槽26的两个径向止动件。因此，固定构件14穿过枢转主体12中的孔13。枢转主体12能够围绕螺钉构件14自由转动并且通过头部22和榫舌24形成的止动件而被轴向锁定(除了功能空隙之外)。
可以注意到，固定构件14和枢转主体12各自被制成一个部件，这意味着所述环不能够拆卸。为此，该枢转主体和/或该固定构件是通过金属增材制造生产的。
金属增材制造方法目前处于允许工业生产的发展阶段。可以由具有适合于吊环的机械强度的金属材料(例如钢)制造图中示出的环。可以例如在瑞典
Figure GDA0002958291050000041
的Arcam AB销售的Arcam EBM(电子束熔化)机器上制造它们。仅通过实施例的方式提及此机器。本领域技术人员可以选择任何合适的机器。
为了简化实施，可以在单个3D制造操作中制造该固定构件和该枢转主体。
可选地，可以使用传统方法(例如锻造(或模制)和机械加工)制造枢转连接的部件中的一个，然后可以通过3D打印在第一部件周围或内部制造另一个部分。例如，可以将通过常规锻造/机械加工制造的固定构件放置在增材制造机中，以通过3D打印在固定构件周围形成枢转主体(外部分)。
至于附接圈16，这可以通过任何合适的方法制造，因此通过3D打印或通过常规方法、特别是通过锻造制造。3D打印或常规方法之间的选择取决于配置。在图1的变形中，附接圈16是大致U形的，其中分支的端部终止于同轴轴颈161、162，同轴轴颈161、162从所述分支朝向彼此延伸并且接合在充当用于圈16的枢转轴承的容座内。此圈16的形状是简单的，此圈16可以通过锻造制成并且在制造枢转主体12和固定构件14组件之后被引入到容座内。
所述容座由两个在直径方向上相对的凹处17形成，凹处17被设置在固定构件14内在固定构件14的与环形突出物24邻接的端部处。所述凹处朝向环形突出物24敞开。因此，轴颈161、162通过环形突出物24而被保持在敞开的凹处内。
然而，所述凹处可以采用主体的中间区域中的盲孔的形式。
当然，固定构件14中的孔13的直径、柄18在凹槽26处的直径、以及台肩23和突出物24之间的距离使得存在功能轴向空隙和径向空隙，允许固定构件14在柄18上自由转动。然而，止动件23和24的径向范围也足够大于功能空隙，以避免强制拆卸枢转连接。在实践中，头部22的台肩23和突出物24可以径向延伸大致直到枢转主体12的周边。
在此还明显的是，突出物24不仅用来形成导引止动件，又用来形成支承抵靠负载的表面，从而在拧紧之后不影响枢转主体12的枢转。
本领域技术人员清楚的是，可以设想枢转主体的其他配置以及镫形物/圈在其上的铰接安装/枢转安装的其他配置。特别地，如图8的变体中例示的，枢转主体12"可以具有两个在直径方向上相对的轴颈9，且U形镫形物16"则可以仅在其分支的端部处具有围绕所述轴颈9的轴承的孔17'(耳状物)。
所述圈的形状也可以变化。图6示出了一个变形方式，其中枢转主体12和固定构件14组件与图1相同，区别之处在于包括横向件16'3的圈16'。这样的圈形状在制造枢转主体12和固定构件14组件之后不能够被安装，因此将与它们一起以3D方式制造，或被预制并且被放置到3D机器中。
图2中示出了另一个变形实施方案。吊点110具有单块枢转主体112，该枢转主体112包括与枢转主体112刚性地成整体的附接圈114(形状为大致环形)，优选地与枢转主体112形成一个部件。
枢转连接包括中心通道113，螺钉固定构件114穿过中心通道113。固定构件114包括柄118，该柄118具有由两个径向翼限定的环形凹槽126。第一翼由具有台肩的螺钉头122形成，且第二翼由环形突出物124形成。为了旋拧的目的，在此，螺钉头122包括六边形盲孔，但是它当然可以具有凸起的六边形形状，或适合于旋拧的任何其他形状。
通道113具有阶梯形轮廓：它包括接合在柄118中的凹槽126内的环形肋状物1131(或榫舌)。
具有圈116的枢转主体112和固定构件114是整体部分，所述整体部分是通过金属增材制造生产的。
因此，不能够拆卸允许枢转主体绕相对枢转轴线A枢转的枢转连接。
图3提出了一个吊点变形210，其中联接装置的形状不是常规的圈形状。单块枢转主体212包括大体上在相对枢转轴线A的方向上延伸的两个侧臂2121和2122。所述臂的端部是有穿孔的。横向杆2123穿过所述臂中的端部孔口2124并且固定在此，以便关闭所述臂之间的通道。
对于枢转连接，固定构件214包括柄218，该柄218具有容纳在枢转主体212中的蘑菇型头部222和螺纹端220。柄218穿过形成在枢转主体212的下部面中的通道213，该通道213通向内部盲室215，固定构件14的头部222位于该内部盲室215内。由于头部222的直径大于通道213的直径，因此该螺钉头部通过形状匹配而被锁定在该室内。然而，部件212和214之间的距离使得枢转主体212可以绕相对枢转轴线A围绕固定构件214枢转。
柄218携带径向突出物224，该径向突出物224形成径向止动件，该径向止动件与头部222的台肩限定枢转凹槽226。径向突出物226允许限定轴向止动件，该轴向止动件在它被旋拧到待吊装的负载时为枢转主体212提供功能空隙。为了允许旋拧吊点210，突出物224径向延伸超过枢转主体212并且具有六边形周边形状或其他合适的形状，允许通过旋拧/拧紧工具接合。
在图4的变体中，吊点310再次包括枢转主体312，该枢转主体312包括与枢转主体312刚性地成整体的并且与其形成一个部件的附接圈314(形状为大致环形)。在一个类似于图2的实施方式中，所述枢转主体包括孔313，该孔313限定用于固定构件314的通道，该固定构件314通过枢转连接组装。
在此，固定构件314也是螺钉型，但是是母螺钉。它包括管状节段319，该管状节段319携带限定径向凹槽326的两个翼。螺钉头部322限定第一翼323。第二翼324是径向突出物。因此，枢转主体312在通道313的水平处接合在凹槽326内。
管319的外直径、通道313的内直径以及两个翼322和324之间的距离使得存在功能轴向空隙和径向空隙，允许枢转主体312在管状节段319上自由转动。
管状节段319的内部通道321被至少部分地攻丝，以允许通过旋拧到与待吊装的负载成整体的螺纹柄来固定环。头部322具有六边形周边形状或其他合适的形状，允许通过旋拧/拧紧工具接合。
图5中示出了又另一个变形。环410包括单块枢转主体412，该单块枢转主体412具有与枢转主体412刚性地成整体的附接圈416。枢转主体412通过枢转连接连结到螺钉固定构件414。
单块固定构件414包括具有头部422的螺纹柄418，头部422的尺寸被设定成在盲孔450内接收枢转主体412的圆柱形部分452。特别地，在与柄的螺纹部分420相对的侧上，形成在头422中的盲孔450包括环形凹槽454。接合在孔450内的圆柱形部分452携带径向延伸到凹槽454内的环形榫舌456。
固定构件414和枢转主体412是通过金属增材制造生产的，且因此枢转连接不能够拆卸。
头部422具有六边形周边形状或其他合适的形状，允许通过旋拧/拧紧工具接合。
在图7中示出了最后一个变形。吊环510包括枢转主体512和螺钉固定构件514。不能够拆卸的枢转连接允许枢转主体512关于相对枢转轴线A相对于固定构件514旋转。吊装圈516被铰接地安装在枢转主体512上，且可以绕垂直于相对枢转轴线A但相对于相对枢转轴线A侧向偏移(与图6的其中轴线B与相对枢转轴线A交叉的变形相反)的轴线B'枢转。
枢转主体512是包括用于螺钉固定构件514的通孔的单块部件。固定构件514包括具有头部522的柄518以及径向突出物524，头部522的下部部分形成套环523。套环523和止动件524形成两个轴向间隔开的径向止动件，所述径向止动件限定环形凹槽，枢转主体512接合在该环形凹槽内以使其绕相对枢转轴线A旋转。因此，以与图2中相同的方式产生枢转连接。
圈516是环形主体，该环形主体的一部分接合在枢转主体512中的横向于相对枢转轴线A延伸并且相对于相对枢转轴线A偏移的通孔540内，以允许该圈绕B'枢转。圈516可以是部分敞开的(类似于图1的圈16)或完全封闭的，这在3D制造的背景下不是问题。
如将根据以上变形理解的，本发明提出了一种不能够拆卸的吊点，其中固定构件的和枢转主体的在枢转连接内的协作部分被制造成一个部件。特别地，固定构件和枢转主体各自被制造成一个部件，这可以通过使用金属增材来实现。
根据所使用的增材制造技术，可以修改制造顺序。例如，可以设想：
-使用金属3D打印制造环组件，即枢转主体、固定构件和附接圈；
-通过金属3D打印制造枢转主体/固定构件组件并且如果圈形状允许，则随后添加锻造的圈；
-使用常规方法预制枢转主体或固定构件，以及围绕预制的部件增材制造另一个部分。

Claims (7)

1.一种用于吊装负载的吊点，包括：
一个枢转主体，其与能够与吊装附件协作的联接装置(16；16'；116；316；416；516)相关联；
一个固定构件，用于将吊点固定到负载，所述固定构件和所述枢转主体通过枢转连接组装在一起，所述枢转连接允许所述枢转主体绕相对枢转轴线(A)相对于所述固定构件枢转；
其特征在于，所述固定构件的和所述枢转主体的以枢转连接方式协作的部分中的每一个被制成一个部件，且这些部分中的一个和/或另一个是通过金属增材制造来制造的，且所述枢转主体包括孔，所述固定构件是螺钉型的并且穿过所述孔，从而限定相对枢转轴线(A)；
其中所述固定构件的和所述枢转主体的协作部分形成至少一个环形榫舌和凹槽组件；或者
以枢转连接方式协作的部分中的一个形成环形凹槽，而另一个部分被接收在所述凹槽内。
2.根据权利要求1所述的吊点，其中所述枢转主体和所述固定构件以及所述环形榫舌和凹槽组件分别被制成一个部件。
3.根据权利要求1所述的吊点，其中，
所述固定构件包括一个柄(18；118；518)，所述柄(18；118；518)具有：一个螺纹端(20；120；520)和一个具有台肩的头部(22；122；522)；以及一个环形突出物(24；124；524)，所述环形突出物(24；124；524)与所述具有台肩的头部限定一个环形凹槽，所述环形突出物和所述具有台肩的头部与所述柄制成一个部件；并且
所述枢转主体被接合在所述环形凹槽内，以围绕所述固定构件枢转，同时通过所述头部和所述环形突出物而被轴向限制。
4.根据权利要求1所述的吊点，其中，
所述固定构件包括一个中空圆柱形主体(319)，所述中空圆柱形主体(319)穿过所述枢转主体中的孔并且携带两个外部径向突出物(322；324)，所述两个外部径向突出物(322；324)形成一个凹槽(326)，所述枢转主体被接合在所述凹槽(326)内，以围绕所述中空圆柱形主体旋转；并且
所述中空圆柱形主体的内部通道(321)是至少部分地有螺纹的，用于其固定在与负载成整体的螺纹柄上。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的吊点，其中所述联接装置是铰接在所述枢转主体上的圈或与所述枢转主体成一个部件的圈。
6.根据权利要求5所述的吊点，其中所述圈被铰接到所述枢转主体(12)上，以绕大体上垂直于所述相对枢转轴线(A)并且穿过所述固定构件的轴线(B)枢转。
7.根据权利要求5所述的吊点，其中所述圈(516)被接合在所述枢转主体的通孔(540)中，所述通孔沿着横向于所述枢转主体的相对枢转轴线(A)并且相对于所述相对枢转轴线(A)横向偏移的轴线(B)延伸。
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