CN206873906U - 用于脚手架系统的环形锁系统 - Google Patents

Abstract

一种用于脚手架系统(100)的环形锁系统(102)包括：环形支撑结构(108)，所述环形支撑结构具有至少一个渐缩的内壁(122)，所述至少一个渐缩的内壁被锻造成从顶部表面(110)向底部表面(112)延伸；楔子(124)，所述楔子具有渐缩的表面以与所述环形支撑结构(108)的所述渐缩的内壁(122)在接合时匹配；以及末端浇铸部分(128)，所述末端浇铸部分具有重新设计的楔子开口(126)以支撑所述楔子(124)，并因而增加所述楔子(124)传递荷载的能力。所述楔子(124)的所述渐缩的表面与所述环形支撑结构(108)的所述渐缩的内壁(122)的更大的接触面积接合，以在所述脚手架系统(100)的立杆(106)和横杆(104)以及所述立杆(106)和斜构件之间的接头处提供增加的强度和旋转刚度。

Description

用于脚手架系统的环形锁系统

技术领域

本发明整体涉及脚手架系统。更具体地讲，本发明涉及用于脚手架的改进的环形锁系统。

背景技术

传统上，脚手架是用于建筑物的建造或维修以支撑人员和材料的临时性结构。脚手架允许建筑工人或修理工站立在升高的表面上，该表面使他/她们可以进入建筑物的需要作业的升高区域。脚手架系统由使用脚手架连接系统连接的多种预制材料组装而成。一些现有的脚手架连接系统采用环形锁系统来互连脚手架的立杆和横杆以及立杆和斜构件。现有的环形锁系统使用楔子将脚手架的立杆和横杆以及斜构件锁定就位。

WO 2002006610 A1公开了这样一种管状脚手架系统：其包括利用圆盘形金属盘扣(rosette)以规则的间隔固定的竖直的管状柱。该发明具有在基本以径向方向延伸的第一开口的侧边缘的每个处的膨胀凹部。膨胀凹部在移除的外表面上具有锥形，但该发明并未公开关于用来改善由水平和竖直管状脚手架柱形成的接头的旋转刚度的装置的任何内容。

因此，本发明的主要目的是提供一种用于以增加的旋转刚度连接管状水平构件和竖直构件的改进的环形锁系统。此外，所需的改进的环形锁系统将能够与楔子形成更大的接触面积，并因而防止在使用组装好的结构时楔子的可能偏转。另外，所需的环形锁系统将能够显著地改善剪切荷载能力。

发明内容

本发明是一种用于脚手架系统的改进的环形锁系统。该环形锁系统能够为通过连接立杆和横杆以及立杆和斜构件而形成的接头提供改善的强度和旋转刚度。环形支撑结构具有顶部表面、底部表面和从顶部表面向底部表面延伸的开口。在环形支撑结构中的开口的内壁从顶部表面向底部表面渐缩。环形支撑结构中的开口的渐缩的内壁与楔子的表面上的锥形匹配，由此在接合时提供与渐缩的楔子的更大的接触面积。环形支撑结构在形成于立杆和横杆之间以及立杆和斜构件之间的接头处提供改善的强度。环形支撑结构在形成于立杆和横杆之间以及立杆和斜构件之间的接头处提供更好的旋转刚度。环形支撑结构的渐缩的内壁通过锻造而形成，这显著地改善环形支撑结构的材料性质。此外，环形支撑结构的锻造的渐缩内壁增加剪切荷载能力。用来连接立杆和横杆以及立杆和斜构件的楔子也通过锻造而形成，以提供优异的材料强度和增加的剪切荷载能力。横杆的末端浇铸部分被重新设计以支撑楔子，并因而提高楔子传递来自连接的横杆、立杆和斜构件的荷载的能力。

本文的实施例的其他目的和优点将从结合附图给出的以下详细描述中变得显而易见。

附图说明

图1A示出了与常规脚手架系统一起使用的环形支撑结构的一部分的透视图；

图1B示出了与根据本发明优选实施例的脚手架系统一起使用的环形支撑结构的一部分的透视图；

图2A示出了环形锁系统的透视图，该系统用于连接形成常规脚手架系统的立杆和横杆以及立杆和斜构件；

图2B示出了环形锁系统的透视图，该系统用于连接形成本发明优选实施例的脚手架系统的立杆和横杆以及立杆和斜构件；

图3A示出了剖视图，该剖视图显示了附接到常规脚手架系统的横杆的端部的端板的开口轮廓；

图3B示出了剖视图，该剖视图显示了附接到本发明优选实施例的脚手架系统的横杆的端部的端板的开口轮廓；

图4A示出了半透明俯视图，该俯视图显示了附接到横杆的端部的端板的开口轮廓与常规脚手架系统的环形支撑结构的开口的对齐；

图4B示出了半透明俯视图，该俯视图显示了附接到横杆的端部的端板的开口轮廓与本发明优选实施例的脚手架系统的环形支撑结构的开口的对齐；

图5示出了坐标图，该坐标图显示了对于常规脚手架系统和本发明优选实施例的脚手架系统而言，脚手架系统在环形锁系统处的结构的旋转与水平力矩的关系的对比；

图6示出了坐标图，该坐标图显示了对于常规脚手架系统和本发明优选实施例的脚手架系统而言，脚手架系统在环形锁系统处的结构的旋转与竖直力矩的关系的对比；以及

图7示出了脚手架系统的透视图，该脚手架系统具有使用根据本发明优选实施例的环形锁系统连接的立杆和横杆构件。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了构成该描述的一部分的附图，在附图中，以示意性的方式来显示可实施的具体实施例。对这些实施例进行了足够详细的描述，以使本领域的技术人员能够实施这些实施例，并且应当理解，在不脱离这些实施例的范围的情况下可以做出逻辑、机械和其他方面的改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制性意义。

脚手架是指用于建筑物的建造或维修以支撑人员和材料的临时性系统。脚手架系统使用预制的材料架设。预制的部件包括诸如立杆、横木或横杆、竖直和水平斜杆等单独的杆，与一体化的连接构件。横木或横杆以及竖直和水平斜杆与一体化的连接构件使用螺栓、挂钩、凸缘和楔子进行互连。脚手架允许工人站立在附接到结构部件中的任一者的升高的平台上，以允许他/他们进入建筑物的需要维护或建造作业的升高区域。包括横杆、立杆和斜连接构件的部件由诸如钢和其他金属的材料制成，并且使用环和楔子机构互连。包括脚手架系统的横杆、立杆和斜构件的结构部件应具有足够的承载能力而不失效。此外，结构构件应使用诸如环和楔子机构的至少一种连接手段互连并且在使用之前牢固地锁定。

图1A示出了与常规的环和楔子脚手架系统一起使用的环形支撑结构(202)的一部分的透视图。在常规的环和楔子脚手架系统中，环形锁系统将包括横杆、立杆和斜构件的脚手架构件互连以形成脚手架系统的结构。横杆的端部附接到末端浇铸结构。环形支撑结构(202)包括开口(204)以与末端浇铸部分相连。多个环形支撑结构(202)可以以规则的间隔同心地固定到立杆。末端浇铸结构可包括开口以使楔子板从中穿过。在末端浇铸结构处的开口可与环形支撑结构(202)上的开口(204)对齐。此时，楔子板可被驱动通过对齐的开口以牢固地锁定立杆和横杆或立杆和脚手架斜构件。

在常规的环形锁脚手架系统中，环形支撑结构(202)的开口(204)竖直地穿孔通过产生竖直内壁(206)的表面。常规的楔子板包括在一侧上的渐缩的表面。在环形支撑结构(202)的陡峭内表面和楔子之间的接触形成连接脚手架构件的接头。当接合时，楔子的渐缩的表面和开口的内壁彼此不匹配。因此，在环形支撑结构(202)的竖直内壁(206)和楔子板的渐缩的表面之间的接触面积减小。

图1B示出了与根据本发明优选实施例的脚手架系统(100)一起使用的环形支撑结构(108)的透视图。在固定到竖直脚手架构件(106)的竖直地间隔开的同心环形支撑结构(108)中的开口(114)可用来将立杆(106)和横杆(104)以及立杆(106)和斜构件进行互连。竖直地间隔开的环形支撑结构(108)中的每一个具有顶部表面(110)、底部表面(112)以及从顶部表面(110)向底部表面(112)延伸的开口(114)。环形支撑结构(108)中的开口(114)被锻造成从顶部表面(110)朝底部表面(112)渐缩，从而与穿过开口(114)的楔子(124)的渐缩侧面匹配。在楔子(124)的渐缩表面与环形支撑结构(108)中的开口(114)的渐缩内壁(122)之间增加的接触表面积显著地增加在形成于立杆(106)和横杆(104)以及立杆(106)和斜构件之间的接头处的强度。

图2A示出了环形锁系统的透视图，该系统用于连接常规脚手架系统的至少一个竖直脚手架构件和至少一个水平脚手架构件。

图2B示出了环形锁系统(102)的透视图，该系统用于连接形成本发明优选实施例的脚手架系统(100)的立杆(106)和横杆(104)以及立杆(106)和斜构件。横杆(104)的端部连接到末端浇铸部分(128)，该末端浇铸部分具有重新设计的楔子开口(126)，以允许使用者将楔子(124)手动地驱动通过互相对齐的重新设计的楔子开口(126)和环形支撑结构(108)的开口(114)。末端浇铸部分(128)的重新设计的楔子开口(126)还支撑楔子(124)，从而增加楔子(124)传递脚手架系统(100)上的荷载的能力。

回头参见图2A，用于连接水平和竖直脚手架构件的常规的环形锁系统在楔子板表面与环形结构(202)上的所述至少一个开口(204)的所述至少一个内壁之间具有较小的接触表面积。楔子(124)是环形锁系统中的最弱部件。为了增加楔子(124)的弯矩能力，楔子在图2A中记为‘B’的位置应具有更大的截面。在弯曲位置使用更多的材料也可以增加楔子(124)的弯矩能力。通过调整环形支撑结构(108)的开口(114)，使得工人能将楔子(124)更深地驱动通过开口(114)(如由图2A中的尺寸‘A’所示)，可以实现这个目的。在本发明中，环形支撑结构(108)的渐缩的内壁(122)匹配楔子(124)上的锥形，从而在环形支撑结构(108)和楔子(124)之间在接合时形成大得多的接触面积。因此，通过增加在图2B中记为‘B’的位置的截面的尺寸，可增加楔子(124)的弯矩能力。渐缩还允许工人将楔子更深地驱动通过开口(114)。

图3A示出了剖视图，该剖视图显示了附接到常规脚手架系统的横杆的端板或末端浇铸部分(210)的开口轮廓。末端浇铸部分(210)包括楔子开口(212)，该开口具有容易使楔子板从中穿过的尺寸。

图3B示出了剖视图，该剖视图显示了附接到脚手架系统(100)的横杆(104)的末端浇铸部分(128)的开口轮廓。末端浇铸部分(128)设有重新设计的楔子开口(126)，该开口的尺寸足以使楔子(124)穿过，以便提供与脚手架系统(100)的横杆(104)的刚性水平连接。在末端浇铸部分(128)处的重新设计的楔子开口(126)使在环形支撑结构(108)的顶部和底部上的间隙闭合，从而提供刚性的水平连接。这进一步提高楔子(124)传递荷载的能力。此外，重新设计的楔子开口(126)增强由环形支撑结构(108)和末端浇铸部分(128)形成的接头在竖直和水平方向上的转矩刚度。

图4A示出了半透明俯视图，该俯视图显示了可附接到横杆的端部的端板的开口轮廓与常规脚手架系统的环形支撑结构(202)的开口的对齐。

图4B示出了半透明俯视图，该俯视图显示了横杆(104)的末端浇铸部分(128)的开口轮廓与根据本发明优选实施例的脚手架系统(100)的环形支撑结构(108)的开口(114)的对齐。通过对齐末端浇铸部分(128)的重新设计的楔子开口(126)与环形支撑结构(108)中的开口(114)而形成的接头改善脚手架接头在竖直和水平方向上的转矩刚度。这为脚手架系统(100)的环形锁系统(102)提供改善的刚度和荷载传递能力。

图5示出了坐标图，该坐标图显示了对于常规脚手架系统和本发明优选实施例的脚手架系统(100)而言，脚手架系统(100)在由环形锁系统(102)形成的接头处的结构的水平力矩与旋转的关系的对比。通过使用环形锁系统(102)连接竖直脚手架构件(106)和水平脚手架构件(104)形成的结构为根据本发明的脚手架系统(100)提供改善的竖直和水平刚度。从该坐标图可明显看出，相比现有设计，具有带渐缩内壁(122)的环形支撑结构(202)和重新设计的末端浇铸横杆部分(128)的环形锁系统(102)在水平方向上提供改善的弯矩和旋转刚度。从坐标图获得的常规脚手架系统的平均水平刚度值为12.7kNm/rad，这与本发明优选实施例的57.2kNm/rad的大大改善的刚度值形成对比。

图5：水平力矩与旋转的关系

图6示出了坐标图，该坐标图显示了对于常规脚手架系统和本发明优选实施例的脚手架系统(100)而言，脚手架系统(100)在由环形锁系统(102)形成的接头处的结构的旋转与所施加的竖直力矩的关系的对比。从该坐标图可清楚看出，就本发明优选实施例的脚手架系统(100)而言，结构的构件可承受更高的竖直力矩，而不会在连接横杆(104)和立杆(106)以及横杆(104)和斜构件的环形锁系统(102)处过多旋转。从坐标图获得的常规脚手架系统的平均竖直刚度值为35.3kNm/rad，这与本发明优选实施例的151.05kNm/rad的大大改善的刚度值形成对比。

图6：竖直力矩与旋转的关系

图7示出了脚手架系统(100)的透视图，该系统具有使用根据本发明优选实施例的环形锁系统(102)连接的所述至少一个竖直脚手架构件(106)和所述至少一个水平脚手架构件(104)。用于使用环形锁系统(102)互连至少一个横杆(104)和至少一个立杆(106)以形成脚手架系统(100)的方法包括提供具有同心地附接的竖直间隔开的环形支撑结构(108)的立柱(106)的步骤。环形支撑结构(108)中的至少一个开口(114)的所述至少一个内壁(122)被锻造成从顶部表面(110)朝底部表面(112)渐缩，从而与设计成穿过所述至少一个开口(114)的楔子(124)上的锥度匹配。楔子(124)通过锻造而形成以提供改善的材料强度和增加的剪切荷载能力。与环形支撑结构(108)中的所述至少一个开口(114)的渐缩的内壁(122)匹配的楔子(124)的渐缩的表面允许使用者将楔子(124)更深地驱动通过所述至少一个开口(114)。

对具体实施例的以上描述因而将充分地揭示本文实施例的一般本质，使得其他人能够通过应用现有知识在不背离通用概念的情况下容易地针对各种应用来修改和/或改变此类具体实施例，因此，此类改型和修改应该且旨在被理解为在所公开的实施例的等同物的涵义和范围内。应当理解，本文采用的措辞或术语是为了描述的目的，而不是为了限制。因此，虽然已通过优选实施例描述了本文的实施例，但本领域的技术人员将认识到，本文的实施例可利用在所附权利要求的精神和范围内的修改加以实践。

虽然本文的实施例用各种具体实施例进行了描述，但利用修改来实践本发明对于本领域的技术人员将是显而易见的。然而，所有此类修改都被认为是在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于脚手架系统(100)的环形锁系统(102)，包括：

环形支撑结构(108)，所述环形支撑结构具有至少一个渐缩的内壁(122)；

楔子(124)，所述楔子具有渐缩的表面以与所述渐缩的内壁(122)匹配；以及

末端浇铸部分(128)，所述末端浇铸部分具有重新设计的楔子开口(126)以支撑所述楔子(124)；

其中所述楔子(124)的所述渐缩的表面与所述环形支撑结构(108)的所述渐缩的内壁(122)的更大的接触面积接合，以在所述脚手架系统(100)的立杆(106)和横杆(104)以及所述立杆(106)和斜构件之间的接头处提供增加的强度和旋转刚度。

2.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，其中所述环形支撑结构(108)包括顶部表面(110)、底部表面(112)和具有所述渐缩的内壁(122)的至少一个开口(114)。

3.根据权利要求2所述的环形锁系统(102)，其中在所述环形支撑结构(108)中的所述至少一个开口(114)的所述渐缩的内壁(122)通过锻造而形成并且从所述顶部表面(110)向所述底部表面(112)延伸。

4.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，其中所述环形支撑结构(108)的所述渐缩的内壁(122)在接合时增大在所述楔子(124)的所述渐缩的表面和所述环形支撑结构(108)之间的接触面积。

5.根据权利要求4所述的环形锁系统(102)，其中在所述楔子(124)的所述渐缩的表面和所述环形支撑结构(108)的所述渐缩的内壁(122)之间的所述增大的接触面积提供改善的强度和增加的剪切荷载能力。

6.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，在形成于所述立杆(106)和横杆(104)、以及所述立杆(106)和斜构件之间的多个接头处在竖直和水平方向上提供改善的转矩刚度。

7.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，其中所述环形支撑结构(108)的所述渐缩的内壁(122)使得使用者能够在所述楔子(124)的所述渐缩的表面压靠所述开口(114)的所述渐缩的内壁(122)的情况下将所述楔子(124)向下深入地驱动通过所述开口(114)。

8.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，其中所述楔子(124)通过锻造而形成，以提供改善的材料强度和增加的剪切荷载能力。

9.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，其中在所述横杆(104)的所述末端浇铸部分(128)处的所述重新设计的楔子开口(126)防止所述楔子(124)的偏转，并且通过闭合在所述环形支撑结构(108)的顶部和底部上的间隙而提供刚性的水平连接。

10.根据权利要求1所述的环形锁系统(102)，其中在所述末端浇铸部分(128)处的所述重新设计的楔子开口(126)改善对所述楔子(124)的支撑，并因而增加所述楔子(124)传递荷载的能力。