[发明专利]用于传递力的装置，尤其承载吊环

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传递力，尤其用于承担负荷的装置，其具有两个相互对置且弯曲成一致的弧形段，所述弧形段通过两个等长的直腿段互相连接，其中，弯曲的弧形段和直腿段在其过渡点处连贯地由一种材料制成，同时，力的导入和导出通过两个销轴状的结构件实现，所述结构件具有与对应配设的弧形段相匹配的外轮廓且被布设在两个弧形段内用于传递力。此外，本发明还涉及一种用于将力导入和导出上述类型的装置的销轴状的结构件。

背景技术

用于传递力的装置，已公知例如承载吊环式的或者由链环构成的链条。大多数的这类装置，都被用于例如承担较大的负荷。在下列说明中，主要论述用于传递力的吊环。这仅仅是为了简化描述，而不能作为一种限制条件。所有的论述都可以相应地引用到链环上。

承载吊环（简称：吊环）通常由两个半圆形的部段，即所谓的吊环头和位于其中间的平直区域组成。如果吊环是由复合材料，例如浸渍到树脂中的（Kevlar）纤维构成，那么可以整体式地构成无“接缝”的形状稳固的吊环。形状稳固表示，吊环可以不受负荷地且与其（相对于地面的）方位无关地具有上述的形状。力的导入和导出，通过销轴状的结构件实现，所述结构件具有与吊环头的半圆形状相匹配的外轮廓且被布设在吊环头内，从而使得结构件刚好不与平直区域接触。径向压力通过结构件被引入吊环头中。通过结构件施加的径向压力，在吊环头中被转化成沿纤维方向的拉力。在平直区域中两个吊环头之间的力传递，通过沿吊环纤维方向的拉力负荷实现。

轴向拉力，即沿纤维方向的拉力，和径向压力，即垂直于纤维方向的力作用，在吊环头中引起了一种混和负荷。这种混合负荷一方面限制了吊环最大可传递的力，在由纤维复合材料构成的吊环中，吊环最大可传递的力由垂直于纤维方向的材料的最大压力负荷能力决定。另一方面，混合负荷导致吊环头与平直区域的过渡区域中材料应力的显著升高。所谓的应力升高将引起众所周知的问题，即吊环在过渡点区域失效。所述过渡点因而限制了吊环的最大承载能力。这造成了在其余区域中材料强度只得到了部分的利用，因为尤其在由纤维复合材料构成的吊环中，纤维应该是环形的，而另一方面，最弱位置决定了必须具备的几何形状以及由此必须采用的材料。

图1表示一种如在上面进一步加以说明的典型的公知的吊环的结构示意图。被构造成吊环的用于传递力的装置10，包括两个相互对置的分别呈半圆形的弧形段11、12。所述弧形段11、12通过长度为L的两个等长的直腿段13、14相互连接。用附图标记15、16、17、18表示过渡点。根据吊环所采用的材料，可以使弧形段11、12和直腿段13、14在过渡点区域以机械方式，例如材料接合地互相连接。如果吊环由纤维复合材料构成，那么弯曲的弧形段11、12和直腿段在过渡点15、16、17、18处连贯地由一种材料，即浸渍到树脂中的纤维制成。因此，仅仅就弧形段11、12与直腿段13、14的力的传递来说，过渡点15、16、17、18是吊环的重要区域。

力的导入和导出，通过两个以横截面表示的销轴状的结构件19、20实现。在弧形段11、12具有半圆形的形状以后，将结构件19、20的外轮廓同样构造成半圆形的，从而使得外轮廓21、22完全与弧形段11、12接触。结构件19、20的外轮廓21、22因而是这样的，即它们直接与过渡点15和18或者16和17邻接，但是刚好不与直腿段13、14产生接触。由此确保所设定的力的导入和导出。只绘制了对于力的导入来说意义重大的力导入元件区域。销轴当然也可以延伸到平直段13和14区域。

直腿段13、14的长度L，原则上可以任意选取。用附图标记R表示弧形段11、12的半径。在示意图中，两个弧形段11、12的半径是相同的。实际上，弧形段的半径也可以是不同的，其中，具有较小半径的弧形段则决定了承载能力。弧形段11、12和直腿段13、14在整个轴向上具有相同的厚度D。