專利名稱：旋轉(zhuǎn)能量吸收器和跌落制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
旋轉(zhuǎn)能量吸收器和跌落制動(dòng)系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，并且具體地涉及用于跌落制動(dòng)系統(tǒng) (fall arrest system)的改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)能量吸收器。跌落制動(dòng)系統(tǒng)用于防止在高處作業(yè)的人員遭受因跌落引起的傷害或死亡。跌落制動(dòng)系統(tǒng)通常也稱為高度安全系統(tǒng)或跌落預(yù)防系統(tǒng)。用于跌落制動(dòng)系統(tǒng)的一種常見類型的旋轉(zhuǎn)能量吸收器是摩擦制動(dòng)型能量吸收器。 此種類型的能量吸收器通常包括保持處于面對面接觸的兩個(gè)圓形或環(huán)狀的摩擦墊，在兩個(gè) 摩擦墊之間有預(yù)先設(shè)置的載荷。當(dāng)足夠大的力偶施加在兩個(gè)墊之間時(shí)，兩個(gè)墊將發(fā)生相對 轉(zhuǎn)動(dòng)，并且墊之間的摩擦將吸收能量。在跌落制動(dòng)系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)能量吸收器用于吸收正在跌 落的用戶的動(dòng)能，因而減慢而后制動(dòng)他們的跌落。這種摩擦旋轉(zhuǎn)能量吸收器存在很多問題。首先，存在的基本問題是開始兩個(gè)墊的 相對轉(zhuǎn)動(dòng)需要施加的力偶比使轉(zhuǎn)動(dòng)持續(xù)下去所需要的力偶要大。這是跌落制動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè) 特定的問題，因?yàn)榇嬖诋?dāng)正在跌落的人的跌落被制動(dòng)時(shí)他們能承受的最大安全載荷。跌落 制動(dòng)系統(tǒng)必須布置成使得由開始摩擦墊的相對轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的力偶施加到正在跌落的用戶 的載荷不大于安全限制，由此得出，由繼續(xù)摩擦墊的相對轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的較小的力偶施加到 正在跌落的用戶的載荷將小于安全限制。因此，吸收跌落的能量的速率將小于如果施加到 正在跌落的用戶的載荷恒定在安全限制時(shí)能夠達(dá)到的值，以致正在跌落的用戶在他們的跌 落被制動(dòng)和停止之前將跌落得更遠(yuǎn)。額外的跌落距離增加正在跌落的用戶將被障礙物或地 面撞擊所傷害的風(fēng)險(xiǎn)。此外，額外的跌落距離增大必須被吸收的能量的總量，要求能量吸收 器的能量吸收能力的增加，并因此不合意地增加尺寸、重量和成本。此外，兩個(gè)墊之間的摩擦程度取決于作用在兩個(gè)墊之間的接觸載荷。因此，為了將 開始并繼續(xù)墊的相對轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的力偶設(shè)置到想要的值，此摩擦能量吸收器要求接觸載荷 的精確設(shè)置。此外，通常是某些彈簧形式的、用于設(shè)置接觸載荷的機(jī)構(gòu)還遭受所施加的載荷 由于環(huán)境影響而隨著時(shí)間的推移改變的問題。最后，開始并繼續(xù)墊的相對轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的力偶對墊的表面性質(zhì)高度地敏感。這些 性質(zhì)受到所需的力偶由于環(huán)境影響而隨著時(shí)間的推移改變的問題。本發(fā)明旨在至少部分地克服這些問題。在第一方面，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其包括卷繞器構(gòu)件(coi Ier member)；可塑性變形材料的細(xì)長元件；以及變形器結(jié)構(gòu)(deformer structure)；細(xì)長元件具有連接到卷繞器構(gòu)件的第一端和遠(yuǎn)離于第一端的第二自由端；細(xì)長元 件在第一端和第二端之間的位置延伸穿過變形器結(jié)構(gòu)；卷繞器構(gòu)件和變形器結(jié)構(gòu)的相對轉(zhuǎn) 動(dòng)引起細(xì)長元件牽引穿過變形器結(jié)構(gòu)，使細(xì)長元件塑性變形，并使細(xì)長元件以線卷形式圍 繞卷繞器構(gòu)件纏繞。在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式中，卷繞器構(gòu)件可相對于相對固定的變形器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 動(dòng)。
卷繞器構(gòu)件可包括被布置成相對于外部構(gòu)件相對轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部構(gòu)件；該外部構(gòu)件包 括變形結(jié)構(gòu)(deforming structure)。有利地，致動(dòng)使得當(dāng)小于預(yù)先設(shè)值的力偶施加到卷繞 器構(gòu)件時(shí)，細(xì)長元件不被牽引穿過變形器結(jié)構(gòu)，并且卷繞器不轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)施加大于預(yù)先設(shè)置 值的力偶時(shí)，細(xì)長構(gòu)件穿過變形器結(jié)構(gòu)且塑性變形，從而吸收能量并允許卷繞器構(gòu)件和外 部構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)。在第二方面，本發(fā)明提供了旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其包括布置成相對轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部構(gòu) 件和外部構(gòu)件以及可塑性變形材料的細(xì)長元件；該外部構(gòu)件包括變形裝置(deforming means)；該細(xì)長元件具有連接到內(nèi)部構(gòu)件的第一端以及遠(yuǎn)離于第一端的第二自由端，且在 第一端和第二端之間的位置穿過變形裝置；使得當(dāng)小于預(yù)先設(shè)置值的力偶施加在內(nèi)部構(gòu)件 和外部構(gòu)件之間時(shí)，細(xì)長元件不穿過變形裝置，并且內(nèi)部構(gòu)件和外部構(gòu)件不存在相對轉(zhuǎn)動(dòng)， 而當(dāng)大于預(yù)先設(shè)置值的力偶施加在內(nèi)部構(gòu)件和外部構(gòu)件之間時(shí)，細(xì)長構(gòu)件穿過變形裝置并 塑性變形，從而吸收能量并允許內(nèi)部構(gòu)件和外部構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。這提供了優(yōu)勢，因?yàn)檎归_細(xì)長元件所需施加的力偶的預(yù)先設(shè)置值取決于塑性變形 而不是摩擦，所以使細(xì)長元件開始展開并使能量吸收器開始運(yùn)轉(zhuǎn)所需要施加的力偶與繼續(xù) 展開和運(yùn)轉(zhuǎn)所需要施加的力偶是一樣的。因此，當(dāng)用于跌落制動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)，細(xì)長元件的展開 可以按與可施加到用戶的最大安全載荷對應(yīng)的施加力偶的水平在能量吸收器的操作過程 中執(zhí)行，因此使用戶在其跌落被制止之前的跌落長度最小化。此外，由于展開細(xì)長元件所需施加的力偶的預(yù)先設(shè)置值取決于塑性變形，并且因 此取決于細(xì)長元件的基體材料性能而不是部件的表面性質(zhì)，所以能量吸收器較少受到由于 環(huán)境影響而隨著時(shí)間的推移的改變。此外，展開細(xì)長元件所需施加的力偶的預(yù)先設(shè)置值取決于細(xì)長元件和變形裝置的 性質(zhì)，而不是任何外部施加的載荷。因此，無需設(shè)置精確的接觸載荷，也不存在由于環(huán)境影 響而隨著時(shí)間的推移關(guān)于接觸載荷改變的任何問題。優(yōu)選地，界定有一空間，細(xì)長元件在穿過變形器結(jié)構(gòu)之后以線卷形式存放在該空 間內(nèi)，該空間并非足夠大來容納全部細(xì)長元件，因此，該空間將會(huì)被細(xì)長元件填充，并且在 細(xì)長元件的自由端穿過變形裝置之前，細(xì)長元件將會(huì)被阻止穿過變形器結(jié)構(gòu)。這提供了優(yōu)勢，即在細(xì)長元件從變形器結(jié)構(gòu)中釋放之前，細(xì)長元件的展開以受控 制的方式被停止。依據(jù)另一方面，在簡化的形式中，本發(fā)明可包括旋轉(zhuǎn)能量吸收器，該旋轉(zhuǎn)能量吸收 器包括卷繞器構(gòu)件；可塑性變形材料的細(xì)長元件；細(xì)長元件具有連接到卷繞器構(gòu)件的第一端和遠(yuǎn)離于第一端的第二自由端，卷繞器 構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)引起細(xì)長元件以線卷形式圍繞卷繞器構(gòu)件纏繞，使細(xì)長元件塑性變形，以 致在能量吸收器的操作之后，細(xì)長元件以線卷形式圍繞卷繞器構(gòu)件纏繞。現(xiàn)在將參照所附的圖解視圖，僅通過例子來描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其中

圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的第一旋轉(zhuǎn)能量吸收器；圖2示出了包含圖1中能量吸收器的跌落制動(dòng)系統(tǒng)；圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的第二能量吸收器；
圖4示出了依據(jù)本發(fā)明的處于初始狀態(tài)的第三能量吸收器；以及，圖5示出了處于后續(xù)狀態(tài)的圖4能量吸收器。圖1中以平面圖示出了依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)能量吸收器1。能量吸收器1包括輪軸 2和圓形的環(huán)形變形器環(huán)3，該變形器環(huán)3布置成與輪軸2共心，且具有內(nèi)表面3a和外表面 3b。能量吸收器1布置成響應(yīng)于輪軸2與環(huán)3之間的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而吸收能量。在示出的 實(shí)施方式中，能量吸收器布置成響應(yīng)于輪軸2相對于環(huán)3的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而吸收能量。然而， 通過將能量吸收器1形成為所示實(shí)施方式的鏡像，則有可能將能量吸收器1布置成響應(yīng)于 輪軸2相對于環(huán)3的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而吸收能量。
能量吸收器1還包括不銹鋼條帶4，該不銹鋼條帶4沿著其整個(gè)長度具有恒定的厚 度和寬度。在操作中，能量吸收器1通過不銹鋼條帶4的塑性變形來吸收能量。卷繞器構(gòu)件5安裝在輪軸2上，使得卷繞器5和輪軸2 —起相對于環(huán)3轉(zhuǎn)動(dòng)。環(huán) 形空間8界定在卷繞器5和環(huán)3的內(nèi)表面3a之間。環(huán)3具有穿過環(huán)3并定向成與環(huán)3的 內(nèi)表面3a相切的變形器槽3c。槽3c比條帶4的厚度略微寬。槽3c具有平坦的順時(shí)針表 面3d以及平行的平坦的逆時(shí)針表面3e，并且槽3的逆時(shí)針表面3e與環(huán)3的內(nèi)表面3a相 切。槽3c具有彎曲的入口表面3f以及彎曲的出口表面3g，槽3c的順時(shí)針表面3d在入口 表面3f處與環(huán)3的外表面3b接觸，槽3c的順時(shí)針表面3d在出口表面3g處與環(huán)3的內(nèi)表 面3a接觸。平坦的順時(shí)針表面3d將彎曲的入口表面3f和彎曲的出口表面3g分離開。條帶4具有固定到卷繞器5的第一端4a以及自由端4b。條帶4穿過槽3c，且條 帶的其余部分，終止于自由端4c，圍繞環(huán)3的外表面3b卷繞。外部環(huán)形覆蓋物6圍繞輪軸 2和環(huán)3共心地設(shè)置，以便在環(huán)3的外表面3b和覆蓋物6之間形成環(huán)形條帶儲(chǔ)存通道7。覆 蓋物6對能量吸收器1的操作不具有任何直接影響，但抵抗環(huán)境影響比如風(fēng)化或灰塵而提 供保護(hù)。在能量吸收器1的操作中，當(dāng)輪軸2上的力偶相對于環(huán)3達(dá)到或超過預(yù)定的展開 值時(shí)，輪軸2和卷繞器5將相對于環(huán)3轉(zhuǎn)動(dòng)。此相對轉(zhuǎn)動(dòng)將使不銹鋼條帶4圍繞輪子5纏 繞，并拉動(dòng)卷在環(huán)形條帶儲(chǔ)存通道7中的不銹鋼條帶4穿過變形器槽3c進(jìn)入環(huán)形空間8。 隨著條帶4穿過槽3，條帶4塑性變形并因此吸收能量。隨著條帶4穿過槽3b，在條帶4圍繞彎曲的入口表面3f彎曲時(shí)條帶4第一次塑性 變形，吸收能量。然后在條帶4圍繞彎曲的出口表面3g彎曲時(shí)，條帶4第二次塑性變形，吸 收更多能量。隨著條帶4圍繞卷繞器5纏繞，條帶4進(jìn)一步變形，吸收更多能量，但和條帶 4穿過槽3c時(shí)的變形以及能量吸收相比，此為相對小的影響。在使用中，當(dāng)能量吸收器1受到輪軸2和環(huán)3之間的小于預(yù)定的展開力偶的力偶 時(shí)，條帶4不變形或穿過槽3c，以至不存在輪軸2和環(huán)3的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，并且能量吸收器1基 本上像剛性物體一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)能量吸收器1受到等于或大于預(yù)定的展開力偶的力偶時(shí)，條 帶4變形并穿過變形器槽3c，從而吸收能量并允許卷繞器5 (安裝在輪軸2上)和環(huán)3的相 對轉(zhuǎn)動(dòng)。如果力偶降低到預(yù)定的展開力偶以下，條帶4將停止變形并穿過槽3c，并且輪軸2 和環(huán)3的相對轉(zhuǎn)動(dòng)將停止。如果能量吸收器1保持受到大于預(yù)定的展開力偶的施加的力偶，條帶4的整個(gè)長 度將穿過槽3c，并且當(dāng)條帶4的自由端4b穿過槽3c時(shí)，輪軸2 (以及卷繞器5)將被釋放， 以相對于環(huán)3自由地轉(zhuǎn)動(dòng)而不吸收任何能量。為了防止此種情況，界定在卷繞器5和環(huán)3的內(nèi)表面3a之間的環(huán)形空間8布置得太小以致于當(dāng)條帶4圍繞卷繞器5纏繞時(shí)不能包含 條帶4的全部長度。因此，隨著條帶4繼續(xù)展開以及條帶4穿過槽3c進(jìn)入環(huán)形空間8并圍繞輪子5纏 繞，條帶4最終填充環(huán)形空間8，使得圍繞卷繞器5纏繞的條帶4的不同線卷接觸并且在卷 繞器5和環(huán)3的內(nèi)表面3a之間壓縮在一起。此種接觸和壓縮引起條帶4的不同線卷和輪 子5以及環(huán)3的內(nèi)表面3a之間的摩擦，從而增加條帶4的繼續(xù)展開所需施加的力偶。條帶 4的此接觸和壓縮隨著更多的條帶4穿過槽3c并進(jìn)入環(huán)形空間8而增加，以致摩擦的量以 及所需的力偶也增加，并且因此條帶4的展開以及輪軸2和環(huán)3的相對旋轉(zhuǎn)將在條帶4的 自由端4b穿過槽3c之前被停止。因此，被能量吸收器1吸收的能量的總量受環(huán)形空間8的尺寸以及可以配合進(jìn)入 環(huán)形空間8的條帶4的長度控制。展開力偶由條帶4的抗塑性變形能力確定而不由摩擦力確定。因此，開始輪軸2和 環(huán)3的相對轉(zhuǎn)動(dòng)所需的展開力偶以及繼續(xù)輪軸2和環(huán)3的相對轉(zhuǎn)動(dòng)所需的展開力偶相同。 為了盡可能地減小影響展開載荷的摩擦力，以及因此保持開始條帶4的展開并繼續(xù)條帶4 的展開所需的展開力偶不變，條帶4涂覆有減小摩擦的材料的表面層。可以通過調(diào)整條帶4的材料、寬度和厚度以及入口表面3f和出口表面3g的形狀 來將必須施加在輪軸2和環(huán)3之間以使條帶4變形而使條帶4開始穿過槽3c的展開力偶 設(shè)置到任何想要的值。
圖2示出了包含能量吸收器1的跌落制動(dòng)系統(tǒng)20的例子。跌落制動(dòng)設(shè)備20包 括纏繞在鼓狀物22上的一長度的安全線21。鼓狀物22連接到重繞機(jī)構(gòu)(respooling mechanism) 24，該重繞機(jī)構(gòu)24保持鼓狀物22上的重繞扭矩(rewinding torque)，該重繞扭 矩起到將任何展開長度的安全線重繞到鼓狀物22上的作用。一般地，重繞機(jī)構(gòu)24為發(fā)條 型裝置(clockspringtype device) 0連接點(diǎn)23用于將設(shè)備20連接到固定的支撐結(jié)構(gòu)(未 示出)。鼓狀物22也通過速度敏感的離合器25連接到能量吸收器1。在使用中，用戶通過個(gè)人安全設(shè)備比如安全護(hù)具(safety harness)連接到安全線 21的自由端。在用戶的正常運(yùn)動(dòng)過程中，安全線21從鼓狀物22繞出，以跟隨用戶的運(yùn)動(dòng)或 者任何多余的安全線21通過重繞機(jī)構(gòu)24繞回到鼓狀物21上。速度敏感的離合器25設(shè)置 成不響應(yīng)于在用戶的此種正常運(yùn)動(dòng)過程中遇到的鼓狀物22的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。如果用戶跌落，安全線21迅速地從鼓狀物22退繞，引起鼓狀物22迅速地加速轉(zhuǎn) 動(dòng)。當(dāng)鼓狀物22的轉(zhuǎn)動(dòng)速度達(dá)到速度敏感的離合器25的響應(yīng)速度時(shí)，離合器25將鼓狀物 22嚙合到能量吸收器1。正在跌落的用戶的載荷作為力偶隨后施加到能量吸收器1，并且能 量吸收器1通過展開并吸收能量來響應(yīng)，直到跌落被阻止。應(yīng)理解，在此例子中，如果條帶4被整個(gè)地拉動(dòng)穿過槽3c，則用戶隨后將遭受無約 束的跌落，因此確保在條帶4的自由端4b穿過槽3c之前條帶4的展開被停止是重要的。圖1中示出的具有外部環(huán)形覆蓋物6以界定用于卷繞的條帶4的環(huán)形儲(chǔ)存通道7 的布置是有優(yōu)勢的，以便為能量吸收器1提供緊湊的環(huán)形輪廓，這在能量吸收器1用于圖2 中所示的類型的跌落制動(dòng)設(shè)備20時(shí)是特別有優(yōu)勢的。然而，如上文解釋的那樣這不是必不 可少的。同樣，在描述的實(shí)施方式中，卷繞器構(gòu)件5被轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)變形器環(huán)3保持靜止。應(yīng)理解，在可選擇的實(shí)施方式中，變形器環(huán)可以相對于靜止的卷繞器5轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以實(shí)現(xiàn)類似的 效果。圖3中示出了能量吸收器31的一種可選擇的設(shè)計(jì)。除了省略了環(huán)形覆蓋物且鋼 條帶4作為直線長度而不是圍繞環(huán)3卷繞儲(chǔ)存之外，能量吸收器31與能量吸收器1實(shí)質(zhì)上 相同?？梢允褂糜糜诓讳P鋼條帶4的其它儲(chǔ)存形式。例如，條帶4可以形成為鄰近于環(huán) 3而不是圍繞著環(huán)3的線卷。在圖1和圖3的能量吸收器中，環(huán)3是實(shí)質(zhì)上連續(xù)的，只是被槽3c斷開。這不是 必不可少的。變形器簡單地提供界定的彎曲路徑，在被纏繞在卷繞器構(gòu)件上之前，條帶沿著 該彎曲路徑被牽引。圖4和圖5示出了能量吸收器41的一種可選擇的設(shè)計(jì)。除了變形器槽43c形成 為具有對置的彎曲的凸輪表面部分43d、43e之外，能量吸收器41與能量吸收器1實(shí)質(zhì)上相 同，凸輪表面部分43d、43e界定用于條帶44的蜿蜒的牽引通過路徑。圖1、3和4的實(shí)施方 式中的彎曲的變形器表面的使用提供均勻的塑性變形而不是可能由尖銳邊緣引起的高摩 擦尖峰。在圖4中，示出了在展開之前，包含條帶44的主要部分的外部條帶儲(chǔ)存環(huán)形空間 47。在圖5中示出了在展開之后，條帶纏繞在卷繞器構(gòu)件45上并填充卷繞器構(gòu)件45和變 形器環(huán)43之間的環(huán)形空間48。在某些實(shí)施方式中，可以用多個(gè)間隔開的引導(dǎo)栓釘或桿以及具有所需的變形器輪 廓的變形器結(jié)構(gòu)來代替環(huán)形的環(huán)3。在某些實(shí)施方式中，該變形器結(jié)構(gòu)可以為彎曲的栓釘或 桿。雖然栓釘或桿不提供連續(xù)的內(nèi)表面和外表面，但栓釘和變形的結(jié)構(gòu)的間隔開的內(nèi)表面 和外表面能夠類似于環(huán)3的內(nèi)表面3a和外表面3b來控制條帶4的運(yùn)動(dòng)。在所描述的實(shí)施方式中，不銹鋼條帶具有恒定的寬度和厚度。這通常是優(yōu)選的，以 便沿著條帶的長度的展開力偶是恒定的，如上文中解釋的那樣，這在跌落制動(dòng)設(shè)備中一般 是有優(yōu)勢的。然而，這不是必不可少的，并且如果想要在一種具體用途中具有變化的展開力 偶，則條帶4的寬度、厚度或這兩者可以變化。另外，使用不銹鋼條帶不是必不可少的?？梢允褂闷渌螤?，例如金屬絲或棒。也 可以使用其它可塑性變形的材料，但是不銹鋼通常是優(yōu)選的，這是由于其具有抵抗風(fēng)化并 且可預(yù)測的、良好地理解的性質(zhì)。在所公開的實(shí)施方式中，用于使條帶塑性變形的槽和彎曲表面布置是簡單的和便 利的，但不是必不可少的?？梢允褂闷渌冃螜C(jī)構(gòu)，例如變形銷或滾子。在條帶穿過變形機(jī) 構(gòu)時(shí)條帶塑性變形的次數(shù)也可以改變，但是如果條帶重復(fù)地塑性變形，則存在有應(yīng)力失效 (stress failure)的風(fēng)險(xiǎn)。如果需要，本發(fā)明的不同實(shí)施方式的特征可以互換或組合。上文所描述的實(shí)施方式僅為例子而不是窮盡的。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其包括卷繞器構(gòu)件；可塑性變形材料的細(xì)長元件；以及變形器結(jié)構(gòu)；所述細(xì)長元件具有第一端以及第二自由端，所述第一端連接到所述卷繞器構(gòu)件，所述第二自由端遠(yuǎn)離于所述第一端；所述細(xì)長元件在所述第一端和所述第二端之間的位置延伸穿過所述變形器結(jié)構(gòu)；所述卷繞器構(gòu)件和所述變形器結(jié)構(gòu)的相對轉(zhuǎn)動(dòng)引起所述細(xì)長元件牽引穿過所述變形器結(jié)構(gòu)，使所述細(xì)長元件塑性變形，并使所述細(xì)長元件以線卷形式圍繞所述卷繞器構(gòu)件纏繞。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述卷繞器構(gòu)件包括內(nèi)部構(gòu)件，所述內(nèi) 部構(gòu)件布置成相對于外部構(gòu)件相對轉(zhuǎn)動(dòng)；所述外部構(gòu)件包括變形結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，被致動(dòng)使得當(dāng)小于預(yù)先設(shè)置值的力偶施 加到所述卷繞器構(gòu)件時(shí)，所述細(xì)長元件不被牽引穿過所述變形器結(jié)構(gòu)，并且所述卷繞器不 存在轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)施加的力偶大于預(yù)先設(shè)置值時(shí)，細(xì)長構(gòu)件穿過所述變形器結(jié)構(gòu)并且塑性 變形，從而吸收能量并允許所述卷繞器構(gòu)件以及所述外部構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述吸收器包括圍繞所述卷繞 器構(gòu)件的空間，所述空間足以允許僅所述細(xì)長元件的一部分纏繞在所述卷繞器構(gòu)件上。
5.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述卷繞器包括內(nèi)部構(gòu)件，所述 內(nèi)部構(gòu)件布置成相對于外部構(gòu)件相對轉(zhuǎn)動(dòng)；所述外部構(gòu)件包括變形結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部構(gòu)件和 所述外部構(gòu)件之間界定一空間，所述細(xì)長元件在穿過變形裝置之后儲(chǔ)存在所述空間中，所 述空間對于包含全部所述細(xì)長元件不足夠大，使得所述空間將變得充滿所述細(xì)長元件，并 且在所述細(xì)長元件的自由端穿過所述變形裝置之前，所述細(xì)長元件將停止穿過所述變形裝 置。
6.如權(quán)利要求4或5所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，當(dāng)所述細(xì)長元件由于所述細(xì)長元件 將所述空間填滿而停止穿過所述變形器結(jié)構(gòu)時(shí)，所述能量吸收器將支持至少為預(yù)先設(shè)置值 的兩倍的力偶。
7.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述細(xì)長元件具有恒定的橫截面。
8.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述細(xì)長元件為條帶。
9.如任一在先權(quán)利要求所述的能量吸收器，其中，所述細(xì)長元件為不銹鋼條帶。
10.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述卷繞器包括內(nèi)部構(gòu)件，所 述內(nèi)部構(gòu)件布置成相對于外部構(gòu)件相對轉(zhuǎn)動(dòng)；所述外部構(gòu)件包括所述變形器結(jié)構(gòu)，所述外 部構(gòu)件以環(huán)形的環(huán)或部分環(huán)形的環(huán)布置，并且在所述卷繞器構(gòu)件和所述變形器結(jié)構(gòu)之間界 定有環(huán)形空間或部分環(huán)形空間。
11.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述變形器結(jié)構(gòu)具有一個(gè)或多 個(gè)彎曲的變形表面。
12.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述變形器結(jié)構(gòu)包括槽路徑， 所述槽路徑用于使所述細(xì)長元件牽引穿過以產(chǎn)生塑性變形。
13.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，包括變形器結(jié)構(gòu)，所述變形器結(jié)構(gòu)界定蜿蜒路徑，所述蜿蜒路徑用于使所述細(xì)長元件牽引穿過以產(chǎn)生塑性變形。
14.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述外部構(gòu)件包括多個(gè)分離的 間隔開的元件。
15.如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述細(xì)長元件在牽引穿過所述 變形器結(jié)構(gòu)之前形成為卷繞儲(chǔ)存。
16.如權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述卷繞儲(chǔ)存包圍所述卷繞器但從 所述卷繞器間隔開。
17.如權(quán)利要求16所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其中，所述卷繞器包括內(nèi)部構(gòu)件，所述內(nèi)部 構(gòu)件布置成相對于外部構(gòu)件相對轉(zhuǎn)動(dòng)；所述外部構(gòu)件包括所述變形結(jié)構(gòu)，且所述細(xì)長元件 在牽引穿過所述變形器結(jié)構(gòu)之前形成為圍繞所述外部構(gòu)件的卷繞儲(chǔ)存。
18.如權(quán)利要求17所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器，并且還包括圍繞所述卷繞儲(chǔ)存的覆蓋物。
19.一種安全設(shè)備，其包含如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器。
20.一種跌落制動(dòng)系統(tǒng)，其包含如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器。
21.一種用于跌落制動(dòng)系統(tǒng)的安全設(shè)備，所述設(shè)備包括主體；第一連接裝置，其用于將所述安全設(shè)備連接到支撐結(jié)構(gòu)；鼓狀物，其安裝成相對 于所述主體轉(zhuǎn)動(dòng)；安全線，其纏繞在所述鼓狀物上，并且具有自由端；第二連接裝置，其用 于將用戶個(gè)人安全設(shè)備連接到所述安全線的所述自由端；速度敏感的離合器，其連接到所 述鼓狀物；以及如任一在先權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)能量吸收器。
22.—種旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其包括布置成相對轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)部構(gòu)件和外部構(gòu)件以及可塑性 變形材料的細(xì)長元件；所述外部構(gòu)件包括變形裝置；所述細(xì)長元件具有第一端和第二自由 端，所述第一端連接到所述內(nèi)部構(gòu)件，所述第二自由端遠(yuǎn)離于所述第一端，并且所述細(xì)長元 件在所述第一端和所述第二端之間的位置穿過所述變形裝置；使得當(dāng)小于預(yù)先設(shè)置值的力 偶施加在所述內(nèi)部構(gòu)件和所述外部構(gòu)件之間時(shí)，所述細(xì)長元件不穿過所述變形裝置，并且 所述內(nèi)部構(gòu)件和所述外部構(gòu)件不存在相對轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)大于預(yù)先設(shè)置值的力偶施加在所述內(nèi) 部構(gòu)件和所述外部構(gòu)件之間時(shí)，所述細(xì)長構(gòu)件穿過所述變形裝置并且塑性變形，從而吸收 能量并允許所述內(nèi)部構(gòu)件和所述外部構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
23.一種旋轉(zhuǎn)能量吸收器，其包括卷繞器構(gòu)件；可塑性變形材料的細(xì)長元件；所述細(xì)長元件具有第一端和第二自由端，所述第一端連接到所述卷繞器構(gòu)件，所述第 二自由端遠(yuǎn)離于所述第一端，所述卷繞器構(gòu)件的相對轉(zhuǎn)動(dòng)引起所述細(xì)長元件以線卷形式圍 繞所述卷繞器構(gòu)件纏繞，使所述細(xì)長元件塑性變形，以使在所述能量吸收器的操作之后，所 述細(xì)長元件以線卷形式圍繞所述卷繞器構(gòu)件纏繞。
全文摘要
一種一般用于跌落制動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)能量吸收器(1)具有卷繞器(5)、一長度的可塑性變形的條帶(4)以及變形器結(jié)構(gòu)(3，3c)?？伤苄宰冃蔚臈l帶具有連接到卷繞器(5)的第一端(4a)以及第二自由端(4b)，并且在第一端和第二端之間的位置延伸穿過變形器結(jié)構(gòu)。卷繞器構(gòu)件和變形器結(jié)構(gòu)(3，3c)的相對轉(zhuǎn)動(dòng)引起條帶牽引穿過變形器結(jié)構(gòu)，使條帶塑性變形并使條帶以線卷形式圍繞卷繞器構(gòu)件纏繞。
文檔編號A62B35/04GK101820952SQ200780101060
公開日2010年9月1日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者卡爾·瓊斯, 歐文·瓊斯 申請人:拉奇韋斯公開有限公司