專利名稱：防墜系統(tǒng)安全裝置的制作方法
防墜系統(tǒng)安全裝置本發(fā)明涉及一種防墜系統(tǒng)安全裝置(fall arrest system safety device)，尤其是一種包括滾筒(drum)、典型地包括能量吸收設(shè)備的裝置，安全繩用于滾筒上，能量吸收設(shè)備用于吸收防墜情形下的能量。防墜系統(tǒng)用于防止高空作業(yè)的人員遭受由于墜落導(dǎo)致的傷害。防墜系統(tǒng)通常指的是高空安全系統(tǒng)或阻墜系統(tǒng)。經(jīng)常地，此類系統(tǒng)包括被設(shè)置為從固定結(jié)構(gòu)懸掛于頭頂?shù)乃^的安全保護(hù)部件(safety block)。此類設(shè)備典型地包括安全繩纏繞于其上的滾筒；設(shè)置為防止?jié)L筒以高于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的速度響應(yīng)機(jī)構(gòu)；和能量吸收裝置，能量吸收裝置被設(shè)置為當(dāng)速度響應(yīng)機(jī)構(gòu)被啟動(dòng)時(shí)，如果產(chǎn)生超過預(yù)定閾值的載荷，則能量吸收裝置就被激活。能量吸收裝置典型地為摩擦制動(dòng)設(shè)備或可塑性變形的金屬條設(shè)備，金屬條設(shè)備在展開過程中塑性變形以吸收能量?，F(xiàn)在提出一種改進(jìn)的設(shè)備。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種用于在防墜系統(tǒng)中使用的安全裝置，該安全裝置包括安全繩滾筒，其安裝用于旋轉(zhuǎn)，且安全繩纏繞于其上；退出設(shè)備(exit arrangement)，其用于使安全繩退出該裝置；其中退出設(shè)備被設(shè)置為允許安全繩在一系列不同的退出位置退出該裝置。安全裝置優(yōu)選地還包括用于將安全裝置附接至支撐結(jié)構(gòu)的附接裝置。有利地，附接裝置包括定位于安全裝置的上部部分的區(qū)域內(nèi)的懸掛裝置，安全裝置可由懸掛裝置懸掛。本發(fā)明尤其適合于其中提供重繞或重纏機(jī)構(gòu)(rewinding or re-spooling mechanism)的裝置，重繞或重纏機(jī)構(gòu)被設(shè)置以在安全繩內(nèi)沒有足夠的張力來放出繩的情況下起作用以旋轉(zhuǎn)所述滾筒從而將所述安全繩重繞至所述滾筒上。有利地，該裝置還包括能量吸收裝置，能量吸收裝置被設(shè)置為根據(jù)安全繩內(nèi)預(yù)定張力的施加而展開以吸收施加到繩上的能量。安全裝置優(yōu)選地還包括響應(yīng)于滾筒的旋轉(zhuǎn)速度的速度響應(yīng)接合機(jī)構(gòu)，在超過滾筒的預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，速度響應(yīng)接合機(jī)構(gòu)被激活以接合滾筒(或連接至滾筒的構(gòu)件)以便抑制滾筒的旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，退出設(shè)備可有利地包括長形槽。長形槽優(yōu)選地從下端延伸至上端。在優(yōu)選實(shí)施方式中，長形槽優(yōu)選地以拱形的樣式從槽的下端延伸至槽的上端。其中該裝置包括位于安全裝置上部部分區(qū)域內(nèi)的懸掛裝置，安全裝置可由懸掛裝置懸掛，槽優(yōu)選主要位于安全裝置的一側(cè)(當(dāng)由懸掛裝置懸掛時(shí))。有利地，當(dāng)安全繩的端部收回進(jìn)入裝置時(shí)，槽作為引導(dǎo)件以提高安全繩的退出位置。為了該目的，安全繩可包括安裝的停止部件，比如護(hù)套或短截的部件(bob element)。在一個(gè)或更多實(shí)施方式中，繩引導(dǎo)部件可有利地安裝以相對(duì)槽被可滑動(dòng)地保持， 并提供引導(dǎo)件，繩可通過該引導(dǎo)件穿過退出設(shè)備。在此實(shí)施方式中，可以優(yōu)選的是，可滑動(dòng)地安裝的繩引導(dǎo)部件包括繩引導(dǎo)孔，安全繩被設(shè)置為穿過繩引導(dǎo)孔。
根據(jù)另一方面，安全繩裝置包括位于安全裝置上部部分的區(qū)域內(nèi)的懸掛裝置，安全裝置可由懸掛裝置懸掛，退出設(shè)備允許繩從裝置側(cè)面的多個(gè)退出位置退出。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于在防墜系統(tǒng)中使用的安全裝置，該安全裝置包括安全繩滾筒，其被安裝用于旋轉(zhuǎn)且安全繩纏繞于其上；重繞機(jī)構(gòu)，其被設(shè)置以在安全繩內(nèi)沒有足夠的張力來放出繩的情況下起作用以旋轉(zhuǎn)滾筒從而將安全繩重繞至滾筒上；退出設(shè)備，其用于使安全繩退出該裝置；其中該退出設(shè)備包括長形槽，且當(dāng)重繞機(jī)構(gòu)將安全繩朝其最大的限度重繞進(jìn)入裝置時(shí)，安全繩退出槽的位置沿著槽移動(dòng)。本發(fā)明現(xiàn)將僅僅以示例的方式且參照附圖做進(jìn)一步描述，其中

圖1是落入本發(fā)明范圍之外的防墜系統(tǒng)安全裝置的第一實(shí)施方式的截面示意圖， 為示范的目的示出；圖2至8是根據(jù)本發(fā)明的第一示范裝置的示意圖；圖9至15是根據(jù)本發(fā)明的第二示范裝置的示意圖。參照附圖，并首先參照?qǐng)D1，其中顯示了一種落入本發(fā)明范圍之外卻用于公開一種防墜安全裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)作的安全裝置，本發(fā)明可應(yīng)用于該防墜安全裝置從而以有利的方式有利地修改該裝置的運(yùn)作。圖1公開了具有主殼2的安全裝置(或安全保護(hù)部件)，主殼2內(nèi)安裝有軸5和旋轉(zhuǎn)滾筒3，旋轉(zhuǎn)滾筒3被安裝為能夠通過軸承4關(guān)于軸旋轉(zhuǎn)。該裝置包括附接孔43，用于由固定結(jié)構(gòu)懸掛，固定結(jié)構(gòu)在安全保護(hù)部件裝置的現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。安全繩纏繞在滾筒上，通過退出部份44穿出該裝置。在本實(shí)施方式中重點(diǎn)關(guān)注，該裝置被成型、構(gòu)造和設(shè)置以使當(dāng)該裝置由固定結(jié)構(gòu)懸掛時(shí)，安全繩出口 44位于附接孔43的正下方。在主殼2內(nèi)，重繞或重纏機(jī)構(gòu)8毗鄰并連接于旋轉(zhuǎn)滾筒3。當(dāng)一段安全繩從滾筒放出時(shí)(引起滾筒3的旋轉(zhuǎn))，重繞機(jī)構(gòu)給滾筒3施加小的扭矩，導(dǎo)致滾筒3以向著將安全繩重繞到滾筒上的方向反向旋轉(zhuǎn)。重繞機(jī)構(gòu)的一種優(yōu)選類型是表簧(clockspring)類型的螺旋彈簧。很多合適的重繞機(jī)構(gòu)在本領(lǐng)域中是已知的，因而此處將不再詳細(xì)地描述。重繞機(jī)構(gòu)設(shè)有軸頸軸承18。軸5的減小直徑的近端6容納在位于主殼2側(cè)面內(nèi)的尾軸承7中。在滾筒的另一側(cè)還與其連接有速度響應(yīng)接合設(shè)備，包括棘爪10和棘輪11的布置。 棘爪和棘輪的布置可例如為W02008/007119中所描述的類型。棘爪10被安裝用于通過樞軸突起27與滾筒3 —起旋轉(zhuǎn)，樞軸突起27容納在設(shè)置于滾筒3和面板14內(nèi)的分別的突起凹槽12、13中，面板14通過安全螺栓15固定于旋轉(zhuǎn)滾筒3上。棘輪板11被固定以與軸5 一起旋轉(zhuǎn)。滾筒的旋轉(zhuǎn)速度低于預(yù)定速率時(shí)，安全繩能夠不停地從滾筒放出。以此狀態(tài)，棘爪10與滾筒3 —起旋轉(zhuǎn)，且不與棘輪11的齒構(gòu)造接合。棘輪11維持固定于軸5，且軸5和棘輪11不與滾筒3—起旋轉(zhuǎn)。主殼2由端板16封閉，端板16通過螺栓17拴緊在主殼2上。軸5的遠(yuǎn)端21延伸穿過軸襯四，軸襯四固定在面板16內(nèi)的軸向縫隙中，軸襯允許軸5相對(duì)于面板16和主殼 2旋轉(zhuǎn)。軸的遠(yuǎn)端截面為D型，具有平面觀以使得能夠與將要描述的能量吸收器的連接盤繞部件進(jìn)行鎖緊接合連接(keying engagement connection)。軸密封件19密封軸5。這樣設(shè)置確保主殼2的內(nèi)部被密封以與裝置的外部環(huán)境隔開，即使軸延伸穿過作為分隔壁的面板16。能量吸收器的殼20被螺栓固定在主殼2上，且包括具有能量吸收條23的能量吸收筒(energy absorber cartridge) 22。能量吸收條23以非展開的盤繞的形式被裝載在筒22中。當(dāng)在防墜情況下使用時(shí)，能量吸收條展開為變形狀態(tài)以吸收墜落的能量。能量吸收條23被設(shè)置為響應(yīng)于軸5和結(jié)合的盤繞部件35相對(duì)于變形環(huán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而吸收能量。能量吸收條包括沿其整個(gè)長度具有恒定厚度和寬度的不銹鋼鋼條23。操作中，能量吸收器通過不銹鋼鋼條23的塑性變形吸收能量。吸收筒22通過螺栓固定于主殼的面板16 上，并提供抵抗環(huán)境影響的保護(hù)，比如風(fēng)蝕或塵埃。還可使用其他的吸收設(shè)備，比如摩擦制動(dòng)器或離合型能量吸收器。在防墜情況下，安全繩以高于普通“安全”放出狀態(tài)的速度從滾筒3放出。在滾筒 3的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定的閾值時(shí)，棘輪11引起棘爪10以一定程度反沖出(kick out)，以使樞軸安裝的棘爪10圍繞其樞軸突起27樞轉(zhuǎn)，超過翻倒點(diǎn)(tipping point)，并定向于接合位置，在該接合位置中棘爪10與棘輪11的齒接合。這在W02008/007119中有更詳細(xì)地描述，但在該文件描述的設(shè)備中，棘爪相對(duì)于安全繩滾筒是固定的且棘輪與安全繩滾筒一起旋轉(zhuǎn)，這與本文描述的狀態(tài)相反。在齒接合位置，滾筒3通過棘爪10和棘輪11的接合有效地與軸5相結(jié)合。滾筒3的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)于是導(dǎo)致軸5 (和滾筒幻以相同方向耦合旋轉(zhuǎn)。另外，軸5的端部21被驅(qū)動(dòng)地結(jié)合至盤繞部件35，因而引起盤繞部件35相對(duì)于變形環(huán)33的旋轉(zhuǎn)。該相對(duì)的旋轉(zhuǎn)將不銹鋼鋼條34繞著盤繞部件5纏繞并拉到盤繞在環(huán)狀的條儲(chǔ)存槽 37內(nèi)的不銹鋼鋼條34通過變形器內(nèi)的槽并進(jìn)入環(huán)狀的空間38。當(dāng)條34穿過槽時(shí)，條34 塑性變形并因而吸收能量。在由于防墜情形而使用了能量吸收器之后，能量吸收器可通過移除吸收器外殼 21、移除用盡的筒22、通過安裝替換筒并將吸收器外殼21重新固定在合適位置來替換筒。 所有這些都可以不干擾裝置的任何其他工作部件而進(jìn)行，該任何其他工作部件保持密封在由軸端部21延伸穿過的作為分隔壁的面板16封閉的主殼2內(nèi)。因?yàn)樵撗b置被成型、構(gòu)造并設(shè)置以使當(dāng)該裝置由附接孔懸掛于固定結(jié)構(gòu)時(shí)安全繩出口 44位于附接孔43的正下方，而產(chǎn)生了關(guān)于裝置的該實(shí)施方式提出的技術(shù)性能的問題。 因此，當(dāng)繩從裝置放出時(shí)(由于連接于安全繩端部的用戶的正常運(yùn)動(dòng))或收回進(jìn)入裝置時(shí) (通過卷取彈簧)，在安全繩和出口之間會(huì)發(fā)生高度的摩擦。該摩擦可以通過允許安全繩以如下方式退出該裝置而減小，即在正常的平衡懸掛時(shí)不在位于附接點(diǎn)正下方的出口退出， 而是在繩從滾筒展開的側(cè)面上的側(cè)出口退出。這種設(shè)置形成了本發(fā)明的技術(shù)特征且此類安全保護(hù)部件裝置101的實(shí)施方式在圖2至8中示出。在該實(shí)施方式中，懸掛附接孔143位于裝置外殼102的頂部并提供了用于從固定結(jié)構(gòu)懸掛該裝置的附接工具。當(dāng)該裝置在其自重且沒有施加的負(fù)載的影響下由孔 143平衡懸掛時(shí)，該裝置使得用于繩巧4退出外殼102的退出設(shè)備144位于外殼的側(cè)面，且不位于附接孔143的正下方。退出設(shè)備144包括拱形槽170，拱形槽170設(shè)置在拱形蓋板 179內(nèi)并圍繞裝置的外殼102的圓周延伸一長度。槽內(nèi)安裝有滑動(dòng)件175，滑動(dòng)件175具有有孔的繩引導(dǎo)件176和遠(yuǎn)離槽成拱形延伸的覆蓋部份177。滑動(dòng)件形成有一對(duì)凸緣，用于與槽170的邊緣重疊，確?；瑒?dòng)件175通過槽保持為滑動(dòng)關(guān)系?；瑒?dòng)件175和槽之間的關(guān)系非常清晰地展示在圖4至7中。在圖4和6所示的構(gòu)造中，滑動(dòng)件175被設(shè)置在相對(duì)于槽170的最上部的位置，且槽大部分被覆蓋部份177覆蓋。在圖5、7和8所示的構(gòu)造中，滑動(dòng)件175被放置在其最下部的位置，且槽170被以很大程度暴露。在被附接于用戶之前的正常靜止形態(tài)下，裝置的狀態(tài)大體如圖3A中所示。在該形態(tài)下，裝置由孔143懸掛且裝置平衡以使繩纏繞于其上的滾筒103的軸線位于懸掛孔143 正下方。在該形態(tài)下，表簧重纏機(jī)構(gòu)8將滾筒重繞至其將救生繩重繞至外殼102內(nèi)的最大限度。位于外殼端部的短截護(hù)套180將在引導(dǎo)孔176附近與滑動(dòng)件175接合，并在表簧重纏機(jī)構(gòu)8的影響下使滑動(dòng)件向上移動(dòng)至其最高的限度。當(dāng)繩附接于用戶時(shí)，隨著用戶遠(yuǎn)離外殼移動(dòng)且滾筒在其軸線上旋轉(zhuǎn)時(shí)，繩將從外殼放出。根據(jù)用戶移動(dòng)的方向和繩放出的角度，滑動(dòng)件175將沿著槽170向上或向下移動(dòng)至靜止或平衡位置。除非在任一方向上達(dá)到槽170的端部限制，否則沒有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩被施加于裝置，這將保持滾筒103的軸線位于懸掛孔143的正下方。此為圖3C中所示的狀態(tài)。發(fā)生防墜情形時(shí)，如本文之前所述，滾筒103的旋轉(zhuǎn)被阻止。由繩施加的載荷于是被傳遞以對(duì)裝置施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩或扭矩，導(dǎo)致裝置重新定向其自身以使當(dāng)前教導(dǎo)的救生繩從懸掛孔143的懸掛點(diǎn)的正下方向下延伸。此為圖:3B中所述的形態(tài)。本發(fā)明的系統(tǒng)使得此構(gòu)造能夠被采用，并且進(jìn)一步發(fā)生的救生繩的左右搖擺不需要外殼102以左右的方式搖擺，因?yàn)榫壬K可以通過在槽170內(nèi)簡(jiǎn)單地左右移動(dòng)滑動(dòng)件175而在槽170內(nèi)搖擺。以此方式，從外殼退出的救生繩的負(fù)載被減小或避免，尤其是在防墜情形下。與固定出口不同， 在墜落情形下，該裝置可以有效地獨(dú)立于退出設(shè)備而移動(dòng)，因而限制了對(duì)用戶的振動(dòng)影響。正常使用時(shí)，退出設(shè)備144移動(dòng)至對(duì)于收回和放出救生繩為最小阻力的位置，這將相當(dāng)?shù)販p小救生繩和退出設(shè)備孔上的磨損。根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施方式在圖9至15中示出。在該實(shí)施方式中，裝置201 大體類似于圖2至8中的裝置，但退出設(shè)備244包括拱形槽270(提供在拱形板279內(nèi))， 但不需要滑動(dòng)件。豎直向外突出的周圍唇部(peripheral lip) 278限定了槽270的邊緣。 與圖2至8的實(shí)施方式的示例一樣，引導(dǎo)槽270被定位以延伸，以在懸掛孔243和救生繩纏繞于其上的滾筒的軸線之間為繩的側(cè)面提供退出設(shè)施。確實(shí)，如前所述，槽為滾筒的側(cè)面提供退出設(shè)施，而不是在其正下方。在被附接于用戶之前的正常靜止形態(tài)下，裝置的狀態(tài)大體如圖9中所示。在該形態(tài)中，裝置由孔243懸掛并且裝置是平衡的，以使繩被纏繞于其上的滾筒103的軸線位于懸掛孔M3的正下方。在該形態(tài)中，不存在任何作用在救生繩上的施加的載荷，表簧重纏機(jī)構(gòu)8重繞滾筒至其最大限度，將救生繩重繞進(jìn)外殼202內(nèi)并至滾筒8 上。位于外殼端部的短截護(hù)套280將與槽270接合且在表簧重纏機(jī)構(gòu)8的影響下，被沿著槽向上引導(dǎo)至其最高的限度，直至其位于設(shè)置在槽頂部的停靠環(huán)觀5內(nèi)。在其中裝置由附接孔懸掛且繩向下延伸的實(shí)施方式中主要描述了該裝置。然而應(yīng)該理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可通過在其他的定向中使用而實(shí)現(xiàn)，比如其中救生繩被水平地展開的定向。
權(quán)利要求
1.一種安全裝置，用于在防墜系統(tǒng)中使用，所述安全裝置包括安全繩滾筒，其安裝成用于旋轉(zhuǎn)，且安全繩纏繞在所述安全繩滾筒上；退出設(shè)備，其用于使所述安全繩退出所述裝置；其中所述退出設(shè)備被設(shè)置以允許所述安全繩在一系列不同的退出位置退出所述裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全裝置，還包括用于將所述安全裝置附接于支撐結(jié)構(gòu)的附接裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全裝置，其中所述附接裝置包括位于所述安全裝置的上部部分的區(qū)域內(nèi)的懸掛裝置，且所述安全裝置能由所述懸掛裝置懸掛。
4.根據(jù)任一之前權(quán)利要求所述的安全裝置，還包括重繞或重纏機(jī)構(gòu)，所述重繞或重纏機(jī)構(gòu)被設(shè)置以在所述安全繩內(nèi)沒有足夠的張力來放出所述繩的情況下起作用以旋轉(zhuǎn)所述滾筒從而將所述安全繩重繞至所述滾筒上。
5.根據(jù)任一之前權(quán)利要求所述的安全裝置，還包括能量吸收裝置，所述能量吸收裝置被設(shè)置為根據(jù)所述安全繩內(nèi)預(yù)定張力的施加而展開以吸收施加到所述繩的能量。
6.根據(jù)任一之前權(quán)利要求所述的安全繩，還包括響應(yīng)于所述滾筒的旋轉(zhuǎn)速度的速度響應(yīng)接合機(jī)構(gòu)，在超過所述滾筒的預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，所述速度響應(yīng)接合機(jī)構(gòu)被激活以接合所述滾筒(或接合連接到所述滾筒的構(gòu)件)，以便抑制所述滾筒的旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)任一之前權(quán)利要求所述的安全裝置，其中所述退出設(shè)備包括長形槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安全裝置，其中所述長形槽從下端延伸到上端。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的安全裝置，其中所述長形槽以拱形的樣式從下端延伸到上端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的安全裝置，包括位于所述安全裝置的上部部分的區(qū)域內(nèi)的懸掛裝置，所述安全裝置能由所述懸掛裝置懸掛，當(dāng)所述裝置由所述懸掛裝置懸掛時(shí)，所述槽位于所述裝置的一側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)所述的安全裝置，其中，當(dāng)所述安全繩的端部被收回進(jìn)入所述裝置時(shí)，所述槽作為引導(dǎo)件以提高所述安全繩的所述退出位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11中任一項(xiàng)所述的安全裝置，其中繩引導(dǎo)部件被安裝為相對(duì)于所述槽可滑動(dòng)地保持。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的安全裝置，其中所述繩引導(dǎo)部件包括繩引導(dǎo)孔，所述安全繩被設(shè)置為穿過所述繩引導(dǎo)孔。
14.根據(jù)任一之前權(quán)利要求所述的安全裝置，包括位于所述安全裝置的上部部分的區(qū)域內(nèi)的懸掛裝置，所述安全裝置能由所述懸掛裝置懸掛，所述退出設(shè)備允許所述繩在所述裝置的側(cè)面的多個(gè)退出位置處退出。
15.一種安全裝置，用于在防墜系統(tǒng)中使用，所述安全裝置包括安全繩滾筒，其安裝成用于旋轉(zhuǎn)，且安全繩纏繞在所述安全繩滾筒上；重繞機(jī)構(gòu)，其被設(shè)置以在所述安全繩內(nèi)沒有足夠的張力來放出所述繩的情況下起作用以旋轉(zhuǎn)所述滾筒從而將所述安全繩重繞至所述滾筒上；退出設(shè)備，其用于使所述安全繩退出所述裝置；其中所述退出設(shè)備包括長形槽，且當(dāng)所述重繞機(jī)構(gòu)將所述安全繩向其最大限度重繞進(jìn)入所述裝置時(shí)，所述安全繩退出所述槽的位置沿著所述槽移動(dòng)。
全文摘要
一種安全裝置，比如安全保護(hù)部件，用于防墜系統(tǒng)，具有用于安全繩退出該裝置的退出設(shè)備；退出設(shè)備被設(shè)置為允許安全繩在一系列不同的退出位置退出該裝置。退出設(shè)備可以是長形槽的形式。當(dāng)安全繩重繞進(jìn)入繩滾筒時(shí)，繩退出槽的位置可沿槽移動(dòng)。
文檔編號(hào)A62B1/10GK102307625SQ201080007043
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者歐文·瓊斯 申請(qǐng)人:拉奇韋斯公開有限公司