CN102300609A - 跌落制动系统 - Google Patents

Abstract

跌落制动安全系统具有活动件，该活动件被布置以沿安全绳运动，并包括固定装置，该固定装置可响应于跌落事件而部署以将活动件固定在安全绳上的固定位置。能量吸收设备连接在活动件和使用者的中间，能量吸收设备包括可塑性变形的能量吸收器，该能量吸收器可响应于跌落事件而展开以从收起方位塑性变形到展开方位。能量吸收器可以具有卷绕形式部分以及在该卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸的长形舌部分，能量吸收器的该长形舌部分被布置以延伸从而从壳体突出，以连接扣环、系索或其他连接设备。

Description

跌落制动系统

本发明涉及跌落制动系统，且特别涉及包括竖直或显著倾斜向上延伸的安全绳的跌落制动系统(fall arrest system)，比如在用联接梯子或以其他方式攀上/攀下诸如建筑物或塔的结构时候所用的跌落制动系统。

这种装置可以方便地使用联接设备(通常指的是活动件设备(travellerdevice))，该联接设备被连接以沿使用者拉拽的竖直或向上延伸的安全绳索向上或向下运动。绳索典型地锁定到被攀上或攀下的建筑物或其它结构(例如塔)。活动件设备典型地具有自锁止的绳握具或夹具，自锁止的绳握具或夹具响应于跌落事件(当使用者跌落时)而激活，由此对活动件设备施加预定的负载，并且部署活动件设备的夹具或握具以握住安全绳索，使活动件设备固定在相对安全绳索的固定位置(fixed position)。活动件设备典型地被扣环(karabiner)或其他连接件连接到使用者所连接的柔软的系索。这种跌落制动装置的实例公开在，例如EP0272782和WO95/26784中。在EP0272782的装置中，凸轮夹27在跌落制动事件期间被部署，以便夹住安全绳索11。

理想的是，在跌落制动系统中包括能量吸收器装置，以便将跌落被制动时对使用者的反作用冲击最小化。在这种竖直或接近竖直的跌落制动系统中，能量吸收经常由使用者穿上包含系索或其他吊带物件的可撕裂带装置的方式达到的。

现在，一种改进的装置已经被设计出。

根据本发明的第一个方面，提供的跌落制动安全系统包含：

活动件设备，其被布置以沿安全绳运动，并包括固定装置，该固定装置是响应于跌落事件可部署的，以将活动件固定在安全绳上的固定位置；

能量吸收设备，其连接在所述活动件设备和使用者的中间，该能量吸收设备包括可塑性变形的能量吸收器，该能量吸收器响应于跌落事件可展开，以从收起方位塑性变形到展开方位。

优选的是，展开时能量吸收器起到使联接到使用者的点和活动件设备之间的分离距离变远的作用。

优选的是，刚性连接件提供在活动件设备和能量吸收设备之间。该刚性连接件优选的形式为刚性连接臂。刚性连接臂优选地枢轴旋转地连接到活动件设备和/或能量吸收设备。有益的是，刚性连接臂的移动引起固定装置的部署，以将活动件固定在安全绳上的固定位置。

优选的是，能量吸收器包含金属元件，金属元件展开为沿着围绕变形器的展开路径被拉动到塑性变形延伸状态，以便在跌落制动事件中吸收能量。

有益的是，能量吸收设备包括能量吸收器，该能量吸收器包含卷绕形式元件，该元件从卷绕形式状态展开到塑性变形延伸状态，以便在跌落制动事件中吸收能量。在展开期间，优选的是，卷绕形式部分绕轴旋转。

优选的是，展开时能量吸收器被拉动以绕可旋转的变形器元件塑性变形。

在优选的实施方案中，在未展开的状态中，能量吸收器具有：

卷绕部分；以及

长形舌部分，其在所述卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸。

有益的是，长形舌部分从能量吸收器的卷绕形式部分的边缘间隔开。优选的是，在卷绕形式部分和直线部分中间，能量吸收器具有弧形结合部分(curved linking portion)。这个装置需要带状物跟随蜿蜒的展开途径，以确保在塑性变形期间好的能量吸收特性。

优选的是，弧形结合部分延伸以绕变形器元件弯曲；和/或以与所述卷绕形式部分的邻近于所述弧形结合部分的弯曲相反的方向上弯曲。

在优选的实施方案中，能量吸收器包含可塑性变形的金属带状物。

典型地，能量吸收器包含连接工具以将能量吸收器连接到使用者所连接的物件诸如扣环或系索。在一个实施方案中，连接工具可以包含设置成通过所述能量吸收器的眼孔。

在一个实施方案中，优选的是，能量吸收器设置在构成能量吸收设备的框架或壳体内，在展开到塑性变形延伸状态期间能量吸收器被拉出框架或壳体，以便在跌落制动事件中吸收能量。

有益的是，在未展开状态，能量吸收器的长形舌部分以直线方向延伸从而从框架或壳体突出。

在这个实施方案中，优选的是，从壳体突出的长形舌部分带有覆盖层或套；和/或眼孔，以连接到扣环、系索或其他连接设备。

有益的是，活动件设备包括夹具或握具元件，该夹具或握具元件被部署为夹住或握住安全绳，以响应于跌落事件而将活动件固定在安全绳上的固定位置。

本发明的跌落制动系统特别地适于与向上延伸的安全绳一起使用。

根据第二个方面，本发明为跌落制动系统提供了能量吸收设备，该设备包含：

框架或壳体；

能量吸收器，其被安排在框架或壳体内，并具有卷绕形式部分和长形舌部分，该长形舌部分在卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸，能量吸收器的长形舌部分被布置以延伸从而从框架或壳体突出，并带有用于连接到扣环、系索或其他连接设备的工具。

根据再一方面，本发明为跌落制动系统提供了能量吸收设备，该设备包含：

能量吸收器，其具有卷绕形式部分，以及在卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸的长形舌部分；

可旋转的变形器元件，其位于卷绕形式部分与长形舌部分之间，其中展开时能量吸收器被拉动以绕可旋转的变形器元件塑性变形。

根据再一方面，本发明为跌落制动系统提供了能量吸收设备，该设备包含：

能量吸收器，其具有卷绕形式部分，以及在卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸的长形舌部分；

变形器元件，其位于卷绕形式部分与长形舌部分之间，其中展开时能量吸收器被拉动以绕变形器元件塑性变形；其中能量吸收器延伸以绕变形器元件弯曲，以便在与吸收器的卷绕形式部分的相邻于吸收器的绕变形器缠绕的部分的弯曲相反的方向上弯曲。

根据再一方面，本发明提供了用于跌落制动设备的能量吸收器，该能量吸收器包含：

卷绕形式部分，其具有卷绕轴；以及

长形舌部分，其在卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸；

弧形结合部分，其将舌部分从能量吸收器的卷绕形式部分的边缘间隔开；弧形结合部分在与卷绕形式部分的相邻于弧形结合部分的弯曲相反的方向上弯曲。

本发明现在将会仅以实施例的方式并参考附图做进一步描述，图中：

图1是根据本发明的跌落制动安全系统的示意图；

图2A和2B各自为根据本发明的能量吸收设备的侧视图和内面视图；

图3是能量吸收设备的截面示意图，示出了根据本发明的能量吸收器；

图4是系统的部分的平面图，示出了能量吸收设备与活动件设备之间的刚性连接。

参考图，图示出了包含活动件设备2的跌落制动系统1，该活动件设备1被刚性臂3连接到能量吸收设备4。扣环5联接到能量吸收设备4，使能够联接到使用者佩带的系索或安全吊带。

活动件设备是已知的星型轮自锁型，如公开在例如WO95/26784中的一般术语。如图1所示的活动件设备2包括在凸台上可枢转的凸轮部件6，该凸台位于安排在凸轮部件每一侧上的一对侧板中。以张紧弹簧(未示出)的形式的偏置工具在一端联接到凸轮部件，并在另一端联接到固定部件，诸如销(dowel)。偏置工具的作用是在向着锁止状态的方向偏置凸轮部件的枢转运动，在锁止状态中安全绳被活动件设备2紧紧地夹在凸轮部件6与滑块7之间，也并被固定在侧板之间。

可旋转的星型轮8防止了安全绳索从活动件设备2被移出。该星型轮包含中心毂，该中心毂接纳了转轴或螺栓和多个等间隔的径向突出的瓣状物9。如示，轮相对于主体部件的安排使得瓣状物执行圆形路径，该圆形路径压在安全绳上使其保持凹陷在滑块7与凸轮部件6之间。

图1示出了有凸轮部件6的活动件设备2在上升位置，其中没有与安全绳接合。正常使用中，在中性负载(neutral loading)下，凸轮部件被作用在凸轮重心的重力与张紧弹簧的张紧力的组合推入锁止位置。在这种情况中，联接设备被牢牢地锁止到安全绳以备所有的跌落制动情形。

臂3在枢轴10枢轴转动地连接到凸轮部件6的主体(其在图1中被侧板挡住)。操作是这样的，随着枢轴点10在槽11中移动(响应于臂3的移动)，导致凸轮主体6移动。在正常的攀爬或下降期间，在凸轮部件的连接枢轴10上的力是由设备的重量造成的。这个力和其方向足以克服凸轮部件向下(相反的)的力，并且从而移动凸轮部件以释放安全绳锁止。在此位置，没有凸轮部件锁止的情况下，正常的攀爬和下降是可能的。在跌落事件中，凸轮部件6的重量和张紧弹簧的作用导致设备锁止在安全绳上。此操作在现有技术系统已知。

如图4最清晰的所示，刚性连接臂3是两部分结合的并且包含第一支架部分3a，该第一支架部分3a具有一对间隔的侧元件(side element)3b、3c和桥3d。臂3h的第二支架部分包含第二对间隔的侧元件3e和3f和连接桥3g。桥被连接在以螺栓12方式提供的回转式连接件上。臂部分3e的侧元件3e和3f在由螺栓13提供的枢转连接件处枢轴旋转地连接到能量吸收设备4的框架。使用刚性支架3a和3h是为了组成刚性臂3，以确保能量吸收设备4和活动件设备2保持被固定的距离分开并且不能互相接触，否则接触可能造成对吸收设备4和活动件设备2中的一个或两者的冲击损坏。

能量吸收设备4包含由一对侧板14a、14b和连接桥14c所限定的框架壳体(chassis housing)。安装螺栓13穿过侧板14a、14b的相对孔并也通过穿过引导块15内的孔16而起到安装能量吸收器的作用，以便相对于框架壳体安装引导块15。滚子轴承17也被安装在框架壳体的侧板14a、14b之间。当安装到框架时，弓形引导槽18在滚子轴承17的圆柱表面与引导块15的弓形引导表面15a之间限定。引导块15包括第二弓形引导表面15b，该第二弓形引导表面15b与第一引导表面15a间隔并有大于第一引导表面15a的曲率半径。

框架壳体、引导块15和滚子轴承17一起保持能量吸收器带状物(energy absorber strip)19，其最清晰的在图3中被以未展开情况示出。能量吸收器带状物19是由不锈钢带状物形成。在未展开情况中，能量吸收器带状物19具有舌部分19a，该舌部分19a具有自由端19b。舌部分19a被连接到卷绕形式的部分19c。舌部分19a沿与卷绕形式部分19c的切线大致平行的直线方向延伸。吸收器带状物的结合部分19d为弯曲形式，以绕滚子轴承17延伸，将吸收器带状物的卷绕形式部分19c和舌部分19a连接。带状物的弧形结合部分19d以与相邻于弧形结合部分的卷绕形式部分19e的弯曲相反的方向上弯曲。这样带状物被形成有蜿蜒的或S型的区域。该布置使得，带状物的弧形结合部分19d绕滚子轴承缠绕大于90度，优选为90到180度之间。能量吸收器带状物的端19f被固定在锚定盘(anchor disc)(未示出)，该锚定盘被固定为在框架壳体内部可旋转。固定螺栓的孔24为了这个目的而提供。锚定盘由可旋转的凸台(未示出)保持，该凸台在侧板24a和24b之间延伸以允许锚定盘旋转。

能量吸收器带状物的舌19a，在未展开状态，从能量吸收设备4的框架壳体延伸并设置有眼孔20，通过该眼孔20可以固定扣环5。铝套21绕能量吸收器带状物的舌部分19a装配。套带有孔以与眼孔20配合。

在跌落制动事件发生时，臂3的移动导致活动件2的凸轮部件6随着枢轴点10在槽11中移动而枢转(响应于臂3的移动)。凸轮部件6的重量和张紧弹簧的作用导致设备锁止在安全绳上。由从固定到安全绳上的活动件悬下的使用者的重量导致对系统的冲力，超过了展开能量吸收器带状物所需要的预定限制，导致能量吸收器带状物19从舌部分端部被拉出框架壳体。随着这个的发生，卷绕形式部分中的带状物的长度随着卷绕形式部分在可旋转的锚定盘上旋转而减小。带状物的长度被拉动通过可旋转的轴承17，沿着蜿蜒的展开路径，通过引导槽18。在这种情况下，能量吸收器带状物从其卷绕形式的未展开状态塑性变形到直线展开状态。在这种情况下，眼孔20与能量吸收设备的框架外壳之间的分离距离增加了。

本发明提供了特别有效的方式，为跌落制动系统提供了能量吸收器的能力，该跌落制动系统是具有用于竖直或向上安置的安全绳的自动锁定装置的活动件的类型。本发明使坚固的可塑性变形的能量吸收器能够被使用。使用卷绕形式储藏的吸收器减小了总体尺寸，并且通过蜿蜒的引导路径展开到直线状态确保了有效的能量的吸收。供给的滚子轴承也增加了效率。在正常使用中，在活动件和能量吸收设备之间的刚性连接防止了意外损坏，否则由一个冲击在另一个上可能导致意外损坏。

Claims (26)

1.一种跌落制动安全系统，包含：

活动件设备，其被布置以沿安全绳运动，并包括固定装置，所述固定装置响应于跌落事件是可部署的，以将所述活动件固定在所述安全绳上的固定位置；

能量吸收设备，其连接在所述活动件设备和使用者的中间，所述能量吸收设备包括可塑性变形的能量吸收器，所述可塑性变形的能量吸收器响应于跌落事件是可展开的，以从收起方位塑性变形到展开方位。

2.如权利要求1所述的跌落制动系统，其中在展开时，所述能量吸收器起到使联接到使用者的点和所述活动件设备之间的分离距离变远的作用。

3.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，包括刚性连接臂，所述刚性连接臂在所述活动件设备和所述能量吸收设备之间延伸。

4.如权利要求3所述的跌落制动系统，其中所述刚性连接臂被枢轴转动地连接到所述活动件设备和/或所述能量吸收设备。

5.如权利要求3或权利要求4所述的跌落制动系统，其中所述刚性连接臂的移动引起所述固定装置的部署，以将所述活动件固定在所述安全绳上的固定位置。

6.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中所述能量吸收器包含金属元件，所述金属元件展开为沿着围绕变形器的展开路径被拉动到塑性变形延伸状态，以便在跌落制动事件中吸收能量。

7.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中所述能量吸收设备包括能量吸收器，所述能量吸收器包含卷绕形式元件，所述卷绕形式元件从卷绕形式状态展开到塑性变形延伸状态，以便在跌落制动事件中吸收能量。

8.如权利要求6或权利要求7所述的跌落制动系统，其中在展开时，所述能量吸收器被拉动以围绕可旋转的变形器元件塑性变形。

9.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中在未展开状态中，所述能量吸收器具有：

卷绕形式部分，其具有卷绕轴；以及

长形舌部分，其在所述卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸。

10.如权利要求9所述的跌落制动系统，其中所述长形舌部分从所述能量吸收器的所述卷绕形式部分的边缘间隔开。

11.如权利要求9或权利要求10所述的跌落制动系统，其中在所述卷绕形式部分和直线部分中间，所述能量吸收器具有弧形结合部分。

12.如权利要求11所述的跌落制动系统，其中所述弧形结合部分：

延伸以围绕变形器元件弯曲；和/或

以与所述卷绕形式部分的邻近于所述弧形结合部分的弯曲相反的方向上弯曲。

13.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中所述能量吸收器包含可塑性变形的金属带状物。

14.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中所述能量吸收器包含连接工具，以将所述能量吸收器连接到使用者连接的物品，诸如扣环或系索。

15.如权利要求14所述的跌落制动系统，其中所述连接工具包含设置成穿过所述能量吸收器的眼孔。

16.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中所述能量吸收器设置在壳体内，所述壳体构成所述能量吸收设备，在展开到塑性变形延伸状态期间所述能量吸收器被拉出所述壳体，以便在跌落制动事件中吸收能量。

17.如权利要求16所述的跌落制动系统，其中在未展开状态，所述能量吸收器的长形舌部分在直线方向延伸以从所述壳体突出。

18.如权利要求17所述的跌落制动系统，其中从所述壳体突出的所述长形舌部分设置有：

覆盖层或套；和/或

眼孔，其用于连接到扣环、系索或其他连接设备。

19.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，其中所述活动件设备包括夹具或握具元件，所述夹具或握具元件被部署为夹住或握住所述安全绳，以响应于跌落事件而将所述活动件固定在所述安全绳上的固定位置。

20.如任一在先权利要求所述的跌落制动系统，用于与向上延伸的安全绳一起使用。

21.一种用于跌落制动系统的能量吸收设备，所述设备包含：

壳体；

能量吸收器，其被安排在所述壳体内，并具有卷绕形式部分和长形舌部分，所述长形舌部分在所述卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸，所述能量吸收器的所述长形舌部分被布置以延伸从而从所述壳体突出，并设置有用于连接到扣环、系索或其他连接设备的工具。

22.一种用于跌落制动系统的能量吸收设备，所述设备包含：

能量吸收器，其具有卷绕形式部分，以及在所述卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸的长形舌部分；

可旋转的变形器元件，其位于所述卷绕形式部分与长形舌部分之间，其中在展开时，所述能量吸收器被拉动以围绕所述可旋转的变形器元件塑性变形。

23.如权利要求22所述的能量吸收设备，其中所述能量吸收器延伸以围绕所述可旋转的变形器元件弯曲，以便在与所述吸收器的所述卷绕形式部分的邻近于所述吸收器的围着所述变形器缠绕的部分的弯曲相反的方向上弯曲。

24.一种用于跌落制动系统的能量吸收设备，所述设备包含：

能量吸收器，其具有卷绕形式部分，以及在所述卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸的长形舌部分；

变形器元件，其位于所述卷绕形式部分与长形舌部分之间，其中在展开时，所述能量吸收器被拉动以绕所述变形器元件塑性变形；其中所述能量吸收器延伸以绕所述变形器元件弯曲，以便在与所述吸收器的所述卷绕形式部分的邻近于所述吸收器的围着所述变形器缠绕的部分的弯曲相反的方向上弯曲。

25.一种用于跌落制动设备的能量吸收器，所述能量吸收器包含：

卷绕形式部分，其具有卷绕轴；以及

长形舌部分，其在所述卷绕形式部分的边缘沿直线方向延伸；

弧形结合部分，其将所述舌部分从所述能量吸收器的所述卷绕形式部分的边缘间隔开；所述弧形结合部分在与所述卷绕形式部分的邻近于所述弧形结合部分的弯曲相反的方向上弯曲。

26.如权利要求25所述的能量吸收器，用金属带材料形成。

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