CN101977657B - 带有绳索驱动机构的坠落保险装置 - Google Patents
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Abstract
坠落保险装置具有卷绕在卷筒上的安全绳索(105)、在该绳索从卷筒上解绕时张紧的回送弹簧和用于在由该绳索保护固定的人员坠落时阻止卷筒沿绳索解绕方向旋转的锁止装置。绳索驱动机构设计为，将绳索(105)从卷筒上解绕并且将绳索端部与固定在其上的钩子(290)缓慢地向下运动，以便人员能够钩在该安全绳索(105)上。驱动机构具有一电机(140)，该电机通过惯性轮(200)驱动绳索驱动轮(210)，以降下带有钩子(290)的绳索端部。为再次卷绕绳索，电机(140)在相反的旋转方向上以可控的转速运行，以便限制张紧的止回弹簧提升绳索(105)的速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有安全绳索的坠落保险装置，该安全绳索能在所保护固定的人员坠落的情况下锁止。此外，本发明还涉及一种用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构。
背景技术
这种坠落保护装置在现有技术中是已知的，例如参见英国专利文献1552667和欧洲专利申请0247818。这些装置具有一以可转动的方式支承在壳体中的卷筒，用于卷绕或解绕安全绳索。在解绕时，回送弹簧被张紧，该回送弹簧在人员释放绳索时将绳索再次卷绕。一锁止装置位于卷筒中，该锁止装置防止绳索在连接在绳索上的人员突然坠落时的继续解绕。人员可以连接在其上的绳索通过坠落保护装置的下端上的一个孔伸出，并且设有连接钩。
已知的坠落保险装置，有时候也称作高空保险装置，通常悬挂在厂房或类似物的天花板上，并且该装置的连接钩通常位于由于该装置的内部回送弹簧而形成的最上部位置。为联系上所述连接钩，通常在该连接钩上悬挂一皮带，借助于该皮带可向下拉绳索，并且解绕安全绳索，以便使待保护固定的人员能够连接在装置上。传统的皮带永久性地妨碍在工厂建筑中的工作。也可以借助于提升器与连接钩相联系，但这种方式特别昂贵。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是创造一种坠落保险装置，该坠落保险装置可以在没有皮带的情况下也能向下拉连接钩，并且待保护固定的人员可以容易地连接在该坠落保险装置上。
为解决该技术问题，本发明创造了一种坠落保险装置，其带有一卷绕在卷筒上的安全绳索、在绳索从卷筒上解绕时张紧的回送弹簧和用于在通过绳索保护固定的人员坠落时阻止卷筒朝绳索解绕方向旋转的锁止装置，其特征在于用于将绳索从卷筒解绕并且使绳索从该装置向下运动的绳索驱动机构，其中，驱动机构具有驱动电机、绳索驱动轮和惯性轮，并且驱动轮由电机通过惯性轮沿一个旋转方向驱动而解绕绳索并使绳索向下运动。
利用按照本发明的装置可以通过按压按钮来降下连接钩。
为改善从驱动轮到绳索的驱动力传递，绳索驱动机构优选具有一压紧轮，并且绳索被导引穿过驱动轮和压紧轮之间的间隙，并且在所述间隙中与两个轮摩擦接合地接触。压紧轮的压紧力优选可调。驱动轮可以以可转动的方式支撑在可枢转的杠杆上，并且所述杠杆通过弹簧力预加载，以便将压紧轮压到绳索上。
按照一种有利的实施例，电机配设有一个用于在一个旋转方向和一个相反的旋转方向之间切换电机旋转方向和用于至少在相反的旋转方向上设定预定的电机转速的装置，以便在相反的电机旋转方向上通过所设定的电机转速限制绳索的卷绕速度。电机优选是带有用于切换电机转向和用于设定两个旋转方向上的预定电机转速的控制电路的交流电机。通过所设定的反向运行(相反的旋转方向)中的电机转速防止或限制绳索的快速向上运动，并且绳索仅以与所设定的转速相应的那样快地向上移动。电机优选是三相异步交流电机，其在两个旋转方向上的转速可通过变频器设定。
为防止绳索端部在向上卷绕时从驱动轮和压紧轮之间的间隙抽出，优选在驱动轮下方设置止挡，并且在绳索上固定有用于在绳索到达上顶端位置时抵靠在止挡上的间距保持件。该止挡同时可以用作限位开关操纵装置。
电机可以通过无线电或通过汇流排被控制。
按照另一种观点，本发明涉及一种用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构(权利要求17至31)。
附图说明
以下参照附图更详细地说明本发明，在附图中示出：
图1是带有绳索驱动机构的按本发明的坠落保险装置的立体视图；
图2是图1所示装置的前视图，其中，驱动机构的壳体敞开，以便示出其内部部件；
图3A、图3B、图3C和图3D示意地示出了惯性轮的示意图，用于说明装置的运行方式；
图4是套筒惯性轮的示意图，以及
图5是驱动电机的电子控制的方框图。
具体实施方式
如图1和图2所示，坠落装置100具有壳体110、120，一绳索卷筒(未示出)以可转动的方式支承在该壳体中，用于卷绕和解绕安全绳索105。安全绳索105通过壳体110、120下端的(未示出的)绳索孔伸出。
在壳体110、120中以可转动的方式支承有一(未示出)卷筒。当想要连接在安全绳索105上的人员将绳索向下拉并且从卷筒解绕时，(未示出的)回送弹簧(Rückholfeder)被张紧，该回送弹簧在人员从绳索解开并释放绳索时再次将绳索向上拉并且卷绕在卷筒上。坠落保险装置100还具有(未示出)锁止机构，当绳索被以小的速度缓慢向下拉时，该锁止机构允许卷筒旋转，以解绕绳索，但是，当绳索被以高的速度向下拉时，比如在连接在安全绳索105上的人员坠落时，该锁止机构锁止解绕安全绳索105意义上的旋转。悬挂装置115位于壳体110，120上部。
具有这些特征的坠落保险装置在现有技术中已经由前述的专利文献公开，因此在此不详细说明。
按照本发明，在卷筒壳体110、120下方固定有绳索驱动机构。绳索驱动机构具有壳体170、180，该壳体可以通过中间框架或中间板固定在卷筒壳体110、120上。绳索驱动机构具有驱动轮210和反压轮或压紧轮220，所述驱动轮和压紧轮支承在壳体180、170中。安全绳索105从卷筒壳体110，120垂直向下延伸经过壳体170、180，并且被导引穿过驱动轮210和反压轮220之间的间隙，并且在所述间隙中与轮210、220摩擦地接触，以传递驱动力。安全绳索105在轮210，220下方延伸经过固定在壳体170、180的底侧上的导引环260。在绳索105的自由端上固定有钩子290。支承在钩子290上的间距保持件270位于该钩子290的上方。
在上顶端位置，间距保持件270容纳在导引环260中，并且以其上端抵靠在止挡280上，绳索导引穿过该止挡，并且该止挡在壳体内位于导引环260和轮对210，220之间。通过这种方式防止绳索105在卷绕时向上从轮210和220之间的间隙中抽出。止挡280优选同时是限位开关操纵装置，并且由在其右侧以可转动的方式支承的杠杆组成，当间距保持件270与止挡280接触时，该杠杆操纵限位开关190。
另一杠杆或者以可枢转的方式支承的L形等臂杆230位于壳体170、180中，反压轮220以可转动的方式支承在该等臂杆或另一杠杆上。压力弹簧240将反压轮220压向驱动轮210，以在这两个轮之间夹紧或张紧安全绳索105。压紧力调节机构250设置在弹簧240的自由端，并且由带有螺母的调整螺栓组成，其中，螺栓穿过固定在壳体170、180上的肘形件中的孔。反压轮120优选具有橡胶或塑料主体。
驱动轮210通过在图1中示出的电机140驱动，并且通过法兰连接在壳体170、180的背面。一夹紧箱160位于壳体170，180的正面，在该夹紧箱上固定有一用于控制电机的无线电接收器150。无线电控制不是本发明的重点，而且电机也可以通过汇流排控制。
按照本发明，电机驱动的驱动轮210通过惯性轮200驱动，该惯性轮从驱动电机140向驱动轮传递用于缓慢解绕绳索105的驱动力。
以下参照图3A、图3B、图3C和图3D说明惯性轮200的工作原理。附图没有示出惯性轮的实际结构，而是仅用于说明惯性轮原理。按照这些附图，惯性轮200具有中间轴201，该中间轴与电机140的转子或者与电机轴本身连接。在轴201上以可转动的方式支承有外圈202。轴201具有两个沿直径对置的径向向外凸出的同步件203，该同步件与外圈202沿直径对置的向内突伸的凸起204共同作用。图3A示出了绳索缓慢解绕或向下运动时的惯性轮200。在此，电机140沿顺时针方向驱动中间轴201。轴201的径向同步器203抓取外圈202的凸起204的径向表面并且顺时针同步外圈202。在绳索充分地解绕时，人员可以连接在该安全绳索105上。
图3B示出了被保护固定的人员坠落的情况下的惯性轮200。在这种情况下，外圈202突然由绳索105以高速沿顺时针方向驱动。这时，内轴201静止(电机不转动)，而外圈202的凸起204运动离开内轴201的同步件203。卷筒壳体110，120中的锁止装置做出反应并且防止绳索的继续解绕，也就是防止被保护固定的人员的坠落。
图3C示出了在外圈202静止而电机140(轴201)逆时针旋转时的惯性轮200，也就是说，绳索105的下端连接在待保护固定的人员上，并且不能向上运动，内轴201在没有驱动外圈202的情况下逆时针方向自由转动，同部件203滑离凸起204的切平面。
图3D示出了在安全绳索105的下端被释放时的惯性轮200。现在，外圈202通过安全绳索105沿顺时针驱动，该安全绳索通过张紧的回送弹簧(未示出)向上拉起并卷绕。现在，外圈202具有通过惯性轮200逆时针同步内轴201的趋势，即，通过将外圈202的凸起204的径向表面抵靠在内轴201的径向同步件203上。然而，因为高空保险装置的回送弹簧的弹力小于由电机140施加在驱动轮210上的力，绳索105的上升速度与驱动轮210的转动速度相匹配。
如已经提及的那样，图3A、图3B、图3C、图3D仅示出了惯性轮的原理，而没有示出惯性轮的实际结构。惯性轮在现有技术中是公知的，例如参见DE20009895U1、DE4216055C2、DE4210560C2、DE19644045C2、DE4442404C2和DE19614512C2。如图4所示，这种惯性轮由套筒200a组成，该套筒在其内表面具有带有夹紧面的轴向凹槽200b。夹紧体200c，如滚子或滚针在保持架200e中导引，并且位于凹槽200b中。保持架200e具有弹簧元件200d(示意示出为螺旋弹簧)，用于将夹紧体200c压到夹紧面上并且也压到轴201上。多个凹槽200b(以及夹紧面)、夹紧体200c和压紧弹簧200d自然地分散布置在惯性轮套筒200a或保持架200e的内周面上。惯性轮200可以是驱动轮210的一个部件，并且所述驱动轮210通过惯性轮200或惯性轮套筒支承在轴201上。为此，滑动轴承或滚动轴承位于夹紧体的两侧。驱动轮210具有橡胶或塑料主体或者设置在惯性轮200上的外圈。
按照优选的实施例，应防止在所保护固定的人员释放安全绳索105时，绳索以最高速度通过止回弹簧卷绕，因为如果那样绳索105就会不正确地卷绕在绳索卷筒(未示出)上并且间距保持件270就会不被制动地运动到最终位置，并会损坏回送弹簧(未示出)。
这优选通过使用在两个旋转方向上转速可调的异步交流电机140实现。旋转方向的反向通过变频器(Frequenzumrichter)实现。这种带有变频器和转速调节装置的电机在现有技术是公知的，并且可以参考Lenze公司的产品(电机型号MDERRAXX 071-12)。在正向运行中，绳索105以设定的电机转速向下运动。在反向运行时，以设定的转速运行的电机防止绳索105被回送弹簧过快地向上拉，并且生硬地止挡在最终止挡上。在电机140向后运行时，绳索的卷绕速度也受到电机140的预定速度的限制。
图5示出了按照本发明的带有绳索驱动机构的坠落保险装置的电气控制的方框图。其由汇流排/供电电缆10或者替代地通过无线电远程控制器20控制、行程限位开关30(在图2中是190)，继电器逻辑电路10、单相变频器50和异步交流电机(图1中的40)。
汇流排/供电电缆10形成用于功率供给以及坠落保险控制的电气接口。带有230V交流和接地安全引线的单相电网被作为主电流供给(L1+N+PE)。
为降下安全绳索105，向继电器逻辑电路40发送控制信号。这可以通过汇流排/供电电缆10实现。作为替代，这可以通过无线电远程控制器20发送。控制器20是可购买到的现有技术下的无线电远程控制器。
当限位开关30(图2中的190)在最上面的位置被操纵，则作为反馈发送一个信号。该信号在汇流排/供电电缆10被传递并且可供上一级控制器中的继续处理使用。
继电器控制器40由两个可购买到的继电器组成。一个继电器用于向变频器50传输控制信号“下降”，另一个继电器用于向变频器50传输控制信号“上升”。变频器是用于在右转或左转间切换以及用于设定两个旋转方向上希望的转速的装置或控制电路。继电器控制器40的输入信号是行程限位开关30“非上”，以及10或20的控制信号“下降”。表1示出了继电器控制的状态。
表1：继电器控制器的逻辑
x＝处于该状态
在50中示出了可购买到的单相变频器。从传输能量的汇流排/供电电缆10输入能量。交变电压在内部通过整流器转换为直流电压，该直流电压被供给直流中间电路。由直流中间电路产生可变的三相旋转场。旋转场取决于控制命令上升或下降而是右旋转场或左旋转场。频率和电压取决于预先选择的速度。速度的预选值在变频器中设定。取决于对继电器控制器40的控制向数字输入输入控制信号上升或下降。控制信号可以配设有不同的值。为了在绳索完全解绕时使机械磨损最小，借助电流限制限定机械作用的驱动力矩。如果设定的电流边界值超过了边界值，尽管出现下降控制命令也不由变频器给出下降旋转场。
异步交流电机60是可以购买到的、带有温度监测传感器的三相交流电机。温度监测传感器在变频器50中监测并且在故障情况下切断驱动器。
Claims (31)
1.一种坠落保险装置，该坠落保险装置带有一卷绕在卷筒上的安全绳索、在该安全绳索从卷筒上解绕时张紧的回送弹簧以及用于在通过绳索保护固定的人员坠落时阻止卷筒沿绳索解绕方向旋转的锁止装置，其特征在于，设有用于将该安全绳索从卷筒解绕并且使该安全绳索从所述坠落保险装置向下运动的绳索驱动机构，其中，所述驱动机构具有驱动电机、绳索驱动轮和惯性轮，并且所述驱动轮由电机通过惯性轮沿解绕该安全绳索并使该安全绳索向下运动的旋转方向驱动。
2.如权利要求1所述的坠落保险装置，其特征在于，所述绳索驱动机构还具有压紧轮，并且所述安全绳索被导引穿过所述驱动轮和所述压紧轮之间的间隙并在所述间隙中与两个轮摩擦结合地接触。
3.如权利要求2所述的坠落保险装置，其特征在于，所述压紧轮借助于弹簧压力压紧，其中，所述弹簧压力是可调的。
4.如权利要求2或3所述的坠落保险装置，其特征在于，所述压紧轮以可转动的方式支承在可枢转的杠杆上，并且所述杠杆通过弹簧力预加载，以便将所述压紧轮压到绳索上。
5.如权利要求1所述的坠落保险装置，其特征在于，所述电机配设有用于在一个旋转方向和一个相反的旋转方向之间切换电机旋转方向和用于至少在相反的旋转方向设定预定的电机转速的装置，以便通过在相反的电机旋转方向上设定的电机转速限制所述安全绳索的卷绕速度。
6.如权利要求5所述的坠落保险装置，其特征在于，电机是带有用于切换电机转向和用于设定两个旋转方向上的预定电机转速的控制电路的交流电机。
7.如权利要求6所述的坠落保险装置，其特征在于，设有用于设定两个旋转方向上的电机转速的变频器。
8.如权利要求1或2所述的坠落保险装置，其特征在于，在驱动轮下方设置止挡，并且在该安全绳索上固定有间距保持件，以便在该安全绳索到达上顶端位置时抵靠在所述止挡上。
9.如权利要求8所述的坠落保险装置，其特征在于，所述止挡是限位开关操纵装置。
10.如权利要求1或2所述的坠落保险装置，其特征在于，所述电机通过无线电或汇流排控制。
11.如权利要求1或2所述的坠落保险装置，其特征在于，所述惯性轮是所述驱动轮的一个部件，并且所述驱动轮通过所述惯性轮支承在电机轴或者由电机驱动的轴上。
12.如权利要求1所述的坠落保险装置，其特征在于，所述驱动轮具有设置在惯性轮上的橡胶或塑料主体。
13.如权利要求2所述的坠落保险装置，其特征在于，所述压紧轮具有橡胶或塑料主体。
14.如权利要求1或13所述的坠落保险装置，其特征在于，所述卷筒设置在所述卷筒壳体中，并且所述绳索驱动装置具有固定在卷筒壳体下面的壳体。
15.如权利要求14所述的坠落保险装置，其特征在于，所述安全绳索穿过所述绳索驱动装置的壳体，并且所述驱动轮和惯性轮都位于所述壳体内部。
16.如权利要求8所述的坠落保险装置，其特征在于，在所述绳索驱动装置的壳体上设有用于所述间距保持件的导引环。
17.一种用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，该坠落保险装置带有该安全绳索卷绕在其上的卷筒，在该安全绳索绳索从卷筒上解绕时张紧的回送弹簧以及用于在通过该安全绳索保护固定的人员坠落时阻止卷筒沿该安全绳索解绕方向旋转的锁止装置，其特征在于，所述驱动机构具有驱动电机、绳索驱动轮和惯性轮，并且所述驱动轮由电机通过惯性轮沿一个旋转方向驱动，以便沿一个方向向前驱动该安全绳索。
18.如权利要求17所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还具有压紧轮，并且绳索被导引穿过所述驱动轮和所述压紧轮之间的间隙，并且在所述间隙中与两个轮摩擦结合地接触。
19.如权利要求18所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述压紧轮借助于弹簧压力压紧，其中，所述弹簧压力是可调的。
20.如权利要求18或19所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，压紧轮以可转动的方式支承在可枢转的杠杆上，并且所述杠杆通过弹簧力预加载，以便将所述压紧轮压到该安全绳索上。
21.如权利要求17所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述电机配设有用于在一个旋转方向和一个相反的旋转方向之间切换电机旋转方向和用于至少在所述相反的旋转方向上设定预定的电机转速的装置，以便在所述相反的电机旋转方向上通过所设定的电机转速限制所述安全绳索的运动速度。
22.如权利要求21所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述电机是带有用于切换电机转向和用于设定两个旋转方向上的预定电机转速的控制电路的交流电机。
23.如权利要求22所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，设有用于设定两个旋转方向上的电机转速的变频器。
24.如权利要求17至19之一所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，在所述驱动轮下方设置止挡，并且在该安全绳索上固定有间距保持件，用于在该安全绳索到达上顶端位置时抵靠在所述止挡上。
25.如权利要求24所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述止挡是限位开关操纵装置。
26.如权利要求17至19之一所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述电机通过无线电或汇流排控制。
27.如权利要求17至19之一所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述惯性轮是所述驱动轮的一个部件，并且所述驱动轮通过所述惯性轮支承在电机轴或由电机驱动的轴上。
28.如权利要求17所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述驱动轮具有设置在所述惯性轮上的橡胶或塑料主体。
29.如权利要求18所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述压紧轮具有橡胶或塑料主体。
30.如权利要求17至19之一所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构具有在坠落保险装置下方固定在坠落保险装置上的壳体，所述安全绳索穿过所述壳体，并且驱动轮和惯性轮都位于所述壳体内部。
31.如权利要求24所述的用于坠落保险装置的安全绳索的驱动机构，其特征在于，在所述驱动机构的壳体上设有用于所述间距保持件的导引环。
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