DE102007021196A1

DE102007021196A1 - Selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung, insbesondere für Freifallanlagen mit rückspringendem Fallkorb

Info

Publication number: DE102007021196A1
Application number: DE102007021196A
Authority: DE
Inventors: Thomas Harzbecker; Paul Spitzer; Steffen Thon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-05
Filing date: 2007-05-05
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-05-06
Also published as: DE102007021196B4

Abstract

Für unübliche vertikale Bewegungsvorgänge freifallender Körper, insbesondere bei Freifallanlagen, wird der Prüfkörper in einem Fallkorb lagefixiert und fällt gemeinsam mit ihm zur Durchführung von Crash-Versuchen auf ein Fundament. Kurz vor dem Aufprall wird der Prüfkörper vom Fallkorb gelöst, so dass der Fallkorb durch eine Aufpralleinrichtung beschädigungsfrei zurückspringt und eine Aufwärtsbewegung vollzieht. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird der Fallkorb bei seiner Aufwärtsbewegung gebremst und in seiner höchsten Position festgehalten, ohne dass für das Bremsen oder das Festhalten Hilfsenergie oder äußere Auslösemechanismen erforderlich sind. Ferner ist ungehinderte Auf- und Abwärtsbewegung des Fallkorbes durch ein Hubwerk nach dem manuellen Lösen der Vorrichtung gewährleistet. Bekannte technische Lösungen für das Bremsen, Festhalten und Lösen sind wegen hoher Bremsverzögerungen von etwa 4000 m/s<SUP>2</SUP> ungeeignet. Die gelöste selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung (Bild links), bei der eine Kurvenscheibe (2) und ein Bremssegment (6) formschlüssig durch einen Anschlagbolzen (5) und einen Einlaufnocken (9) verbunden sind, wird beim Aufprall durch die Trägheitskraft des Bremssegmentes (6) aktiviert. In der Folge führen sowohl die Kurvenscheibe (2) sowie die Bremssegmente (6) Drehungen aus, so dass die Bremskante (11) zum Eingriff kommt (Bild rechts).

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung, die für unübliche vertikale Bewegungsvorgänge freifallender Körper, insbesondere bei Freifallanlagen, verwendet werden kann. 6 zeigt eine solche Freifallanlage, bei der ein Prüfkörper (13) in einem Fallkorb (14) (Position A) lagefixiert wird und mit ihm gemeinsam zur Durchführung von Crash-Versuchen frei auf ein Fundament fällt (Position B). Kurz vor dem Aufprall wird der Prüfkörper (13) von dem Fallkorb (14) gelöst, damit der Fallkorb (14) durch eine nicht näher erläuterte Aufpralleinrichtung (16), die mit dem Fundament verbunden ist, beschädigungsfrei zurück in Position C springen kann.
Die erfindungsgemäße, selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung nach 1 ... 5 ist mit dem Fallkorb (14) fest verbunden und stützt sich beim Bremsen an Bremsschienen (10) ab, die fest mit dem Gebäude oder einem Fallturm verbunden sind. Die Brems- und Fangvorrichtung soll ohne Hilfsenergie und ohne äußere Auslösemechanismen erst dann selbsttätig aktiviert werden, wenn der Fallkorb (14) aufgeschlagen ist und sich in Rückwärtsbewegung befindet. Ferner soll sie den Fallkorb erst im höchsten Punkt der Position C festhalten.
Bekannte technische Lösungen, z. B. DE 27 45 113 , DE 31 08 879 , DE 35 04 264 , DE 40 36 036 , DE 83 20 578 verwenden Zugseile, Exzenter, Fliehkraftregler, Trommeln und andere Einrichtungen, um nach Erreichen einer höchsten Fahrkorbgeschwindigkeit eine Bremsung auszulösen. Weitere technische Lösungen verwenden Druckgas ( DE 20 2004 010 719 ) oder Messwertaufnehmer ( DE 90 15 495 ). Greifvorrichtungen für schnelle Aufzüge ( DE 433 150 ) sind nur für Beschleunigungen < 9,8 m/s² geeignet. Solche Mechanismen sind nicht geeignet, die Bremse erst nach dem Aufschlag und das Fangen des Fallkorbes erst im Umkehrpunkt (Position C) auszulösen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung zu schaffen, die die eingangs erwähnten Aufgaben erfüllt und bei Bremsverzögerungen von etwa 4000 m/s² funktionsfähig ist.
Weil der Anwender der erfindungsgemäßen Lösung den kinematischen und kinetischen Ablauf der Durchführung von Fallversuchen nicht durch Hilfsenergie oder externe Auslöseme chanismen, die ausfallen können, unterstützt, sinkt die Gefahr von Fehlversuchen und Unfällen.
An einem Ausführungsbeispiel werden Einzelheiten der Erfindung erläutert (1 ... 5). Eine Grundplatte (1) ist mit dem Fallkorb (14) verbunden. Auf ihr sind das Kurvenscheibenlager (3) und das Bremssegmentlager (7) befestigt. Auf dem Kurvenscheibenlager (3) ist die Kurvenscheibe (2) und auf dem Bremssegmentlager (7) ist das Bremssegment (6) drehbar gelagert. Das Bremssegment (6) befindet sich räumlich vor der Kurvenscheibe (6) (2). Wird mittels des Lösegriffes (12) die Kurvenscheibe gegen den Uhrzeigersinn gedreht, bis der Einlaufnocken (9) am Umfang des Anschlagbolzens (5) anliegt (1), dreht sich im Uhrzeigersinn das Bremssegment (6), so dass die Bremskante (11) keinen Eingriff an der Bremsschiene (10) hat. Die Zugfeder (4) und die Bremsfeder (8) werden gleichzeitig gespannt. Die Bremse ist gelöst. Durch die konkave Ausbildung des Einlaufnockens (9) sind die Kurvenscheibe (2) und das Bremssegment (6) lagefixiert. Der Fallkorb (14) kann mittels eines nicht näher bezeichneten Hubwerkes (15) beliebig zwischen den Positionen A und B bewegt werden (6).
Wird in Position A das Hubwerk (15) ausgeklinkt, fällt der Fallkorb (14) mit dem Prüfkörper (13) frei in Position B und schlägt auf die Aufpralleinrichtung (16), die mit dem Fundament verbunden ist. Die Trägheitskraft des exzentrisch gelagerten Bremssegmentes (6) überwindet dabei die Federkraft der Bremsfeder (8) und dreht das Bremssegment (6) im Uhrzeigersinn, so dass der Einlaufnocken (9) freigegeben wird und die Zugfeder (4) die Kurvenscheibe (2) ebenfalls im Uhrzeigersinn dreht (3). Damit kann die Bremsfeder (8) das Bremssegment gegen den Uhrzeigersinn drehen, wodurch die Bremskante (11) gegen die Bremsschiene (10) gedrückt wird (4) und der Fallkorb (14) bei seiner Rückwärtsbewegung in Richtung Position C gebremst wird. Am Umkehrpunkt des Fallkorbes (14) kann zusätzlich zur Bremsfeder (8) Selbsthemmung an der Bremskante (11) entstehen, wenn die geometrischen Abmessungen des Bremssegmentes (6) entsprechend gewählt werden. Wird die Bremsschiene (10) mit einer sägeformähnlichen Oberfläche ausgestaltet (5), erfolgt die Lagefixierung des Fallkorbes (14) formschlüssig.
Die manuelle Lösung der Bremse geschieht mittels des Lösegriffes (12), wenn der Fallkorb (14) durch nicht bezeichnete Abstützungen gehalten oder am Hubwerk (15) aufgehängt wird.
Zeichnungen für das Ausführungsbeispiel
1 Vorderansicht der selbsttätigen Brems- und Fangvorrichtung in Lösestellung
2 Seitenansicht der selbsttätigen Brems- und Fangvorrichtung in Lösestellung
3 Vorderansicht der selbsttätigen Brems- und Fangvorrichtung beim Schaltvorgang
4 Vorderansicht der selbsttätigen Brems- und Fangvorrichtung in Bremsstellung
5 Bremsschiene (10) mit sägeformähnlicher Oberfläche
6 Vorderansicht einer Freifallanlage mit drei Positionen des Fallkorbes:
Position A: Fallkorb (14) mit Prüfkörper (13) in größter Fallhöhe
Position B: Fallkorb (14) mit Prüfkörper (13) unmittelbar vor dem Aufschlag nach freiem Fall
Position C: Fallkorb (14) ohne Prüfkörper (13) in größter Rücksprunghöhe

1: Grundplatte
2: Kurvenscheibe
3: Kurvenscheibenlager
4: Zugfeder
5: Anschlagbolzen
6: Bremssegment
7: Bremssegmentlager
8: Bremsfeder
9: Einlaufnocken
10: Bremsschiene
11: Bremskante
12: Lösegriff
13: Prüfkörper
14: Fallkorb
15: Hubwerk
16: Aufpralleinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2745113 [0003]
- DE 3108879 [0003]
- DE 3504264 [0003]
- DE 4036036 [0003]
- DE 8320578 [0003]
- DE 202004010719 [0003]
- DE 9015495 [0003]
- DE 433150 [0003]

Claims

Selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung, insbesondere für Freifallanlagen mit rückspringendem Fallkorb, dadurch gekennzeichnet, dass ein freifallender Fallkorb (14) ungebremst auf eine mit einem Fundament verbundene Aufpralleinrichtung aufschlägt, beim Zurückspringen ohne Hilfsenergie und ohne äußere Auslösemechanismen gebremst wird und nach Erreichen der Rücksprunghöhe gefangen und lagefixiert wird.
Selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer, mit dem Fallkorb (14) verbundenen Grundplatte (1), ein Kurvenscheibenlager (3) und ein Bremssegmentlager (7) zur drehbaren Lagerung einer Kurvenscheibe (2) und eines Bremssegmentes (6) angeordnet sind.
Selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Lösegriffes (12) beim Drehen einer Kurvenscheibe (2) gegen den Uhrzeigersinn ein Anschlagbolzen (5) und ein Bremssegment (6) soweit im Uhrzeigersinn gedreht werden, dass ein konkav ausgeformter Einlaufnocken (9) an einem Anschlagbolzen (5) anliegt, dabei eine Bremskante (11) von einer Bremsschiene (10) entfernt wird und gleichzeitig eine Zugfeder (4) und eine Bremsfeder (8) vorgespannt werden, des Weiteren eine Kurvenscheibe (2) und ein Bremssegment (6) lagefixiert sind, so dass der Fallkorb (14) beliebig mittels eines Hubwerkes (15) bewegt werden kann.
Selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufprall eines Fallkorbes (14) infolge der Trägheitskraft eines exzentrisch gelagerten Bremssegmentes (6) die Federkraft einer Bremsfeder (8) überwunden wird und durch die auftretende Drehung eines Bremssegmentes (6) im Uhrzeigersinn ein Einlaufnocken (9) freigegeben wird; hierdurch kann eine Zugfeder (4) eine Kurvenscheibe (2) im Uhrzeigersinn drehen und eine Bremsfeder (8) ein Bremssegment (6) gegen den Uhrzeigersinn drehen, wodurch eine Bremskante (11) gegen eine Bremsschiene (10) gedrückt wird.
Selbsttätige Brems- und Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fallkorb (14) bei seiner Rückwärtsbewegung in Richtung Position C gebremst wird und am Umkehrpunkt eine kraftschlüssig und ferner eine formschlüssige Lagefixierung infolge einer sägeformähnlichen Oberfläche einer Bremsschiene (10) erreicht werden kann.