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Die Erfindung betrifft ein mitlaufendes Seilsicherungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mitlaufende Seilsicherungsgeräte werden vielfach als Absturzsicherung bei Aktivitäten insbesondere im Bereich Arbeitssicherheit eingesetzt, um im Falle eines Sturzes die betreffende Person ausreichend abzubremsen bzw. aufzufangen. Derartige Seilsicherungsgeräte sind für industrielle Anwendungen in der Klasse III der PSA - Verordnung EU 2016/425 (Persönliche Schutzausrüstung) kategorisiert und in der europäischen Norm EN353-2 normiert. Eine Variante dieser Geräte, die speziell für den Einsatz in der Seilzugangstechnik vorgesehen sind, kann auch nach der EN12841 A zertifiziert werden.
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Aus der
EP2590716B1 ist eine Aufstiegssicherung für Freilandstrommasten mit einer Fliehkraftbremse bekannt. Bei diesem mitlaufenden Seilsicherungsgerät muss das Sicherungsseil in dem Seilsicherungsgerät umgelenkt werden. Damit ist die Handhabung erschwert und ein freies Arbeiten des gesicherten Arbeiters nicht gewährleistet. Eine Fliehkraftbremse als Bremseinrichtung löst bei einer erhöhten Seilgeschwindigkeit (Fallgeschwindigkeit) aus. Dabei wirken die Bremskräfte direkt auf den Auslösemechanismus der Fliehkraftbremse.
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Aus der WO
2012/139147 ist ein weiteres mitlaufendes Seilsicherungsgerät mit einer Fliehkraftbremse bekannt. Auch hier löst eine Fliehkraftbremse als Bremseinrichtung bei einer erhöhten Seilgeschwindigkeit die Bremswirkung aus. Dabei wirken die Bremskräfte ebenfalls direkt auf den Auslösemechanismus der Fliehkraftbremse.
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Aus der
US9623269 ist ein mitlaufendes Seilsicherungsgerät bekannt, bei dem eine V-Förmige Seilscheibe im Inneren eines exzentrischen Klemmbackens angeordnet ist. Die Seilscheibe enthält eine Fliehkraftbremse. Bewegt sich das Seil und damit die Seilscheibe zu schnell, wird die Fliehkraftbremse ausgelöst und aktiviert auf diese Weise den Klemmbacken welcher wiederum auf das Seil wirkt und dieses blockiert. Auch in dieser Anordnung übt ein belastetes Seil Druck auf die Fliehkraftbremse aus.
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Ein für den Bereich Arbeitssicherheit geeignetes Seilsicherungsgerät ist aus der
US6793046 bekannt. Dabei wird ein Rad durch eine Feder auf einem Schwenkarm gegen das laufende Seil gepresst. Bewegt sich das Rad zu schnellt arretiert die Fliehkraftbremse das Rad. Der Bremsschuh wird vom Rad gegen das Seil gezogen und baut zwischen Gehäuse und Seil einen Anpressdruck auf, der das Seil klemmt. Nachteil dieser Anordnung ist, dass das Rad scharfe Zähne benötigt um auf dem Seil ausreichend Bremswirkung für eine vollständige Arretierung zu erzeugen. Diese Zähne verschleißen auf Dauer den Seilmantel. Auch kann dieses Gerät bei Überlast nicht am Seil nach unten rutschen, um Energie umzuwandeln. Um das Seil im Überlastfall nicht problematisch zu beschädigen dürfen diese Geräte nur in Kombination mit einem zugelassenen, separaten Falldämpfer verwendet werden. Auch hier übt das Seil im Lastfall maximalen Zug auf die arretierte Fliehkraftbremse aus.
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Ein weiteres Seilsicherungsgerät mit den genannten Nachteilen ist aus der
US4923037 bekannt.
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Allen Seilsicherungsgeräten ist gemeinsam, dass sich nach der Arretierung des Klemmmechanismus, das Bauteil, das die Fliehkraftbremse beinhaltet, unter dem belastetet Seil befindet. Die Kräfte die auf den Mechanismus der Fliehkraftbremse wirken, können sehr groß werden. Bei bekannten auf dem Markt befindlichen Seilsicherungsgeräten wird die Haltekraft direkt von der Festigkeit der Fliehkraftbremse bestimmt. Ein Bruch der Fliehkraftbremse würde zum Versagen des Geräts und zum Absturz der Person führen. Dementsprechend sicher, stabil und massiv müssen die Bauteile der Fliehkraftbremse ausgeführt werden.
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Neben Seilsicherungsgeräten die auf dem Fliehkraftbremsprinzip basieren, sind noch weitere Bremsprinzipien bekannt.
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Es gibt Seilsicherungsgeräte, deren Bremswirkung durch einen Klemmmechanismus aktiviert wird, der vorwiegend auf Trägheitskräften beruht. Derartige Blockiersysteme sind aber durch die entsprechende Norm ausgeschlossen (EN 353-2:2002, 4.2 „Mitlaufende Auffanggeräte dürfen nicht ausschließlich auf Trägheit reagieren.“). Problematisch haben sich diese Geräte vor allem gezeigt, wenn im Falle eines Sturzes die Person bewusst oder im Reflex das mitlaufende Auffanggerät selbst oder über dem Gerät ins Seil greift. In der Regel können trägheitsbasierte Geräte in diesem Fall nicht arretieren und werden vom stürzenden Anwender mitgerissen.
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Trägheitsbasierte Geräte besitzen lediglich einen Klemmmechanismus. Bei den bekannten fliehkraftbasierten Geräten ist die Fliehkraftbremse stets Bestandteil des Klemmmechanismus.
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Seilsicherungsgeräte, deren Bremswirkung durch Reibung aktiviert wird, arbeiten relativ unzuverlässig da die Reibungseigenschaften von verschiedenen Seilen unterschiedlich sein können oder sich durch Nässe, Verschmutzung, Alter etc. im Laufe der Zeit verändern können.
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Aufgabe der Erfindung ist es ein mitlaufendes Seilsicherungsgerät für Kletteraktivitäten anzugeben, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das einfach aufgebaut ist, das sicher ist und das kostengünstig herstellbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein mitlaufendes Seilsicherungsgerät für Kletteraktivitäten gemäß dem Anspruch 1.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin ein mitlaufendes Seilsicherungsgerät für Kletteraktivitäten mit einem Klemmmechanismus auszustatten, der im Überlastfall am Seil gleiten kann ohne dieses zu beschädigen und der durch einen vorgeschalteten Auslösemechanismus aktiviert wird, der Fliehkraft- also Geschwindigkeitsbasiert arbeitet und der im Lastfall nicht vom Seil belastet wird. So werden auf den Auslösemechanismus beim Bremsvorgang keine bzw. minimale Kräfte übertragen. Dadurch kann der Auslösemechanismus weniger aufwendig ausgebildet sein ohne die Zuverlässigkeit des Seilsicherungsgeräts zu beeinflussen. Der Auslösemechanismus besteht aus einer Seilrolle, die die Geschwindigkeit des Sicherungsseils erfasst, und einer Fliehkraftvorrichtung, die bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Sicherungsseils den Bremsvorgang auslöst. Die Bremswirkung wird durch ein als Bremsschuh ausgebildetes Bremselement generiert, das das Sicherungsseil gegen eine Bremsanschlagkante klemmt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung hebt der Bremsschuh das Sicherungsseil von der Seilrolle ab. In diesem Fall werden gar keine Bremskräfte auf die Seilrolle übertragen.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 erfindungsgemäßes Seilsicherungsgerät
- 2 Prinzip-Skizzen des Erfindungsgedankens
- 3 perspektivische Ansicht des Seilsicherungsgeräts gemäß 1
- 4 Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßes Seilsicherungsgerät gemäß 1
- 5 Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßes Seilsicherungsgerät gemäß 4 in einer Schnittebene in der der Riegel sichtbar ist
- 6 Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßes Seilsicherungsgerät gemäß 4 mit entriegeltem Bremsschuh und der ausgelösten Fliehkraftvorrichtung
- 7 Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßes Seilsicherungsgerät gemäß 4 in der zweiten Endstellung
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes mitlaufendes Seilsicherungsgerät SG für Kletteraktivitäten, das zur Sicherung eines Arbeiters A eingesetzt wird. Kletteraktivitäten umfassen auch Einsätze im Bereich Arbeitssicherheit. Das Seilsicherungsgerät SG wird an einem Sicherungsseil KS gleitend mitgeführt. Über einen Karabinerhaken KH ist das Seilsicherungsgerät SG mit einem Gurtzeug GZ verbunden.
Beim normalen Aufstieg und Abstieg z. B. auf einer Leiter sollte das Seilsicherungsgerät SG den Arbeiter A bei seinem Einsatz möglichst wenig behindern bzw. stören.
Im Sicherungsfall muss das Seilsicherungsgerät SG auslösen und den Fall des Arbeiters A bis zum Stillstand abbremsen. Dabei wirkt auf das Seilsicherungsgerät SG die gesamte Bremskraft bzw. die gesamte Gewichtskraft des Arbeiters. Nach dem Auslösen hängt der Arbeiter A in seinem Gurtzeug GZ und muss gegebenenfalls, z. B. wenn er das Bewusstsein verloren hat, gerettet werden.
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2 zeigt verschiedene Prinzip-Skizzen des Erfindungsgedankens anhand eines sehr schematisch dargestellten Seilsicherungsgeräts in einer Teilschnittdarstellung.
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Eine Seilrolle SR, symbolisiert eine Fliehkraftvorrichtung. Sie nimmt die Seilgeschwindigkeit des Sicherungsseils KS auf sowohl beim Aufstieg 2a wie auch beim Abstieg 2b auf.
Zur Erzeugung der Bremskraft bei einem Fall, der durch eine erhöhte Rotationsgeschwindigkeit der Seilrolle SR charakterisiert ist, dient ein Bremselement BE, das das Sicherungsseil KS im Auslösefall gegen eine Bremsanschlagkante BA klemmt. Das Bremselement BE ist um eine Drehachse DA schwenkbar gelagert.
Auf der linken Abbildung 2a befindet sich der Bremselement BE in einer ersten Ausgangsstellung AS1 ohne Bremswirkung. Auf die Seilrolle SR wirken keine nennenswerten Kräfte.
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Auf der rechten Abbildung 2c befindet sich der Bremsschuh BE in einer zweiten Endstellung ES2 mit Bremswirkung. Die Kräfte wirken ausschließlich auf das Bremselement BE. Die Seilrolle SR wird beim Verschwenken des Bremselement BE vom Sicherungsseil KS abgehoben, so dass auf die Seilrolle SR keine Kräfte wirken.
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Der Auslösemechanismus, die Fliehkraftvorrichtung SR, arbeitet völlig unabhängig von dem Bremsmechanismus, dem Bremselement BE.
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3 zeigt eine perspektivische Aufsicht auf ein mitlaufendes Seilsicherungsgerät SG für Kletteraktivitäten mit einem Grundkörper GK, mit zwei Seitenflanschen SF und einem Bügel B zur Fixierung eines Sicherungsbandes mit einem Karabinerhaken
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4 zeigt das erfindungsgemäße mitlaufende Seilsicherungsgerät SG für Kletteraktivitäten im Schnitt. Mit der Bremsanschlagkante BA, mit dem Sicherungsseil KS und der Seilrolle SR, die die Geschwindigkeit des Sicherungsseils KS aufnimmt. Der Bremsschuh BE ist in seiner ersten Ausgangsstellung AS1 ohne jegliche Bremswirkung dargestellt. Der Bremsschuh BE steht unter Federspannung, die versucht den Bremsschuh BE in Richtung Sicherungsseil KS zu verschwenken.
Auf der Drehachse DA der Seilrolle SR ist eine Fliehkraftvorrichtung FV vorgesehen, mit zwei Fliehkraftelementen FE, die über eine Federwirkung achsennah gehalten werden.
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5 zeigt wie der Bremsschuh BE mit Hilfe eines Riegels RI abgehalten wird, in Richtung Sicherungsseil KE zu verschwenken.
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Bei einer erhöhten Rotationsgeschwindigkeit der Seilrolle SR, schwenken die Fliehkraftelemente FE radial nach außen und wirken auf einen Riegel RI, der auslöst und dann den Bremsschuh BE freigibt.
6 zeigt den Zustand nachdem die Fliehkraftvorrichtung FV mit den beiden Fliehkraftelementen FE den Bremsschuh BE entriegelt hat. Der Bremsschuh BE schnappt nun aufgrund seiner Federvorspannung bis zum Seilkontakt mit dem Sicherungsseil KS ins Gerät.
7 zeigt den Mechanismus im belasteten Zustand, der Arbeiter hängt mit seinem gesamten Gewicht am Bügel B (1). Der Bremsschuh BE ist aus seiner Verriegelung gelöst. Sobald der Schuh Kontakt mit dem Seil hat wird er durch die Reibung zwischen Seil KS und Bremsschuh BE weiter ins Gerät und somit zwischen Seil KS und Seilrolle SR gezogen.
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Sobald die Verriegelung gelöst wird, indem der Riegel RI nach außen schwenkt, folgt der Bremsschuh BE der Federwirkung und schwenkt automatisch bis zur zweiten Endstellung ES2 mit der entsprechenden Bremswirkung.
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Nachfolgend ist die Funktion der Erfindung nochmals erläutert. Der Auslösemechanismus des Seilsicherungsgeräts SG in der Form der Fliehkraftvorrichtung FV wirkt völlig unabhängig vom Bremsmechanismus in der Form des Bremsschuhs BE.
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Das gesamte durch die Klemmung bewirkte Drehmoment wird vom Bremsschuh BE auf die Drehachse DA übertragen.
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Erfindungsgemäß ist der Klemmmechanismus so ausgebildet, dass dieser im Überlastfall am Sicherungsseil KS gleiten kann ohne dieses zu beschädigen und dass dieser durch einen vorgeschalteten Auslösemechanismus aktiviert wird, der Fliehkraft- also Geschwindigkeitsbasiert arbeitet und der im Lastfall nicht vom Seil belastet wird. So werden auf den Auslösemechanismus beim Bremsvorgang keine bzw. minimale Kräfte übertragen. Dadurch kann der Auslösemechanismus weniger aufwendig ausgebildet sein, ohne die Zuverlässigkeit des Seilsicherungsgeräts zu beeinflussen. Der Auslösemechanismus besteht aus der Seilrolle SR, die die Geschwindigkeit des Sicherungsseils KS erfasst, und einer Fliehkraftvorrichtung FV, die bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Sicherungsseils den Bremsvorgang auslöst. Die Bremswirkung wird durch das als Bremsschuh BE ausgebildete Bremselement generiert, das das Sicherungsseil KS gegen eine Bremsanschlagkante BA klemmt.
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Dadurch dass der Bremsschuh BE in der Endstellung ES2 das Sicherungsseil KS von der Seilrolle SR abhebt, wirken keinerlei Seilkräfte auf die Seilrolle SR.
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Dadurch dass der Bremsschuh BE im Lastfall zwischen Seilrolle SR und belastetem Sicherungsseil KS gezogen wird, wird das Abheben automatisch generiert.
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In vorteilhafter Weise bremst die Fliehkraftvorrichtung FV die Seilrolle SR automatisch ab bzw. blockiert diese sogar.
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Die Fliehkraftvorrichtung FV basiert in einfacher Weise auf dem Zentrifugalkraftprinzip. Das sehr zuverlässig ist.
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Alternativ wäre auch denkbar, dass die Fliehkraftvorrichtung FV auf dem Einsatz einer nichtnewtonscher Flüssigkeit basiert, die ihre Zähigkeit Geschwindigkeitsabhängig ändert.
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Für die erfindungsgemäßen mitlaufenden Seilsicherungsgeräte gilt folgendes: Sie werden vorwiegend von Höhenarbeiter benutzt. Bei normaler Verwendung folgt das Gerät ohne manuelles Eingreifen automatisch den Bewegungen des Anwenders am Seil. Bei einem Sturz oder abrupter Beschleunigung blockiert das Seilsicherungsgerät am Seil und stoppt den Anwender. Das erfindungsgemäße Seilsicherungsgerät kann mit einem Verbindungsmittel mit Falldämpfer kombiniert werden, um bei bestimmten Bauformen im Überlastfall die Energie umzuwandeln und eine Beschädigung des Seils zu verhindern.
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Das erfindungsgemäße Seilsicherungsgerät erfüllt alle Grundanforderungen für ein mitlaufendes Auffanggerät:
- - Permanenter Schutz gegen Absturz
- - blockiert bei Stürzen, Abrutschen und unkontrollierten Abseilfahrten
- - funktioniert an vertikalen oder geneigten Seilen
- - erfüllt mindestens die Anforderungen der EN 353-2
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Es erfüllt auch folgende spezielle Anforderungen für ein mitlaufendes Auffanggerät:
- - blockiert am Seil, auch wenn der Anwender während des Sturzes nach dem Gerät greift
- - gleitet ohne manuelles Eingreifen am Seil auf und ab
- - lässt sich überall auch an straffen oder belasteten Seilen problemlos ein- und aushängen
- - kann mit einem Verbindungsmittel mit Falldämpfer kombiniert werden
- - arretiert beim Erreichen einer definierten Geschwindigkeit und nicht aufgrund von Massenträgheit
- - beschädigt im Überlastfall das Seil nicht
- - die Haltekraft ist nicht von der Stabilität eines komplexen Auslösemechanismus abhängig
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2590716 B1 [0002]
- WO 2012/139147 [0003]
- US 9623269 B [0004]
- US 6793046 B [0005]
- US 4923037 A [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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