EP1693533A1 - Absturzsicherung mit Falldämpfer - Google Patents

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EP1693533A1
EP1693533A1 EP05003544A EP05003544A EP1693533A1 EP 1693533 A1 EP1693533 A1 EP 1693533A1 EP 05003544 A EP05003544 A EP 05003544A EP 05003544 A EP05003544 A EP 05003544A EP 1693533 A1 EP1693533 A1 EP 1693533A1
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fall
anchor
fall protection
protection according
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EP05003544A
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Jörg Häring
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/32—Safety or protective measures for persons during the construction of buildings
    • E04G21/3261—Safety-nets; Safety mattresses; Arrangements on buildings for connecting safety-lines
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    • E04G21/3261—Safety-nets; Safety mattresses; Arrangements on buildings for connecting safety-lines
    • E04G21/3276—Arrangements on buildings for connecting safety-lines
    • E04G21/329—Arrangements on buildings for connecting safety-lines with measures for dampening the fall
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B35/00—Safety belts or body harnesses; Similar equipment for limiting displacement of the human body, especially in case of sudden changes of motion
    • A62B35/0043—Lifelines, lanyards, and anchors therefore
    • A62B35/0068—Anchors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B35/00—Safety belts or body harnesses; Similar equipment for limiting displacement of the human body, especially in case of sudden changes of motion
    • A62B35/04—Safety belts or body harnesses; Similar equipment for limiting displacement of the human body, especially in case of sudden changes of motion incorporating energy absorbing means

Definitions

  • the invention relates to a fall arrest with fall arrester according to the preamble of the independent claim.
  • a fall protection which has a special anchor.
  • the anchor itself is mounted telescopically in a sleeve anchored in the roof or in the wall. He is supported in it with a prestressed compression spring against train. If a compression spring with progressive characteristic is used, then a crash can also be braked damping. Disadvantage of this fall protection is that it only works as long as the train acts in the direction of the anchor.
  • an anchor for fall protection which is designed shock-absorbing.
  • a pylon made up of four flat profiles at right angles to each other is fastened to the roof by means of tabs. The flat ends are clamped between tabs and concrete ceiling. In a crash, the pylons are bent. The free ends of the flat profiles are pulled under the tab. The energy is destroyed by friction and the crash is slowed down. Disadvantage of this fall protection is that the surfaces of the flat profile and the tabs corrode and thereby increase the friction effect. The damping can fail completely.
  • the object of the invention is to produce a fall protection with fall-damping effect, which does not have the disadvantages mentioned.
  • the new fall protection should be able to be used for attaching a suspension line, for fixing a circumferential barrier rope or for both at the same time.
  • a number of fall protection devices 1 are mounted at intervals on a flat roof 5. They are located at a distance from the edge of the roof. A barrier rope 32 is guided around the fall protection devices 1, where it is attached to retaining rings 17 of the individual anchor.
  • This arrangement forms a kind of rail or safety fence. If a person works on the roof, he wears a safety harness of known type, which is connected by means of a safety line with the Abschmonyungsseil 32 and / or with a retaining ring 17 of an anchor a fall protection 1. In case of a possible crash of the person stretches the safety line. The falling force is absorbed by the anchor of the fall protection. The anchor bends and dampens the crash solely by the energy absorption when bending.
  • a single fall arrester 1, according to the side view of FIG. 2a, is located on an aluminum sheet metal roof 2. It comprises a support plate 11 and an armature 15 with an approximately terminally mounted retaining ring 17. All elements are preferably made of steel.
  • the retaining ring 17 is used for attaching a safety line 31, for securing a person.
  • the support plate 11 is fixed by means of a number of screws on the roof. It can have a round or rectangular base. Approximately centrally there is a support ring 12. On the support ring 12, the anchor 15 is fixed with its flat anchor foot 16, e.g. 13.
  • the armature 15 itself has approximately the shape of a horizontal U. The one free end of the U-shaped armature forms the armature foot 16. As such, the armature foot 16 is flat so that it rests cleanly on the support ring 12.
  • the other free end of the U-shaped armature 15 is also flat and provided with a receptacle for a retaining ring 17.
  • the retaining ring 17 is bolted or welded to the anchor. Between the two free ends of the U-shaped armature 15 describes approximately a semicircle.
  • the armature 15 is preferably bent against a possible direction of fall.
  • a similar anchor 15 is shown on a roof, which consists of a roof surface and an insulating layer 24.
  • the support plate 11 is located on the insulation layer 24. by means of long screws or tilting dowels 23 it is attached to the roof.
  • a sealing foil 31 can rest continuously between the insulating layer 24 and the support plate 11.
  • the sealing film 31 ' is pulled over the support plate 11. In this case, it is also on the support ring 12 and is held clamped between Auflagering 12 and anchor foot 16.
  • the advantage of this variant is that the film must have only one hole (for the screw connection of support ring 12 and anchor foot 16). It is therefore particularly well protected against damage. Nevertheless, the anchor 15 can be replaced at any time.
  • FIG. 1 The operation of the fall damping in the event of a person falling is shown in FIG.
  • the U-shape of the armature When falling, the U-shape of the armature is bent up against its semicircle. The bending takes place first in the area a in the vicinity of the anchor foot 12. Subsequently, the deformation of the material of the anchor 15 is successively transferred to the areas b, c, d, and e. During this deformation energy of the fall is continuously collected and absorbed in the material of the anchor itself. The material heats up slightly.
  • FIG. 4 shows three variants of the armature in their development from above.
  • the anchor may be a rectangular steel band 151. It can be provided with constrictions 151 "These constrictions form a predetermined bending point With a predetermined bending point, special conditions and values can be predetermined for the bending force in this area
  • the flat strip is trapezoidal 131 'in the area of the retaining ring.
  • test regulations require that a body of 100 klg be stopped at a free fall height of 2 m. The damping of the case should therefore also take place over this distance of a free fall.
  • the maximum permissible impact force on the body must not exceed 600daN according to DIN EN 355 and DIN EN 795
  • the average bending force is 420 daN.
  • the fall absorber must be able to absorb an energy of 200 daN (100 kg x 9,81 m / s 2 x 2m) and in addition carry the load of the body (100 kg) over the bending length.
  • FIG. 1 Another variant of an anchor with the same function is shown in FIG. It is an upwardly conically converging round rod 18, which merges from a straight position into a bent position 18 '.
  • the armature 18 is fastened analogously to the armature 15 on a support ring with its anchor foot 16. Even with this anchor a case is muted. However, the damping process is different.
  • This anchor can also obtain its principal conical shape and properties by having tapered diameter steps.
  • An inexpensive version of this anchor is achieved by pushing together pieces of pipe with different lengths.
  • the respective outer tube piece has an inner diameter which corresponds to the outer diameter of the respective inner tube piece.
  • the length of the outer tube piece is shorter than that of the inner tube.

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Abstract

Eine Anzahl von Absturzsicherungen (1) sind in Abständen auf einem Flachdach (5) montiert. Sie befinden sich im Abstand vom Dachrand. Ein Abschrankungsseil (32) ist um die Absturzsicherungen (1) geführt, wo es an Halteringen (17) der einzelnen Anker befestigt ist. Diese Anordnung bildet so eine Art von Reling oder Sicherheitszaun. Wenn eine Person auf dem Dach arbeitet, so trägt er ein Sicherheitsgeschirr bekannter Art, welches mittels einer Sicherheitsleine mit dem Abschrankungsseil (32) und/oder mit einem Haltering (17) eines der Anker einer Absturzsicherung 1 verbunden ist. Bei einem allfälligen Absturz der Person streckt sich die Sicherheitsleine. Die Sturzkraft wird durch den Anker der Absturzsicherung aufgenommen. Der Anker verbiegt sich und dämpft den Absturz allein durch die Energieaufnahme beim Verbiegen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Absturzsicherung mit Falldämpfer nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches.
  • Für Arbeiten auf Dächern von Gebäuden sind Sicherheitsvorkehrungen gegen allfällige Abstürze der Mitarbeiter erwünscht oder sogar vorgeschrieben. Meist wird eine einfache Ankerschraube in einen Dachbalken eingeschraubt, an welcher sich eine Person mit einer Sicherheitsleine einklinken kann. Da bei einem Absturz über den Dachrand die Person über eine gewisse Distanz im freien Fall ist, bevor der Fall von der Leine gestoppt wird, werden sowohl die Person selbst, als auch die Leine plötzlich enorm belastet. Es besteht grosse Verletzungsgefahr für die Person und die Leine kann reissen.
  • Aus diesen Gründen wurden verschiedene Versuche gemacht, eine Absturzsicherung mit einer Falldämpfung zu versehen. Aus SE 9002777-2 ist eine Absturzsicherung bekannt, welche mit einem Falldämpfer versehen ist. Eine Verankerungsplatte wird auf einem Dach festgeschraubt. An der Verankerungsplatte ist eine Schraube als Anker befestigt. Diese Schraube ist mit einem relativ dicken Stahlprofil mit rundem Querschnitt, eine erste Spirale bildend, umwunden. Das Stahlprofil bildet neben der Schraube zusätzlich eine zweite Spirale mit mehreren Windungen, mit grösserem Querschnitt und ohne Innenkörper. Am freien Ende der zweiten Spirale ist das Stahlprofil als aufwärts geneigte Zugstange ausgebildet. An deren Ende bildet sie einen Haltering. Am Haltering wird eine Sicherheitsleine oder eine Sicherheitskette für die Person eingehängt. Bei einem allfälligen Absturz überträgt sich der Zug über die Zugstange in die zweite Spirale. Diese wird auseinandergezogen. Die Fallenergie wird dadurch im Stahlprofil aufgenommen und die Fallgeschwindigkeit beim Sturz wird verkleinert. Sobald die zweite Spirale ganz auseinandergezogen ist, wird der Fall aber plötzlich gestoppt.
  • Aus WO 02/48481 ist eine Absturzsicherung bekannt, welche einen speziellen Anker aufweist. Der Anker selbst ist teleskopisch in einer im Dach oder in der Mauer verankerten Hülse befestigt. Er ist darin mit einer vorgespannten Druckfeder gegen Zug abgestützt. Wenn eine Druckfeder mit progressiver Kennlinie verwendet wird, so kann ein Absturz auch dämpfend abgebremst werden. Nachteil dieser Absturzsicherung ist, dass sie nur funktioniert, solange der Zug in der Richtung des Ankers wirkt.
  • Aus WO 00/53866 ist ein Anker für Absturzsicherungen bekannt, welcher schlagdämpfend ausgeführt ist. Ein Pylon aus vier im Winkel zueinander stehenden Flachprofilen ist mittels Laschen auf dem Dach befestigt. Die flachen Enden sind zwischen Laschen und Betondecke eingeklemmt. Bei einem Absturz werden die Pylons verbogen. Dabei werden die freien Enden der Flachprofile unter der Lasche durchgezogen. Dabei wird die Energie durch Reibung vernichtet und der Absturz abgebremst. Nachteil dieser Absturzsicherung ist, dass die Oberflächen von Flachprofil und der Laschen korrodieren und dadurch die Reibungswirkung vergrössern machen. Die Dämpfung kann vollständig versagen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Absturzsicherung mit sturzdämpfender Wirkung herzustellen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist.
  • Die neue Absturzsicherung soll zur Befestigung einer Fangleine, zur Befestigung eines umlaufenden Abschrankungsseiles oder für beides gleichzeitig benützt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst.
  • Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    Eine Aufsicht auf ein Flachdach mit einer Anzahl montierter Absturzsicherungen, an welchen ein Abschrankungsseil befestigt ist.
    Figur 2a
    Eine Seitenansicht auf eine Absturzsicherung, welche auf einem Aluminiumdach montiert ist.
    Figur 2b
    Eine Seitenansicht auf eine Absturzsicherung, welche auf einem Dach mit einer Isolationsschicht Auflage montiert ist.
    Figur 3
    Wie Figur 2a, aber mit verschiedenen Biegungszuständen während einem Absturz einer Person
    Figur 4
    Verschiedene Formen eines Ankers von Figur 3
    und
    Figur 5
    Eine andere Ausführungsform eines Ankers mit ähnlichen Eigenschaften.
  • In der Figur 1 befinden sich eine Anzahl von Absturzsicherungen 1 in Abständen auf einem Flachdach 5 montiert. Sie befinden sich im Abstand vom Dachrand. Ein Abschrankungsseil 32 ist um die Absturzsicherungen 1 geführt, wo es an Halteringen 17 der einzelnen Anker befestigt ist. Diese Anordnung bildet so eine Art von Reling oder Sicherheitszaun. Wenn eine Person auf dem Dach arbeitet, so trägt er ein Sicherheitsgeschirr bekannter Art, welches mittels einer Sicherheitsleine mit dem Abschrankungsseil 32 und/oder mit einem Haltering 17 eines Ankers einer Absturzsicherung 1 verbunden ist. Bei einem allfälligen Absturz der Person streckt sich die Sicherheitsleine. Die Sturzkraft wird durch den Anker der Absturzsicherung aufgenommen. Der Anker verbiegt sich und dämpft den Absturz allein durch die Energieaufnahme beim Verbiegen.
  • Eine einzelne Absturzsicherung 1, gemäss der Seitenansicht von Figur 2a, befindet sich auf einem Aluminium Blechdach 2. Es umfasst eine Auflageplatte 11 und einen Anker 15 mit einem annähernd endständig angebrachten Haltering 17. Alle Elemente sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt. Der Haltering 17 dient dem Einhängen einer Sicherheitsleine 31, für die Sicherung einer Person.
  • Die Auflageplatte 11 ist mittels einer Anzahl Schrauben auf dem Dach befestigt. Sie kann eine runde oder eine rechteckige Grundfläche aufweisen. Etwa zentrisch befindet sich ein Auflagering 12. Auf dem Auflagering 12 ist der Anker 15 mit seinem flachen Ankerfuss 16 befestigt, z.B. verschraubt 13. Der Anker 15 selbst hat etwa die Form einer liegenden U. Das eine freie Ende des U-förmigen Ankers bildet den Ankerfuss 16. Der Ankerfuss 16 ist als solcher flach ausgestaltet, so dass er auf dem Auflagering 12 sauber aufliegt. Das andere freie Ende des U-förmigen Ankers 15 ist ebenfalls flach gestaltet und mit einer Aufnahme für einen Haltering 17 versehen. Der Haltering 17 ist mit dem Anker verschraubt oder verschweisst. Zwischen den beiden freien Enden beschreibt der u-förmige Anker 15 annähernd einen Halbkreis. Der Anker 15 ist vorzugsweise entgegen einer möglichen Absturzrichtung gebogen.
  • Aus der Figur 2b ist die Befestigung eines gleichartigen Ankers 15 auf einem Dach gezeigt, welches aus einer Dachunterläche und einer Isolationsschicht 24 besteht. Die Auflageplatte 11 befindet sich auf der Isolationsschicht 24. mittels langen Schrauben oder Kippdübeln 23 ist sie am Dach befestigt. Eine Dichtfolie 31 kann zwischen der Isolationsschicht 24 und der Auflageplatte 11 durchgehend aufliegen. In einer anderen Variante ist die Dichtfolie 31' über die Auflageplatte 11 gezogen. Dabei liegt sie auch auf dem Auflagering 12 auf und ist so zwischen Auflagering 12 und Ankerfuss 16 klemmend gehalten. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass die Folie nur ein Loch (für die Verschraubung von Auflagering 12 und Ankerfuss 16) aufweisen muss. Sie ist daher besonders gut gegen Beschädigungen geschützt. Trotzdem kann der Anker 15 jederzeit ausgewechselt werden.
  • Die Funktionsweise der Falldämpfung bei einem Absturz einer Person ist aus Figur 3 ersichtlich. Beim Absturz wird die U-Form des Ankers entgegen seinem Halbkreis aufgebogen. Die Aufbiegung erfolgt zuerst im Bereich a in der Nähe des Ankerfusses 12. Anschliessend überträgt sich die Verformung des Materiales des Ankers 15 nacheinander in die Bereiche b, c, d, und e. Bei dieser Verformung wird laufend Energie des Sturzes aufgefangen und im Material des Ankers selbst aufgenommen. Dabei erwärmt sich das Material leicht.
  • In der Figur 4 sind drei Varianten des Ankers in ihrer Abwicklung von oben gezeigt. Der Anker kann ein rechteckiges Stahlband 151 sein. Er kann mit Einschnürungen 151" versehen sein. Diese Einschnürungen bilden eine Sollbiegestelle. Mit einer Sollbiegestelle können für die Biegekraft in diesem Bereich besondere Bedingungen und Werte vorbestimmt werden. In der dritten Variante ist das Flachband im Bereich zum Haltering trapezförmig 131' ausgestaltet.
  • Die Prüfbestimmungen verlangen, dass ein Körper von 100 klg bei einer freien Fallhöhe von 2 m aufgehalten werden muss. Die Dämpfung des Falles soll also auch über diese Distanz eines freien Falles erfolgen. Die maximal zulässige Stosskraft auf den Körper darf gemäss DIN EN 355 und DIN EN 795 nicht grösser als 600daN sein
  • Im folgenden wird ein Beispiel einer Biegekraftberechnung für einen Anker 15 mit trapezförmigem Flachband erwähnt.
  • Die Berechnung sieht folgendermassen aus:
    Stelle 0 a b c d e
    Biege-Hebellänge (cm) 37.8 39 38.7 33.1 26.7 20
    Profilbreite (cm) 14 14 14 13.1 1 12.2 11.2
    Biegekraft (daN) 390 375 380 415 480 590
  • Die durchschnittliche Biegekraft beträgt daraus 420 daN.
  • Dieser Berechnung liegt eine Streckgrenze von 280 N/mm2 zugrunde. Die mittlere Materialdehnung des Falldämpfers beträgt 4,5%
  • Um die Bedingungen nach DIN zu erfüllen, muss der Falldämpfer eine Energie von 200 daN aufnehmen können (100 kg x 9,81 m/s2 x 2m) und zusätzlich die Last des Körpers (100 kg) über die Aufbiegelänge tragen.
    Der mögliche Energieabbau des Falldämpfers beträgt:
    W=(420 daN - 100 daN) x 0.65 m = 210 daNm
  • Eine andere Variante eines Ankers mit gleicher Funktion ist in der Figur 5 gezeigt. Es handelt sich dabei um einen nach oben konisch zusammenlaufenden Rundstab 18, welcher aus einer geraden Stellung in eine gebogene Stellung 18' übergeht. Der Anker 18 ist analog zum Anker 15 auf einem Auflagering mit seinem Ankerfuss 16 befestigt. Auch mit diesem Anker wird ein Fall gedämpft. Allerdings ist der Dämpfungsverlauf anders. Dieser Anker kann seine prinzipielle konische Form und deren Eigenschaften auch erhalten, indem er Stufen mit verjüngendem Durchmesser aufweist. Eine kostengünstige Variante dieses Ankers wird durch Aufeinanderschieben von Rohrstücken mit verschiedenen Längen erreicht. Dabei weist das jeweils äussere Rohrstück einen Innendurchmesser auf, welcher dem Aussendurchmesser des jeweils inneren Rohrstückes entspricht. Die Länge des äusseren Rohrstückes ist dafür kürzer als die des jeweils inneren. Es ist offensichtlich, dass hier die Umbiegung und die Energieaufnahme nicht kontinuierlich vor sich geht. Vielmehr geschieht sie ebenfalls stufenweise, wobei bei den jeweiligen Stufen eher eine Knickung als eine Biegung geschieht. Das bedeutet, dass auch die Falldämpfung stufenweise abläuft.

Claims (8)

  1. Absturzsicherung (1) mit Falldämpfung mit einer Auflageplatte (11) zur Befestigung auf einem Dach (2) und mit einem Anker (15,18), welcher an einem freien Ende einen Haltering (17) zum Einhängen einer Sicherheitsleine (31) oder eines Abschrankungsseiles (32) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen Anker (15,18) und Auflageplatte (11) ein Auflagering (12), zum einfachen Austauschen eines Ankers (15,18), angeordnet ist, wobei der Anker (15,18) mit einem Ankerfuss (16) auf dem Auflagering (12) aufliegt, und dass der Anker (15,18) bei einem Absturz biegebeansprucht ist, und dass die Dämpfung durch die Umformung des Ankers durch Biegung erzeugt wird, wobei die Fallenergie im Material des Ankers (15,18) selbst vernichtet wird.
  2. Absturzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (15) aus einem Flachprofil (151) besteht, welches annähernd die Form eines Halbkreises (19) aufweist, wobei bei einer Sturzbelastung der Halbkreis (19) aufbiegbar ist.
  3. Absturzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachprofil (151) des Ankers (15) entgegen der Zugrichtung einer Sicherheitsleine vorgebogen ist.
  4. Absturzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachprofil (151) des Ankers gerade oder mindestens teilweise konisch zulaufende Seitenflächen (51') aufweist.
  5. Absturzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachprofil (151) des Ankers (15) Querschnittsverengungen (151") aufweist.
  6. Absturzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (15) aus einem Rundprofil (18) besteht, welches von der Befestigung auf dem Auflagering zum freien Ende hin einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist.
  7. Absturzsicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundprofil (18) des Ankers aus einer Anzahl von übereinander geschobenen Rohrstücken mit verschiedener Länge besteht, so dass eine stufenweise Verjüngung des Querschnittes vorhanden ist.
  8. Absturzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtfolie (31) als Dachüberzug über die Auflageplatte (11) geführt und zwischen Auflagering (12) und Ankerfuss (16) klemmend gehalten ist.
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