EP2237841A1 - Absturzsicherungsgerät mit seilantriebsmechanismus - Google Patents

Absturzsicherungsgerät mit seilantriebsmechanismus

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EP2237841A1
EP2237841A1 EP08708073A EP08708073A EP2237841A1 EP 2237841 A1 EP2237841 A1 EP 2237841A1 EP 08708073 A EP08708073 A EP 08708073A EP 08708073 A EP08708073 A EP 08708073A EP 2237841 A1 EP2237841 A1 EP 2237841A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rope
drive mechanism
drive
motor
freewheel
Prior art date
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Granted
Application number
EP08708073A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2237841B1 (de
Inventor
Jean-Luc Born
Sebastien Close
Frédéric ARENS
Richard Grossmann
Armin Kreuzer
Jean-Claude Dahner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amova Sarl
Original Assignee
CTI Systems SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CTI Systems SARL filed Critical CTI Systems SARL
Publication of EP2237841A1 publication Critical patent/EP2237841A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2237841B1 publication Critical patent/EP2237841B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B1/00—Devices for lowering persons from buildings or the like
    • A62B1/06—Devices for lowering persons from buildings or the like by making use of rope-lowering devices
    • A62B1/08—Devices for lowering persons from buildings or the like by making use of rope-lowering devices with brake mechanisms for the winches or pulleys
    • 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
    • A62B35/0093—Fall arrest reel devices

Definitions

  • the invention relates to a fall protection device with a safety rope that can be blocked in the event of a crash of a secured person. Furthermore, the invention relates to a drive mechanism for a safety rope of a fall protection device.
  • fall arrest devices are known in the art, see e.g. GB patent 1552667 and also EP patent application 0 247 818. These devices have a rotatably mounted in a housing drum for up and
  • Tensioning return spring which rewinds the rope when the person has released the rope.
  • a blocking device which further unwinding the
  • the known fall arrest device sometimes referred to as fall arrester, usually hangs on the ceiling of a factory floor or the like, and the connection hook of the device is normally in the uppermost position due to the internal return spring of the device.
  • To reach the connection hook usually hangs a leash on the connection hook, by means of which the rope to pull down and unwind the safety rope, so that the person to be secured can connect to the device.
  • the traditional leash permanently impedes work in the factory floor.
  • the connection hook could also be achieved by means of a Hubsteigers, but this option would be particularly expensive.
  • the object of the invention is therefore a
  • connection hook can get along and to a person to secure can easily connect.
  • the invention provides a fall arrest device with a wound on a drum safety rope, a return spring to tension the unwinding of the rope from the drum, and a locking device for blocking the drum against rotation in Seilabwicklungsraum in the crash of a secured by the rope Person, characterized by a cable drive mechanism to unwind the rope from the drum and to move downwards from the device, wherein the drive mechanism comprises a drive motor, a Seilantriebsrad and a freewheel, and the drive wheel from the engine via the freewheel in a direction of unwinding and To move down the rope is to drive.
  • connection hook can be lowered by pressing a button.
  • the cable drive mechanism preferably has a pressure wheel and the cable is passed through a gap between the drive wheel and the pressure wheel and is in frictional engagement with both wheels in the gap.
  • the contact pressure of the Anpressrades is adjustable.
  • the drive wheel may be rotatably mounted on a pivotable lever, and the lever may be biased by spring force to press the Anpressrad to the rope.
  • the motor is a three-phase motor having a control circuit for switching the motor rotation direction and setting a predetermined motor speed in both directions of rotation.
  • the set engine speed in reverse operation prevents or limits the rocking of the rope and only raises the rope as fast as it corresponds to the set engine speed.
  • the motor is a three-phase asynchronous three-phase motor whose speed is adjustable in both directions of rotation via a frequency converter.
  • a stop is preferably arranged below the drive wheel and the rope is a spacer attached to the stop on the stop when the rope reaches an upper end position .
  • the stop can also serve as limit switch actuator.
  • the motor can be controlled by radio or via a busbar.
  • the invention relates to a drive mechanism for the safety rope of a fall protection device (claims 17 to 31).
  • Figure 1 is a perspective view of the inventive fall protection device with cable drive mechanism.
  • Figure 2 is a front view of the device of Figure 1 with the housing open of the drive mechanism to show the internal components thereof.
  • Figures 3A, 3B, 3C and 3D are schematic representations of the freewheel for explaining the operation of the device.
  • Figure 4 is a schematic representation of a sleeve freewheel
  • Figure 5 is the block diagram of the electronic control of the drive motor.
  • the fall protection device 100 has a housing 110, 120, in which a cable drum (not shown) is rotatably mounted, for winding and unwinding a safety rope 105.
  • the safety rope 105 protrudes through a rope opening (not shown ) at the lower end of the housing 110, 120 addition.
  • a drum (not shown) is rotatably mounted in the housing 110. If a person wishing to attach himself to the safety rope 105 pulls the rope down and unwinds from the drum, a return spring (not shown) is tensioned, which later releases the safety rope as the person releases the rope and releases it; pull back up and wind up on the drum.
  • the fall arrest device 100 also has a locking mechanism (not shown) which permits rotation of the reel to unwind the rope when the rope is slowly pulled down at low speed, but blocks rotation in the direction of unwinding of the safety rope 105 when the rope pulled down at high speed, as in the crash of a person connected to the safety rope 105 person.
  • 120 is a hanger 115.
  • the cable drive mechanism has a housing 170, 180 which may be secured to the drum housing 110, 120 via an intermediate frame or plate 130.
  • the cable drive mechanism has a drive wheel 210 and a counterpressure or pressure wheel 220, which are mounted in a housing 180, 170.
  • the safety cable 105 extends from the drum housing 110, 120 vertically down through the housing 170, 180 and is passed through the gap between the drive wheel 210 and the counter-pressure 220 and is in the gap in frictional or frictional contact with the wheels 210, 220th for driving force transmission.
  • the safety cable 105 extends under the wheels 210, 220 through a guide ring 260 which is secured to the underside of the housing 170, 180. At the free end of the cable 105, a hook 290 is attached. Above the hook 290 is a spacer 270, which is supported on the hook 290.
  • the spacer 270 In the upper end position of the spacer 270 is received in the guide ring 260 and is located at its upper end to a stop 280, through which the cable is passed, and which is located in the housing between the guide ring 260 and the pair of wheels 210, 220. In this way it is prevented that during winding of the rope 105 this can be pulled up out of the gap between the wheels 210 and 220.
  • the stopper 280 is simultaneously a limit switch operation and consists of a rotatably mounted at its right end lever which actuates a limit switch 190 when the spacer 270 comes into contact with the stopper 280.
  • a compression spring 240 pushes the back pressure 220 against the drive wheel 210 for clamping or clamping the safety cable 105 between these two wheels.
  • An Anpress horreinstellmechanismus 250 is provided at the free end of the spring 240 and consists of a set screw with nut, the screw protrudes through an opening in an angle piece which is fixed to the housing 170, 180.
  • the counter-pressure wheel 220 preferably has a rubber or plastic body.
  • the drive wheel 210 is driven by a motor 140, which is shown in Figure 1 and flanged on the back of the housing 170, 180.
  • a terminal box 160 On the front side of the housing 170, 180 is a terminal box 160 to which a radio receiver 150 for controlling the motor is attached.
  • the radio control is not essential to the invention but the engine can also be controlled via a busbar.
  • the motor driven drive wheel 210 is driven via a freewheel 200, which transmits the drive force for slowly unwinding the cable 105 from the drive motor 140 to the drive wheel.
  • the freewheel 200 has a middle shaft 201 which is connected to the rotor of the motor 140, or the motor shaft itself.
  • an outer ring 202 is rotatably mounted on the shaft 201.
  • the shaft 201 has two diametrically opposed, radially outwardly projecting driver 203, with diametrically opposed, inwardly projecting projections 204 of the outer ring 202 cooperate.
  • FIG. 3A shows the freewheel 200 during slow unwinding or downward movement of the cable.
  • the motor 140 drives the middle shaft 201 clockwise.
  • the radial catches 203 of the shaft 201 detect the radial surfaces of the projections 204 of the outer ring 202 and take the outer ring 202 in a clockwise direction. If the rope is sufficiently unwound, a person can connect to the safety rope 105.
  • FIG. 3B shows the freewheel 200 in the event of a crash of a secured person.
  • the outer ring 202 is suddenly driven by the rope 105 at high speed in a clockwise direction.
  • the inner shaft 201 is now stationary (motor does not rotate) and the projections 204 of the outer ring 202 move over the drivers 203 of the inner shaft 201 away.
  • the locking device in the drum housing 110, 120 responds and prevents the further unwinding of the rope, i. the crash of the secured person.
  • FIG. 3C shows the freewheel 200 with the outer ring 202 stationary and the rotation of the motor 140 (the shaft 201) in the counterclockwise direction, i.e., in the counterclockwise direction.
  • the lower end of the cable 105 is connected to a person to be secured and can not move upwards, the inner shaft 201 rotates freely in the counterclockwise direction, without driving the outer ring 202, the driver 203 slide over the tangential surfaces of the projections 204 away.
  • FIG. 3D shows the freewheel 200 with the lower end of the securing cable 105 released.
  • the outer ring 202 is now driven counterclockwise by the securing cable 105, which is pulled up and wound up by the tensioned return spring (not shown).
  • the outer ring 202 now has the tendency to take the inner shaft 201 in the counterclockwise direction over the freewheel 200 by conditioning the radial surfaces of the projections 204 of the Outer ring 202 at the radial catches 203 of the inner shaft 201.
  • the spring force of the return spring of the H ⁇ henschungs experts is less than the force applied to the motor 140 on the drive wheel 210, the rate of rise of the cable 105 adapts to the rotational speed of the drive wheel 210 at.
  • FIGS 3A, 3B, 3C, 3D show only the principle of a freewheel and not the actual construction of the freewheel.
  • Freewheels are well known in the art, see e.g. DE 200 09 895 Ul, DE 42 16 055 C2, DE 42 10 560 C2, DE 196 44 045 C2, DE 44 42 404 C2 and DE 196 14 512 C2.
  • Such a freewheel consists, as shown in Figure 4, of a sleeve 200a having on its inner surface axial recesses 200b with clamping surfaces.
  • Clamping body 200c such as Rollers or needles are guided in a cage 20Oe and are located in the recesses 200b.
  • the cage 20Oe has spring elements 20Od (shown schematically as helical springs) for pressing the clamping bodies 200c against the clamping surfaces and also against the shaft 201.
  • a plurality of recesses 200b (with clamping surfaces), clamping bodies 200c and pressing springs 20Od are of course over the inner circumference of the free-running sleeve 200a or the cage 20Oe arranged distributed.
  • the freewheel 200 may be a component of the drive wheel 210 and the drive wheel 210 may be mounted on the shaft 201 via the freewheel 200 or the freewheel sleeve. For this purpose there are sliding or roller bearings on both sides of the clamp body.
  • the drive wheel 210 has a rubber or KunststoffStoffk ⁇ rper or outer ring which is disposed on the freewheel 200.
  • the rope is wound at maximum speed by the return spring when the secured person has released the safety rope 105, otherwise the rope 105 is not properly wound on the cable drum (not shown) and the Spacer 270 would drive unrestrained in the end position, and the return spring (not shown) could be damaged.
  • asynchronous three-phase motor 140 whose speed is adjustable in both directions of rotation.
  • the reversal of the direction of rotation is done by a frequency converter.
  • a motor with inverter and speed control is well known in the art and can be obtained from the company Lenze (engine type MDERRAXX 071-12).
  • Lenze engine type MDERRAXX 071-12.
  • the speed-locked motor prevents the cable 105 from being pulled up too quickly by the return spring and striking hard against the end stop.
  • the winding speed of the rope in the reverse operation of the motor 140 is thus limited by the predetermined speed of the motor 140.
  • FIG. 5 shows a block diagram of the electrical control of the fall protection device according to the invention
  • Cable drive mechanism It consists of the busbars /
  • the busbars / supply cable 10 form the electrical interface to the power supply and the
  • Control signal to the relay logic 40 transmitted This can be done via the busbars / supply cable 10. Alternatively, this can be done via a radio remote control 20 be transmitted.
  • the controller 20 is a commercially available radio remote control according to the prior art.
  • a control signal is transmitted when the limit switch 30 (190 in Fig. 2) is operated in the upper position. This is transmitted to the power rail / feed cable 10 and is available for further processing in a higher-level controller.
  • the relay control 40 consists of two commercially available relays. One relay is responsible for the transmission of the control signal "sink", the other for the transmission of the control signal "lifting" to the frequency converter 50.
  • the frequency converter is a device or a control circuit for switching between clockwise or anti-clockwise rotation and for setting a desired speed in both directions.
  • Input signals of the relay controller 40 are the signal “not up” of the hump switch 30 and the control signal "sink" of 10 and 20, respectively. Table 1 shows the states of the relay controller.
  • a commercially available single-phase frequency converter is shown.
  • power supply is the power rails / feed cable 10.
  • the energy transmitted Internally, the AC voltage is converted via a rectifier into a DC voltage, which feeds the DC intermediate circuit.
  • a variable three-phase rotating field is generated.
  • the rotating field is dependent on the control command raising or lowering a right- or a left-rotating field.
  • the frequency and the voltage are dependent on the preselected speed.
  • the speed preselection is set in the frequency inverter.
  • the control signals can be assigned different values.
  • the current-limiting drive torque is limited by means of the current limitation. If the limit value of the set current limit is exceeded, no lowering rotary field will be output by the frequency inverter, despite the presence of a lowering control command.
  • the asynchronous three-phase motor 60 is a commercially available three-phase three-phase motor with temperature monitoring sensor.
  • the temperature monitoring sensor is monitored in the frequency converter 50 and switches off the drive in the event of an error.

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Abstract

Das Absturzsicherungsgerät hat ein auf einer Trommel aufgewickeltes Sicherungsseil (105), eine Rückholfeder die beim Abwickeln des Seiles von der Trommel gespannt wird, und eine Sperrvorrichtung zum Blockieren der Trommel gegen Rotation in Seilabwickelrichtung beim Absturz einer durch das Seil gesicherten Person. Ein Seilantriebsmechanismus ist vorgesehen, um das Seil (105) von der Trommel abzuwickeln und das Seilende mit einem daran befestigten Haken (290) langsam nach unten zu bewegen damit eine Person sich an dem Sicherungsseil (105) einhaken kann. Der Antriebsmechanismus hat einen Motor (140), der ein Seilantriebsrad (210) über einen Freilauf (200) antreibt zum Senken des Seilendes mit dem Haken (290). Zum Wiederaufwickeln des Seiles wird der Motor (140) in umgekehrter Drehrichtung mit geregelter Drehzahl betrieben, um die Geschwindigkeit, mit welcher das Seil (105) durch die gespannte Rückholfeder hochgezogen wird, zu begrenzen.

Description

Absturzsicherungsgerät mit Seilantriebsmechanismus
Die Erfindung bezieht sich auf ein Absturzsicherungsgerät mit einem Sicherungsseil, das im Falle eines Absturzes einer gesicherten Person blockierbar ist. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsmechanismus für ein Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes .
Solche Äbsturzsicherungsgeräte sind im Stand der Technik bekannt, siehe z.B. die GB Patentschrift 1552667 und auch die EP Patentanmeldung 0 247 818. Diese Geräte besitzen eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Trommel zum Auf- und
Abwickeln des Sicherungsseiles . Beim Abwickeln wird eine
Rückholfeder gespannt, die das Seil wieder aufwickelt wenn die Person das Seil freigegeben hat . In der Trommel befindet sich eine Blockiervorrichtung, die das weitere Abwickeln des
Seiles verhindert, falls eine Person, die sich an das Seil angeschlossen hat, plötzlich abstürzt. Das Seil an das die
Person sich anschliessen kann ragt durch eine Öffnung am unteren Ende des Absturzsicherungsgerätes heraus und ist mit einem Anschlusshaken versehen.
Das bekannte Absturzsicherungsgerät, manchmal auch als Höhensicherungsgerät bezeichnet, hängt üblicherweise an der Decke einer Fabrikhalle oder dergleichen, und der Anschlusshaken des Gerätes befindet sich normalerweise in oberster Stellung bedingt durch die interne Rückholfeder des Gerätes. Zum Erreichen des Anschlusshakens hängt üblicherweise eine Leine an dem Anschlusshaken, mittels welcher das Seil nach unten zu ziehen und das Sicherungsseil abzuwickeln ist, damit die zu sichernde Person sich an das Gerät anschliessen kann. Die herkömmliche Leine behindert permanent die Arbeit in der Fabrikhalle. Der Anschlusshaken könnte auch mittels eines Hubsteigers erreicht werden, aber diese Möglichkeit wäre besonders aufwendig. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein
Absturzsicherungsgerät zu schaffen, das ohne Leine zum
Herunterziehen des Anschlusshaken auskommen kann und an das sich eine zu sichernde Person einfach anschliessen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Absturzsicherungsgerät mit einem auf eine Trommel aufgewickelten Sicherungsseil, einer Rückholfeder, die beim Abwickeln des Seiles von der Trommel zu spannen ist, und einer Sperrvorrichtung zum Blockieren der Trommel gegen Rotation in Seilabwicklungsrichtung beim Absturz einer durch das Seil gesicherten Person, gekennzeichnet durch einen Seilantriebsmechanismus, um das Seil von der Trommel abzuwickeln und von dem Gerät nach unten zu bewegen, wobei der Antriebsmechanismus einen Antriebsmotor, ein Seilantriebsrad und einen Freilauf aufweist, und das Antriebsrad vom Motor über den Freilauf in einer Drehrichtung zum Abwickeln und nach unten Bewegen des Seiles anzutreiben ist .
Mit dem erfindungsgemässen Gerät kann per Knopfdruck der Anschlusshaken abgesenkt werden.
Um die Antriebskraftübertragung von dem Antriebsrad auf das Seil zu verbessern, hat der Seilantriebsmechanismus vorzugsweise ein Anpressrad und das Seil ist durch einen Spalt zwischen dem Antriebsrad und dem Anpressrad hindurchgeführt und ist in dem Spalt in reibungsschlüssiger Berührung mit beiden Rädern. Vorzugsweise ist der Anpressdruck des Anpressrades einstellbar. Das Antriebsrad kann an einem schwenkbaren Hebel drehbar gelagert sein, und der Hebel durch Federkraft vorgespannt sein, um das Anpressrad an das Seil anzudrücken.
Gemäss einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der
Motor mit einer Einrichtung versehen zum Umschalten der
Motordrehrichtung zwischen der einen Drehrichtung und einer entgegengesetzten Drehrichtung und zum Einstellen einer vorbestimmten Motordrehzahl mindestens in der entgegengesetzten Drehrichtung, um die Aufwickelgeschwindigkeit des Seiles durch die eingestellte Motordrehzahl in der entgegengesetzten Motordrehrichtung zu begrenzen. Vorzugsweise ist der Motor ein Drehstrommotor mit einem Steuerkreis zum Umschalten der Motordrehrichtung und zum Einstellen einer vorbestimmten Motordrehzahl in beiden Drehrichtungen. Durch die eingestellte Motordrehzahl im Rückwärtslaufbetrieb (entgegengesetzte Drehrichtung) wird das Hochschnellen des Seiles verhindert oder begrenzt und das Seil nur so schnell hochgefahren wie es der eingestellten Motordrehzahl entspricht . Vorzugsweise ist der Motor ein Dreiphasen-Asynchrondrehstrommotor, dessen Drehzahl in beiden Drehrichtungen über einen Frequenzumrichter einstellbar ist.
Um zu verhindern, dass das Seilende beim Aufwickeln nach oben aus dem Spalt zwischen dem Antriebsrad und dem Anpressrad herausgezogen wird ist vorzugsweise ein Anschlag unterhalb des Antriebsrades angeordnet und am Seil ist ein Abstandhalter befestigt, zur Anlage an dem Anschlag wenn das Seil eine obere Endlage erreicht. Der Anschlag kann gleichzeitig als Endschalterbetätiger dienen.
Der Motor kann über Funk oder über eine Stromschiene gesteuert werden.
Gemäss einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung einen Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes (Ansprüche 17 bis 31) .
Im Folgenden wird die Erfindung ausführlicher beschrieben in Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen, es zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemässen Absturzsicherungsgerätes mit Seilantriebsmechanismus . Figur 2 eine Vorderansicht des Gerätes nach Figur 1 mit geöffnetem Gehäuse des Antriebsmechanismus zur Darstellung der inneren Bauteile derselben.
Figuren 3A, 3B, 3C und 3D schematische Darstellungen des Freilaufs zur Erklärung der Betriebsweise des Gerätes.
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Hülsenfreilaufs, und
Figur 5 das Blockschaltbild der elektronischen Steuerung des Antriebsmotors .
Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, besitzt das Absturzsicherungsgerät 100 ein Gehäuse 110, 120, in welchem eine Seiltrommel (nicht dargestellt) drehbar gelagert ist, zum Auf- und Abwickeln eines Sicherungsseiles 105. Das Sicherungsseil 105 ragt durch eine Seilöffnung (nicht dargestellt) am unteren Ende des Gehäuses 110, 120 hinaus.
In dem Gehäuse 110, 120 ist eine Trommel (nicht dargestellt) drehbar gelagert. Wenn eine Person, die sich an das Sicherungsseil 105 anschliessen will, das Seil nach unten zieht und von der Trommel abwickelt, wird eine Rückholfeder (nicht dargestellt) gespannt, die das Sicherungsseil später, wenn die Person sich von dem Seil löst und dieses freigibt, wieder nach oben zieht und auf die Trommel aufwickelt. Das Absturzsicherungsgerät 100 besitzt auch einen Sperrmechanismus (nicht dargestellt) , der eine Rotation der Trommel zum Abwickeln des Seiles zulässt, wenn das Seil mit geringer Geschwindigkeit langsam nach unten gezogen wird, aber eine Rotation im Sinne des Abwickeins des Sicherungsseiles 105 blockiert, wenn das Seil mit hoher Geschwindigkeit nach unten gezogen wird, wie beim Absturz einer am Sicherungsseil 105 angeschlossenen Person. Oben am Gehäuse 110, 120 befindet sich ein Aufhänger 115.
Ein Absturzsicherungsgerät mit diesen Merkmalen ist im Stand der Technik bekannt aus den eingangs genannten Druckschriften und wird deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben .
Unter dem Tromraelgehäuse 110, 120 ist ein Seilantriebsmechanismus gemäss der Erfindung befestigt. Der Seilantriebsmechanismus hat ein Gehäuse 170, 180, das am Trommelgehäuse 110, 120 über einen Zwischenrahmen oder eine Zwischenplatte 130 befestigt sein kann. Der Seilantriebsmechanismus hat ein Antriebsrad 210 und ein Gegendruck- oder Anpressrad 220, die in einem Gehäuse 180, 170 gelagert sind. Das Sicherungsseil 105 erstreckt sich von dem Trommelgehäuse 110, 120 senkrecht nach unten durch das Gehäuse 170, 180 und ist durch den Spalt zwischen dem Antriebsrad 210 und dem Gegendruckrad 220 hindurchgeführt und ist in dem Spalt in Reib- oder Friktionsberührung mit den Rädern 210, 220 zur Antriebskraftübertragung. Das Sicherungsseil 105 erstreckt sich unter den Rädern 210, 220 durch einen Führungsring 260, der an der Unterseite des Gehäuses 170, 180 befestigt ist. Am freien Ende des Seiles 105 ist ein Haken 290 befestigt. Über dem Haken 290 befindet sich ein Abstandhalter 270, der sich auf dem Haken 290 abstützt.
In der oberen Endlage ist der Abstandhalter 270 in dem Führungsring 260 aufgenommen und liegt mit seinem oberen Ende an einem Anschlag 280 an, durch den das Seil hindurchgeführt ist, und der sich in dem Gehäuse zwischen dem Führungsring 260 und dem Räderpaar 210, 220 befindet. Auf diese Weise wird verhindert, dass beim Aufwickeln des Seiles 105 dieses nach oben aus dem Spalt zwischen den Rädern 210 und 220 herausgezogen werden kann. Vorzugsweise ist der Anschlag 280 gleichzeitig eine Endschalterbetätigung und besteht aus einem an seinem rechten Ende drehbar gelagerten Hebel, der einen Endschalter 190 betätigt, wenn der Abstandhalter 270 mit dem Anschlag 280 in Berührung kommt . In dem Gehäuse 170, 180 befindet sich auch ein weiterer Hebel oder eine schwenkbar gelagerte L-förmige Wippe 230, an der das Gegendruckrad 220 drehbar gelagert ist. Eine Druckfeder 240 drückt das Gegendruckrad 220 gegen das Antriebsrad 210 zum Einklemmen oder Einspannen des Sicherungsseiles 105 zwischen diesen beiden Rädern. Ein Anpressdruckeinstellmechanismus 250 ist am freien Ende der Feder 240 vorgesehen und besteht aus einer Einstellschraube mit Schraubenmutter, wobei die Schraube durch eine Öffnung in einem Winkelstück hindurchragt, das am Gehäuse 170, 180 befestigt ist. Das Gegendruckrad 220 hat vorzugsweise einen Gummi oder Kunststoffkörper .
Das Antriebsrad 210 ist durch einen Motor 140 anzutreiben, der in Figur 1 dargestellt ist und auf der Rückseite des Gehäuses 170, 180 angeflanscht ist. Auf der vorderen Seite des Gehäuses 170, 180 befindet sich eine Klemmkiste 160 an der ein Funkempfänger 150 zur Steuerung des Motors befestigt ist. Die Funksteuerung ist nicht erfindungswesentlich sondern der Motor kann auch über eine Stromschiene gesteuert werden.
Gemäss der Erfindung wird das motorgetriebene Antriebsrad 210 über einem Freilauf 200 angetrieben, der die Antriebskraft zum langsamen Abwickeln des Seiles 105 vom Antriebsmotor 140 auf das Antriebsrad überträgt.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die Figuren 3A, 3B, 3C und 3D zur Erklärung des Funktionsprinzips des Freilaufs 200. Diese Figuren zeigen nicht die tatsächliche Konstruktion eines Freilaufes sondern dienen nur zur Erläuterung des Freilauf-Prinzipes. Gemäss diesen Figuren besitzt der Freilauf 200 eine mittlere Welle 201, die mit den Läufer des Motors 140 verbunden ist, oder die Motorwelle selbst ist. Auf der Welle 201 ist ein Aussenring 202 drehbar gelagert. Die Welle 201 hat zwei diametral gegenüberliegende, radial nach aussen vorstehende Mitnehmer 203, die mit diametral gegenüberliegenden, nach innen ragenden Vorsprüngen 204 des Aussenringes 202 zusammenwirken. Die Figur 3A zeigt den Freilauf 200 beim langsamen Abwickeln oder nach unten Bewegen des Seiles. Dabei treibt der Motor 140 die mittlere Welle 201 im Uhrzeigersinn an. Die radialen Mitnehmer 203 der Welle 201 erfassen die radialen Flächen der Vorsprünge 204 des Aussenringes 202 und nehmen den Aussenring 202 im Uhrzeigersinn mit. Wenn das Seil ausreichend abgewickelt ist kann eine Person sich am Sicherungsseil 105 anschliessen.
Die Figur 3B zeigt den Freilauf 200 im Falle des Absturzes einer gesicherten Person. In diesem Falle wird der Aussenring 202 plötzlich vom Seil 105 mit hoher Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn angetrieben. Die innere Welle 201 steht jetzt still (Motor dreht nicht) und die Vorsprünge 204 des Aussenringes 202 bewegen sich über die Mitnehmer 203 der inneren Welle 201 hinweg. Die Sperrvorrichtung in dem Trommelgehäuse 110, 120 spricht an und verhindert das weitere Abwickeln des Seiles, d.h. den Absturz der gesicherten Person.
Die Figur 3C zeigt den Freilauf 200 bei stillstehendem Aussenring 202 und Rotation des Motors 140 (der Welle 201) im Gegenuhrzeigersinn, d.h. das untere Ende des Seiles 105 ist an einer zu sichernden Person angeschlossen und kann sich nicht nach oben bewegen, die innere Welle 201 dreht frei im Gegenuhrzeigersinn, ohne Antrieb des Aussenringes 202, die Mitnehmer 203 gleiten über die Tangentialflächen der Vorsprünge 204 hinweg.
Figur 3D zeigt den Freilauf 200 bei freigegebenem unteren Ende des Sicherungsseiles 105. Der Aussenring 202 wird nun durch das Sicherungsseil 105 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben, das durch die gespannte Rückholfeder (nicht dargestellt) hochgezogen und aufgewickelt wird. Der Aussenring 202 hat nun die Tendenz die innere Welle 201 im Gegenuhrzeigersinn über den Freilauf 200 mitzunehmen durch Anlage der radialen Flächen der Vorsprünge 204 des Aussenringes 202 an den radialen Mitnehmern 203 der inneren Welle 201. Da jedoch die Federkraft der Rückholfeder des Hδhensicherungsgerätes kleiner ist als die vom Motor 140 aufgebrachte Kraft am Antriebsrad 210, passt sich die Steiggeschwindigkeit des Seiles 105 an die Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades 210 an.
Wie schon erwähnt zeigen die Figuren 3A, 3B, 3C, 3D nur das Prinzip eines Freilaufs und nicht die tatsächliche Konstruktion des Freilaufs. Freiläufe sind im Stand der Technik allgemein bekannt, siehe z.B. DE 200 09 895 Ul, DE 42 16 055 C2 , DE 42 10 560 C2 , DE 196 44 045 C2 , DE 44 42 404 C2 und DE 196 14 512 C2. Ein solcher Freilauf besteht, wie in Figur 4 dargestellt, aus einer Hülse 200a, die auf ihrer Innenfläche axiale Ausnehmungen 200b mit Klemmflächen aufweist. Klemmkörper 200c, wie z.B. Rollen oder Nadeln, sind in einem Käfig 20Oe geführt und befinden sich in den Ausnehmungen 200b. Der Käfig 20Oe hat Federelemente 20Od (schematisch als Schraubenfedern dargestellt) zum Anpressen der Klemmkörper 200c an die Klemmflächen und auch an die Welle 201. Eine Vielzahl von Ausnehmungen 200b (mit Klemmflächen) , Klemmkδrpern 200c und Anpressfedern 20Od ist natürlich über den Innenumfang der Freilaufhülse 200a bzw. des Käfigs 20Oe verteilt angeordnet. Der Freilauf 200 kann ein Bauteil des Antriebsrades 210 sein und das Antriebsrad 210 über den Freilauf 200 oder die Freilaufhülse auf der Welle 201 gelagert sein. Hierzu befinden sich Gleit- oder Wälzlager auf beiden Seiten der Klemmkörper. Das Antriebsrad 210 hat einen Gummi- oder KunstStoffkδrper oder Aussenring, der auf dem Freilauf 200 angeordnet ist.
Gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel soll verhindert werden, dass das Seil mit maximaler Geschwindigkeit durch die Rückholfeder aufgewickelt wird wenn die gesicherte Person das Sicherungsseil 105 freigegeben hat, da sonst das Seil 105 nicht richtig auf die Seiltrommel (nicht dargestellt) aufgewickelt wird und der Abstandhalter 270 ungebremst in Endstellung fahren würde, und die Rückholfeder (nicht dargestellt) beschädigt werden könnte .
Vorzugsweise wird dies erreicht durch Verwendung eines Asynchrondrehstrommotors 140 dessen Drehzahl in beiden Drehrichtungen einstellbar ist. Die Umkehr der Drehrichtung erfolgt durch einen Frequenzumrichter. Ein solcher Motor mit Umrichter und Drehzahlregelung ist im Stand der Technik allgemein bekannt und kann von der Firma Lenze (Motortyp MDERRAXX 071-12) bezogen werden. Im Vorwärtslaufbetrieb wird das Seil 105 nach unten bewegt entsprechend der eingestellten Motordrehzahl . Im Rückwärtslaufbetrieb verhindert der mit eingestellter Drehzahl laufende Motor, dass das Seil 105 durch die Rückholfeder zu schnell hochgezogen wird und hart an dem Endanschlag anschlägt. Die Aufwickelgeschwindigkeit des Seiles im Rückwärtslaufbetrieb des Motors 140 ist also begrenzt durch die vorgegebene Geschwindigkeit des Motors 140.
Figur 5 das zeigt ein Blockschaltbild der elektrischen Steuerung des erfindungsgemäßen Absturzsicherungsgerätes mit
Seilantriebsmechanismus. Es besteht aus den Stromschienen /
Einspeisekabel 10 oder der alternativen Ansteuerung über eine Funkfernsteuerung 20, aus dem Hubendschalter 30 ( 190 in Figur 2) , der Relaisschaltlogik 10, einem Einphasen Frequenzumrichter 50, und einem Asynchrondrehstrommotor (40 in Figur 1) .
Die Stromschienen / Einspeisekabel 10 bilden die elektrische Schnittstelle zur Leistungseinspeisung sowie der
Steuerung der Absturzsicherung. Als Hauptstrom wird ein 1 Phasennetz mit 230 VAC und Schutzleiter eingespeist (Ll + N
+ PE) .
Zum Senken des Sicherungsseils 105 wird ein
Steuersignal an die Relaislogik 40 übertragen. Dieses kann über die Stromschienen / Einspeisekabel 10 erfolgen. Alternativ kann dieses über eine Funkfernsteuerung 20 übermittelt werden. Die Steuerung 20 ist eine handelsübliche Funkfernsteuerung nach dem Stand der Technik.
Als Rückmeldung wird ein Steuersignal übertragen, wenn der Endschalter 30 (190 in Figur 2) in der oberen Stellung betätigt ist. Dieses wird in die Stromschiene / Einspeisekabel 10 übertragen und steht zur weiteren Verarbeitung in einer übergeordneten Steuerung zur Verfügung .
Die Relaissteuerung 40 besteht aus zwei handelsüblichen Relais. Ein Relais ist für die Übermittlung des Steuersignals „Senken", das andere für die Übermittlung des Steuersignals „Heben" an den Frequenzumrichter 50 zuständig. Der Frequenzumrichter ist eine Einrichtung oder ein Steuerkreis zum Umschalten zwischen Rechts- oder Linkslauf und zum Einstellen einer gewünschten Drehzahl in beiden Laufrichtungen. Eingangsignale der Relaissteuerung 40 sind das Signal „nicht oben" des Hubenschalters 30, sowie das Steuersignal „Senken" von 10 bzw 20. Tabelle 1 zeigt die Zustände der Relaissteuerung.
Tabelle 1; Logik der Relaisteuerung
X = Zustand trifft zu
In 50 ist ein handelsüblicher Einphasenfrequenzumrichter dargestellt . Als Energieeinspeisung wird von den Stromschienen / Einspeiskabel 10, die Energie übermittelt. Intern wird die WechselSpannung über einen Gleichrichter in eine Gleichspannung umgewandelt, welche den Gleichstromzwischenkreis speist. Aus dem Gleichstromzwischenkreis wird ein variables Dreiphasen Drehfeld erzeugt. Das Drehfeld ist abhängig von Steuerbefehl Heben bzw. Senken ein Rechts- bzw. ein Linksdrehfeld. Die Frequenz und die Spannung sind abhängig von der vorgewählten Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeitsvorwahl wird in dem Frequenzumricher eingestellt. An den digitalen Eingängen liegt abhängig von der Ansteuerung der Relaissteuerung 40, das Steuersignal Heben bzw. Senken an. Den Steuersignalen können unterschiedliche Werte zugeordnet werden. Um den mechanischen Verschleiß bei ganz abgewickeltem Seil zu minimieren, wird anhand der Strombegrenzung das mechanisch wirkende Antriebsmoment begrenzt. Wird der Grenzwert der eingestellten Stromgrenze überschritten, wird trotz anstehendem Senksteuerbefehl kein Senkdrehfeld vom Frequenzumrichter ausgegeben .
Der Asynchrondrehstrommotor 60 ist ein Handelsüblicher Dreiphasen Drehstrommotor mit Temperaturüberwachungssensor. Der Temperaturüberwachungssensor wird in dem Frequenzumrichter 50 überwacht und schaltet im Fehlerfall den Antrieb ab .

Claims

FRW-13771PATENTANSPRÜCHE :
1. Absturzsicherungsgerät mit einem auf eine Trommel aufgewickelten Sicherungsseil, einer Rückholfeder, die beim Abwickeln des Seiles von der Trommel zu spannen ist, und einer Sperrvorrichtung zum Blockieren der Trommel gegen Rotation in Seilabwicklungsrichtung beim Absturz einer durch das Seil gesicherten Person, gekennzeichnet durch einen Seilantriebsmechanismus, um das Seil von der Trommel abzuwickeln und von dem Gerät nach unten zu bewegen, wobei der Antriebsmechanismus einen Antriebsmotor, ein Seilantriebsrad und einen Freilauf aufweist, und das Antriebsrad vom Motor über den Freilauf in einer Drehrichtung zum Abwickeln und nach unten Bewegen des Seiles anzutreiben ist.
2. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilantriebsmechanismus des weiteren ein Anpressrad aufweist, und das Seil durch einen Spalt zwischen dem Antriebsrad und dem Anpressrad hindurchgeführt und in dem Spalt in reibungsschlüssiger Berührung mit den Rädern ist.
3. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressrad mittels Federdruck angepresst ist, wobei der Federdruck vorzugsweise einstellbar ist.
4. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressrad an einem schwenkbaren Hebel drehbar gelagert ist, und der Hebel durch Federkraft vorgespannt ist, um das Anpressrad an das Seil anzupressen.
5. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit einer Einrichtung versehen ist zum Umschalten der Motordrehrichtung zwischen der einen Drehrichtung und einer entgegengesetzten Drehrichtung und zum Einstellen einer vorbestimmten Motordrehzahl mindestens in der entgegengesetzten Drehrichtung, um die Aufwickelgeschwindigkeit des Seiles durch die eingestellte Motordrehzahl in der entgegengesetzten Motordrehrichtung zu begrenzen.
6. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Drehstrommotor ist mit einem Steuerkreis zum Umschalten der Motordrehrichtung und zum Einstellen einer vorbestimmten Motordrehzahl in beiden Drehrichtungen.
7. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Frequenzumrichter zum Einstellen der Motordrehzahl in beiden Drehrichtungen.
8. Absturzsicherungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag unterhalb des Antriebsrades angeordnet ist, und am Seil ein Abstandhalter befestigt ist, zur Anlage an dem Anschlag wenn das Seilende eine obere Endlage erreicht .
9. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag ein Endschalterbetätiger ist.
10. Absturzsicherungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor über Funk oder über eine Stromschiene steuerbar ist.
11. Absturzsicherungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, das der Freilauf ein Bauteil des Antriebsrades ist und das Antriebsrad über den Freilauf auf der Motorwelle oder einer vom Motor getriebenen Welle gelagert ist .
12. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad einen Gummioder Kunststoffkörper hat, der auf dem Freilauf angebracht ist.
13. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressrad einen Gummi- oder Kunststoffkörper besitzt ,
14. Absturzsicherungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel in einem
Trommelgehäuse angeordnet ist und die Seilantriebsvorrichtung ein Gehäuse aufweist, das am Trommelgehäuse unter diesem befestigt ist.
15. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsseil durch das Gehäuse der
Seilantriebsvorrichtung hindurchgeführt wird und das Antriebsrad sowie auch der Freilauf sich in dem Gehäuse befinden.
16. Absturzsicherungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gehäuse der
Seilantriebsvorrichtung ein Führungsring für den Abstandhalter vorgesehen ist .
17. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes mit einer Trommel auf die das Sicherungsseil aufzuwickeln ist, einer Rückholfeder, die beim Abwickeln des Seiles von der Trommel zu spannen ist, und einer Sperrvorrichtung zum Blockieren der Trommel gegen Rotation in Seilabwicklungsrichtung beim Absturz einer durch das Seil gesicherten Person, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus einen Antriebsmotor, ein Seilantriebsrad und einen Freilauf aufweist, und das Antriebsrad in einer Drehrichtung vom Motor über den Freilauf anzutreiben ist, um das Seil in einer Richtung vorzutreiben.
18. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus des weiteren ein Anpressrad aufweist, und das Seil durch einen Spalt zwischen dem Antriebsrad und dem Anpressrad hindurchgeführt und in dem Spalt in reibungsschlüssiger Berührung mit den Rädern ist.
19. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressrad mittels Federdruck angepresst ist, wobei der Federdruck vorzugsweise einstellbar ist.
20. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressrad an einem schwenkbaren Hebel drehbar gelagert ist, und der Hebel durch Federkraft vorgespannt ist, um das Anpressrad an das Seil anzupressen.
21. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit einer Einrichtung versehen ist zum Umschalten der Motordrehzahl zwischen der einen Drehrichtung und einer entgegengesetzten Drehrichtung und zum Einstellen einer vorbestimmten Motordrehzahl mindestens in der entgegengesetzten Drehrichtung, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Seiles in der entgegengesetzten Richtung durch die eingestellte Motordrehzahl zu begrenzen.
22. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Drehstrommotor ist mit einem Steuerkreis zum Umschalten der Motordrehrichtung und zum Einstellen einer vorbestimmten Motordrehzahl in beiden Drehrichtungen.
23. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Frequenzumrichter zum Einstellen der Motordrehzahl in beiden Drehrichtungen.
24. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag unterhalb des Antriebsrades angeordnet ist, und am Seil ein Abstandhalter befestigt ist, zur Anlage an dem Anschlag wenn das Seilende eine Endlage erreicht.
25. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag ein Endschalterbetätiger ist.
26. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor über Funk oder über eine Stromschiene steuerbar ist.
27. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, das der Freilauf ein Bauteil des Antriebsrades ist und das Antriebsrad über den Freilauf auf der Motorwelle oder einer vom Motor getriebenen Welle gelagert ist.
28. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 17 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad einen Gummi- oder Kunststoffkörper hat, der auf dem Freilauf angebracht ist.
29. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpressrad einen Gummi- oder Kunststoffkörper besitzt.
30. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus ein
Gehäuse aufweist, das an einem Absturzsicherungsgerät unter demselben zu befestigen ist, dass das Seil durch das Gehäuse hindurchgeführt ist und das Antriebstriebsrad sowie auch der Freilauf sich in dem Gehäuse befinden.
31. Antriebsmechanismus für das Sicherungsseil eines Absturzsicherungsgerätes nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gehäuse des Antriebsmechanismus ein Führungsring für den Abstandhalter vorgesehen ist .
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