GR1009059B - Μηχανισμος πεδησης εκτατης αναγκης για ανελκυστηρες προσωπων ή αντικειμενων - Google Patents

Abstract

Παρουσιάζεται μηχανισμός πέδησης έκτακτης ανάγκης, που μπορεί να εφαρμοστεί σε μηχανισμούς κίνησης φορτίων επί σιδηροτροχιών. Από τους προϋπάρχοντες μηχανισμούς έχουν καταγραφεί τα εξής τεχνικά προβλήματα: α) Βίαιη καταπόνηση του ανθρωπίνου οργανισμού από την απότομη - μη προοδευτική πέδηση, β) Φθορά ή καταστροφή ευπαθών φορτίων από κρουστικού τύπου πεδήσεις, γ) Φθορά ή καταστροφή μηχανολογικού εξοπλισμού κατά τον κρουστικό τρόπο ακινητοποίησης ή των ακαριαία αναπτυσσόμενων δυνάμεων τριβής, δ) Πιθανότητα απώλειας του συστήματος ασφαλείας έκτακτης ανάγκης, από την θραύση των εξαρτημάτων του, λόγω απότομης εμπλοκής στοιχείων σφήνωσης μεταξύ φρένου και σιδηροτροχιάς. Η επίλυση των άνω προβλημάτων επιτυγχάνεται μέσω της μορφολογίας των στοιχείων του προτεινόμενου καινοτομικού μηχανισμού και της κινηματικής ιδιαιτερότητας της λειτουργίας του. Συγκεκριμένα διαθέτει εξάρτημα με την μορφή της σπείρας του Αρχιμήδη (5), το οποίο καθώς περιστρέφεται αναπτύσσει προοδευτικά δυνάμεις τριβής, που φρενάρουν ομαλά και ακίνδυνα το φορτίο ή θαλαμίσκο ή συρμό, που κινείται επί σιδηροτροχιών (7).

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

         Μηχανισμός πέδησης έκτακτης ανάγκης για ανελκυστήρες προσώπων ή

αντικειμένων

Η ευρεσιτεχνία αυτή πραγματεύεται με έναν μηχανισμό πέδησης έκτακτης ανάγκης προς μια κατεύθυνση, προοριζόμενο για ανελκυστήρες και γενικότερα για πέδηση που μπορεί να εφαρμοστεί σε φορεία, θαλαμίσκους, βαγόνια και συρμούς μεταφοράς προσώπων ή αντικειμένων, κινούμενων βέβαια επί σιδηροτροχιών. Με τον όρο πέδηση επί σιδηροτροχιών σε ανελκυστήρες φορείων, θαλάμων, βαγονιών, συρμών κ.α. μεταφοράς ανθρώπων ή αντικειμένων, ονομάζεται η διαδικασία επιβράδυνσης της κίνησής τους. Την λειτουργία αυτή αναλαμβάνει το σύστημα πέδησης, το οποίο εφαρμόζει μια δύναμη, αντίθετης φοράς από αυτήν της ταχύτητας και που περιορίζει την κινητική ενέργεια του συρμού ή του φορείου. Η δύναμη αυτή μεταφέρεται μέσω του μηχανισμού πέδησης στην σιδηροτροχιά. Η πέδηση γίνεται: α) είτε κατ ' επιθυμία του οδηγού ή του χειριστού του συρμού ή του θαλάμου και μπορεί να είναι μια απλή επιβράδυνση ή πλήρη ακινητοποίηση, είτε β) σε περιπτώσεις έκτακτης κατάστασης, όπου απαιτείται άμεσα πλήρη ακινητοποίηση, την οποία για λόγους ασφαλείας και απομάκρυνσης της πιθανότητας του ανθρώπινου λάθους, συνήθως την αναλαμβάνει ένας αυτοματισμός επιτήρησης της κίνησης.

Η επιβράδυνση που γίνεται με το σύστημα πέδησης έκτακτης ανάγκης έχει σαν αποτέλεσμα την επιβολή δυνάμεων λόγω αδράνειας, στα πρόσωπα ή στα αντικείμενα που μεταφέρονται. Όσο πιο έντονη είναι η μείωση της κινητικής ενέργειας τόσο πιο μεγάλη είναι και η δύναμη αυτή. Πολλές φορές μπορεί να θεωρηθεί και ως κρουστική δύναμη, με κακές συνέπειες κυρίως στον ανθρώπινο οργανισμό ή σε ευπαθή αντικείμενα που τυχόν να μεταφέρονται.

Επίσης η κρουστική ενεργοποίηση μπορεί να θεωρηθεί επικίνδυνη και για τον ίδιο τον μηχανισμό, διότι μπορεί να σπάσει (δηλαδή να θρυμματιστούν μερικά από τα εξαρτήματά του), όπως επίσης να καταστρέφουν ένα μέρος της σιδηροτροχιάς πάνω στην οποία κινείται, λόγω της απότομης σφήνωσης στοιχείων του. Συνεπώς στην περίπτωση αυτή ο μηχανισμός παύει πλέον να λειτουργεί, με οποιεσδήποτε συνεπακόλουθες επιπτώσεις έχει αυτό.

Ο νέος μηχανισμός πέδησης έκτακτης ανάγκης είναι σχεδιασμένος να λειτουργήσει με τέτοιο τρόπο, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η κρουστική ανάπτυξη δυνάμεων στα εξαρτήματά του, αλλά και στην σιδηροτροχιά πάνω στην οποία κινείται. Ταυτόχρονα θα επιφέρει και πιο ομαλή επιβράδυνση του ανελκυστήρα, όχι έξω από τα πλαίσια της ασφάλειας, ώστε να μην προκαλέσει βλάβες στον ανθρώπινο οργανισμό ή σε ευπαθή φορτία, που τυχόν θα ανυψώνονται.

Σκοπός των συστημάτων πέδησης είναι η έγκαιρη ακινητοποίηση του ελκυόμενου φορείου, (βαγόνι, ανελκυστήρας, θάλαμος κ.α.), ώστε να προληφθούν ατυχήματα και ζημίες, τόσο στην ίδια την κατασκευή, όσο και στο μεταφερόμενο φορτίο. Η πέδηση έκτακτης ανάγκης είναι ένα δεύτερο ξεχωριστό σύστημα πέδησης που ενεργοποιείται αυτόματα και σταματά όλη την κινούμενη διάταξη.

Η πέδηση πιο συγκεκριμένα στους ανελκυστήρες επιτυγχάνεται με δύο τρόπους: ΐ) με την ηλεκτρομαγνητική πέδη και ϋ) με την συσκευή αρπάγης. Εστιάζοντας στον δεύτερο τρόπο πέδησης, η συσκευή αρπάγης τίθεται σε λειτουργία κάθε φορά που η ταχύτητα του φορείου ή του θαλαμίσκου υπερβεί κατά ένα ποσοστό τη τιμή της προβλεπόμενης (η οποία ορίζεται από τον κατασκευαστή). Οι συσκευές αρπαγής διακρίνονται σε δύο υποκατηγορίες, ανάλογα με την ταχύτητα κίνησης του ανελκυστήρα:

α) Αρπάγη ακαριαίας πέδησης, που εφαρμόζεται για ταχύτητες κίνησης του θαλάμου του ανελκυστήρα μικρότερες από 0.63 m/sec. Ο τύπος αρπάγης ακαριαίας πέδησης λειτουργεί μέσω μικρού κυλινδρικού πείρου από ειδικό χάλυβα, ο οποίος σφηνώνεται μεταξύ του σώματος της αρπάγης και του οδηγού (ράγα) κατά τρόπο τέτοιο ώστε να επιτυγχάνεται η ακινητοποίηση του θαλάμου. Σε πολλές όμως περιπτώσεις ο πείρος λόγω της απότομης σφήνωσής του, θραύεται ή καταστρέφει την ράγα λόγω κρούσης, ή και τα δύο.

β) Αρπάγη προοδευτικής πέδησης: Χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις ανελκυστήρων των οποίων η ταχύτητα κίνησης του θαλαμίσκου υπερβαίνει τα 1 m/sec. Αυτή δρα προοδευτικά και ως εκ τούτου η καταπόνηση των διακινούμενων καθώς και των μερών της εγκατάστασης δεν δημιουργεί κινδύνους.

Για οικονομοτεχνικούς λόγους, με γνώμονα πάντα την ασφάλεια, τοποθετούνται σε ανελκυστήρες οικιών κυρίως οι αρπάγες ακαριαίας πέδησης. Σταματούν την πτώση του θαλάμου του ανελκυστήρα, δηλαδή κάνουν πέδηση μόνο προς μια κατεύθυνση. Είναι πιο απλοί στην λειτουργία τους, τοποθετούνται εύκολα και μετά την ενεργοποίησή τους εύκολα αποσυ μπλέκονται και επαναοπλίζονται από τον τεχνικό, που έχει αναλάβει την επίβλεψη της λειτουργίας του ανελκυστήρα. Η θραύση του σφήνα (αφού κρουστικά εμπλέκεται μεταξύ του σώματος του συστήματος πέδησης και της ράγας πάνω στην οποία κινείται) μπορεί να μην γίνει με την πρώτη εφαρμογή πέδησης έκτακτης ανάγκης. Όμως λόγω κόπωσης και ακραίων φορτίσεων είναι μικρός και πεπερασμένος ο αριθμός των χρήσεών του, μέχρι τελικά να θρυμματιστεί.

Επίσης, επειδή εφαρμόζονται επιφανειακές πιέσεις στα εξαρτήματα που εμπλέκονται κατά την πέδηση, επιβάλλεται αυτά να είναι σκληρυμένα (χρησιμοποιούνται βαμμένοι χάλυβες ή χάλυβες υψηλής κραμάτωσης μετά από θερμικές κατεργασίες), ώστε να αντέξουν σ' αυτές τις πιέσεις. Αυτό βέβαια έχει σαν αποτέλεσμα η ενέργεια θραύσης να είναι σχετικά μικρή και να αυξάνεται η επικινδυνότητα.

Η εν λόγω εφεύρεση πραγματεύεται με την μορφή και την λειτουργία ενός μηχανισμού πέδησης έκτακτης ανάγκης, που προορίζεται να εφαρμοστεί κυρίως σε ανελκυστήρες και γενικότερα σε συρμούς, φορεία ή θαλαμίσκους κινούμενων επί σιδηροτροχιών.

Η καινοτομία του μηχανισμού αυτού εστιάζεται: στην μορφολογία του, την ρυθμιζόμενη ικανότητα πέδησής του, στην αποτροπή θραύσης διαφόρων στοιχείων του λόγω κρούσης, στην απλότητα της εγκατάστασης και της λειτουργίας του και τέλος στην ικανότητά του να αντικαταστήσει ή να συνεπικουρήσει τους προϋπάρχοντες μηχανισμούς πέδησης έκτακτης ανάγκης.

Ο μηχανισμός απαρτίζεται από τα επιμέρους στοιχεία: (1) ένα ορθογώνιο μεταλλικό έλασμα, προερχόμενο από υλικό το οποίο παρουσιάζει αυξημένη σκληρότητα και αντοχή σε φθορά, (2) δυο μεταλλικά ελατήρια, (3) ένα μεταλλικό στέλεχος πάνω στο οποίο στηρίζονται τα υπόλοιπα στοιχεία (σασί), (4) ένας μεταλλικός πείρος, (5) ένα μεταλλικό εξάρτημα, το οποίο έχει εξωτερική μορφολογία σχήματος ναυτίλου (γεωμετρία σπείρας Αρχιμήδη) με τραχιά εξωτερική επιφάνεια, (6) ένας κοχλίας, (7) η σιδηροτροχιά στην οποία φέρεται ο μηχανισμός πέδησης και (8) δυο μεταλλικές ράβδοι στήριξης, οι οποίες έχουν διαμορφωμένη μία εγκοπή στην οποία τοποθετείται ο μηχανισμός απασφάλισης (9), ο οποίος φαίνεται στο σχήμα 2α . Η συνδεσμολογία του μηχανισμού πέδησης σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, φαίνεται στο σχήμα 1, και είναι η εξής: πάνω στο μεταλλικό σασί (3) είναι περασμένος και στερεωμένος ο πείρος (4), ο οποίος στηρίζει και συγκρατεί το μεταλλικό εξάρτημα (5), δίνοντάς του ελευθερία περιστροφής περί του πείρου. Στην απέναντι, αντικριστή πλευρά του σασί (3) εντοπίζονται δύο οπές, εκ των οποίων διέρχονται οι δυο μεταλλικές ράβδοι (8), εφαρμοστά. Οι ράβδοι αυτές αφενός κινούνται ελεύθερα αξονικά μέσα στις οπές του σασί (3), αφετέρου είναι πακτωμένες (με κοχλιοσύνδεση για κατασκευαστικούς λόγους) στο μεταλλικό έλασμα (1). Έτσι το έλασμα αυτό (1) με την σειρά του μπορεί να κινείται αξονικά, καθοδηγούμενο πάντα από τις δύο ράβδους (8). Μεταξύ του ελάσματος (1) και του τμήματος του σασί (3), περιελικτικά των ράβδων (8) παρεμβάλλονται δυο μεταλλικά ελατήρια (2). Οι διαστάσεις και τα τεχνικά χαρακτηριστικά των ελατηρίων και των ράβδων ορίζονται από τον έκαστο κατασκευαστή, έτσι ώστε να ρυθμιστεί η λειτουργικότητα του μηχανισμού, όπως θα αναφερθεί παρακάτω, πιο αναλυτικά. Στο σασί επίσης υπάρχει μια διαμπερής και σπειροτομημένη οπή, μέσα εκ της οποίας διέρχεται ο κοχλίας (6). Όλος ο άνω μηχανισμός στηρίζεται (πακτώνεται) στο βαγόνι ή στον θαλαμίσκο και μάλιστα σε θέση εφαπτομενικής προσέγγισης στη σιδηροτροχιά (7).

Στον καθαυτό μηχανισμό τα κινητά μέρη του είναι: το εξάρτημα (5) που περιστρέφεται γύρω από τον πείρο (4), ο οποίος είναι σταθερός πάνω στο σασί (3). Οι ράβδοι (8) που είναι στερεωμένες στο στοιχείο (1) και διέρχονται ελεύθερα μέσα από τις οπές του σασί (3), εκτελώντας έτσι αξονική κίνηση και προς τις δυο κατευθύνσεις. Τα ελατήρια (2) μπορούν να συσπειρώνονται μέχρι ενός σημείου. Το σημείο αυτό τερματική θέση) ορίζεται από τον κοχλία (6), συσφίγγοντας τον σε οποιαδήποτε επιθυμητή θέση.

Τοποθέτηση του μηχανισμού πέδησης: Όλη η συναρμογή είναι τοποθετημένη πάνω στο βαγόνι ή στον θάλαμο, ακολουθώντας έτσι αναγκαστικά τροχιά εφαπτομενική επί της ράγας (7), περιβάλλοντάς την ελεύθερα και όχι με σύσφιξη. Συνεπώς σε περίπτωση που δεν υπάρχει ανάγκη για πέδηση και ακινητοποίηση του φορείου ή του βαγονιού ο μηχανισμός είναι ανενεργός και οπλισμένος.

Ο οπλισμός του μηχανισμού γίνεται ως εξής: ωθώντας το έλασμα (1) συσπειρώνονται τα ελατήρια (2) ενώ ταυτόχρονα μετακινούνται αξονικά οι ράβδοι (8) μέσα στις οπές του σασί (3), έως την στιγμή που θα εμφανιστούν οι εγκοπές που είναι διαμορφωμένες πάνω τους και στις οποίες τοποθετούνται τα ασφαλιστικά δαχτυλίδια (9). Αφήνοντας μετά ελεύθερο το έλασμα (1) τα ελατήρια ωθούν αντίθετα τις ράβδους και μετακινούνται μέχρι την θέση που τα δαχτυλίδια κοντραριστούν στην εξωτερική πλευρά του σασί (3). Τότε ο μηχανισμός είναι οπλισμένος.

Όταν ο μηχανισμός είναι ανενεργός (δηλαδή οπλισμένος) τότε το σπειροειδές εξάρτημα (5) είναι τοποθετημένο σε τέτοια θέση, που το σημείο με την μικρότερη ακτίνα να βρίσκεται κοντά στην ράγα (7). Το συνολικό διάκενο μεταξύ της ράγας και του οπλισμένου μηχανισμού συνίσταται να είναι όσο το δυνατόν πιο μικρό.

Κατά την ενεργοποίηση του μηχανισμού έκτακτης πέδησης (σχήμα 2α και σχήμα 2β) γίνεται μια και μόνο κίνηση: απομακρύνονται τα ασφαλιστικά δαχτυλίδια από τις διαμορφωμένες εγκοπές (9) των ράβδων (8). Τότε τα συσπειρωμένα ελατήρια εκτονώνονται ωθώντας το έλασμα (1) να πατήσει στην ράγα (7) και το σημείο της μικρότερης ακτίνας του εξαρτήματος (5) να ακουμπήσει με την απέναντι πλευρά της ράγας (7), συσφίγγοντάς την, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2α Η συγκεκριμένη σύσφιξη της ράγας δεν είναι ικανή να δημιουργήσει συνθήκες τριβής ώστε να αρχίσει η πέδηση. Με την κίνηση όμως του βαγονιού ή του θαλάμου προς τα κάτω και της ταυτόχρονης αρχικής σύσφιξης της ράγας, το εξάρτημα (5) λόγω τριβής ολισθαίνει περιστροφικά γύρω από τον πείρο (4). Με την περιστροφή αυτή το σημείο μικρής ακτίνας αρχίζει να απομακρύνεται και διαδοχικά στην θέση του έρχονται σημεία του (5) με μεγαλύτερες διαδοχικά ακτίνες. Έτσι η σύσφιξη της ράγας από τα ελατήρια και από την διαρκώς αυξανόμενη ακτίνα του εξαρτήματος (5) δημιουργούν μια συνεχή και ομαλά αυξανόμενη δύναμης τριβής. Όταν το εξάρτημα (5) περιστραφεί και στην θέση που βρισκόταν το σημείο μικρής ακτίνας έρθει τελικά το σημείο τελικής ακτίνας, τότε θα έχει αναπτυχθεί (βάσει διαστασιολόγησης και υπολογισμών) η μέγιστη απαιτούμενη δύναμη τριβής, που θα σταματήσει συνεπώς το βαγόνι ή τον θαλαμίσκο, με ομαλό - μη κρουστικό τρόπο. Στην θέση αυτή το έλασμα (1) θα ακουμπήσει με την πίσω πλευρά του (αυτή που δεν τρίβεται στην σιδηροτροχιά) στον τερματικό κοχλία (6), αποτρέποντας έτσι πιθανή υπερσυσπείρωση των ελατηρίων και μετέπειτα περιστροφή του εξαρτήματος (5) σε θέση μετέπειτα, με αποτέλεσμα την αστοχία πέδησης.

Claims (6)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ Μηχανισμός πέδησης έκτακτης ανάγκης για ανελκυστήρες προσώπων ή αντικειμένων

1)   Μηχανισμός πέδησης έκτακτης ανάγκης προοριζόμενος για ανελκυστήρες προσώπων ή αντικειμένων και γενικότερα για φορεία κινούμενων επί σιδηροτροχιών, χαρακτηριζόμενος από την ικανότητα ημι-προοδευτικής ελάττωσης ταχύτητας, χρησιμοποιώντας ειδικά διαμορφωμένο εξάρτημα σπειροειδούς μορφής (5) και ελατήρια (2).

2)  βάσει της αξίωσης 1, οι προδιαγραφές του μηχανισμού αυτού τον κατατάσσουν σε μια υπό-κατηγορία, που παρεμβάλλεται μεταξύ των δύο γενικών κατηγοριών μηχανικής πέδησης (ακαριαίας πέδησης και προοδευτικής πέδησης).

3)  βάσει της κινηματικής του μηχανισμού, μειώνεται ο κίνδυνος θραύσης κάποιου εξαρτήματος του, ή της σιδηροτροχιάς στην οποία στηρίζεται, από απότομη κρούση.

4)  βάσει της αξίωσης 1, της αξίωσης 2 και της αξίωσης 3, ο μηχανισμός πέδησης μπορεί να μελετηθεί και να κατασκευαστεί, λαμβάνοντας υπόψη ειδική διαστασιολόγηση και επιλογή εξαρτημάτων, δίνοντας έτσι την δυνατότητα στον μελετητή-κατασκευαστή για ρυθμιστικό έλεγχο της συμπεριφοράς του κατά την πέδηση. Έτσι μπορούν να προσδιοριστούν εξ 'αρχής και επαρκώς οι τεχνικές προδιαγραφές του.

5)  Ο συγκεκριμένος μηχανισμός πέδησης μπορεί να τοποθετηθεί μονός, διπλός ή γενικά πολλαπλός σε ανελκυστήρες και να τοποθετηθούν αμφίπλευρα (αντικριστά) ή μονόπλευρα επί της ιδίας ράγας. Επίσης μπορεί να επιφέρει πέδηση είτε προς μια κατεύθυνση είτε σε δύο ανάλογα με το πόσοι μηχανισμοί θα τοποθετηθούν

6)      Ο εν λόγω μηχανισμός μπορεί να τοποθετηθεί σαν συνεργατικός ή συνεπικουριών μηχανισμός πέδησης, με κάποιον άλλον παλαιότερου τύπου.