PL241463B1 - Amortyzator bezpieczeństwa - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest amortyzator bezpieczeństwa, stosowany jako dodatkowe ogniwo w łańcuchu zabezpieczeń osób pracujących na wysokościach przy amortyzacji sił działających na ciało człowieka w razie upadku z wysokości osoby tam pracującej. Łańcuch zabezpieczeń składa się z urządzenia samohamownego (1), amortyzatora (2) i zatrzaśnika (3). Amortyzator bezpieczeństwa (2) to pręt zwinięty na kształt sprężyny, której górne, końcowe zwoje są odgięte i przewleczone przez oczko przyłączeniowe (5) liny (4), a dolne, końcowe zwoje również są odgięte i przewleczone przez oczko przyłączeniowe zatrzaśnika (3) a z reguły są przewleczone przez oczko klamry, spinającej dolny koniec amortyzatora (2) z uchem zatrzaśnika (3). Sprężyna jest zwinięta z tak dobranego grubego pręta, że w trakcie normalnego użytkowania zachowuje się jak pręt, zatem rozciąga się wyłącznie w ramach sprężystości materiału, z którego jest wykonana. Wewnątrz sprężyny umieszczona poskładana jest linka zabezpieczająca, której górne oczko jest zamocowane w oczku przyłączeniowym liny (4) (jest współosiowe z oczkiem utworzonym przez górne, końcowe zwoje sprężyny), a dolne oczko jest zamocowane w klamrze (i jest współosiowe z oczkiem przyłączeniowym utworzonym przez dolne, końcowe zwoje sprężyny). Odległość między oczkami górnym i dolnym linki zabezpieczającej w stanie rozłożonym jest co najwyżej równa długości pręta sprężyny w stanie wyprostowanym.

Description

PL 241 463 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest amortyzator bezpieczeństwa, stosowany jako ogniwo w łańcuchu zabezpieczeń osób pracujących na wysokościach przy amortyzacji sił działających na ciało człowieka w razie upadku z wysokości osoby tam pracującej, mającej założone osobiste środki zabezpieczające.

W łańcuchu zabezpieczeń osób pracujących na wysokościach stosuje się urządzenia zatrzymujące upadek, a przede wszystkim spowalniające, amortyzujące ten upadek. Nagłe, niezamortyzowane zatrzymanie ruchu powoduje, że na ciało spadającego człowieka działają bardzo duże siły. Amortyzator upadku ma za zadanie łagodne wyhamowywanie upadku, aż do chwili całkowitego zatrzymania. Pracujący na wysokościach człowiek wyposażony jest w osobiste (indywidualne) środki zabezpieczające w postaci szelek bezpieczeństwa. Do przedniej lub tylnej klamry zaczepowej szelek bezpieczeństwa dołączone są elementy łańcucha zabezpieczeń łączące człowieka z punktem konstrukcji stałej. Są to linki lub taśmy bezpieczeństwa, amortyzatory upadku, urządzenia samohamowne, lub kilka tych elementów połączonych szeregowo. W znanych układach zabezpieczeń stosuje się jedno urządzenie spowalniające i zatrzymujące upadek, gdyż dąży się do tego, aby łańcuch zabezpieczeń był możliwie krótki.

W opisie zgłoszenia polskiego wynalazku nr P.386283 przedstawiono amortyzator bezpieczeństwa w postaci urządzenia samohamownego, w którym na powierzchni bębna, na którą nawijana jest taśma bezpieczeństwa, znajdują się elementy zmniejszające średnicę bębna w chwili nagłego szarpnięcia nawiniętej na bęben taśmy bezpieczeństwa. Bęben ma na powierzchni zęby, umieszczone na powierzchni walcowej bębna wzdłuż tworzących. Na osi umieszczony jest bęben, na który nawinięta jest spiralnie, w kilku warstwach, taśma bezpieczeństwa. Taśma bezpieczeństwa ma na końcu pętlę, opasującą oś i tym samym pętla stanowi nieruchomy koniec taśmy bezpieczeństwa. Wolny koniec taśmy bezpieczeństwa wystaje z obudowy urządzenia samohamownego i z nim łączy się pracownik posiadający osobiste środki zabezpieczające w postaci szelek bezpieczeństwa. W czasie normalnej pracy na wysokości, urządzenie jest podczepione do punktu konstrukcji stałej, a warstwy taśmy bezpieczeństwa wraz z bębnem obracają się wokół osi. Wolny koniec taśmy wysuwa się z urządzenia lub jest do niego wciągany zależnie od zmiany odległości człowieka od punktu mocowania urządzenia. Stały naciąg taśmy bezpieczeństwa zapewnia umieszczona w urządzeniu spiralna sprężyna. W przypadku nagłego szarpnięcia za wolny koniec taśmy, spowodowanego przez upadek człowieka pracującego na wysokości, następuje wyłamanie zębów znajdujących się na powierzchni walcowej bębna. Zmniejsza się przez to średnica opasania bębna przez warstwy taśmy bezpieczeństwa i te kolejne warstwy przesuwają się po sobie, dostosowując swoją średnicę do zmniejszonej średnicy bębna. Energia kinetyczna upadku człowieka jest zamieniana na pracę tarcia poszczególnych warstw taśmy bezpieczeństwa, co prowadzi do łagodnego spowolnienia ruchu w dół.

W innej wersji, przedstawionej w opisie polskiego wzoru użytkowego na Ru 61612, pokazany jest amortyzator bezpieczeństwa, który składa się z dwóch odcinków taśmy włókienniczej, złożonych w przybliżeniu na pół. Warstwy tych złożonych odcinków są ze sobą połączone szwami bezpieczeństwa, a wolne końce obu odcinków są ze sobą połączone tak, że w miejscach łączenia znajdują się oczka przyłączeniowe dolne i górne. Tu w razie upadku całkowita energia upadku zostaje zamieniona na pracę potrzebną do rozerwania szwów bezpieczeństwa łączących warstwy taśmy.

Amortyzator bezpieczeństwa według wynalazku mający postać pręta zwiniętego na kształt sprężyny, we wnętrzu której umieszczona jest poskładana linka zabezpieczająca, charakteryzuje się tym, że jest umieszczony w zabezpieczającej obudowie w postaci rury z dolną kopułą i górną kopułą Z obudowy amortyzatora, przez szczeliny w kopułach wystają wyłącznie oczka utworzone przez górne i dolne, końcowe zwoje sprężyny i współosiowe z nimi oczka linki zabezpieczającej.

Najczęściej dolna kopuła jest trwale połączona z rurą, z kolei górna kopuła jest połączona z rurą rozłącznie, na wcisk.

Amortyzator według wynalazku jest bardzo krótki, zatem nie wydłuża znacząco łańcucha zabezpieczeń. Jego szczególna przydatność zostanie wykazana w dalszej części opisu przy przedstawianiu przykładu wykonania.

Przedmiot wynalazku pokazano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia kompletny łańcuch zabezpieczeń, przeznaczony do podwieszania do punktu konstrukcji stałej, zawierający amortyzator według wynalazku, fig. 2 przedstawia sam amortyzator w widoku z jednego boku, a fig. 3 przedstawia ten amortyzator w widoku z drugiego boku z częściowym przekroju dla ukazania linki zabezpieczającej, fig. 4 przedstawia wykres zależności długości pręta sprężyny od siły działającej na amortyzator, zaś fig. 5 przedstawia amortyzator w przekroju wzdłużnym przez oś obudowy.

PL 241 463 B1

Jak pokazano na fig. 1, łańcuch zabezpieczeń jest utworzony z urządzenia samohamownego 1 (z wbudowanym mechanizmem hamującym), z obudowy którego wystaje końcówka liny 4, posiadająca na końcu oczko przyłączeniowe 5, w którym zamocowany jest górny koniec amortyzatora 2. W dolnym końcu amortyzatora 2 uchem 13 jest zamocowany zatrzaśnik 3 do łączenia z szelkami bezpieczeństwa pracownika. Lina 4 odwija się z bębna urządzenia samohamownego 1 w miarę oddalania się pracownika i na nią się samoczynnie nawija, gdy pracownik się zbliża do urządzenia samohamownego 1.

Jak szczegółowo pokazano na fig. 2 i fig. 3, amortyzator bezpieczeństwa 2 to pręt zwinięty na kształt sprężyny 6, której górne, końcowe zwoje 7 są odgięte i przewleczone przez oczko przyłączeniowe 5 liny 4, a dolne, końcowe zwoje 8 również są odgięte i przewleczone przez oczko przyłączeniowe zatrzaśnika 3, w tym przykładzie wykonania są przewleczone przez oczko klamry 12, spinającej dolny koniec amortyzatora 2 z uchem 13 zatrzaśnika 3. Sprężyna 6 jest zwinięta z tak dobranego grubego pręta, że w trakcie normalnego użytkowania zachowuje się jak pręt, zatem rozciąga się wyłącznie w ramach sprężystości materiału, z którego jest wykonana. Maksymalne wydłużenie sprężyny wynosi wtedy 25 mm. Jak widać, w stanie gotowym do użycia amortyzator 2 jest krótki, nie wydłuża znacząco łańcucha zabezpieczeń.

Jak pokazano na fig. 3, wewnątrz sprężyny 6 umieszczona jest poskładana linka zabezpieczająca 9, której górne oczko 10 jest zamocowane w oczku przyłączeniowym 5 liny 4 (jest współosiowe z oczkiem utworzonym przez górne, końcowe zwoje 7 sprężyny 6), a dolne oczko 11 jest zamocowane w klamrze 12 (i jest współosiowe z oczkiem przyłączeniowym utworzonym przez dolne, końcowe zwoje 8 sprężyny 6). Odległość między oczkami górnym 10 i dolnym 11 linki zabezpieczającej 9 w stanie rozłożonym jest co najwyżej równa długości pręta sprężyny 6 w stanie wyprostowanym. Zatem linka zabezpieczająca 9 jest włączona do łańcucha zabezpieczeń równolegle do sprężyny 6. Przez to w razie wystąpienia w układzie zabezpieczeń siły prostującej sprężynę 6 linka 9 dodatkowo zabezpiecza poprawność działania łańcucha zabezpieczeń. Jak pokazano na fig. 5, amortyzator 2 umieszcza się w zabezpieczającej obudowie w postaci rury 14 z dolną kopułą 15 i górną kopułą 16. Najczęściej dolna kopuła 15 jest trwale połączona z rurą 14, z kolei górna kopuła 16 jest połączona z rurą 14 rozłącznie, na wcisk. Z obudowy amortyzatora 2, przez szczeliny w kopułach 15 i 16 wystają wyłącznie oczka utworzone przez górne i dolne, końcowe zwoje 7 i 8 sprężyny 6 i współosiowe z nimi oczka 10 i 11 linki zabezpieczającej 9. Obudowa amortyzatora 2 spełnia dwa zadania - z jednej strony zapewnia ochronę sprężyny 6 i linki 9 przez zanieczyszczeniem, przed uszkodzeniem, a z drugiej strony ułatwia korzystanie z amortyzatora. Obudowa pozwala bowiem na swobodne prześlizgiwanie się amortyzatora 2 przez ostre krawędzie dachów, konstrukcji nośnych, rynien. Bez obudowy amortyzator zaczepiałby się wgłębieniami, ruch linki 4 odbywałby się z zacięciami, z zatrzymaniami. A tak kopułki 15 i 16 obudowy powodują, że amortyzator 2 z łatwością ślizga się w obu kierunkach przez wszelkie krawędzie. W razie upadku górna kopuła 16, która jest połączona z rurą 14 na wcisk, odłącza się od niej i sprężyna 6 rozprostowuje się i następuje spowolnienie upadku. Obudowa, rozczłonkowana przez wystąpienie dużych sił w układzie, wskazuje od razu na konieczność wycofania całego łańcucha z użytkowania.

Użytkowanie łańcucha zabezpieczeń z amortyzatorem według wynalazku niczym się nie różni w stosunku do użytkowania znanych łańcuchów zabezpieczeń. Pracownik podwiesza urządzenie samohamowne 1 do punktu konstrukcji stałej i przystępuje do pracy. Zmieniając położenie w stosunku do punktu konstrukcji stałej, pracownik powoduje przy oddalaniu się odwijanie liny 4 z bębna linowego urządzenia samohamownego 1, z kolei zbliżając się do punktu konstrukcji stałej sprężyna spiralna znajdująca się we wnętrzu urządzenia samohamownego 1, powoduje automatyczne zwijanie się liny 4. W razie upadku z wysokości odwijająca się lina 4 powoduje wzrost obrotów bębna linowego urządzenia samohamownego 1, co skutkuje łagodnym spowolnieniem upadku, bo tak działa hamulec tarczowy urządzenia samohamownego 1. Nie ma więc nagłego szarpnięcia, tylko następuje stopniowe wyhamowanie. Są jednak sytuacje, gdy urządzenie samohamowne 1 jest podwieszone do punktu konstrukcji stałej znajdującego się np. na środku dachu - wtedy lina 4 przesuwa się po krawędzi dachu, a to zakłóca spowalniające działanie urządzenia samohamownego 1. Dzieje się tak dlatego, że siła tarcia liny 4 o krawędź dachu jest duża, a szczególnie w chwili upadku, gdy wzrasta do wartości powodującej chwilowe wyłączenie urządzenia samohamownego 1. W konsekwencji mogłoby to spowodować gwałtowne zatrzymanie i wystąpienie dużych sił działających na ciało spadającej osoby. Zabezpieczeniem przed takim przypadkiem jest zastosowanie w łańcuchu zabezpieczeń amortyzatora według wynalazku, to on w takiej sytuacji przejmuje zadanie łagodnego powstrzymania upadku. Pręt sprężyny 6 zaczyna się w trakcie upadku odkształcać w granicach plastyczności aż do jego zerwania. Na początku ruchu prostującego sprężynę 6 od rury 14 odskakuje górna kopułka 16, sprężyna się prostuje maksymalnie

Claims (3)

1. PL 241 463 B1 do momentu aż pracownik wisi już tylko na lince zabezpieczającej 9, ale wtedy upadek jest tak spowolniony, że nie występują w układzie duże siły. Jak pokazano na fig. 4, sprężyna 6 w trakcie normalnego użytkowania zachowuje się jak pręt, zatem rozciąga się wyłącznie w ramach sprężystości materiału, z którego jest wykonana. Maksymalne wydłużenie sprężyny wynosi wtedy 25 mm przy sile rozciągającej ok. 1,5 kN. Potem, przy działaniu większej siły rozciągającej, powstającej w czasie upadku, pręt sprężyny 6 stopniowo odkształca się w granicach plastyczności materiału aż do jego zerwania przy sile ok. 21 kN, kiedy to w łańcuchu zabezpieczeń działa już tylko linka zabezpieczająca 9.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Amortyzator bezpieczeństwa, stanowiący ogniwo w łańcuchu zabezpieczeń osób pracujących na wysokościach, który ma postać pręta zwiniętego na kształt sprężyny, której górne, końcowe zwoje i dolne, końcowe zwoje stanowią oczka do włączania w łańcuch zabezpieczeń, przy czym we wnętrzu sprężyny umieszczona jest poskładana linka zabezpieczająca, równolegle do sprężyny włączona w łańcuch zabezpieczeń, przy czym jej górne oczko i dolne oczko są współosiowe z oczkami utworzonymi przez górne, końcowe zwoje i dolne, końcowe zwoje sprężyny, gdzie odległość między oczkami górnym i dolnym linki zabezpieczającej w stanie rozłożonym jest co najwyżej równa długości pręta sprężyny w stanie wyprostowanym, przy czym pręt, z którego wykonana jest sprężyna jest tak dobrany, że w trakcie normalnego użytkowania sprężyna rozciąga się wyłącznie w ramach sprężystości materiału, z którego jest wykonana sprężyna, znamienny tym, że jest umieszczony w zabezpieczającej obudowie w postaci rury (14) z dolną kopułą (15) i górną kopułą (16), przy czym z obudowy amortyzatora (2), przez szczeliny w kopułach (15) i (16) wystają wyłącznie oczka utworzone przez górne i dolne, końcowe zwoje (7) i (8) sprężyny (6) i współosiowe z nimi oczka (10) i (11) linki zabezpieczającej (9).
2. 2. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że dolna kopuła (15) jest trwale połączona z rurą (14), z kolei górna kopuła (16) jest połączona z rurą (14) rozłącznie, na wcisk.
3. 3. Amortyzator według zastrz. 2, znamienny tym, że dolna kopuła 15 jest trwale połączona z rurą 14, z kolei górna kopuła 16 jest połączona z rurą 14 rozłącznie, na wcisk.