PL69315Y1 - Urządzenie zabezpieczające pojazdy poruszające się po linach - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest urządzenie zabezpieczające pojazdy poruszające się po linach, zwłaszcza stalowych, przeznaczone w szczególności do zapobiegania niekontrolowanemu zjeżdżaniu tych pojazdów.

Wiele typów konstrukcji takich jak maszty antenowe, kominy, koleje i dźwigi linowe, czy chociażby linie energetyczne, wymagają regularnej kontroli stanu lin. W tym celu powstały specjalne pojazdy inspekcyjne poruszające się po tych linach takie jak opisane w patentach US 5 103 738 i PL 207 469, czy materiałach pt. „Development of Novel Multifunctional Robotic Crawler for Inspection of Hanger Cables in Suspension Bridges”, Kyeong Ho Cho, Young Hoon Jin, Ho Moon Kim, and Hyouk Ryeol Choi, IEEE International Conference on Robotics & Automation (ICRA), May 31 - June 7, 2014. Hong Kong, China. Rozwiązania te nie posiadają osobnych, niezależnych układów zabezpieczających je przed poślizgiem i upadkiem w przypadku utraty przyczepności na styku element jezdny - lina. Sytuacja taka może wystąpić np. w przypadku poruszania się po bardzo stromo nachylonej linie, przy najechaniu na linę pokrytą grubą warstwą smaru lub przy utracie zasilania pojazdu. Pożądane jest zatem wykorzystanie urządzenia, które zabezpieczać będzie pojazd przed takimi sytuacjami, nawet w przypadku całkowitej utraty kontroli nad pojazdem czy awarii zasilania. W literaturze brak jest rozwiązań zabezpieczających pojazdy linowe, są jednak urządzenia zabezpieczające windy oraz osoby pracujące na wysokości i wspinaczy na linach. W dokumencie US5228540A zaprezentowano urządzenie hamujące windy poprzez zaciskanie dwóch długich równoległych okładzin na linie wyciągowej. Okładziny te są zaciskane na linie, blokując jej ruch dzięki dociskowi sprężyn. W czasie pracy windy docisk tych sprężyn równoważony jest siłą cylindra hydraulicznego. Praca urządzenia jest sterowana elektrycznie. Jest to rozwiązanie stacjonarne, nie przemieszczające się razem z windą.

Podobne rozwiązanie, zaprezentowane w zgłoszeniu WO2011062411A2, składa się przede wszystkim z dwóch płyt pomiędzy którymi swobodnie przesuwają się liny wyciągu windy. W razie awarii płyty te są do siebie dociskane, zatrzymując liny wyciągu poprzez tarcie, w wyniku działania siłownika pneumatycznego, do którego jest doprowadzane powietrze z akumulatora pneumatycznego. Jest to również rozwiązanie stacjonarne.

Kolejną grupę rozwiązań umożliwiających hamowanie liny względem urządzeń stanowią przyrządy zabezpieczenia osobistego dla wspinaczy i pracowników wysokościowych. W przeciwieństwie do tych przedstawionych powyżej, umożliwiają one przemieszczanie się wzdłuż nieruchomej liny. Urządzenia zaprezentowane w dokumentach US5156240A, US4881622A, US3852943A, US4560029A i US5265696A działają na zasadzie dźwigni zakończonej ząbkowaną powierzchnią przylegająca do liny, która pod wpływem obciążenia generowanego przez spadającego człowieka dociska linę do obudowy urządzenia, powodując znaczące tarcie liny i jej zatrzymanie. W czasie przemieszczania się wzdłuż liny dźwignia jest odciążona, umożliwiając płynne przesuwanie urządzenia po linie.

Niektóre urządzenia, takie jak opisane w dokumentach US5664640A, US8225905B2 czy US4253218A, mają krzywkę z prążkami lub ząbkami w strefie kontaktu z liną. Krzywki te dociskają linę do obudowy urządzenia dzięki zastosowanej sprężynie dociskającej. Urządzenia te umożliwiają przesuwanie z niewielkim oporem urządzenia po linie w jednym kierunku. W drugim kierunku ruch jest uniemożliwiony w wyniku zaciskania krzywki na linie. Dzięki temu urządzenie to spełnia rolę zabezpieczającą oraz umożliwia wspinanie się po linie.

Kolejnym typem urządzenia zabezpieczającego osobę poruszającą się wzdłuż liny przed upadkiem jest to zaprezentowane w patencie US7137481B2. Urządzenie to składa się z obudowy i rolki zakończonej ząbkami, które wbijają się w linę. Wewnątrz rolki znajduje się mechanizm działający na zasadzie siły odśrodkowej. W jednym kierunku rolka może się kręcić z dowolną prędkością, natomiast w drugim kierunku, tj. w dół, może się kręcić z ograniczoną prędkością. Gdy rolka przekroczy określoną prędkość przy ruchu w dół mechanizm w jej wnętrzu blokuje ją, uniemożliwiając dalszy ruch urządzenia wzdłuż liny.

Istota urządzenia według wzoru użytkowego polega na tym, że ma dwie krzywki logarytmiczne pokryte warstwą gumy, zamocowane obrotowo w ramie naprzeciw siebie i obejmujące symetrycznie linę, przy czym punkt obrotu znajduje się w początku krzywej logarytmicznej każdej z krzywek, które połączone są z siłownikami odciągającymi usytuowanymi przy końcu krzywej logarytmicznej każdej z krzywek, prostopadle do liny, przy czym na osiach siłowników osadzone są sprężyny naciskowe.

Korzystnie, krzywki są żłobione w strefie styku z liną, a żłobienia mają taki sam promień jak lina.

Korzystnie, rama po stronie dolnej posiada zawias usytuowany wzdłuż liny, przy czym po tej samej stronie w poprzek liny do obu części ramy jest zamocowany siłownik otwierający, zaś po stronie górnej ramy znajduje się rygiel spinający.

Korzystnie, urządzenie ma dwie rolki prowadzące zamocowane w ramie.

Korzystnie, krzywki i rolki prowadzące są zamocowane w ramie urządzenia w łożyskach.

Korzystnie, rama posiada uchwyt nastawczy.

Zaletą urządzenia jest możliwość zabezpieczenia dowolnego obiektu poruszającego się wzdłuż napiętej liny przed niekontrolowanym ześlizgnięciem lub opadaniem bez niszczenia liny. Zastosowanie krzywek o zarysie logarytmicznym umożliwia generowanie dużych sił docisku przy relatywnie niewielkiej sile działającej wzdłuż liny, która pochodzi od ciężaru pojazdu. Pokrycie gumą powierzchni krzywek znajdujących się w kontakcie z liną umożliwia zwiększenie współczynnika sprzężenia bez uciekania się do wymuszania kształtowego sprzężenia między liną a krzywką, które powoduje niszczenie liny. Dzięki zastosowaniu sprężyn i elektromagnetycznego mechanizmu odciągającego krzywki urządzenie po utracie zasilania natychmiast zaciska krzywki na linie, uniemożliwiając zabezpieczanemu obiektowi zsuwanie się po linie. Konstrukcja mechanizmu blokującego ruch wzdłuż liny umożliwia bezpośredni montaż urządzenia w pojeździe linowym, a wtedy rama pojazdu staje się również ramą urządzenia zabezpieczającego.

Przedmiot wzoru użytkowego przedstawiono szczegółowo w oparciu o rysunek, w którym na fig. 1 przedstawiono rzut aksonometryczny górnej części urządzenia, na fig. 2 przedstawiono widok ogólny urządzenia od frontu, na fig. 3 przedstawiono rzut aksonometryczny dolnej części urządzenia, na fig. 4 przedstawiono rzut aksonometryczny górnej części urządzenia z otwartą ramą, na fig. 5 przedstawiono widok urządzenia od frontu z otwartą ramą, na fig. 6 przedstawiono przekrój podłużny urządzenia z zamkniętą ramą, na fig. 7 przedstawiono widok krzywki wykorzystanej w urządzeniu, zaś na fig. 8 przedstawiono urządzenie zamontowane do znanego pojazdu poruszającego się po linach.

Urządzenie jest zbudowane w ten sposób, że ma dwie krzywki logarytmiczne 4 pokryte warstwą gumy 5, zamocowane obrotowo w ramie 2 naprzeciw siebie i obejmujące symetrycznie linę 1, po której urządzenie się porusza, przy czym punkt obrotu krzywek 4 znajduje się w początku krzywej logarytmicznej każdej z krzywek 4. Krzywki 4 połączone są z elektromagnetycznymi siłownikami odciągającymi 7 do odciągania krzywek 4 od liny 1, zamocowanymi przy końcu krzywej logarytmicznej każdej z krzywek 4, prostopadle do liny 1, przy czym na osiach siłowników osadzone są sprężyny naciskowe 6. Krzywki 4 są żłobione w strefie styku z liną 1, a żłobienia mają taki sam promień jak lina 1. Rama 2 po stronie dolnej posiada zawias usytuowany wzdłuż liny 1, przy czym po tej samej stronie w poprzek liny 1 do obu części ramy 2 jest zamocowany siłownik otwierający 8 do otwierania ramy 2, a po stronie górnej ramy 2 znajduje się rygiel spinający 3 do spinania obu części ramy 2. Urządzenie ma dwie rolki prowadzące 10, do prowadzenia wzdłuż liny, zamocowane w ramie 2. Krzywki 4 i rolki prowadzące 10 są zamocowane w ramie 2 w łożyskach 11. Rama posiada uchwyt nastawczy 9 do montażu urządzenia bezpośrednio w znanym pojeździe poruszającym się po linach.

Działanie urządzenia według wzoru polega na tym, że porusza się ono wzdłuż liny wraz z pojazdem, do którego jest przymocowane. W czasie pracy pojazdu do urządzenia doprowadzone jest napięcie zasilające mechanizm elektromagnetyczny odciągający krzywki od powierzchni liny. W tym przypadku urządzenie nie styka się z liną bezpośrednio, chyba że zastosowano rolki prowadzące, które dotykają liny. W przypadku utraty zasilania urządzenia (np. w wyniku utraty zasilania pojazdu) mechanizm elektromagnetyczny automatycznie przestaje działać. Podobnie w przypadku nagłego poślizgu pojazdu, wykorzystując zewnętrzny układ sterujący, układ elektromagnetyczny może zostać wyłączony. Sprężyny naciskowe, których siła działania jest w czasie pracy równoważona siłą pochodzącą od mechanizmu elektromagnetycznego, dociskają krzywki do liny. Pod wpływem ciężaru urządzenia i zabezpieczanego pojazdu krzywki, dzięki zastosowaniu zarysu logarytmicznego, będą dociskane w kierunku normalnym do powierzchni liny z siłą znacznie większą niż siła działająca wzdłuż liny, która jest generowana przez ciężar pojazdu i urządzenia zabezpieczającego. Dzięki powleczeniu powierzchni krzywek warstwą gumy możliwe jest wygenerowanie dużego współczynnika sprzężenia, wystarczającego do zatrzymania pojazdu.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia ochronne

   1. Urządzenie zabezpieczające pojazdy poruszające się po linach, zawierające ramę i krzywki dociskowe, znamienne tym, że ma dwie krzywki logarytmiczne (4) pokryte warstwą gumy (5), zamocowane obrotowo w ramie (2) naprzeciw siebie i obejmujące symetrycznie linę (1), przy czym punkt obrotu znajduje się w początku krzywej logarytmicznej każdej z krzywek (4), które połączone są z siłownikami odciągającymi (7) usytuowanymi przy końcu krzywej logarytmicznej każdej z krzywek (4), prostopadle do liny (1), przy czym na osiach siłowników osadzone są sprężyny naciskowe (6).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że krzywki (4) są żłobione w strefie styku z liną (1), a żłobienia mają taki sam promień jak lina (1).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rama (2) po stronie dolnej posiada zawias usytuowany wzdłuż liny (1), przy czym po tej samej stronie w poprzek liny (1) do obu części ramy (2) jest zamocowany siłownik otwierający (8), zaś po stronie górnej ramy (2) znajduje się rygiel spinający (3).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma dwie rolki prowadzące (10) zamocowane w ramie (2).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że krzywki (4) i rolki prowadzące (10) są zamocowane w ramie (2) w łożyskach (11).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rama (2) posiada uchwyt nastawczy (9).