SI9500305A - Self-locking brake for a rope with two locking positions - Google Patents

Description

Iznajdba se nanaša na samodejno zavoro za vrv z dvema zapornima položajema, katere ohišje je sestavljeno iz dveh vzporednih stranic, med kateri so vpeti prvi in drugi gibljivi kolut kakor tudi fiksni kolut.

Ena od tovrstnih zavor, ki služijo predvsem za plezanje ali spuščanje po strmih gorskih pobočjih, je znana iz dokumentacije FR-PS 2,451,752. Pri

-2tej zavori sta na fiksno stranico pritrjena prvi in drugi gibljivi kolut, s čimer je omogočen relativni premik med vrvjo in obema gibljivima kolutoma pri spuščanju ali plezanju po vrvi.

Trdno povezan s stranico je tudi fiksni kolut, vzdolž katerega je speljana vrv. Da bi lahko prišlo med fiksnim kolutom in prvim gibljivim kolutom do blokiranja vrvi, je fiksni kolut v funkcionalni povezavi s prvim gibljivim kolutom, pri čemer je prvi gibljivi kolut spojen z ročajem za upravljanje, ki je vrtljivo pritrjen med stranici. Poleg tega ima prvi gibljivi kolut na strani, ki je obrnjena proti fiksnemu kolutu, dva nastavka, ki v povezavi s fiksnim kolutom zagozdita vrv v dveh zapornih položajih.

Zaradi lažje vpeljave vrvi v zavoro je možno eno od obeh stranic premikati okoli osi. Uporabnik lahko zato vrv napelje okoli obeh gibljivih kolutov, predvsem pa jo lahko vpelje med prvi gibljivi kolut in fiksni kolut.

Pri spuščanju po vrvi uporabnik z roko potegne ročaj v srednji položaj. Do relativnega premika med vrvjo in posameznimi sestavnimi deli zavore pride tedaj, ko nobeden od obeh nastavkov prvega gibljivega koluta ne zagozdi vrvi med omenjenima nastavkoma in fiksnim kolutom, to je kadar vrv lahko neovirano drsi med fiksnim kolutom in prvim gibljivim kolutom. Prvi zaporni položaj aktivira uporabnik tako, da potisne ročaj navzgor k stranicam zavore; s tem povzroči, da prvi nastavek prvega gibljivega koluta zagozdi vrv med prvim gibljivim kolutom in fiksnim kolutom.

Drugi zaporni položaj aktivira uporabnik tako, da odmakne ročaj za upravljanje zavore za cca 90° od stranic, s čimer povzroči zagozditev vrvi med drugim nastavkom prvega gibljivega koluta in fiksnim kolutom.

-3Če uporabnik ročaj izpusti, povzroči s tem premik prvega gibljivega koluta v smeri urnega kazalca in to do točke, ko ročaj naleže na stranici zavore. V tem primeru povzroči teža uporabnika v prvem gibljivem kolutu vrtilni moment v smeri gibanja urnega kazalca, zaradi česar se samodejno aktivira prvi zaporni položaj za vrv.

Pomanjkljivost opisane zavore je v tem, da pride do prvega zapornega položaja šele takrat, ko je ročaj za upravljanje popolnoma pritisnjen ob stranici zavore. Uporabnik mora torej umakniti svoje prste, ki jih ima med ročajem in stranicama, ter z roko pritisniti ročaj za upravljanje ob stranici, da bi lahko varno zagozdil vrv v prvem zapornem položaju. Če v primeru nesreče uporabnik iz kakršnihkoli razlogov ne more pritisniti ročaja k stranicam, bo v prvem gibljivem kolutu nastali vrtilni moment sicer aktiviral prvi zaporni položaj, pri katerem je vrv zagozdena med prvim nastavkom in fiksnim kolutom, vendar pa tako aktivirani prvi zaporni položaj ne blokira dovolj zanesljivo, saj zavisi sila blokiranja vrvi med nastavkom in fiksnim kolutom od vrtilnega momenta, ki ga v prvem gibljivem kolutu povzroči teža uporabnika, ter od intenzivnosti trenja med vrvjo, fiksnim kolutom in nastavkom. Če je sila blokiranja manjša od sile trenja vrvi, zavora v prvem zapornem položaju ne more varno zaustaviti uporabnika in le-ta zato drsi po vrvi navzdol. Do tega pride zlasti tedaj, kadar je premer vrvi premajhen ali površina vrvi preveč gladka/spolzka.

Pomanjkljivost drugega zapornega položaja pa je v tem, da mora biti kot med ročajem za upravljanje in stranicama zavore cca 90° . Da lahko uporabnik sploh aktivira ta zaporni položaj, je potreben velik fizični napor.

-4Fizični napor ja potreben tudi, da uporabnik obdrži zavoro v tem položaju; pri tem mora namreč ves čas premagovati vrtilni moment, ki ga povzroča v prvem gibljivem kolutu njegova telesna teža.

Dodatna neprijetna posledica drugega zapornega položaja je v tem, da se zaradi velikosti omenjenega kota - cca 90° - odmik med ročajem za upravljanje in stranicama poveča do te mere, da roka izgubi oporo ob stranicah zavore.

Namen iznajdbe je ponuditi uporabniku tako zavoro, ki naj omogoči varno spuščanje in plezanje po vrvi, ki je speljana skozi zavoro; hitro in enostavno vpeljavo vrvi; majhen odmik ročaja za upravljanje od stranic, tako da bo uporabnikova roka v stalnem stiku z ročajem in stranicama, kar pomeni, da roki, ki upravlja z zavoro, le-te ne bo treba nikoli izpustiti.

Poleg tega naj zavora zagotovi najmanj en zaporni položaj, v katerem bo vrv - ne glede na stanje uporabnika, torej tudi, če je v nezavesti samodejno popolnoma blokirana, tako da bo odpravljena nevarnost drsen ja po vrvi, speljani skozi zavoro, pri čemer debelina in lastnosti površine vrvi ne bodo bistveno vplivale na učinkovitost zapornega položaja.

Namen iznajdbe je dosežen tako, da je drugi gibljivi kolut pritrjen na vzvod in odmaknjen od prvega gibljivega koluta, ki je vležajen tako, da skupno nihata okoli njegove osi; da je z drugim gibljivim kolutom funkcionalno povezan fiksni kolut, med katera je možno zagozditi vrv v prvem zapornem položaju; da je možno s pomočjo regulatorja premakniti vzvod v nasprotno smer od fiksnega koluta; da je s fiksnim naslonom funkcionalno povezan pritiskač ter je med le-tega in fiksni naslon možno

-5zagozditi vrv v drugem zapornem položaju.

Ker je vzvod glede na geometrično rotacijsko os prvega gibljivega koluta vležajen ekscentrično, obstoja v vsakem položaju vzvoda ročica vzvoda, kar pomeni, da uporabnikova teža neprestano pritiska vzvod ob fiksni kolut in to neodvisno od debeline ter lastnosti površine vrvi.

Nadaljnja prednost konstrukcijske zasnove zavore je povezava prvega gibljivega koluta z vzvodom, ker je s tem omogočena enostavna in poceni izvedba samozaporne zavore z dvema zapornima položajema. Namestitev fiksnega naslona na vzvod zagotovlja varno vpeljavo vrvi ter nudi veliko površino zaviranja, tako da je možno ob uporabi relativno majhne sile zagozditi vrv med fiksni naslon in pritiskaš. Zavora je konstrukcijsko izvedena tako, da kot med stranicama in ročajem za upravljanje v nobenem primeru ne preseže 60° in ostane zato uporabnikova roka v stalnem stiku tako z ročajem kot s stranicama.

Središče drugega gibljivega koluta je v navpični smeri nekoliko odmaknjeno od osi vzvoda - ta odmik zavisi od konstrukcijske rešitve pozicioniranja osi - kar ima za posledico, da vnaprej določljivi vrtilni moment pritiska drugi gibljivi kolut proti fiksnemu kolutu. To omogoča uporabniku, da lahko že z uporabo majhne sile aktivira drugi zaporni položaj. Prvi zaporni položaj pa se aktivira samodejno, ne da bi uporabnik v ta namen uporabil kakršnokoli silo; uporaba določene sile je potrebna samo za deblokiranje prvega zapornega položaja. Poleg tega zagotavlja prvi zaporni položaj uporabniku maksimalno varnost, saj se ta zaporni položaj samodejno aktivira, čim uporabnik izpusti ročaj za upravljanje - na primer v

-6slučaju nesreče.

Ena od prednosti konstrukcijske zasnove zavore je v tem, da vzvod medsebojno povezuje oba gibljiva koluta kot tudi fiksni naslon. Nadalje je možno vzvod tudi zasukati izven stranic zavore, kar omogoča lažjo ter enostavnejšo vpeljavo vrvi.

Nadaljnje prednosti konstrukcijske zasnove iznajdbe so razvidne iz spodaj navedenih patentnih zahtevkov.

Eden od možnih primerov izvedbe zavore v smislu iznajdbe je prikazan na slikah, ki sledijo in kjer prikazuje:

slika 1 naris zavore z eno od stranic, na kateri sta dva gibljiva koluta. Medsebojno sta povezana z vzvodom, na katerem je tudi fiksni naslon. Na fiksnem kolutu je gibljivo nameščen ročaj za upravljanje, ki je opremljen z regulatorjem in pritiskačem;

slika 2 zavora kot na sliki 1; prikazana je prva možnost vpeljave vrvi;

slika 3 zavora kot na sliki 1; prikazana je druga možnost vpeljave vrvi;

slika 4 zavora kot na sliki 1; prikazan je prvi zaporni položaj;

slika 5 zavora kot na sliki 1; prikazan je drugi zaporni položaj.

-7Slika 1 prikazuje zavoro 1, ki sestoji iz ohišja 2, sestavljenega iz dveh stranic 3 in 4; stranica 4 na sliki ni prikazana.

Osovini 5 in 6 konstrukcijsko zagotavljata določen razmak med stranicama 3 in 4. Na osovini 5 je gibljivo vležajen vzvod 11. Pri prikazanem primeru izvedbe sta na vzvod 11 pritrjena dva gibljiva koluta 12 in 13 kot tudi fiksni naslon 14.

Drugi gibljivi kolut 13 ima obliko kaplje, katere konica je obrnjena proti fiksnemu naslonu 14. Ena od bočnih strani gibljivega koluta 13 je obrnjena proti fiksnemu kolutu 15, ki je z osovino 6 pritrjen med stranicama 3 in 4.

Fiksni naslon 14 je ledvičaste oblike, s čimer mu je na njegovem področju dana maksimalna možna površina naleganja vrvi, medtem ko je fiksni kolut 15 okrogle ob like.

Z regulatorjem 16, ki je gibljivo vležajen na osovini 6, lahko uporabnik potisne vzvod 11 iz ohišja 2. Pod regulatorjem 16, to je na nasprotni strani kot je fiksni kolut 15, je nameščen nastavek - pritiskač 17. Zaradi lažjega rokovanja sta regulator 16 in pritiskač 17 podaljšana z ročajem 18.

Delni prerez na sliki 1 na fiksnem kolutu 15 prikazuje regulator 16, ki je opremljen z omejilcem 19. Le-ta omejuje gibanje regulatorja 16, pritiskača 17 in ročaja za upravljanje 18, zaradi česar kot «S med ročajem 18 in ohišjem zavore 2 ne more biti večji od cca 60° . V danih pogojih ta razmak približno ustreza normalni velikosti človeške roke, zato tudi pri maksimalni vrednosti kota štirje prsti roke ostanejo v dotiku z ohišjem 2, palec pa v dotiku z ročajem 18, kar omogoča uporabniku, da v slučaju potrebe pritisne ročaj 18 ob ohišje 2.

-8Stranici 3 in 4 imata na drugem koncu, ki je nasproti fiksnega koluta 15, ovalno odprtino 8, kamor uporabnik vpne vponko/karabin 9. Le-ta preko vrvi in plezalnega pasu, ki na sliki nista prikazana, povezuje uporabnika z zavoro 1, zaradi česar nanjo neprestano deluje teža uporabnikovega telesa.

Delovanje zavore 1 je prikazano na slikah 2 do 5. Isti sestavni deli so oštevilčeni z enakimi številkami kot na sliki 1.

Slika 2 prikazuje prvo možnost vpeljave vrvi. Pri tem je potrebno vzvod 11 potisniti iz ohišja 2, da lahko vrv 10 enostavno in hitro napeljemo tako, da je fiksni naslon 14 ujet v vrvno zanko.

Slika 3 prikazuje drugo možnost vpeljave vrvi. V tem primeru vpeljemo vrv 10 v ohišje 2 pod fiksnim kolutom 15. Ta način vpeljave vrvi dovoljuje uporabo debelejše ter manj prožne vrvi 10, kar pride v poštev v slučaju, če ni na razpolago primerne vrvi 10, ki bi jo vpeljali na način, prikazan na sliki 2.

Obema načinoma vpeljave vrvi je skupno, da vrv 10 skoraj popolnoma ovije gibljivi kolut 13. Kapljičasta oblika gibljivega koluta 13 omogoča v povezavi s fiksnim kolutom 15 tako veliko površino prižema vrvi, da debelina vrvi in lastnosti njene površine nimajo skoraj nikakršnega vpliva na zaviranje.

Prvi zaporni položaj prikazuje slika 4. V tem primeru je vrv 10 zagozdena med gibljivim kolutom 13 in fiksnim kolutom 15. Ta prvi zaporni položaj se aktivira samodejno in to tako, da v vrvi 10 nastala sila, ki ustreza teži uporabnika, pritisne vzvod 11 ob fiksni kolut 15. Na sliki 4 je ta zaporni položaj shematično prikazan s pomočjo puščic, ki so označene z N. Pri tem

-9ustrezajo puščice N normalni sili, ki v tem zapornem položaju deluje na vrv 10.

Do premika vzvoda 11 in z njim povezanega gibljivega koluta 13 proti fiksnemu kolutu 15 pride zaradi vrtilnega momenta, ki učinkuje okoli osi 21 vzvoda 11 in je enak produktu sile teže in ročice vzvoda a. Ročica vzvoda a je pravokotna razdalja med linijo delovanja sile v vrvi 10 in osjo 21 vzvoda

11. Poleg tega vrtilnega momenta pa nastopa še drugi, ki prav tako deluje okoli osi 21 vzvoda 11. Ta drugi vrtilni moment je enak produktu sile trenja, ki nastopi med vrvjo 10 in gibljivim kolutom 12, ter ročice vzvoda b. Pri tem ročica vzvoda b ustreza polmeru iz osi 21, s katerim vrv 10 objema gibljivi kolut 12.

Da bi bil v vsakem položaju vzvoda 11 zagotovljen dovolj velik vrtilni moment za pomik vzvoda 11 v smeri fiksnega koluta 15 in s tem zmanjšan vpliv teže uporabnika ter debeline in stanja vrvi, je vzvod 11 ekscentrično vležajen glede na geometrijsko os 23 gibljivega koluta 12.

Regulator 16 je v tem prvem zapornem položaju v funkcionalni povezavi z vzvodom 11, zaradi česar uporabnik s pomikom regulatorja 16 proti vzvodu 11 odmakne slednjega od fiksnega koluta 15. S tem se poveča prečni prerez med fiksnim kolutom 15 in gibljivim kolutom 13, zato zapornega položaja ni več in vrv 10 je neovirana.

Gibanje vzvoda 11 je mogoče zaradi ustrezno zasnovane oblike regulatorja 16 - to je zaradi njegove konveksno izoblikovane krivulje operativno upočasniti, tako da se odprtina prečnega prereza s premikanjem regulatorja 16 povečuje enakomerno in počasi.

-10Prvi zaporni položaj predstavlja dodatno varnost, saj se aktivira samodejno, to je brez pritiskanja uporabnika na ročaj 18. Če bi se na primer uporabnik iz kakršnegakoli razloga onesvestil, tako da ne bi bil več sposoben upravljati z zavoro 1, bi le-ta vrv 10 samo dejno zagozdila v prvem zapornem položaju, s čimer je preprečena možnost padca uporabnika.

Drugi zaporni položaj je prikazan na sliki 5. V tem položaju delujejo na vrv 10 tri normalne sile, ki jih shematično predstavljajo puščice N.

Pritiskač 17 pri tem potisnemo proti fiksnemu naslonu 14 in tako blokiramo vrv 10 med pritiskačem 17 in fiksnim naslonom 14. Ker ima gibljivi kolut 13 obliko kaplje, katere konica je obrnjena proti fiksnemu naslonu 14, predstavlja konica gibljivega koluta 13 pravtako nekakšen zaporni element in je zato vrv 10 v obliki črke S trikrat zagozdena med gibljivim kolutom 13, fiksnim naslonom 14 in pritiskačem 17. Da pri stiskanju ročaja 18 ne bi prišlo do zagozdenja vrvi 10 med ohišjem 2 in ročajem 18, je vrv 10 speljana iz ohišja 2 na nasprotni strani kot je nameščen ročaj. Pri tem deluje vponka/karabin 9 na vrv 10 kot vodilo.

Claims (11)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Samozaporna zavora za vrv z dvema zapornima položajema z ohišjem, ki ga sestavljata dve vzporedni, ena nad drugo z razmakom montirani stranici, med kateri sta vpeta prvi in drugi gibljivi kolut kot tudi fiksni naslon, označena s tem, da je drugi gibljivi kolut (13) pritrjen na vzvod (11), ki je vležajen ekscentrično glede na prvi gibljivi kolut (12) in ga je možno zanihati v mejah njemu določenega področja; da je z drugim gibljivim kolutom (13) funkcionalno povezan fiksni kolut (15) ter da je med njim in drugim gibljivim kolutom (13) možno vrv (10) zagozditi v prvem zapornem položaju; da je možno vzvod (11) s pomočjo regulatorja (16) premikati v smeri, ki je nasprotna fiksnemu kolutu (15) in da je s fiksnim naslonom (14) funkcionalno povezan pritiskač (17); med njim in fiksnim naslonom (14) je možno vrv (10) zagozditi v drugem zapornem položaju.
2. 2. Zavora kot v zahtevku 1, označena s tem, da je vzvod (11) vležajen ekscentrično glede na geometrično rotacijsko os (23) prvega gibljivega koluta (12).

   -123. Zavora kot v zahtevkih 1 in 2, označena s tem, da je prvi gibljivi kolut (12) pritrjen na vzvod (11).
3. 4. Zavora kot v enem ali več prej navedenih zahtevkov označena s tem, da je fiksni naslon (14) pritrjen na vzvod (11) in postavljen med oba gibljiva koluta (12 in 13).
4. 5. Zavora kot v enem ali več prej navedenih zahtevkov označena s tem, da sta regulator (16) in pritiskač (17) med seboj fiksno povezana in podaljšana z ročajem za rokovanje z zavoro (18).
5. 6. Zavora kot v zahtevku 5, označena s tem, daje regulator (16) centrično vležajen okoli fiksnega koluta (15).
6. 7. Zavora kot v enem ali več od zahtevkov 1 do 6, označena s tem,

   -13da je odpiralni kot (o£) regulatorja (16) z omejilcem (19) omejen na maksimalno 60°.
7. 8. Zavora kot v enem ali več od zahtevkov 1 do 7, označena s tem, da ima drugi gibljivi kolut (13) obliko kaplje, katere konica je obrnjena proti fiksnemu naslonu (14), njena bočna stran pa k fiksnemu kolutu (15).
8. 9. Zavora kot v enem ali več od zahtevkov 1 do 8, označena s tem, daje fiksni naslon (14) ledvičaste oblike.
9. 10. Zavora kot v zahtevkih 8 in 9, označena s tem, da je možno vrv (10) s pomočjo pritiskača (17) zagozditi v obliki črke S med fiksnim naslonom (14) in drugim gibljivim kolutom (13).
10. 11. Zavora kot v enem ali več od zahtevkov 1 do 10, označena s tem,

    -14da ima regulator (16) konveksno izoblikovano krivuljo, s pomočjo katere je možno regulirati pot odmikanja vzvoda (11).
11. 12. Zavora kot v enem ali več od zahtevkov 1 do 11, označena s tem, da imata obe stranici (3 in 4) na svojem spodnjem delu, to je na nasprotnem koncu od fiksnega koluta (15), ovalno odprtino (8), v katero je možno namestiti vponko/karabin (9).