降落保护装置的制作方法
专利名称：降落保护装置的制作方法
技术领域：
本发明大致上涉及安全系统和装置并且特定来说涉及降落保护装置，诸如受控下沉设备，包括自我回缩系索等等，其可结合背带使用来保护佩戴者使其免受突然加速的坠落骤停事件的危害。
背景技术：
如在安全系统和程序领域技术中所知，系索(诸如自我回缩系索(SRL))在工业·环境中以及结合娱乐活动用于降落保护。自我回缩系索具有大量工业最终用途，包括但不限于建造、制造、危险材料/修复、石棉清除、喷漆、喷砂、焊接、采矿、大量油气工业应用、电业、核能、纸业、砂纸打磨、研磨、舞台索具、盖屋顶、搭脚手架、电信、汽车维修和装配、入仓和铁路修建。一些系统相比于其它系统最终用途更为特定，如第6，695，095号美国专利的建筑/建造系统或第5，730, 407号美国专利的屋顶锚固系统。在第2007/0215410号美国公开中示出并描述代表性SRL，所述美国公开的公开内容以引用的方式并入本文中。此外，在降落保护领域和相关安全装备中存在大量SRL或救生索。当存在任何降落风险时，个体可或应该佩戴SRL或救生索。这类SRL —般由外壳组成，所述外壳包括被索环绕的可旋转圆柱或毂，所述索通常由带状物、缆线、绳索和/或合成材料制成。当有目的地施加特定程度的张力时，毂在第一方向上旋转以从其外壳释放(或“展开”)索。当张力程度减小或释放时，毂可在相反方向上缓慢旋转，致使索以所需方式绕毂自身回缩或重绕。特定外壳还包括制动机构或总成，所述制动机构或总成用于在无弹性索(例如，钢缆)过快释放时(即快于其正常展开时的预定最大速度)防止毂旋转。索的突然展开是系索佩戴者/使用者已经历需被阻止或停止的降落的指示。如果非有意的意外降落开始，那么SRL外壳中的啮合和制动装置啮合，其防止SRL佩戴者降落得过远。另外，SRL的一端通常连接到通常在支撑结构上的锚点，所述支撑结构在使用者正执行特定指派任务处或附近。来自SRL外壳的索夹持(或以其它方式附接)到工作人员所佩戴的背带。在第6，804，830号美国专利中示出并描述一种代表性背带，所述美国专利的公开内容以引用的方式并入本文中。SRL的其它已知模型包括在第6，810，997号美国专利；第5，186，289号美国专利；第4，877，110号美国专利和第2005/0051659号美国公开中所公开的模型。因此，尽管存在许多不同的SRL模型和装置，但是制动机构都出现的一个普遍问题是结合制动机构的部分(诸如摩擦垫)时发生的拉毛或不均匀磨损。归因于机构中相邻表面之间的接触和压力点的可变性，这拉毛效应造成性能的可变性。此外，这增加的可变性可造成产品故障以及降低的操作效率。
另外，在防坠落设备领域中，最大可允许阻止力和距离由已知工业标准限定。由制动器提供的阻止力与阻止距离成反比，即，力越大，距离越短，并且反之亦然。因此，所述力不可超过标准所允许的最大值，并且其还必须足够大使得延伸距离不超过也由这些标准管理的最大值。因此，大的力和延伸变化(其由拉毛和不均匀磨损引起)要求设计者开发具有紧密设计限制的产品来解决这变化。因此，这变化的减小允许在制程中更易实现的扩大设计窗，其导致更稳健并且制造更具成本效益的产品。因此，在本领域中仍需一种改进的降落保护和防坠落设备和系统，其引起特定环境和情况中的安全特征和使用者保护性增强。
发明内容
本发明大致提供一种解决或克服与在降落保护或工作人员安全领域中已知的设备和装置相关的缺点和不足中的一些或全部的降落保护装置。本发明优选地提供一种减小或消除降落保护设备的特定组件拉毛或不均匀磨损影响的降落保护装置。本发明优选提供 一种减小降落保护设备的制动性能可变性的降落保护装置。本发明优选提供以可靠并具成本效益的方式符合管理标准的降落保护装置。因此，并且在一个优选和非限制性实施方案中，本发明提供一种降落保护装置。所述降落保护装置包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和被构造用于可卸除地附接到使用者的第二端。啮合机构被构造或布置为直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；并且制动装置被构造为在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。所述制动装置包括(i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面；(ii)啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且被构造为直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面和所述制动毂的环形凸缘的接触面之间，其中所述制动片包括限定接触边缘的内圆形切口 ；和(iii)定位在所述制动片的接触边缘和所述制动毂的轴的接触面之间的轴承。在另一优选和非限制性实施方案中，本发明提供一种降落保护装置，其包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和被构造用于可卸除地附接到使用者的第二端。啮合机构被构造或布置为直接或间接地防止在启动时所述毂旋转，并且制动机构被构造为在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。所述制动装置包括(i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面；和(ii)啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且被构造为直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面和所述制动毂的环形凸缘的接触面之间。所述制动毂的环形凸缘的接触面以指定角度朝所述轴倾斜。在另一优选和非限制性实施方案中，本发明提供一种降落保护装置，其包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和被构造用于可卸除地附接到使用者的第二端。所述毂包括被所述救生索环绕的外表面，并且所述救生索在凸起部下方延伸，使得所述救生索的第一部分从所述救生索的第一端延伸到所述凸起部，并且第二部分从所述凸起部延伸到所述救生索的第二端。所述凸起部被构造或布置用于固持所述救生索，并且在特定条件下使所述救生索的第一部分断裂并将其释放。啮合机构被构造为或布置为直接或间接防止在启动时所述毂旋转，并且制动装置被构造为在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。在参考附图考虑下列描述和随附权利要求书后，将更加明白结构的相关元件的操作方法和功能和部件的组合以及制造的经济性，全部附图形成本说明书的一部分，其中不同图中相同附图标记指定对应部件。然而，应明确了解所述图仅出于阐释和描述目的并且无意作为对本发明限制的定义。如在本说明书和权利要求书中所使用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数形式，除非上下文有明确指示。
图I是根据本发明原理的降落保护装置的第一透视分解图；图2是图I的降落保护装置的侧面分解图； 图3是图I的降落保护装置的第二透视分解图；图4是根据本发明原理的降落保护装置的第一透视部分分解图；图5是根据本发明原理的降落保护装置的第一透视部分分解图；图6是图5的降落保护装置的第二透视部分分解图；和图7是根据本发明原理的降落保护装置的横截面图。
具体实施例方式为下文描述的目的，术语“端”、“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底
部”、“横向”、“纵向”和其派生词应如其在图中所定向而涉及本发明。然而，应了解本发明可假定不同替代变化和步骤序列，除明确指定为相反以外。还应了解附图中示出的并在下列说明书中描述的特定设备和程序仅仅是本发明的示例性实施方案。因此，涉及本文所公开的实施方案的特定尺寸和其它物理特征不被视为限制性。此外，应了解本发明可假定不同替代变化和步骤序列，除明确指定为相反以外。本发明涉及用于工业环境和娱乐活动中以为使用者提供适当降落保护功能和特征的降落保护装置10。本发明的降落保护装置10可在任何适当应用或环境中实行，其中使用者或工作人员参与高空活动并且在降落事件中需要一些保护。此外，在一个优选和非限制性实施方案中，本发明的降落保护装置10是呈系索形式，诸如自我回缩系索。另外，降落保护装置10(有时称为救生索)在非有意的意外降落开始的情况下保护使用者。为防止使用者降落得过远或过快停止，降落保护装置10包括某种制动装置或机构。本发明的降落保护装置10的特定优选和非限制性实施方案在图I到图7中示出并且出于清楚目的以图I到图6中的分解或部分分解图示出。因此，并且结合图I到图7中所示的降落保护装置10，装置10包括用于至少部分包围降落保护装置10的不同内部组件的外壳12、用于在特定情况中防止装置10的特定组件旋转的啮合机构14、和可操作以在索突然展开的情况下放慢装置10的特定组件的旋转的制动装置16。关于外壳12,提供第一外壳构件18和第二外壳构件20。另外，所述第一外壳构件18和所述第二外壳构件20彼此可卸除地连接并连接到框架22。特定来说，螺栓24(或其它紧固机构或装置)可定位穿过第二外壳构件20的孔26并可螺合地啮合在第一外壳构件18的套筒28中。如此，第一外壳构件18和第二外壳构件20被夹持到框架22并在框架22周围，并且用于覆盖降落保护装置10的不同内部组件。
可使用螺钉34将标记构件32附接在第一外壳构件18的外表面30上。此外，可使用螺钉40将一个或多个标签36连接到第二外壳构件20的外表面38。这些标签36 (或签条)可包括用于告知使用者关于与降落保护装置10相关的各种结构和操作特征的用多种语目表不的 目息。框架22是具有多个开口的大致呈长形的构件并充当降落保护装置10的中心结构点，不同组件的大部分直接或间接地附接到所述中心结构点。附接环42连接在框架22的一端上。这附接环42可旋转并且被构造用于附接到某稳固锚点、缆线或充当降落保护装置10与稳固结构之间的中心连接点的其它结构。在外壳12内，毂44可旋转地附接在框架22的基本上在中心的部分内，具体来说附接在框架22的第一臂46与框架22的第二臂48之间。轴承50可定位在毂44的中心开口 52上并至少部分穿过中心开口 52。另外，救生索54具有通过毂44 (和螺钉164)附接到制动装置16中的组件的第一端56和适当组件可卸除地附接到使用者的第二端58。端子198也可定位在救生索54的第一端56上或夹持到所述第一端56以与毂44的一部分啮·
入
口 ο为促进毂44相对于框架22的适当旋转，轴承部分200位于可旋转爪轮106上，并且轴承部分202位于弹簧毂94上。这些轴承部分200和202或表面至少部分延伸穿过框架22的各自臂46和48上的各自开口 204。毂44的旋转以及与制动装置16的其它组件的相互作用还通过使用制动毂128和上文提及的轴承50得到促进，其中制动毂的外表面206与轴承50相互作用。关于图I到图6，这些图下部处的全部组件(始于制动毂128并且终于间隔毂178)定位在臂46和48之间，而爪轮106和弹簧毂94位于臂46和48外部。救生索54的第二端58通过管口 60并且具体来说通过延伸穿过管口 60的开口 62延伸到外壳12外。管口 60可卸除地附接到外壳12的下部，孔64延伸穿过所述下部。特定来说，螺钉66通过外壳12中的孔64附接并且与管口 60上的螺纹孔68相配。救生索54的第二端58还延伸穿过保护外壳12的下部和管口 60使其不发生接触的减震器70，并且还延伸穿过垫圈72。另外，救生索54的第二端58延伸穿过嵌环76 (其具有“泪状物”形状)周围的多个套圈74并且沿着路径78并回穿套圈74。嵌环76还包括中心开口 80。连接器82凭借使用定位在连接器82的上部86上的开口 84而通过嵌环76的中心开口 80附接。可啮合钩构件88形成或构造在连接器82的下部90上。这钩构件88用于可卸除地附接降落保护装置10到使用者，通常通过使用附接到使用者的安全齿轮的一部分的D环(未示出)。在操作中，救生索54被构造为从毂44并穿过管口 60缠绕并释放。在一个优选和非限制性实施方案中，降落保护装置10呈自我回缩设备的形式，使得救生索54将机械地回缩在外壳12内并返回围绕毂44。这通过使用弹簧92而达成，所述弹簧92以弹簧92的第一端96附接到弹簧毂94。弹簧毂94通过使用螺钉160附接到爪轮106,而毂44通过使用螺钉164可操作地啮合到制动装置16的组件。此外，弹簧92的第二端98附接到板100，板100牢固地附接到框架22的第二臂48。如此，当救生索54从外壳12抽出时，并且基于毂44与弹簧毂94之间的相互作用，弹簧92在弹簧毂94周围缠绕得更紧。当张力被释放在救生索54上时，这潜在能量释放并且弹簧92释放，使得救生索54通过管口 60并且围绕毂44延伸回到外壳12。弹簧92的第一端96被附接或夹持在弹簧毂94的槽102中，而弹簧92的第二端98被夹持在板100上的槽104中或以其它方式与所述槽104啮合。这种功能确保当使用者移动其位置时，过长的救生索54不会下垂、缠结或以其它方式引起安全问题。继续参考图I到图6，并且在一个优选和非限制性实施方案中，啮合机构14包括可旋转爪轮106，所述可旋转爪轮106包括多个齿状物108，至少一个根部110限定在相邻齿状物108之间。基于由螺钉160提供的附接，爪轮106被构造为随着毂44旋转而旋转。至少一个棘爪112经由延伸穿过每个棘爪112的中心开口 116的轴114可枢转地连接到框架22。每个轴114附接到框架22并允许棘爪112枢转。另外，使用各自弹簧120，每个棘爪112被推进到与爪轮106上的引导路径118的一个接触位置。每个弹簧120被制定尺寸并定形以推进与爪轮106的引导路径118的连续接触，并且此外，每个弹簧120通过使用螺钉122牢固地附接到框架22。在操作中，随着爪轮106旋转以及棘爪112的接触部分124沿着引导路径118移动，允许爪轮106的连续旋转并且因此允许毂44的连续旋转。然而，如果爪轮106的旋转 速度达到特定程度，那么引导路径118的部分与棘爪112的接触部分124之间的相互作用致使至少一个棘爪112的尖端126移动到爪轮106的齿状物108之间的各自根部110中并啮合所述根部。这继而致使直接防止爪轮106的旋转并且因此防止毂44的旋转。基于啮合机构14的组件的几何形状和相互作用，在指示降落事件的已知旋转速度范围内发生爪轮106和毂44的旋转停止。如上所论述，在降落事件中，通过啮合机构14 (和制动装置16的制动毂128的相互作用)防止毂44的进一步旋转。然而，额外救生索54将基于降落的力和通过使用制动装置16附接到连接器82的使用者的重量继续从外壳12延伸。特定来说，并且如上文所论述，突然阻止旋转将对使用者施加不安全的力，可能引起身体伤害。因此，制动装置16用于确保更加缓和的减速过程，从而减小施加在使用者上的降落力。在一个优选和非限制性实施方案中，并且再次参考图I到图7，制动装置16包括制动毂128，所述制动毂具有环形凸缘130和从这环形凸缘130延伸的轴132。轴承50至少部分促进毂44围绕制动毂128的轴132的外表面206的旋转。因此，轴132包括安装在轴承50内并促进轴承50的旋转的外接触面。另外，并且在这实施方案中，啮合构件诸如螺帽136可诸如通过限定螺帽136的中心开口 138的壁与设置在轴132的表面上的螺纹路径140之间的螺纹啮合而与制动毂128可调节地啮合。如此，螺帽136可朝环形凸缘130螺合地移动以及远离环形凸缘130螺合地移动。可使用任何可调节地啮合元件或装置取代螺帽136。在另一优选和非限制性实施方案中，螺帽136和制动毂128的轴132上的螺纹路径140之间的螺纹啮合是左旋螺纹，使得在操作中并且基于毂44的旋转方向，螺帽136将相对于制动毂128被连续推进(如果发生)到收紧位置。另外，锁定销196可插入穿过螺帽136和制动毂128的开口，因此进一步确保制动装置16的不同组件在制动操作期间不旋转。螺帽136被构造为将圆形制动片142夹持在两个摩擦垫圈144之间。特定来说，具有摩擦表面148的第一摩擦垫圈146被夹持在环形凸缘130的接触面150与制动片142的第一侧面152之间，使得摩擦表面148至少部分接触制动片142的第一侧面152。类似地，第二摩擦垫圈154 (也具有摩擦表面148)被夹持在螺帽136的接触面156与制动片142的第二侧面158之间，再者，摩擦表面148接触制动片142的第二侧面158。在操作中，爪轮106使用一个或多个螺钉160而牢固地附接到制动毂128，使得当爪轮106停止旋转并且制动毂128同样停止旋转时，基于摩擦垫圈144和制动片142之间的接触和摩擦，制动片142继续越来越慢地旋转。此外，毂44附接在制动片142与侧面板162之间，使得制动片142、毂44和侧面板162都一致旋转。这些组件之间的附接可使用延伸穿过侧面板162中的各自孔166和制动片142中的孔168的螺钉164而实现。另外，侧面板162包括中心开口 176，制动毂128的轴132延伸穿过所述中心开口176。间隔毂178被提供并定位在侧面板162与框架22的第二臂48之间。这装置允许被救生索54环绕的毂44的功能性旋转。 在一个优选和非限制性实施方案中，制动片142包括限定接触边缘172的中心开口 170。轴承174定位在制动片142的接触边缘172与轴132的接触面134之间。这允许制动片142围绕制动毂128的适当间隔旋转和均匀旋转。这适当对准继而造成摩擦垫圈144和制动片142的侧面之间的更均匀接触。另外,这均匀性减小变化并造成摩擦垫圈144和/或制动片142的均匀磨损，从而使拉毛或其它负面影响最小化或防止拉毛或其它负面影响。此外，轴承174防止制动片142的接触边缘172与制动毂132的接触面134之间的拉毛或其他负面影响。在一个优选和非限制性实施方案中，并且如在图7中所示，轴承174由聚合物材料制造，并且在另一优选和非限制性实施方案中，制动片142的至少一部分包括硬涂层阳极化材料。在另一优选和非限制性实施方案中，制动片142由硬涂层阳极化铝材料制造。因此，制动片142的中心开口 170的接触边缘172延伸为邻近聚合物轴承174。更进一步来说，摩擦垫圈144 (并且特定地说，其接触摩擦表面148)由加工为指定表面粗糙度和润滑性的钢材料制造。在这实施方案中，聚合物轴承174、硬涂层阳极化制动片142、以及钢摩擦垫圈144和制动毂128之间的相互作用导致使这些不同组件之间的拉毛最小化或防止所述拉毛的结构。如已知，拉毛导致降落保护装置10的制动摩擦的不可预见性，因为其是通过制动片142与摩擦垫圈144之间的旋转摩擦产生的提供制动以减小使用者在降落事件中所遭受的力的扭力。因此，通过使用根据本发明的结构，并且如图7中所示，摩擦界面180限于两个位置(制动片142的任一侧面上的位置)。如此，减小能量消散的可变性。在操作中，制动装置16中的组件之间的夹持力和摩擦垫圈144与制动片142之间的摩擦系数提供必需的摩擦制动来减小使用者所遭受的降落力。在另一优选和非限制性实施方案中，并且如在图I到图6中所示，摩擦垫圈144和轴承174包括相对的关片凸出部182，所述关片凸出部被制定尺寸并定形以沿着沿着制动毂128的轴132延伸的对应相对凹槽184滑动。通过使用这些突片凸出部182和凹槽184，摩擦垫圈144和轴承174都被制动片142防止旋转。因此，这些突片凸出部182和相配凹槽184防止摩擦垫圈144、环形凸缘130和螺帽136之间的旋转，从而减小摩擦垫圈144与制动片142之间的摩擦界面180的滑动表面。如所论述，这减小可变性并且允许较好的可预见性。参考图7，并且在另一优选和非限制性实施方案中，环形凸缘130的接触面150以指定角度Θ朝轴132倾斜。在一个实施方案中，这倾斜或角度Θ介于约O. I度与约5度之间。当螺帽136收紧时，压力间接地施加到环形凸缘130。当在摩擦垫圈144与板142之间达成预定滑动扭力时，压力导致凸缘角度偏转到约0°。这导致制动装置16的特定组件的平坦接触，其提供跨摩擦界面180的均匀压力。这继而减小可变性和磨损度。在另一优选和非限制性实施方案中，毂44包括被救生索54环绕的外表面186。在这实施方案中，救生索54在凸起部188下方延伸，使得救生索54的第一部分190从救生索54的第一端56延伸到凸起部188，并且救生索54的第二部分192从凸起部188延伸到救生索54的第二端58。在这个实施方案中，救生索54的第一部分190将被视为“备用”救生索以确保救生索54可在全部降落事件中展开，而不管事件发生之前救生索54延伸多长。凸起部188被制定尺寸并定形以在正常操作期间固持救生索54，并且在特定条件下断裂，因此释放救生索54的第一部分190以进一步展开。凸起部188至少部分延伸穿过制动片142上的开口 194。救生索54的这个第一部分190具有预定长度。因此，救生索54的备用(或第一)部分190确保存在足够索长以在全部降落事件中展开，并且啮合机构14 和制动装置16可有效操作。如上所论述，凸起部188的断裂只在预定力下发生，其在佩戴者或使用者随着展开大部分救生索54降落时引发。再者，这种装置保证总是有足够的索54供啮合机构14和制动装置16有效操作，即使当展开救生索54的第二部分192的全部时也是如此。在没有这种装置的情况下，即无可用于制动的备用救生索，使用者可能在降落事件中遭遇上文论述的突然停止，其可引起严重损伤。由于凸起部188与毂44 一体形成，会引起断裂或制动的力的确定较简单并且较不易于发生错误。另外，毂44与凸起部188的一体式制造更有效率并且将无需某单独组件，诸如额外销或类似组件。如此，本发明提供解决现有领域中的许多缺点和不足的降落保护装置10。本发明的降落保护装置10通过以不均匀方式提供不发生拉毛或磨损的一致均匀滑动或摩擦表面而减小制动操作期间的性能可变性。如上所论述，轴承174使制动片142与制动毂128之间的拉毛最小化或消除所述拉毛，并且制动片142和摩擦垫圈144的构造材料和表面光洁度使制动期间的拉毛最小化或消除所述拉毛，同时还提供足够的抗扭强度来阻止使用者降落。当用螺帽136夹紧时，通过使用成角度的环形凸缘130，环形凸缘130抵着第一摩擦垫圈146向平坦表面偏转，从而对摩擦垫圈146和制动片142提供均匀压力。此外，摩擦垫圈144上的突片凸出部182用于“锁”到制动毂128的轴132，并且防止摩擦垫圈144的旋转，使得得知并限制摩擦界面180。更进一步说，减小的可变性提高本发明的降落保护装置10的稳健性和成本效益。例如，通过减小变化，在制程中简单地实现较大设计窗。另外，通过使用上文论述的凸起部188进一步简化制程。因此，本发明的降落保护装置10使拉毛最小化或消除拉毛、维持不同组件的同心度、提供均匀制动，并导致操作期间组件之间的机械相互作用的最优化。虽然已出于阐释目的基于当前被视为最切实际和优选实施方案的实施方案详细描述本发明，但是应了解这种细节仅用于所述目的并且本发明不限于所公开的实施方案，而是相反，意欲涵盖处于随附权利要求书的精神和范围内的修改和等效装置。例如，应了解本发明预期在可能范围内，任何实施方案的一个或多个特征可与任何另一实施方案的一个或多个特征组合。
权利要求
1.一种降落保护装置，其包括 可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和能够用于可卸除地附接到使用者的第二端； 啮合机构，其能够直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；和 制动装置，其能够在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转，所述制动装置包括 (i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面； ( )啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且能够直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面与所述制动毂的所述环形凸缘的接触面之间，其中所述制动片包括限定接触边缘的内中心开口 ；和 (iii)轴承，其定位在所述制动片的所述接触边缘与所述制动毂的所述轴的所述接触面之间。
2.根据权利要求I所述的装置，其中所述轴承的至少一部分由聚合物材料制造。
3.根据权利要求I所述的装置，其中所述制动片的至少一部分包括硬涂层阳极化材料。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述制动片的至少一部分由铝材料制造。
5.根据权利要求I所述的装置，其还包括定位为邻近所述制动片的第一侧面的第一摩擦垫圈，和定位为邻近所述制动片的第二侧面的第二摩擦垫圈。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一摩擦垫圈和所述第二摩擦垫圈中的至少一个由加工为指定表面粗糙度和润滑性的钢材料制造。
7.根据权利要求I所述的装置，其中所述至少一个摩擦垫圈和所述轴承还包括至少一个突片凸出部，所述至少一个突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的至少一个凹槽滑动。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个摩擦垫圈和所述轴承包括两个相对突片凸出部，所述两个相对突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的相对凹槽滑动。
9.根据权利要求I所述的装置，其中所述制动毂的所述环形凸缘的所述接触面以指定角度朝所述轴倾斜。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述角度介于约0.1°与约5°之间。
11.根据权利要求I所述的装置，其中所述毂包括被所述救生索环绕的外表面；其中所述救生索在凸起部下方延伸，使得所述救生索的第一部分从所述救生索的所述第一端延伸到所述凸起部，并且第二部分从所述凸起部延伸到所述救生索的所述第二端；其中所述凸起部能够固持所述救生索并在特定条件下使所述救生索的所述第一部分断裂并将其释放。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述凸起部至少部分地延伸穿过所述制动片上的开口。
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述救生索的所述第一部分包括具有指定长度的紧急救生索部分。
14.根据权利要求I所述的装置，其中所述啮合机构包括 可旋转爪轮，其具有多个齿状物，其中至少一个根部限定在相邻齿状物之间，所述爪轮能够随着所述毂旋转；和至少一个棘爪，其可枢转地连接到框架，其中基于所述爪轮的旋转速度，所述至少一个棘爪被接触并移动到所述至少一个根部，从而防止所述爪轮和所述毂的旋转。
15.一种降落保护装置，其包括 可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和能够用于可卸除地附接到使用者的第二端； 啮合机构，其能够直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；和 制动装置，其能够在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转，所述制动装置包括 (i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面；和( )啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且能够直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面和所述制动毂的所述环形凸缘的接触面之间； 其中所述制动毂的所述环形凸缘的所述接触面以指定角度朝所述轴倾斜。
16.根据权利要求15所述的装置，其还包括定位为邻近所述制动片的第一侧面的第一摩擦垫圈，和定位为邻近所述制动片的第二侧面的第二摩擦垫圈，其中每个摩擦垫圈包括至少一个突片凸出部，所述至少一个突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的至少一个凹槽滑动。
17.根据权利要求15所述的装置，其中所述制动片包括限定接触边缘的内圆形切口，所述装置还包括定位在所述制动片的所述接触边缘与所述制动毂的所述轴的所述接触面之间的轴承，其中所述轴承包括至少一个突片凸出部，所述至少一个突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的至少一个凹槽滑动。
18.根据权利要求15所述的装置，其中所述制动片的至少一部分包括硬涂层阳极化材料。
19.根据权利要求15所述的装置，其中所述角度介于约0.1°与约5°之间。
20.一种降落保护装置，其包括 可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和能够用于可卸除地附接到使用者的第二端；其中所述毂包括被所述救生索环绕的外表面；其中所述救生索在一体形成在所述毂上并从所述毂延伸的凸起部下方延伸，使得所述救生索的第一部分从所述救生索的所述第一端延伸到所述凸起部，并且第二部分从所述凸起部延伸到所述救生索的所述第二端；并且其中所述凸起部能够固持所述救生索并在特定条件下使所述救生索的所述第一部分断裂并将其释放； 啮合机构，其能够直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；和 制动装置，其能够在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。
全文摘要
本发明公开一种降落保护装置，其包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和用于可卸除地附接到使用者的第二端；啮合机构，其用于防止在启动时所述毂旋转；以及制动装置，其用于在降落事件期间停止所述救生索的展开。
文档编号A62B35/04GK102883780SQ201180022897
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年5月12日
发明者M·H·赫特里奇, D·J·洛索斯 申请人:煤矿安全设备公司
技术领域：
本发明大致上涉及安全系统和装置并且特定来说涉及降落保护装置，诸如受控下沉设备，包括自我回缩系索等等，其可结合背带使用来保护佩戴者使其免受突然加速的坠落骤停事件的危害。
背景技术：
如在安全系统和程序领域技术中所知，系索(诸如自我回缩系索(SRL))在工业·环境中以及结合娱乐活动用于降落保护。自我回缩系索具有大量工业最终用途，包括但不限于建造、制造、危险材料/修复、石棉清除、喷漆、喷砂、焊接、采矿、大量油气工业应用、电业、核能、纸业、砂纸打磨、研磨、舞台索具、盖屋顶、搭脚手架、电信、汽车维修和装配、入仓和铁路修建。一些系统相比于其它系统最终用途更为特定，如第6，695，095号美国专利的建筑/建造系统或第5，730, 407号美国专利的屋顶锚固系统。在第2007/0215410号美国公开中示出并描述代表性SRL，所述美国公开的公开内容以引用的方式并入本文中。此外，在降落保护领域和相关安全装备中存在大量SRL或救生索。当存在任何降落风险时，个体可或应该佩戴SRL或救生索。这类SRL —般由外壳组成，所述外壳包括被索环绕的可旋转圆柱或毂，所述索通常由带状物、缆线、绳索和/或合成材料制成。当有目的地施加特定程度的张力时，毂在第一方向上旋转以从其外壳释放(或“展开”)索。当张力程度减小或释放时，毂可在相反方向上缓慢旋转，致使索以所需方式绕毂自身回缩或重绕。特定外壳还包括制动机构或总成，所述制动机构或总成用于在无弹性索(例如，钢缆)过快释放时(即快于其正常展开时的预定最大速度)防止毂旋转。索的突然展开是系索佩戴者/使用者已经历需被阻止或停止的降落的指示。如果非有意的意外降落开始，那么SRL外壳中的啮合和制动装置啮合，其防止SRL佩戴者降落得过远。另外，SRL的一端通常连接到通常在支撑结构上的锚点，所述支撑结构在使用者正执行特定指派任务处或附近。来自SRL外壳的索夹持(或以其它方式附接)到工作人员所佩戴的背带。在第6，804，830号美国专利中示出并描述一种代表性背带，所述美国专利的公开内容以引用的方式并入本文中。SRL的其它已知模型包括在第6，810，997号美国专利；第5，186，289号美国专利；第4，877，110号美国专利和第2005/0051659号美国公开中所公开的模型。因此，尽管存在许多不同的SRL模型和装置，但是制动机构都出现的一个普遍问题是结合制动机构的部分(诸如摩擦垫)时发生的拉毛或不均匀磨损。归因于机构中相邻表面之间的接触和压力点的可变性，这拉毛效应造成性能的可变性。此外，这增加的可变性可造成产品故障以及降低的操作效率。
另外，在防坠落设备领域中，最大可允许阻止力和距离由已知工业标准限定。由制动器提供的阻止力与阻止距离成反比，即，力越大，距离越短，并且反之亦然。因此，所述力不可超过标准所允许的最大值，并且其还必须足够大使得延伸距离不超过也由这些标准管理的最大值。因此，大的力和延伸变化(其由拉毛和不均匀磨损引起)要求设计者开发具有紧密设计限制的产品来解决这变化。因此，这变化的减小允许在制程中更易实现的扩大设计窗，其导致更稳健并且制造更具成本效益的产品。因此，在本领域中仍需一种改进的降落保护和防坠落设备和系统，其引起特定环境和情况中的安全特征和使用者保护性增强。
发明内容
本发明大致提供一种解决或克服与在降落保护或工作人员安全领域中已知的设备和装置相关的缺点和不足中的一些或全部的降落保护装置。本发明优选地提供一种减小或消除降落保护设备的特定组件拉毛或不均匀磨损影响的降落保护装置。本发明优选提供 一种减小降落保护设备的制动性能可变性的降落保护装置。本发明优选提供以可靠并具成本效益的方式符合管理标准的降落保护装置。因此，并且在一个优选和非限制性实施方案中，本发明提供一种降落保护装置。所述降落保护装置包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和被构造用于可卸除地附接到使用者的第二端。啮合机构被构造或布置为直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；并且制动装置被构造为在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。所述制动装置包括(i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面；(ii)啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且被构造为直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面和所述制动毂的环形凸缘的接触面之间，其中所述制动片包括限定接触边缘的内圆形切口 ；和(iii)定位在所述制动片的接触边缘和所述制动毂的轴的接触面之间的轴承。在另一优选和非限制性实施方案中，本发明提供一种降落保护装置，其包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和被构造用于可卸除地附接到使用者的第二端。啮合机构被构造或布置为直接或间接地防止在启动时所述毂旋转，并且制动机构被构造为在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。所述制动装置包括(i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面；和(ii)啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且被构造为直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面和所述制动毂的环形凸缘的接触面之间。所述制动毂的环形凸缘的接触面以指定角度朝所述轴倾斜。在另一优选和非限制性实施方案中，本发明提供一种降落保护装置，其包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和被构造用于可卸除地附接到使用者的第二端。所述毂包括被所述救生索环绕的外表面，并且所述救生索在凸起部下方延伸，使得所述救生索的第一部分从所述救生索的第一端延伸到所述凸起部，并且第二部分从所述凸起部延伸到所述救生索的第二端。所述凸起部被构造或布置用于固持所述救生索，并且在特定条件下使所述救生索的第一部分断裂并将其释放。啮合机构被构造为或布置为直接或间接防止在启动时所述毂旋转，并且制动装置被构造为在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。在参考附图考虑下列描述和随附权利要求书后，将更加明白结构的相关元件的操作方法和功能和部件的组合以及制造的经济性，全部附图形成本说明书的一部分，其中不同图中相同附图标记指定对应部件。然而，应明确了解所述图仅出于阐释和描述目的并且无意作为对本发明限制的定义。如在本说明书和权利要求书中所使用，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数形式，除非上下文有明确指示。
图I是根据本发明原理的降落保护装置的第一透视分解图；图2是图I的降落保护装置的侧面分解图； 图3是图I的降落保护装置的第二透视分解图；图4是根据本发明原理的降落保护装置的第一透视部分分解图；图5是根据本发明原理的降落保护装置的第一透视部分分解图；图6是图5的降落保护装置的第二透视部分分解图；和图7是根据本发明原理的降落保护装置的横截面图。
具体实施例方式为下文描述的目的，术语“端”、“上”、“下”、“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底
部”、“横向”、“纵向”和其派生词应如其在图中所定向而涉及本发明。然而，应了解本发明可假定不同替代变化和步骤序列，除明确指定为相反以外。还应了解附图中示出的并在下列说明书中描述的特定设备和程序仅仅是本发明的示例性实施方案。因此，涉及本文所公开的实施方案的特定尺寸和其它物理特征不被视为限制性。此外，应了解本发明可假定不同替代变化和步骤序列，除明确指定为相反以外。本发明涉及用于工业环境和娱乐活动中以为使用者提供适当降落保护功能和特征的降落保护装置10。本发明的降落保护装置10可在任何适当应用或环境中实行，其中使用者或工作人员参与高空活动并且在降落事件中需要一些保护。此外，在一个优选和非限制性实施方案中，本发明的降落保护装置10是呈系索形式，诸如自我回缩系索。另外，降落保护装置10(有时称为救生索)在非有意的意外降落开始的情况下保护使用者。为防止使用者降落得过远或过快停止，降落保护装置10包括某种制动装置或机构。本发明的降落保护装置10的特定优选和非限制性实施方案在图I到图7中示出并且出于清楚目的以图I到图6中的分解或部分分解图示出。因此，并且结合图I到图7中所示的降落保护装置10，装置10包括用于至少部分包围降落保护装置10的不同内部组件的外壳12、用于在特定情况中防止装置10的特定组件旋转的啮合机构14、和可操作以在索突然展开的情况下放慢装置10的特定组件的旋转的制动装置16。关于外壳12,提供第一外壳构件18和第二外壳构件20。另外，所述第一外壳构件18和所述第二外壳构件20彼此可卸除地连接并连接到框架22。特定来说，螺栓24(或其它紧固机构或装置)可定位穿过第二外壳构件20的孔26并可螺合地啮合在第一外壳构件18的套筒28中。如此，第一外壳构件18和第二外壳构件20被夹持到框架22并在框架22周围，并且用于覆盖降落保护装置10的不同内部组件。
可使用螺钉34将标记构件32附接在第一外壳构件18的外表面30上。此外，可使用螺钉40将一个或多个标签36连接到第二外壳构件20的外表面38。这些标签36 (或签条)可包括用于告知使用者关于与降落保护装置10相关的各种结构和操作特征的用多种语目表不的 目息。框架22是具有多个开口的大致呈长形的构件并充当降落保护装置10的中心结构点，不同组件的大部分直接或间接地附接到所述中心结构点。附接环42连接在框架22的一端上。这附接环42可旋转并且被构造用于附接到某稳固锚点、缆线或充当降落保护装置10与稳固结构之间的中心连接点的其它结构。在外壳12内，毂44可旋转地附接在框架22的基本上在中心的部分内，具体来说附接在框架22的第一臂46与框架22的第二臂48之间。轴承50可定位在毂44的中心开口 52上并至少部分穿过中心开口 52。另外，救生索54具有通过毂44 (和螺钉164)附接到制动装置16中的组件的第一端56和适当组件可卸除地附接到使用者的第二端58。端子198也可定位在救生索54的第一端56上或夹持到所述第一端56以与毂44的一部分啮·
入
口 ο为促进毂44相对于框架22的适当旋转，轴承部分200位于可旋转爪轮106上，并且轴承部分202位于弹簧毂94上。这些轴承部分200和202或表面至少部分延伸穿过框架22的各自臂46和48上的各自开口 204。毂44的旋转以及与制动装置16的其它组件的相互作用还通过使用制动毂128和上文提及的轴承50得到促进，其中制动毂的外表面206与轴承50相互作用。关于图I到图6，这些图下部处的全部组件(始于制动毂128并且终于间隔毂178)定位在臂46和48之间，而爪轮106和弹簧毂94位于臂46和48外部。救生索54的第二端58通过管口 60并且具体来说通过延伸穿过管口 60的开口 62延伸到外壳12外。管口 60可卸除地附接到外壳12的下部，孔64延伸穿过所述下部。特定来说，螺钉66通过外壳12中的孔64附接并且与管口 60上的螺纹孔68相配。救生索54的第二端58还延伸穿过保护外壳12的下部和管口 60使其不发生接触的减震器70，并且还延伸穿过垫圈72。另外，救生索54的第二端58延伸穿过嵌环76 (其具有“泪状物”形状)周围的多个套圈74并且沿着路径78并回穿套圈74。嵌环76还包括中心开口 80。连接器82凭借使用定位在连接器82的上部86上的开口 84而通过嵌环76的中心开口 80附接。可啮合钩构件88形成或构造在连接器82的下部90上。这钩构件88用于可卸除地附接降落保护装置10到使用者，通常通过使用附接到使用者的安全齿轮的一部分的D环(未示出)。在操作中，救生索54被构造为从毂44并穿过管口 60缠绕并释放。在一个优选和非限制性实施方案中，降落保护装置10呈自我回缩设备的形式，使得救生索54将机械地回缩在外壳12内并返回围绕毂44。这通过使用弹簧92而达成，所述弹簧92以弹簧92的第一端96附接到弹簧毂94。弹簧毂94通过使用螺钉160附接到爪轮106,而毂44通过使用螺钉164可操作地啮合到制动装置16的组件。此外，弹簧92的第二端98附接到板100，板100牢固地附接到框架22的第二臂48。如此，当救生索54从外壳12抽出时，并且基于毂44与弹簧毂94之间的相互作用，弹簧92在弹簧毂94周围缠绕得更紧。当张力被释放在救生索54上时，这潜在能量释放并且弹簧92释放，使得救生索54通过管口 60并且围绕毂44延伸回到外壳12。弹簧92的第一端96被附接或夹持在弹簧毂94的槽102中，而弹簧92的第二端98被夹持在板100上的槽104中或以其它方式与所述槽104啮合。这种功能确保当使用者移动其位置时，过长的救生索54不会下垂、缠结或以其它方式引起安全问题。继续参考图I到图6，并且在一个优选和非限制性实施方案中，啮合机构14包括可旋转爪轮106，所述可旋转爪轮106包括多个齿状物108，至少一个根部110限定在相邻齿状物108之间。基于由螺钉160提供的附接，爪轮106被构造为随着毂44旋转而旋转。至少一个棘爪112经由延伸穿过每个棘爪112的中心开口 116的轴114可枢转地连接到框架22。每个轴114附接到框架22并允许棘爪112枢转。另外，使用各自弹簧120，每个棘爪112被推进到与爪轮106上的引导路径118的一个接触位置。每个弹簧120被制定尺寸并定形以推进与爪轮106的引导路径118的连续接触，并且此外，每个弹簧120通过使用螺钉122牢固地附接到框架22。在操作中，随着爪轮106旋转以及棘爪112的接触部分124沿着引导路径118移动，允许爪轮106的连续旋转并且因此允许毂44的连续旋转。然而，如果爪轮106的旋转 速度达到特定程度，那么引导路径118的部分与棘爪112的接触部分124之间的相互作用致使至少一个棘爪112的尖端126移动到爪轮106的齿状物108之间的各自根部110中并啮合所述根部。这继而致使直接防止爪轮106的旋转并且因此防止毂44的旋转。基于啮合机构14的组件的几何形状和相互作用，在指示降落事件的已知旋转速度范围内发生爪轮106和毂44的旋转停止。如上所论述，在降落事件中，通过啮合机构14 (和制动装置16的制动毂128的相互作用)防止毂44的进一步旋转。然而，额外救生索54将基于降落的力和通过使用制动装置16附接到连接器82的使用者的重量继续从外壳12延伸。特定来说，并且如上文所论述，突然阻止旋转将对使用者施加不安全的力，可能引起身体伤害。因此，制动装置16用于确保更加缓和的减速过程，从而减小施加在使用者上的降落力。在一个优选和非限制性实施方案中，并且再次参考图I到图7，制动装置16包括制动毂128，所述制动毂具有环形凸缘130和从这环形凸缘130延伸的轴132。轴承50至少部分促进毂44围绕制动毂128的轴132的外表面206的旋转。因此，轴132包括安装在轴承50内并促进轴承50的旋转的外接触面。另外，并且在这实施方案中，啮合构件诸如螺帽136可诸如通过限定螺帽136的中心开口 138的壁与设置在轴132的表面上的螺纹路径140之间的螺纹啮合而与制动毂128可调节地啮合。如此，螺帽136可朝环形凸缘130螺合地移动以及远离环形凸缘130螺合地移动。可使用任何可调节地啮合元件或装置取代螺帽136。在另一优选和非限制性实施方案中，螺帽136和制动毂128的轴132上的螺纹路径140之间的螺纹啮合是左旋螺纹，使得在操作中并且基于毂44的旋转方向，螺帽136将相对于制动毂128被连续推进(如果发生)到收紧位置。另外，锁定销196可插入穿过螺帽136和制动毂128的开口，因此进一步确保制动装置16的不同组件在制动操作期间不旋转。螺帽136被构造为将圆形制动片142夹持在两个摩擦垫圈144之间。特定来说，具有摩擦表面148的第一摩擦垫圈146被夹持在环形凸缘130的接触面150与制动片142的第一侧面152之间，使得摩擦表面148至少部分接触制动片142的第一侧面152。类似地，第二摩擦垫圈154 (也具有摩擦表面148)被夹持在螺帽136的接触面156与制动片142的第二侧面158之间，再者，摩擦表面148接触制动片142的第二侧面158。在操作中，爪轮106使用一个或多个螺钉160而牢固地附接到制动毂128，使得当爪轮106停止旋转并且制动毂128同样停止旋转时，基于摩擦垫圈144和制动片142之间的接触和摩擦，制动片142继续越来越慢地旋转。此外，毂44附接在制动片142与侧面板162之间，使得制动片142、毂44和侧面板162都一致旋转。这些组件之间的附接可使用延伸穿过侧面板162中的各自孔166和制动片142中的孔168的螺钉164而实现。另外，侧面板162包括中心开口 176，制动毂128的轴132延伸穿过所述中心开口176。间隔毂178被提供并定位在侧面板162与框架22的第二臂48之间。这装置允许被救生索54环绕的毂44的功能性旋转。 在一个优选和非限制性实施方案中，制动片142包括限定接触边缘172的中心开口 170。轴承174定位在制动片142的接触边缘172与轴132的接触面134之间。这允许制动片142围绕制动毂128的适当间隔旋转和均匀旋转。这适当对准继而造成摩擦垫圈144和制动片142的侧面之间的更均匀接触。另外,这均匀性减小变化并造成摩擦垫圈144和/或制动片142的均匀磨损，从而使拉毛或其它负面影响最小化或防止拉毛或其它负面影响。此外，轴承174防止制动片142的接触边缘172与制动毂132的接触面134之间的拉毛或其他负面影响。在一个优选和非限制性实施方案中，并且如在图7中所示，轴承174由聚合物材料制造，并且在另一优选和非限制性实施方案中，制动片142的至少一部分包括硬涂层阳极化材料。在另一优选和非限制性实施方案中，制动片142由硬涂层阳极化铝材料制造。因此，制动片142的中心开口 170的接触边缘172延伸为邻近聚合物轴承174。更进一步来说，摩擦垫圈144 (并且特定地说，其接触摩擦表面148)由加工为指定表面粗糙度和润滑性的钢材料制造。在这实施方案中，聚合物轴承174、硬涂层阳极化制动片142、以及钢摩擦垫圈144和制动毂128之间的相互作用导致使这些不同组件之间的拉毛最小化或防止所述拉毛的结构。如已知，拉毛导致降落保护装置10的制动摩擦的不可预见性，因为其是通过制动片142与摩擦垫圈144之间的旋转摩擦产生的提供制动以减小使用者在降落事件中所遭受的力的扭力。因此，通过使用根据本发明的结构，并且如图7中所示，摩擦界面180限于两个位置(制动片142的任一侧面上的位置)。如此，减小能量消散的可变性。在操作中，制动装置16中的组件之间的夹持力和摩擦垫圈144与制动片142之间的摩擦系数提供必需的摩擦制动来减小使用者所遭受的降落力。在另一优选和非限制性实施方案中，并且如在图I到图6中所示，摩擦垫圈144和轴承174包括相对的关片凸出部182，所述关片凸出部被制定尺寸并定形以沿着沿着制动毂128的轴132延伸的对应相对凹槽184滑动。通过使用这些突片凸出部182和凹槽184，摩擦垫圈144和轴承174都被制动片142防止旋转。因此，这些突片凸出部182和相配凹槽184防止摩擦垫圈144、环形凸缘130和螺帽136之间的旋转，从而减小摩擦垫圈144与制动片142之间的摩擦界面180的滑动表面。如所论述，这减小可变性并且允许较好的可预见性。参考图7，并且在另一优选和非限制性实施方案中，环形凸缘130的接触面150以指定角度Θ朝轴132倾斜。在一个实施方案中，这倾斜或角度Θ介于约O. I度与约5度之间。当螺帽136收紧时，压力间接地施加到环形凸缘130。当在摩擦垫圈144与板142之间达成预定滑动扭力时，压力导致凸缘角度偏转到约0°。这导致制动装置16的特定组件的平坦接触，其提供跨摩擦界面180的均匀压力。这继而减小可变性和磨损度。在另一优选和非限制性实施方案中，毂44包括被救生索54环绕的外表面186。在这实施方案中，救生索54在凸起部188下方延伸，使得救生索54的第一部分190从救生索54的第一端56延伸到凸起部188，并且救生索54的第二部分192从凸起部188延伸到救生索54的第二端58。在这个实施方案中，救生索54的第一部分190将被视为“备用”救生索以确保救生索54可在全部降落事件中展开，而不管事件发生之前救生索54延伸多长。凸起部188被制定尺寸并定形以在正常操作期间固持救生索54，并且在特定条件下断裂，因此释放救生索54的第一部分190以进一步展开。凸起部188至少部分延伸穿过制动片142上的开口 194。救生索54的这个第一部分190具有预定长度。因此，救生索54的备用(或第一)部分190确保存在足够索长以在全部降落事件中展开，并且啮合机构14 和制动装置16可有效操作。如上所论述，凸起部188的断裂只在预定力下发生，其在佩戴者或使用者随着展开大部分救生索54降落时引发。再者，这种装置保证总是有足够的索54供啮合机构14和制动装置16有效操作，即使当展开救生索54的第二部分192的全部时也是如此。在没有这种装置的情况下，即无可用于制动的备用救生索，使用者可能在降落事件中遭遇上文论述的突然停止，其可引起严重损伤。由于凸起部188与毂44 一体形成，会引起断裂或制动的力的确定较简单并且较不易于发生错误。另外，毂44与凸起部188的一体式制造更有效率并且将无需某单独组件，诸如额外销或类似组件。如此，本发明提供解决现有领域中的许多缺点和不足的降落保护装置10。本发明的降落保护装置10通过以不均匀方式提供不发生拉毛或磨损的一致均匀滑动或摩擦表面而减小制动操作期间的性能可变性。如上所论述，轴承174使制动片142与制动毂128之间的拉毛最小化或消除所述拉毛，并且制动片142和摩擦垫圈144的构造材料和表面光洁度使制动期间的拉毛最小化或消除所述拉毛，同时还提供足够的抗扭强度来阻止使用者降落。当用螺帽136夹紧时，通过使用成角度的环形凸缘130，环形凸缘130抵着第一摩擦垫圈146向平坦表面偏转，从而对摩擦垫圈146和制动片142提供均匀压力。此外，摩擦垫圈144上的突片凸出部182用于“锁”到制动毂128的轴132，并且防止摩擦垫圈144的旋转，使得得知并限制摩擦界面180。更进一步说，减小的可变性提高本发明的降落保护装置10的稳健性和成本效益。例如，通过减小变化，在制程中简单地实现较大设计窗。另外，通过使用上文论述的凸起部188进一步简化制程。因此，本发明的降落保护装置10使拉毛最小化或消除拉毛、维持不同组件的同心度、提供均匀制动，并导致操作期间组件之间的机械相互作用的最优化。虽然已出于阐释目的基于当前被视为最切实际和优选实施方案的实施方案详细描述本发明，但是应了解这种细节仅用于所述目的并且本发明不限于所公开的实施方案，而是相反，意欲涵盖处于随附权利要求书的精神和范围内的修改和等效装置。例如，应了解本发明预期在可能范围内，任何实施方案的一个或多个特征可与任何另一实施方案的一个或多个特征组合。
权利要求
1.一种降落保护装置，其包括 可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和能够用于可卸除地附接到使用者的第二端； 啮合机构，其能够直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；和 制动装置，其能够在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转，所述制动装置包括 (i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面； ( )啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且能够直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面与所述制动毂的所述环形凸缘的接触面之间，其中所述制动片包括限定接触边缘的内中心开口 ；和 (iii)轴承，其定位在所述制动片的所述接触边缘与所述制动毂的所述轴的所述接触面之间。
2.根据权利要求I所述的装置，其中所述轴承的至少一部分由聚合物材料制造。
3.根据权利要求I所述的装置，其中所述制动片的至少一部分包括硬涂层阳极化材料。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述制动片的至少一部分由铝材料制造。
5.根据权利要求I所述的装置，其还包括定位为邻近所述制动片的第一侧面的第一摩擦垫圈，和定位为邻近所述制动片的第二侧面的第二摩擦垫圈。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一摩擦垫圈和所述第二摩擦垫圈中的至少一个由加工为指定表面粗糙度和润滑性的钢材料制造。
7.根据权利要求I所述的装置，其中所述至少一个摩擦垫圈和所述轴承还包括至少一个突片凸出部，所述至少一个突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的至少一个凹槽滑动。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个摩擦垫圈和所述轴承包括两个相对突片凸出部，所述两个相对突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的相对凹槽滑动。
9.根据权利要求I所述的装置，其中所述制动毂的所述环形凸缘的所述接触面以指定角度朝所述轴倾斜。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述角度介于约0.1°与约5°之间。
11.根据权利要求I所述的装置，其中所述毂包括被所述救生索环绕的外表面；其中所述救生索在凸起部下方延伸，使得所述救生索的第一部分从所述救生索的所述第一端延伸到所述凸起部，并且第二部分从所述凸起部延伸到所述救生索的所述第二端；其中所述凸起部能够固持所述救生索并在特定条件下使所述救生索的所述第一部分断裂并将其释放。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述凸起部至少部分地延伸穿过所述制动片上的开口。
13.根据权利要求11所述的装置，其中所述救生索的所述第一部分包括具有指定长度的紧急救生索部分。
14.根据权利要求I所述的装置，其中所述啮合机构包括 可旋转爪轮，其具有多个齿状物，其中至少一个根部限定在相邻齿状物之间，所述爪轮能够随着所述毂旋转；和至少一个棘爪，其可枢转地连接到框架，其中基于所述爪轮的旋转速度，所述至少一个棘爪被接触并移动到所述至少一个根部，从而防止所述爪轮和所述毂的旋转。
15.一种降落保护装置，其包括 可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和能够用于可卸除地附接到使用者的第二端； 啮合机构，其能够直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；和 制动装置，其能够在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转，所述制动装置包括 (i)制动毂，其具有环形凸缘和从所述环形凸缘延伸的轴，所述轴包括外接触面；和( )啮合构件，其与所述制动毂可调节地啮合并且能够直接或间接地将至少一个摩擦垫圈和制动片夹持在所述啮合构件的接触面和所述制动毂的所述环形凸缘的接触面之间； 其中所述制动毂的所述环形凸缘的所述接触面以指定角度朝所述轴倾斜。
16.根据权利要求15所述的装置，其还包括定位为邻近所述制动片的第一侧面的第一摩擦垫圈，和定位为邻近所述制动片的第二侧面的第二摩擦垫圈，其中每个摩擦垫圈包括至少一个突片凸出部，所述至少一个突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的至少一个凹槽滑动。
17.根据权利要求15所述的装置，其中所述制动片包括限定接触边缘的内圆形切口，所述装置还包括定位在所述制动片的所述接触边缘与所述制动毂的所述轴的所述接触面之间的轴承，其中所述轴承包括至少一个突片凸出部，所述至少一个突片凸出部能够沿着至少部分地沿着所述制动毂的所述轴延伸的对应的至少一个凹槽滑动。
18.根据权利要求15所述的装置，其中所述制动片的至少一部分包括硬涂层阳极化材料。
19.根据权利要求15所述的装置，其中所述角度介于约0.1°与约5°之间。
20.一种降落保护装置，其包括 可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和能够用于可卸除地附接到使用者的第二端；其中所述毂包括被所述救生索环绕的外表面；其中所述救生索在一体形成在所述毂上并从所述毂延伸的凸起部下方延伸，使得所述救生索的第一部分从所述救生索的所述第一端延伸到所述凸起部，并且第二部分从所述凸起部延伸到所述救生索的所述第二端；并且其中所述凸起部能够固持所述救生索并在特定条件下使所述救生索的所述第一部分断裂并将其释放； 啮合机构，其能够直接或间接地防止在启动时所述毂旋转；和 制动装置，其能够在启动所述啮合机构时放慢所述毂的旋转。
全文摘要
本发明公开一种降落保护装置，其包括可旋转毂和救生索，所述救生索具有附接到所述毂的第一端和用于可卸除地附接到使用者的第二端；啮合机构，其用于防止在启动时所述毂旋转；以及制动装置，其用于在降落事件期间停止所述救生索的展开。
文档编号A62B35/04GK102883780SQ201180022897
公开日2013年1月16日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年5月12日
发明者M·H·赫特里奇, D·J·洛索斯 申请人:煤矿安全设备公司
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