專利名稱：預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以及制造包含這種摩擦制動器的安全裝置的方法
預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以及制造包含這種摩擦制動器的安全裝置的方法
背景技術(shù)：
摩擦制動器已應(yīng)用于設(shè)計成阻止或限制人或物體的下降速率的安全裝置。此類安全裝置可以包括，例如，救生索、自回縮救生索、防墮裝置、墜落限制器、下降器等。通常，此類安全裝置使用摩擦制動器，所述摩擦制動器采用與一個或多個以離心方式啟動的棘爪結(jié)合的棘輪環(huán)，所述棘爪能夠與摩擦制動器的棘輪環(huán)接合。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開一種預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器，其至少包括壓力板、棘輪環(huán)、摩擦環(huán)以及背墊板。還公開了一種包括所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的以離心方式運行的安全裝置，以及制造方法。
因此，一方面，本文公開一種以離心方式運行的安全裝置，所述安全裝置包括預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器，其至少包括壓力板、棘輪環(huán)、摩擦環(huán)以及背墊板；以及可旋轉(zhuǎn)滾筒，其包括至少一個棘爪，所述棘爪被朝向第一位置偏壓，在所述第一位置，所述棘爪不接合所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)，其中使所述滾筒以超出預(yù)定速度的速度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述棘爪被離心地推壓到第二構(gòu)造，在所述第二構(gòu)造中，所述棘爪接合所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)。因此，另一方面，本文公開一種制造以離心方式運行的安全裝置的方法，所述方法包括使用至少一個緊固件，以至少將壓力板、棘輪環(huán)、摩擦環(huán)和背墊板一起預(yù)先組裝成摩擦制動器；通過調(diào)整所述至少一個緊固件來對所述摩擦制動器預(yù)先施加扭矩，從而使所述壓力板和所述背墊板共同以預(yù)定的力將所述摩擦環(huán)壓到所述棘輪環(huán)上；以及將預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以不可旋轉(zhuǎn)的方式與包含可旋轉(zhuǎn)滾筒的殼體配合，所述滾筒包括具有接合端的至少一個棘爪，從而使所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)大致成環(huán)狀地圍繞所述至少一個棘爪，其中所述棘爪由偏壓機構(gòu)偏壓，以使所述棘爪的所述接合端推向第一位置，在所述第一位置，所述棘爪的所述接合端不接合所述棘輪環(huán)，并且其中使所述滾筒以超出預(yù)定速度的速度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述棘爪被離心地推壓到第二位置，在所述第二位置，所述棘爪接合所述棘輪環(huán)。在以下具體實施方式
中，本發(fā)明的這些方面和其他方面將顯而易見。然而，在任何情況下都不應(yīng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對要求保護的主題的限制，該主題僅由所附權(quán)利要求書限定，并且在審查期間可以進行修改。


圖I為本文所公開的示例性預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的分解側(cè)視透視圖。圖2為包括圖I所示的預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的示例性自回縮救生索的局部分解側(cè)視透視圖。
圖3為圖2所示的救生索的殼體部分的正視圖。圖4為圖2所示的自回縮救生索的示例性滾筒和棘爪的正視圖。在多張圖中，類似的參考標(biāo)號表示類似的元件。一些元件可能以相同或相等的倍數(shù)存在；在此類情況下，參考標(biāo)號可能僅標(biāo)出一個或多個代表性元件，但應(yīng)當(dāng)理解，此類參考標(biāo)號適用于所有此類相同的元件。除非另外指明，否則本文檔中的所有圖和附圖均未按比例繪制，并且被選擇用于示出本發(fā)明的不同實施例。具體地講，除非另外指明，否則僅用示例性術(shù)語描述各種部件的尺寸，并且不應(yīng)從附圖推斷各種部件的尺寸之間的關(guān)系。盡管本發(fā)明中可能使用了“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向夕卜”、“向內(nèi)”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等術(shù)語，但應(yīng)當(dāng)理解，除非另外指明，否則這些術(shù)語僅以它們的相對意義使用。
具體實施例方式本文公開預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80，如分解側(cè)視透視圖I中的·示例性圖所示。摩擦制動器80至少包括棘輪環(huán)70、摩擦環(huán)73、壓力板74以及背墊板75。術(shù)語“棘輪環(huán)”廣義地用來表示任何結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可在其能夠由如本文稍后所述的棘爪接合的配置中提供至少一個棘輪齒71。通常，棘輪環(huán)70包括主體72，所述主體提供一個、兩個、三個或更多個棘輪齒71，所述棘輪齒圍繞由一個或多個棘爪的旋轉(zhuǎn)路徑掃出的區(qū)域成環(huán)狀(即，徑向向外)隔開。主體72可以便利地通常成環(huán)形，但未必一定如此；主體72需要的是提供并支撐至少一個棘輪齒71，從而可由棘爪的接合端接合。類似地，摩擦環(huán)73可以便利地通常成圓形，但這不是必須的要求。同樣，壓力板74和背墊板75可以便利地通常成圓形，但只要它們提供以所需的力將摩擦環(huán)73和棘輪環(huán)70壓在一起的功能，就不必成圓形。因此，在此所用的術(shù)語“環(huán)”廣義地涵蓋將提供上述功能的任何幾何形狀。摩擦環(huán)73可以由任何合適的材料制成，所述材料在摩擦環(huán)73的表面被壓到棘輪環(huán)70的表面上時將提供所需的摩擦。此類材料可以包括，例如，軟木、橡膠，或其他天然聚合物材料、合成聚合物材料等。棘輪環(huán)70、背墊板75以及壓力板74可以由任何合適的材料制成，包括，例如，鋼、黃銅、青銅等金屬。在一些實施例中，這些部件中的至少一個或多個部件(例如，棘輪環(huán)70)可以由模制的聚合物材料構(gòu)成，只要所述部件適當(dāng)?shù)貓?zhí)行所需功能即可。在至少一個實施例中，壓力板74的表面被壓在棘輪環(huán)70的表面上。在這種情況下，壓力板74與棘輪環(huán)70之間的摩擦(例如，除了摩擦環(huán)73與棘輪環(huán)70之間的摩擦之外)可以有助于使棘輪環(huán)70變慢或停止，因此在這種情況下，在選擇構(gòu)成壓力板74的材料時，至少應(yīng)考慮壓力板74的棘輪環(huán)接觸表面的摩擦性質(zhì)。其他部件(例如，一個或多個墊圈等)可以根據(jù)需要包括在摩擦制動器80中。摩擦制動器可以應(yīng)用于包括一個或多個以離心方式啟動的棘爪的安全裝置。此類以離心方式運行的安全裝置可包括自回縮救生索等，如本文稍后所述。使用摩擦制動器(例如，取代以不可旋轉(zhuǎn)的方式(固定地)附接到采用棘輪環(huán)的安全裝置的殼體)可出現(xiàn)以下情況在棘爪與棘輪環(huán)70接合(如本文稍后詳細論述)之后，棘輪環(huán)70在因摩擦環(huán)73與棘輪環(huán)70之間的摩擦而變慢或停止之前，在壓力板74與背墊板75的壓力下可以至少稍微(例如，相對于采用摩擦制動器的安全裝置的殼體)旋轉(zhuǎn)(如上所述，壓力板74的表面與摩擦環(huán)73的表面之間的摩擦也可以起作用)。因此，與棘輪環(huán)固定地附接到安全裝置的殼體從而使棘輪環(huán)無法相對于殼體旋轉(zhuǎn)的情況相比，使用摩擦制動器可以提供更漸進的停止過程。在自回縮救生索和類似的安全裝置中，摩擦制動器通常以一定方式附接到安全裝置的殼體，使得至少摩擦制動器的部件(例如，背墊板和/或壓力板)無法旋轉(zhuǎn)。按照傳統(tǒng)，執(zhí)行這種附接的方式是，將摩擦制動器的部件置于殼體中的適當(dāng)位置(例如，抵靠殼體部分的內(nèi)表面，稍后互補的殼體部分與所述殼體部分配合并附接以便形成完整的殼體)，隨后使用一個或多個螺栓或者其他緊固件，以將摩擦制動器的部件附接到殼體，以便組裝成摩擦制動器。按照傳統(tǒng)，在將摩擦制動器部件附接到殼體的過程中，對將摩擦制動器部件壓在一起所用的力進行設(shè)定(例如，壓力板和背墊板將摩擦環(huán)壓到棘輪環(huán)上所用的力)。例如，常用的工序是將一個或多個螺栓的螺紋桿插入穿過壓力板和背墊板中的一個或多個開口，以便通過螺紋而將螺栓桿與殼體的螺紋插孔接合，并且擰緊螺栓，這個過程用來將摩擦制動器附接到殼體，還用來對壓力板和背墊板將摩擦環(huán)壓到棘輪環(huán)上所用的力進行設(shè)定。因此，按照傳統(tǒng)慣例，摩擦制動器的部件在安全裝置中的適當(dāng)位置組裝在一起，其中在同一操作中將部件一起組裝成功能制動器、將部件附接到殼體并且設(shè)定各種部件之間 的力。相比之下，如本文所公開，在并入到安全裝置的殼體中之前，摩擦制動器80的部件是預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的。預(yù)先組裝是指，構(gòu)成摩擦制動器80的部件在并入到安全裝置中之前已經(jīng)一起組裝成摩擦制動器80。也就是說，參考圖2的示例性自回縮救生索安全裝置200，在以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝(本文稍后更詳細地描述)到自回縮救生索200的殼體220內(nèi)的適當(dāng)位置之前，摩擦制動器80已經(jīng)呈圖2所示的預(yù)先組裝形式(B卩，部件70、73、74和75已經(jīng)彼此組裝在一起)。預(yù)先施加有扭矩是指，在摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到自回縮救生索200等安全裝置的殼體內(nèi)的適當(dāng)位置之前，構(gòu)成摩擦制動器80的部件就已經(jīng)一起緊到所需量(即，提供摩擦環(huán)73對棘輪環(huán)70所需的摩擦力)。預(yù)先施加有扭矩還指，將摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到殼體220內(nèi)的適當(dāng)位置(例如，將摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式與殼體220的殼體部分221或222配合)的行為，以及將預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80附接到殼體220 (如果執(zhí)行這種附接的話)的行為都不會顯著改變將摩擦制動器80的部件壓在一起所用的力(即，改變超過約10%)，將部件壓在一起是在預(yù)先施加有扭矩過程中實現(xiàn)的。在另外的實施例中，將預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式與殼體220配合(且任選地附接)的行為不會使得將摩擦制動器80的部件壓在一起所用的力改變超過約2%，或超過約1%，將部件壓在一起是在預(yù)先施加有扭矩過程中實現(xiàn)的。任何合適的緊固件都可以用于預(yù)先組裝和預(yù)先施加有扭矩摩擦制動器80。相同的緊固件可以用于這兩個目的；或者，一個或多個緊固件可以用來將部件組裝在一起，且一個或多個其他的緊固件可以用來將部件一起緊到所需的力。例如，在示例性圖I中，一個或多個螺栓76 (術(shù)語“螺栓”用來廣義地涵蓋與或不與螺母等互補的螺紋緊固裝置一起使用的任何螺紋連接型緊固件)可以用來將上述部件緊固在一起，以便形成摩擦制動器80，其中壓力板74和背墊板75合并，從而以所需，例如預(yù)定的力將摩擦環(huán)73壓到棘輪環(huán)70上。在示例性圖I中，螺栓76的頭頂靠著壓力板74的螺栓頭安置孔隙78，其中螺栓76的螺紋桿77通過螺紋接合到背墊板75的螺紋孔79中，以便將壓力板74和背墊板75 —起緊到預(yù)定的力，其中棘輪環(huán)70和摩擦環(huán)73被夾在所述壓力板與背墊板之間。達到預(yù)定力的方式可以為，例如，使用轉(zhuǎn)矩扳手來擰緊螺栓76’以便將壓力板74和背墊板75拉向彼此，直到摩擦環(huán)73和棘輪環(huán)70以所需的力壓到彼此上為止，從而產(chǎn)生預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80。盡管上文參照使用螺紋螺栓來描述對摩擦制動器80的預(yù)先組裝和預(yù)先施加有扭矩，但技術(shù)人員將會知道這僅僅是一種方便的方法，而且可以使用任何合適的緊固件，只要能以預(yù)定的力將各種部件必要地壓在一起即可，如上所述。使用預(yù)先組裝的摩擦制動器80允許根據(jù)需要來制造和清點多個摩擦制動器80。摩擦制動器80隨后可作為預(yù)先組裝的模塊進入制造安全裝置的組裝過程，而不是必須使摩擦制動器80的部件單獨進入并且在安全裝置中的適當(dāng)位置組裝，以便形成摩擦制動器80。使用預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80使得扭轉(zhuǎn)摩擦制動器80的過程能夠與將摩擦制動器80與裝置200的殼體220配合(且任選地附接)的過程分開，并且獨立于該配合過程。這樣使制動器扭轉(zhuǎn)過程與將制動器插入到適當(dāng)位置和/或?qū)⑵涓浇拥桨踩b置的殼體的過程解除關(guān)聯(lián)，可顯著使制造此類安全裝置和/或維修此類裝置成流水線?，F(xiàn)在將參考圖2的示例性安全裝置200，討論采用了預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80的安全裝置的其他細節(jié)。盡管圖2所示的特定安全裝置是自回縮救生索， 但技術(shù)人員將會知道，預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80可以應(yīng)用于任何以離心方式運行的安全裝置，所述安全裝置經(jīng)設(shè)計以減慢或阻止人或物體下降。也就是說，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，救生索200等安全裝置的特征和部件可能存在多種變型形式，而且本文所呈現(xiàn)的具體實施例和設(shè)計僅僅是為了說明可以應(yīng)用預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80的示例性情況。自回縮救生索200包括滾筒330，該滾筒上纏繞(例如，以螺旋形纏繞)了一定長度的繩索365 (術(shù)語“繩索”廣義地涵蓋任何能纏繞的細長承載構(gòu)件，包括帶子、纜繩、繩索等，由任何合適的合成或天然聚合物材料、金屬等或它們的任何組合制成)。繩索365可纏繞在，例如，滾筒330的凸緣331和336所限定的空間中。滾筒330可以由彼此附接的單獨凸緣構(gòu)成；或者滾筒330可以包括單個(或模制的聚合物)整體部分。如圖4所示，滾筒330還包括棘爪350，所述棘爪以可樞轉(zhuǎn)方式安裝在，例如，滾筒330的凸緣336的外表面337的支柱338上(技術(shù)人員將認(rèn)識到，在使用包括一個或多個棘爪的滾筒的以離心方式運行的裝置中，棘爪可以如圖4所示直接安裝在滾筒330上，或者可以安裝軸上，所述軸上安裝有滾筒)。每個棘爪350均包括接合端351，所述接合端能夠與摩擦制動器80的棘輪環(huán)70的齒71接合。棘爪350被彈簧340偏壓，從而接合端351相對于滾筒330的旋轉(zhuǎn)軸徑向向內(nèi)偏壓,如正視圖4中更詳細地圖示。在使用時，自回縮救生索200通常附接到工地結(jié)構(gòu)(例如，大梁、橫梁等)的固定錨固點(固定的點)。繩索365最外端隨后可由工人(例如，通過鐵鎖或D形環(huán)等)附接到帶具。當(dāng)工人移動遠離固定錨固點時，繩索365從殼體220內(nèi)伸出；當(dāng)工人朝固定錨固點移動時，滾筒330在扭轉(zhuǎn)彈簧的作用下旋轉(zhuǎn)，從而繩索365回縮到殼體220內(nèi)并且纏繞在滾筒330上。圖2的示例性自回縮救生索220包括圖2中不可見的內(nèi)部扭轉(zhuǎn)彈簧(位于滾筒330內(nèi))；然而，還有可能使用位于滾筒330外部的扭轉(zhuǎn)彈簧。在這種工人活動過程中，棘爪350被上述偏壓彈簧340偏壓，從而每個棘爪350的接合端351不接合棘輪環(huán)70。萬一工人下降，滾筒330的旋轉(zhuǎn)增加到預(yù)定速度以上，借此使得棘爪350的接合端351接合棘輪環(huán)70。摩擦制動器80隨后如本文先前所述那樣起作用，以便減慢或阻止?jié)L筒330的旋轉(zhuǎn)速率，因此工人的下降速度得以減慢或阻止。因此，將理解，將摩擦制動器80稱為承受負載對應(yīng)于以下情況，即棘輪環(huán)70承受由一個或多個接合的棘爪350施加的旋轉(zhuǎn)負載。在這種情況下，下降工人的動能可以由上述摩擦制動器80發(fā)散，所述摩擦制動器任選地由一個或多個減震器(本文稍后更詳細地描述)(如果存在的話)輔助。在進行這種使用時，安全裝置可以經(jīng)設(shè)計以使工人完全停止(例如，如在通常稱為自回縮救生索的產(chǎn)品中那樣)，或者僅僅控制或限制下降速率(例如，如在通常稱為下降器的產(chǎn)品中那樣)。在一些情況下，這些通用類型的產(chǎn)品之間的區(qū)別可能并不是絕對的，其中一些產(chǎn)品用來至少部分提供一個或兩個功能。本文所公開的預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器可以用于任何此類安全裝置，所述安全裝置能夠限制或阻止使用該裝置的工人的下降速率。在一些實施例中，使用本文所公開的預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的安全裝置滿足ANSI Z359. I 2007的要求(2007年規(guī)定)。安全裝置200包括殼體220。術(shù)語“殼體”被廣義地使用，且應(yīng)理解成涵蓋任何結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)至少部分、基本上或幾乎完全密封特定空間，該空間包含滾筒330、預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80，以及任何其他附屬裝置或結(jié)構(gòu)。裝置200的殼體220包 括第一互補的殼體部分222和第二互補的殼體部分221，這兩個殼體部分組裝在一起以形成殼體220。(正視圖3中更詳細地圖示了殼體部分222)?；パa的部分222和221可以通過任何方便的緊固件而緊固在一起。在圖2所示的實施例中，它們通過螺紋螺栓246和247而連在一起，所述螺紋螺栓頂靠著其中一個殼體部分的螺栓安置特征上，螺栓的螺紋桿通過螺紋接合到螺紋套筒255，所述螺紋套筒設(shè)在另一殼體部分中(例如，設(shè)在殼體220的側(cè)邊緣250處的緊固件插孔251中)。并未將螺紋套筒255插入緊固件插孔251中，而在一些實施例中，緊固件插孔251可以包括，例如，形成于殼體材料本身中的螺紋表面。在圖2的示例性實施例中，預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式與安全裝置200的殼體220配合，這意味著，摩擦制動器80的背墊板75和壓力板74無法相對于殼體220旋轉(zhuǎn)。棘輪環(huán)70當(dāng)然可以能夠相對于背墊板75、壓力板74和/或殼體220至少稍微旋轉(zhuǎn)，棘輪環(huán)70的這種旋轉(zhuǎn)會受摩擦制動器80的功能限制或阻止，如本文先前所述。在一些實施例中，殼體220和/或摩擦制動器80可以包括一些特征，該特征可以進一步防止背墊板75和/或壓力板74在摩擦制動器80承受負載時旋轉(zhuǎn)。在具體實施例中，預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80可能以不可旋轉(zhuǎn)的方式與殼體220配合，方式是摩擦制動器80的至少一個配合結(jié)構(gòu)與殼體220的至少一個互補的配合結(jié)構(gòu)配合，以便至少有助于防止摩擦制動器80的至少背墊板75在摩擦制動器80承受負載時旋轉(zhuǎn)。摩擦制動器80的這種配合結(jié)構(gòu)可為任何合適的特征，例如，突出特征或凹入特征、它們的組合等，所述特征，例如，構(gòu)建到、連接到、附接到等背墊板75和/或壓力板74。在一些實施例中，摩擦制動器80的配合結(jié)構(gòu)是突出構(gòu)件，殼體220的互補配合結(jié)構(gòu)是插孔(例如，孔230)，所述插孔經(jīng)設(shè)計以容納摩擦制動器80的突出構(gòu)件。便利地，摩擦制動器80的這種突出構(gòu)件配合結(jié)構(gòu)可以由螺栓76的桿77的一部分形成，所述桿的一部分突出到背墊板75之夕卜，以便可用于固定在殼體220中所設(shè)的配合插孔中。(雖然螺栓76的桿77在圖2的摩擦制動器80視圖中較為模糊，但分解圖I示出了螺栓76的桿77可以足夠長，以便延伸穿過背墊板75的孔79，從而突出到背墊板75之外。)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會知道，這只是一種可能的設(shè)計。例如，還有可能在殼體220中設(shè)置一個或多個突出構(gòu)件，例如支柱，它們接納在(例如)摩擦制動器80的背墊板75中所設(shè)的插孔中，以便使摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式與殼體220配合。根據(jù)需要，摩擦制動器80的一個或多個突出構(gòu)件配合結(jié)構(gòu)(例如，螺栓76的突出桿77)可僅僅置于殼體220中所設(shè)的一個或多個互補插孔中，而無需附接到該插孔(和/或殼體220的一個或多個突出構(gòu)件配合結(jié)構(gòu)可置于摩擦制動器80的一個或多個互補插孔(例如，孔230)中，而無需附接到該插孔)。在這種類型的任何情況下(而且如果沒有單獨的緊固件用于將摩擦制動器80附接到殼體220的話)，預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80包括浮動式制動器。在這個背景下，術(shù)語“浮動”表明，摩擦制動器80以不可旋轉(zhuǎn)的方式與殼體220配合，但并不附接到殼體220，而且可手動地與該殼體分開(例如，在將殼體220拆成部分221和222以便暴露摩擦制動器80之后)，例如，僅僅將摩擦制動器80從殼體220拉開，而無需使用任何工具，需要這種工具以，例如，通過螺紋而使螺栓或其他此類緊固件脫離殼體220。(本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會知道，救生索等安全裝置通常并不制造成可實地使用，因此可能并不預(yù)期安全裝置的使用者能實際執(zhí)行這種操作。上述說明僅僅是為了清楚地表明術(shù)語“浮動”意味著什么。)在替代實施例中，摩擦制動器80可以通過附接到殼體220而以不可旋轉(zhuǎn)的方式與 殼體220配合。在這種情況下，摩擦制動器80并非浮動式制動器。這可通過以下方式來執(zhí)行，例如，使用粘合劑以將螺栓76的突出桿部分77附接到殼體220 (例如，粘合劑可注入到殼體220的插孔中，桿部分77置于所述插孔中)?；蛘撸Σ林苿悠?0的一些其他部分或部件可粘附到殼體220 (在這種情況下，可能無需配合結(jié)構(gòu)，例如孔230)。在一些實施例中，可以使用一個或多個機械緊固件來替代粘附。例如，可以使用額外的螺紋螺栓(例如，與用來預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩摩擦制動器80的螺栓76分開)，以將預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80附接到殼體220。無論使用的是何種具體的附接方法，通過并非浮動式制動器的摩擦制動器，便不可能使制動器與殼體分離(即，在不損壞制動器或殼體或者這兩者的情況下)；或者制動器可僅通過使用機械工具(例如，套筒扳手等)而與殼體分離。在一些實施例中，殼體220的插孔經(jīng)設(shè)計以容納摩擦制動器80的突出構(gòu)件，可以各包括從殼體220向內(nèi)突出的凸起231內(nèi)的孔230。如本文所用，向內(nèi)突出意味著，在將殼體部分組裝成殼體220時，凸起231通常突出到至少部分由殼體220限定的內(nèi)部體積中。在一些實施例中，凸起231在大致垂直于棘輪環(huán)70的平面的方向上向內(nèi)突出。如果存在的話，可以使用單個孔230?；蛘撸鐖D2和圖3所示，多個孔230 (各位于凸起231內(nèi))可以存在，布置成使每個孔230可接納摩擦制動器80的突出構(gòu)件配合結(jié)構(gòu)。凸起231可以單獨地插入殼體220中，但在一些實施例中，連接到殼體220 (例如，殼體部分222或221)并且與該殼體一體模制。在一些實施例中，凸起231包括向內(nèi)突出的環(huán)面，所述環(huán)面基本上或完全環(huán)繞孔230，如在圖2的示例性實施例中那樣。在一些實施例中，殼體220的互補部分222和221可以由鋁等鑄造(模制)金屬制成，其中模制有凸起231和孔230。在其他實施例中，殼體220的部分可以由模制的復(fù)合聚合物材料制成，其中模制有凸起231和孔230。在一些實施例中，裝置200的殼體220包括至少一個主要肋232，該主要肋連接到殼體220的至少一個模制凸起231并且與其一體模制。肋是指細長構(gòu)件，該細長構(gòu)件連接到殼體220 (例如，殼體部分222)并與其一體模制，而且通常向內(nèi)突出到至少部分由殼體220限定的內(nèi)空間中。在一些實施例中，肋232在大致垂直于棘輪環(huán)70的平面的方向上向內(nèi)突出，如圖2所示。
如示例性圖2和3所示，主要肋232是在特定方向上從模制凸起231延伸的肋，所述特定方向與模制凸起231的受力方向大致一致，所述力是在摩擦制動器80承受負載時由摩擦制動器80的配合結(jié)構(gòu)施加的。這種主要肋可以成線性或弧形。在一些實施例中，主要肋可以從第一模制凸起231延伸到第二模制凸起231，還與所述第二模制凸起一體模制。在另外的實施例中，殼體220可以包括各位于模制凸起231中的多個孔230，每個孔230經(jīng)配置以接納摩擦制動器80的突出構(gòu)件配合結(jié)構(gòu)，殼體220還包括多個主要肋232，肋232沿大致的半圓形弧在兩個模制凸起231之間延伸，而且連接到這兩個模制凸起并與它們一體模制，如在圖2和圖3所示的示例性實施例中那樣。在圖2的示例性實施例中，軸310以承載的方式連接到殼體220。例如，安全裝置200的殼體220可以包括軸接納插孔223和224，軸310的第一末端315和第二末端317可以分別安置到所述軸接納插孔中(例如，安裝到其上或其中)。在一些實施例中，軸310的末端315可能以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在軸接納插孔223和224內(nèi)。這種不可旋轉(zhuǎn)的安裝可以通過以下方式來實現(xiàn)，在軸的一個或兩個末端處設(shè)置銷(例如，銷316和銷318)，并且在靠 近殼體220的軸接納插孔的位置設(shè)置配合槽(例如，槽226)。這種銷可安置在這種配合槽中，以便基本上防止軸310相對于殼體220旋轉(zhuǎn)。技術(shù)人員將會知道，以上僅僅是可以將軸310安置到殼體220的軸安置特征的特定方式，而且將理解，存在安置這種軸的許多此類方式。例如，殼體220的軸安置特征可以為殼體220的突出構(gòu)件而不是插孔224，所述突出部接納在軸310末端處的軸310的軸向孔中。軸310支撐滾筒330，從而滾筒330可相對于殼體220旋轉(zhuǎn)。如果軸310如上所述以不可旋轉(zhuǎn)的方式連接到殼體220，則滾筒330可能以可旋轉(zhuǎn)方式安裝在軸310上。然而，在一些實施例中，軸310可能以可旋轉(zhuǎn)方式連接到殼體220，在這種情況下，滾筒330可能以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在軸310上。在任一種情況下，通常需要滾筒330和/或軸310能夠相對于殼體220旋轉(zhuǎn)，以便繩索365可以纏繞和解開。殼體部分222的軸接納插孔224可以為模制凸起225中的孔(例如，模制孔)(軸接納插孔223同樣可以為殼體部分221的模制凸起中的孔)。在一些實施例中，殼體220 (例如，殼體部分222或221)包括至少一個徑向肋233，所述徑向肋連接到包括軸接納插孔224的模制凸起225并與該模制凸起一體模制。徑向肋233可以通常徑向向外延伸并連接到模制凸起231，并且與該模制凸起一體模制，所述模制凸起包括孔230，該孔經(jīng)配置以接納摩擦制動器的突出部構(gòu)件。替代于延伸到模制凸起231或除此之外，徑向肋233可以徑向向外延伸并連接到主要肋232，并且與該主要肋一體模制。圖2和圖3中示出了這兩種類型的徑向肋。盡管在第二殼體部分221中不可見，但應(yīng)當(dāng)理解，一些特征也可以采用與設(shè)于殼體部分221中相同的方式而設(shè)在殼體部分222中，所述特征例如，具有用以接納摩擦制動器80的突出構(gòu)件的孔的一個或多個凸起、主要肋、徑向肋等。然而，還應(yīng)當(dāng)理解，在特定安全裝置中，任何或所有此類特征可以是任選的。通常，自回縮救生索200的殼體220附接到固定錨固點，如先前所述。在這種情況下，為此可以使用裝置200的錨固端235的錨固開口 244 (源于分別位于錨固板240、第一互補的殼體部分222和第二互補的殼體部分221中的一致開口 241、243和242)?？梢酝ㄟ^以下方式實現(xiàn)這種附接例如，使錨固線、繩索、纜繩等(其一端附接到固定錨固點)穿過錨固開口 244，并且將錨固線牢固地緊固到殼體220，例如，將錨固線牢固地系到裝置200的殼體220的錨固橫梁248上。根據(jù)需要，可以使用多根錨固線，并且可以將它們附接到相同的固定錨固點，或者附接到不同的固定錨固點?？梢允褂肈形環(huán)、鉤環(huán)等裝置，以將錨固線的一端附接到裝置200的錨固開口 244。根據(jù)需要，還可以使用回轉(zhuǎn)接頭等裝置。在一些情況下，可能需要將殼體220直接(例如，牢固地)附接到固定錨固點，方法是借助于穿過錨固開口 244的剛性緊固(錨固)構(gòu)件(例如，而不使用從殼體220延伸到固定錨固點的柔性錨固線或纜繩)。在一種對自回縮救生索200的使用中，繩索365的外端附接到工人佩戴的帶具上，并且延伸到自回縮救生索200的殼體220之外(例如，在任選的導(dǎo)輥271之間延伸，每個導(dǎo)輥均安置在導(dǎo)輥軸270上。任選的分隔件272可以通常布置在導(dǎo)輥271之間，以進一步增強對繩索365的引導(dǎo))。在一種替代使用方法中，繩索365的外端可以附接到固定錨固點，其中自回縮救生索200的殼體220附接到工人佩戴的帶具上。然而，預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器80將以基本上相同的方式起作用(救生索200的其他附屬部件也可以如此)。
根據(jù)需要，其他附屬設(shè)備可以與自回縮救生索200 —起使用。例如，所謂的減震器可以用在，例如，那根繩索365內(nèi)的某處，或者用來將殼體220固定到固定錨固點的那根錨固線中的某處。這種減震器(通常稱為開裂幅材(tear web))可以包括，例如，一定長度的繩索，所述繩索折疊成手風(fēng)琴式配置，并且稍微縫在一起和/或裝入合適的殼體中，從而在施加預(yù)定負載的情況下，所述繩索展開。殼體220可以由金屬(例如，鑄造或模制金屬)制成，或者任選地，可以由復(fù)合聚合物材料(是指包含玻璃纖維等增強填料的聚合物材料)構(gòu)成或組成。合適的復(fù)合聚合物材料可以包括，例如，根據(jù)商品名GRIV0RY可得自南卡羅來納州桑特爾市的艾曼斯化學(xué)品北美公司(EMS-CHEMIE AG North America)的那些材料(具體地講，包括根據(jù)商品名GV和GVX得到的產(chǎn)品)。殼體220可以任選地包括錨固板240，所述錨固板被夾在第一互補的殼體部分222與第二互補的殼體部分221之間。錨固板240可以承載，并且可以通過錨固板240中的至少一個貫穿開口 249而連接到殼體220，當(dāng)螺栓246的桿將部分222和221附接在一起時，所述桿會穿過所述貫穿開口(例如，螺栓246的螺紋桿可以穿過錨固板240的貫穿開口 249，并且通過螺紋接合到殼體部分222的凸起256的插孔245中)。螺栓246可以與用來將殼體部分222和221附接在一起的其他螺栓(通常用參考標(biāo)號247指示)類似或相同；參考標(biāo)號246僅僅用來指示具有將錨固板240附接到殼體220的額外功能的特定螺栓。復(fù)合聚合物殼體和/或承載錨固板的任選使用在第xx/xxxxxx號共同待決的美國專利申請中更詳細地論述，所述專利申請的代理人檔案號為66459US002，標(biāo)題為“SAFETY DEVICES COMPRISINGA LOAD-BEARING COMPOSITE POLYMERIC HOUSING AND A LOAD-BEARING ANCHORAGE PLATE(包括承載型復(fù)合聚合物殼體和承載型錨固板的安全裝置)”，與此同一日期提交，以引用的方式并入本文。還可以使用主要撐條252和/或次要撐條253和/或第三撐條254，而且上文引用的共同待決臨時專利申請還對它們進行了詳細描述。在一些實施例中，本文所公開的預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器可以與以離心方式運行的設(shè)備結(jié)合使用，所述設(shè)備包括軸，滾筒以同軸方式安裝在所述軸上，而且所述軸的旋轉(zhuǎn)軸與所述軸的長軸大致一致；以及棘爪，所述棘爪以同軸方式安裝在所述軸上，并且可以從所述軸徑向向內(nèi)和向外移動，而且所述棘爪包括接合端，其經(jīng)配置以接合棘輪環(huán)；以及偏壓機構(gòu)，用于使所述棘爪的所述接合端朝所述軸徑向向內(nèi)偏壓。這些部件可以配置成使所述軸的旋轉(zhuǎn)軸穿過所述棘爪的主體，從而所述棘爪包括從所述軸的旋轉(zhuǎn)軸徑向錯開的質(zhì)量中心。這種以離心方式運行的設(shè)備(可以取代，例如，安全裝置中的傳統(tǒng)棘爪350、彈簧340和支柱338)的任選使用在第xx/xxxxxx號共同待決的美國專利申請中更詳細地論述，所述專利申請的代理人檔案號為66458US002，標(biāo)題為“CENTRIFUGALLY-OPERATED APPARATUS (以離心方式運行的設(shè)備)”，與此同一日期提交，以引用的方式并入本文。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見，本文所公開的具體示例性結(jié)構(gòu)、特征、細節(jié)、配置等在許多實施例中可修改和/或組合。發(fā)明人構(gòu)思的所有此類變型和組合均在所構(gòu)思的發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)受本文所述的具體示例性結(jié)構(gòu)限制，而是延伸到權(quán)利要求書的語言所描述的結(jié)構(gòu)或那些結(jié)構(gòu)的等同形式。如果在本說明書與以引用方式并入本文的任何文獻的公開內(nèi)容之間存在沖突或差異，則以本說明書為準(zhǔn)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種以離心方式運行的安全裝置，其包括 預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器，其至少包括壓力板、棘輪環(huán)、摩擦環(huán)以及背墊板；以及 可旋轉(zhuǎn)滾筒，其包括被朝向第一位置偏壓的至少一個棘爪，在所述第一位置，所述棘爪不接合所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)； 其中使所述滾筒以超出預(yù)定速度的速度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述棘爪被離心地推壓到第二構(gòu)造，在所述第二構(gòu)造，所述棘爪接合所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全裝置，其中所述可旋轉(zhuǎn)滾筒以可旋轉(zhuǎn)方式連接到殼體，而且其中所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以不可旋轉(zhuǎn)的方式與所述殼體配合，從而所述摩擦制動器的至少一個配合結(jié)構(gòu)與所述殼體的至少一個互補的配合結(jié)構(gòu)配合，以便在所述棘爪與所述棘輪環(huán)接合時至少防止所述摩擦制動器的所述背墊板旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全裝置，其中所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器是不附接到所述殼體的浮動式制動器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全裝置，其中所述殼體的互補配合結(jié)構(gòu)包括插孔，而且其中所述摩擦制動器的所述至少一個配合結(jié)構(gòu)包括突出構(gòu)件，所述突出構(gòu)件通過至少部分延伸到所述插孔中而與所述插孔配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全裝置，其中所述摩擦制動器的至少一個突出構(gòu)件包括螺栓的桿的一部分，所述螺栓用來對所述摩擦制動器進行預(yù)先組裝并預(yù)先施加扭矩，而且其中所述桿的所述部分突出到所述摩擦制動器的所述背墊板之外。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全裝置，其中所述殼體的至少一個插孔包括模制凸起中的孔，所述模制凸起從所述殼體向內(nèi)突出，并且與所述殼體一體模制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安全裝置，其中所述殼體包括至少一個主要肋，所述主要肋連接到所述殼體的所述至少一個模制凸起并且與所述至少一個模制凸起一體模制，而且所述主要肋的延伸方向與所述殼體的所述至少一個模制凸起的受力方向大致一致，所述力是在所述棘爪與所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)接合時由所述摩擦制動器的所述突出構(gòu)件施加的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安全裝置，其中所述摩擦制動器包括多個突出構(gòu)件，而且其中所述殼體包括各位于模制凸起中的多個孔，其中每個孔經(jīng)配置以接納所述摩擦制動器的突出構(gòu)件，而且其中所述殼體包括多個主要肋，每個所述主要肋沿大致的半圓形弧在所述殼體的所述模制凸起中的兩個模制凸起之間延伸并且與所述兩個模制凸起一體模制，所述兩個模制凸起之間延伸有所述肋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的安全裝置，其還包括軸，所述軸上安裝有所述滾筒，所述軸具有第一末端，其以不可旋轉(zhuǎn)的方式安置在所述殼體的第一軸接納插孔中；以及第二末端，其以不可旋轉(zhuǎn)的方式安置在所述殼體的第二軸接納插孔中； 其中每個所述軸接納插孔為從所述殼體向內(nèi)延伸的模制凸起中的孔，而且其中所述殼體還包括至少一個徑向肋，所述徑向肋連接到包括所述軸接納插孔的所述模制凸起并且與所述模制凸起一體模制，所述徑向肋徑向延伸并連接到包括經(jīng)配置以接納所述摩擦制動器的所述突出構(gòu)件的模制凸起并且與所述模制凸起一體模制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的安全裝置，其還包括至少一個徑向肋，所述徑向肋連接到包括軸接納插孔的模制凸起并且與所述模制凸起一體模制，所述徑向肋徑向延伸并連接到主要肋，并且與所述主要肋一體模制。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全裝置，其還包括軸，所述軸上安裝有所述滾筒，其中所述滾筒包括至少兩個棘爪，所述棘爪中的每個棘爪以可樞轉(zhuǎn)方式安裝在所述滾筒上并且連接到偏壓彈簧，所述偏壓彈簧用來偏壓所述棘爪以使所述棘爪不與所述棘輪環(huán)接合，而且其中在所述滾筒以超出預(yù)定速度的速度圍繞所述軸旋轉(zhuǎn)時，每個所述棘爪可樞轉(zhuǎn)成與所述棘輪環(huán)接合。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全裝置，其還包括軸，所述軸上安裝有所述滾筒，其中所述滾筒包括第一凸緣和第二凸緣，所述第一凸緣和第二凸緣各自從所述軸大致徑向向外延伸，并且布置成彼此大致平行，以便在它們之間限定空間，而且其中所述安全裝置還包括一定長度的繩索，所述繩索的第一端固定到所述軸或所述滾筒上，所述一定長度的繩索至少部分纏繞在所述滾筒的所述第一凸緣與第二凸緣之間的所述空間中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的安全裝置，其還包括扭轉(zhuǎn)彈簧，所述扭轉(zhuǎn)彈簧施加偏壓力，所述偏壓力迫使所述滾筒將所述繩索纏繞到所述滾筒的所述第一凸緣與第二凸緣之間的所述空間中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的安全裝置，其中所述裝置是經(jīng)配置以阻止所述安全裝置的使用者下降或限制所述安全裝置的使用者下降的速率的安全裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安全裝置，其中所述安全裝置是自回縮救生索。
16.一種制造以離心方式運行的安全裝置的方法，其包括 使用至少一個緊固件以至少將壓力板、棘輪環(huán)、摩擦環(huán)和背墊板一起預(yù)先組裝成摩擦制動器； 通過調(diào)整所述至少一個緊固件來對所述摩擦制動器預(yù)先施加扭矩，從而使所述壓力板和所述背墊板共同以預(yù)定的力將所述摩擦環(huán)壓到所述棘輪環(huán)上；以及 使預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的所述摩擦制動器以不可旋轉(zhuǎn)的方式與殼體配合，所述殼體包含可旋轉(zhuǎn)滾筒，所述滾筒包括具有接合端的至少一個棘爪，從而使所述摩擦制動器的所述棘輪環(huán)大致成環(huán)狀地圍繞所述至少一個棘爪， 其中所述棘爪由偏壓機構(gòu)偏壓，以使所述棘爪的所述接合端被推向第一位置，在所述第一位置，所述棘爪的所述接合端不接合所述棘輪環(huán)，而且其中使所述滾筒以超出預(yù)定速度的速度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述棘爪被以離心方式推壓到第二位置，在所述第二位置，所述棘爪接合所述棘輪環(huán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中使所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以不可旋轉(zhuǎn)的方式與所述殼體配合并不顯著改變所述壓力板和所述背墊板共同將所述摩擦環(huán)壓到所述棘輪環(huán)上所用的力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以不可旋轉(zhuǎn)的方式與所述殼體配合是通過以下方式執(zhí)行的將所述摩擦制動器的至少一個配合結(jié)構(gòu)與所述殼體的至少一個互補的配合結(jié)構(gòu)配合，以便在所述棘爪與所述棘輪環(huán)接合時至少防止所述摩擦制動器的所述背墊板旋轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述殼體的互補配合結(jié)構(gòu)包括插孔，而且其中所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的所述至少一個配合結(jié)構(gòu)包括突出構(gòu)件，所述突出構(gòu)件通過至少部分延伸到所述插孔中而與所述插孔配合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的所述至少一個突出構(gòu)件包括螺栓的桿的一部分，所述螺栓用來對所述摩擦制動器進行預(yù)先組裝并預(yù)先施加扭矩，而且其中所述桿的所述部分突出到所述摩擦制動器的所述背墊板之外。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述殼體的至少一個插孔包括模制凸起中的孔，所述模制凸起從所述殼體向內(nèi)突出并且與所述殼體一體模制。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器是浮動式制動器，其中在將所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器以不可旋轉(zhuǎn)的方式與所述殼體配合期間或之后，所述摩擦制動器不附接到所述殼體。
全文摘要
本發(fā)明公開一種預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器，其至少包括壓力板、棘輪環(huán)、摩擦環(huán)以及背墊板。還公開了一種包括所述預(yù)先組裝且預(yù)先施加有扭矩的摩擦制動器的以離心方式運行的安全裝置，以及制造方法。
文檔編號A62B1/08GK102946947SQ201180029920
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者史蒂芬·格里菲斯, 庫爾特·D·迪特里赫 申請人:3M創(chuàng)新有限公司