密封可收回坠落捕获阻挡件的制作方法

文档序号:13517195阅读:173来源:国知局
相关申请的交叉引用本申请要求2015年6月3日提交的标题为“sealedretractablefallarrestblock(密封可收回坠落捕获阻挡件)”的美国专利申请no.62/170,461的优先权并且其通过引用包含于此。关于联邦资助的研究或开发的声明不适用本申请涉及坠落捕获单元,并且更具体地说涉及密封部件坠落捕获单元,其中全部旋转部件(即,复位弹簧、滚筒和离合器)由可旋转地安装在坠落捕获单元的壳体中的悬臂主轴或心轴支撑,以便防止壳体自身承受任何重大载荷。此外,坠落捕获单元的构造允许整个工作组件容易地接近,以便于更换磨损、损坏或不起作用的部分。
背景技术
::可收回坠落捕获件或救生索已经被使用多年并且尺寸范围从小(6英尺)单位到大(175英尺)单位。可收回救生索或坠落捕获单元的目的是允许必须在升高表面的前边缘上(或者与坠落相关的其它区域)工作的工作人员具有用于附接到锚定件的装置,该锚定件将在意外坠落情形中捕获它们的运动。这些可收回件通常装配有3/16英寸的钢丝绳或者1英寸的织带系索,当前具有至少3600磅的锚定强度。可收回件装配有冲击吸收件,在坠落捕获过程中冲击吸收件将坠落工人的力限制到900磅或者更少。这些冲击吸收件可以包括内部机械离合器类型或由织带制成的外部止裂类型。内部离合器机构通常包括在已知压缩力下由预加载的贝氏弹簧保持的一叠摩擦盘。内部离合器机构通常仅在坠落工人达到一定速度之后由离心卡爪机构致动。机械离合器类型冲击吸收件优于织带止裂类型冲击吸收件之处在于,内部离合器机构将以比织带止裂类型冲击吸收件更少的自由坠落且更快地致动。较短的自由坠落减小了输入能量并且产生较低的坠落捕获力。使用机械可收回冲击吸收救生索的困难之一是它们必须定期进行损坏性检查并且重新测试以确认它们适当地操作。这通常每年进行一次并且要求各坠落捕获单元返回到制造商以便再认证。这些单元必须返回到制造商的原因是因为它们由于在离合器组件上所需的精确设定以及难以卸载与移除可能超过100英尺长的动力收回弹簧而在机械上难以维修。这是昂贵且耗时的,需要客户购买可以停止运行的额外单元,以便定期再认证。当可收回单元被用于其中可收回件将暴露于盐(并且由此腐蚀性)环境的沿海工作场所时,这些问题极大地复杂化。在这些情形中,可收回件必须在大约四个月后维修和再认证。此外,当可收回件在维修时,其大约两个月不能使用。技术实现要素:简要地说,坠落捕获单元设有结构中间支撑壁以及安装到结构中间支撑壁的相对侧的弹簧侧壳体构件和缆索侧壳体构件。主轴或心轴以防止壳体自身承受任何重大载荷的方式可旋转地安装到结构中间支撑壁(大约在其中心)。这允许壳体构件由可以容易地挤出的轻质材料(诸如铝或塑料)制成。此外,各部件是密封部件,这允许容易地接近整个工作组件,由此便于更换磨损、损坏或不起作用的部分。通过设计可收回件使得全部部件都安装到由中间肋部或壁支撑的悬臂主轴或心轴,全部部件子组件都可以由客户存货并且现场更换,极大地降低了成本和停机时间。然后仅个别部件和子部件需要返回工厂以便维修。简要地说,可收回坠落捕获阻挡件包括结构中间支撑壁及安装到中间支撑壁的轴承组件。心轴通过轴承组件可旋转地支撑,并且从中间支撑壁的相对侧延伸。弹簧侧壳体构件安装到中间支撑壁的弹簧侧,并且弹簧侧覆盖板安装到弹簧侧壳体构件的与中间支撑壁相对的端表面,使得弹簧侧壳体构件、弹簧侧板和中间支撑壁结合来限定弹簧壳体。一个或多个弹簧平行地安装在弹簧壳体中以便连接在心轴与弹簧侧壳体构件之间,从而在心轴沿着绕开方向旋转之后致使心轴沿着卷绕方向旋转。滚筒侧壳体构件安装到中间支撑壁的滚筒侧。滚筒侧覆盖板安装到滚筒侧壳体构件的与中间支撑壁相对的端表面;并且滚筒侧覆盖板、滚筒侧壳体构件和中间支撑壁结合来限定滚筒壳体。滚筒安装到心轴并且可旋转地固定到心轴,使得滚筒和心轴一起旋转。缆索卷绕在滚筒周围。滚筒可沿着其中缆索可以从滚筒绕开的绕开方向以及沿着其中缆索卷绕到滚筒上的卷绕方向旋转。离合器组件也安装到心轴。离合器组件可操作为使滚筒沿着绕开方向的旋转停止。根据可收回坠落捕获阻挡件的第一方面,滚筒侧覆盖件和弹簧侧覆盖件都不包括支撑心轴的轴承组件,使得基本上仅结构中间支撑壁支撑心轴。由此,结构中间支撑壁将基本上承受来自坠落的全部力。这允许弹簧侧壳体构件和滚筒侧壳体构件由诸如轻质金属或塑料的轻质材料制成。例如,弹簧侧壳体构件和滚筒侧壳体构件可以由铝制成。根据此方面,中间支撑壁限定在壳体外部的开口,其适于接收连接件以便在可收回坠落捕获阻挡件的使用过程中将壳体可操作地连接到支撑结构。根据另一方面,壳体构件具有相同的横截面,并且除了对壳体构件的精加工操作以外,弹簧侧壳体构件与滚筒侧壳体构件基本上是相同的。这允许通过挤出形成弹簧侧壳体构件和滚筒侧壳体构件。由此通过使用不同长度的壳体构件或挤出件可以制造不同尺寸的可收回件(即,100英尺、130英尺、150英尺、175英尺,等)。根据可收回件的另一方面,中间支撑壁可以设有远离壳体构件的壁延伸的至少两个凸角。凸角适于使可收回件能够安装到表面。例如,凸角可以包括孔,紧固件可以延伸通过所述孔以将可收回件固定到安装于表面(诸如壁)的压铆螺母柱。根据收回件的一方面,结构中间支撑壁包括中间安装板和前中间板(或刮擦板),它们结合来限定轴承壳体。轴承组件安装到板之间的支撑壁的板和轴承壳体内部的板中的至少一个。中间安装板和前中间板限定心轴延伸通过其的开口。根据可收回件的一方面,设置有密封件以将轴承壳体与滚筒壳体密封,从而基本上防止污染物从滚筒壳体进入轴承壳体。此密封件例如可以是围绕心轴的刮片密封件。根据可收回件的一方面,可收回件包括与离合器/卡爪壳体,其与滚筒壳体分离并且心轴在其中延伸并且离合器机构容纳在其中。离合器壳体包括滚筒侧覆盖板和固定到滚筒侧覆盖板的离合器覆盖件。可收回坠落捕获件还包括将滚筒壳体与离合器壳体分离的离合器壳体密封件,以基本上防止污染物从滚筒壳体进入离合器壳体。此密封件例如可以是围绕心轴的刮片密封件。根据可收回件的一方面,弹簧侧覆盖板和滚筒侧覆盖板通过延伸到壳体构件中的紧固件孔中的紧固件(诸如螺钉或螺栓)固定到壳体构件。在一个实施方式中,紧固件和壳体构件由不同金属制成。为防止电化学氧化(或减小其作用),可收回坠落捕获阻挡件还包括与各紧固件相关联的牺牲阳极,并且其与紧固件延伸到其中的壳体构件接触。牺牲阳极例如可以是锌或镁(用于铝和钢部分),提供了阴极保护以至少减少壳体构件、覆盖板和紧固件的氧化。根据另一方面,可收回坠落捕获单元或阻挡件包括阻挡件壳体和支撑在阻挡件壳体中的轴承子组件。轴承子组件包括:轴承壳体,其包括第一轴承壳体构件和第二轴承壳体构件,至少第一轴承壳体构件限定有开口;轴承组件,其在轴承壳体中安装到第一轴承壳体构件和与第二轴承壳体构件中的至少一个;心轴或轴,其可旋转地支承(journal)在轴承组件中以便可旋转地支撑在阻挡件壳体中并且延伸通过第一轴承壁中的开口;以及轴承密封件,其在第一轴承壁中的开口附近围绕心轴以便基本上密封轴承壁开口。可收回件还包括由阻挡件壳体支撑的离合器子组件;该离合器子组件包括:限定离合器壳体的侧面/壁的第一离合器壳体壁和第二离合器壳体壁;第一离合器壳体壁面向第一轴承壳体构件并且限定与第一轴承壳体构件的开口对准的开口;心轴通过第一离合器壳体壁开口延伸到离合器壳体中;离合器组件,其安装在离合器壳体中;离合器组件包括导轮(sperrad)和多个可枢转卡爪;导轮和多个可枢转卡爪中的一个相对于心轴可旋转地固定,并且导轮和多个可枢转卡爪中的另一个安装在离合器壳体中以便当心轴旋转时围绕心轴旋转或盘旋;以及离合器密封件,其在第一离合器壁中的开口附近围绕心轴以基本上密封离合器壁开口。最后,可收回件包括在轴承第一壁与第二离合器壁之间可操作地安装在心轴上的滚筒;滚筒相对于心轴旋转地固定,使得滚筒与心轴一起旋转;卷绕在滚筒周围的缆索;阻挡件壳体包括缆索延伸通过其的开口。坠落捕获单元或可收回件的卡爪/离合器壳体是密封的子组件,其外壁由铸件(诸如铝铸件)形成并且其内壁由滚筒侧板(其覆盖滚筒壳体)形成。卡爪/离合器壳体的两个壁用o形环密封。卡爪安装到外壁,并且固定地安装到可旋转轴的导轮(以随着轴旋转)作用在卡爪上。当轴(以及由此导轮)旋转时,卡爪与导轮齿的尖端接触。当导轮达到预定离心速度时,卡爪将与导轮上的齿接合以防止导轮进一步旋转,由此使轴的旋转停止(并且使缆索从坠落捕获单元绕开)。导轮的两侧都覆盖有摩擦盘,其预设为已知的法向力以产生足够摩擦而使工人的坠落在预定距离(诸如42英寸)内停止并且不超过预定负载(诸如900磅)。离合器壳体和轴承壳体分别经由离合器密封件和轴承密封件相对于滚筒密封,以便基本上防止污染物进入离合器壳体和轴承壳体。根据可收回件的一方面,离合器子组件可移除地安装到阻挡件壳体。根据可收回件的一方面,轴承子组件可移除地安装在可收回件或阻挡件壳体中。根据可收回件的一方面,可收回件或阻挡件壳体包括第一阻挡件壳体构件和第二阻挡件壳体构件。轴承壳体构件中的至少一个限定用于将轴承子组件安装在第一阻挡件壳体构件与第二阻挡件壳体构件之间的安装部分,使得第一阻挡件壳体构件和第二阻挡件壳体构件位于轴承子组件的相对侧上。可收回坠落捕获件还包括安装在心轴与第二壳体构件之间的弹簧,其可操作为导致心轴的旋转,以及由此滚筒的旋转。根据可收回件的一方面,可收回件包括中间密封件,其密封轴承壳体并且由此将弹簧壳体与滚筒区域密封,以基本上防止滚筒区域中的污染物进入弹簧壳体。还公开了用于装配密封可收回坠落捕获件的方法。此方法包括:提供具有与密封可收回件的轮廓相对应的轮廓的挤出件;从挤出件切割具有期望轴向长度的缆索侧壳体构件;缆索侧壳体构件具有足够的轴向长度以接收具有期望尺寸的缆索滚筒;从挤出件切割具有期望轴向长度的弹簧侧壳体;在缆索侧壳体中形成缆索离开槽口;用中间壁组件将弹簧侧壳体构件和缆索侧壳体构件装配在一起,其中中间壁组件定位在弹簧侧构件与缆索侧壳体构件之间;中间壁支撑组件包括中间壁和可旋转地安装到中间壁的轴;由此轴的缆索侧延伸到缆索侧壳体构件中,并且轴的弹簧侧延伸到弹簧侧壳体构件中;将弹簧组件安装到所述轴的弹簧侧;将弹簧壳体覆盖件安装到弹簧侧壳体构件以闭合弹簧侧壳体构件;将缆索滚筒安装到轴的缆索侧;将缆索壳体板安装到缆索侧壳体构件以闭合缆索侧壳体构件;将离合器组件安装到轴的缆索侧,使得离合器组件通过所述缆索壳体板与缆索滚筒分离;以及将离合器覆盖件组件安装到所述缆索壳体板以围合所述离合器组件。中间壁组件可以作为完整的子组件提供,或者装配密封可收回坠落捕获件的方法可以包括装配中间壁组件的步骤,该步骤包括将轴安装到中间支撑壁以便相对于中间支撑壁旋转。将轴安装到中间支撑壁的步骤包括将轴承组件安装到中间支撑壁的第一侧并且用中间刮擦板覆盖轴承组件,由此所述轴承组件由刮擦板和中间支撑壁密封地围合。可以在将弹簧安装到所述轴的所述弹簧侧之后以及在将缆索滚筒安装到轴的缆索侧之后执行用中间壁组件将弹簧侧壳体构件和缆索侧壳体构件装配在一起的步骤。滚筒覆盖板、离合器组件和离合器组件覆盖件可以作为完整的离合器子组件固定到缆索侧壳体构件。为使壳体构件能够与中间壁支撑组件装配在一起,该方法包括:在将壳体构件装配到中间壁组件之前,在壳体构件的端面中形成轴向延伸的紧固件孔。附图说明图1是密封可收回坠落捕获阻挡件或单元的立体图;图2是密封可收回坠落捕获阻挡件的横截面视图;图3是用于密封可收回坠落捕获阻挡件的壳体构件的立体图;图4a是密封可收回坠落捕获阻挡件的缆索侧壳体的平面图,该可收回坠落捕获阻挡件还包括与缆索侧壳体基本上相同的弹簧侧壳体;图4b是缆索侧壳体的部分横截面的侧视图;图4c是弹簧侧壳体的立体截面视图;图5是密封可收回坠落捕获阻挡件的结构中间支撑壁的分解横截面视图;图6是轴承心轴子组件的弹簧侧立体图,示出了从中间支撑壁的中间安装板延伸的心轴;图7是轴承心轴子组件的缆索侧立体图,示出了从中间支撑壁的中间刮擦板延伸的心轴;图8是沿着图6和图7中的线8-8所取的轴承心轴子组件的放大横截面视图;图9是密封可收回坠落捕获阻挡件的滚筒组件的横截面视图;图10是滚筒组件的后视平面图;图11是滚筒组件的滚筒的分解图;图12a和图12b分别是滚筒前面和滚筒后面的平面图;图13是闭合密封可收回坠落捕获阻挡件的滚筒壳体的缆索或滚筒覆盖板子组件的横截面视图;图14是覆盖板子组件的缆索或滚筒覆盖板的立体图;图15是密封可收回坠落捕获阻挡件的离合器覆盖件组件的横截面视图;图15a是沿着图15的圆a所取的离合器覆盖件组件的放大剖面图;图16a和图16b是离合器覆盖件组件的离合器覆盖件的前视立体图和后视立体图;图17a-图17d是离合器覆盖件组件的遮盖件的立体图、平面图、侧视图和俯视图;图18a和图18b分别是密封可收回坠落捕获阻挡件的离合器组件的横截面视图和立体分解图;图19是示出与离合器组件中的导轮的齿接合的卡爪的平面图;图20a和图20b是设有允许可收回件安装到壁上的凸角的改进中间安装板的平面图和横截面视图;图20c和图20d是设有允许可收回件安装到壁上的凸角的改进中间刮擦板的平面图和横截面视图;以及图21a和图21b分别是包括图20的中间支撑壁板并且安装到壁上的密封可收回坠落捕获阻挡件的立体图和侧视图。相应的附图标记将贯穿附图的几个图使用。具体实施方式下面的详细描述通过实例而不是通过限制示出了要求保护的本发明。此说明书将清楚地使本领域技术人员能够制造与使用要求保护的本发明,并且描述了要求保护的本发明的几个实施方式、改变、变形、替换以及使用,包括目前认为是实施要求保护的本发明的最佳方式。此外,应该理解的是要求保护的本发明不将其应用限于在下面描述中阐述的或者在附图中示出的构造细节与部件布置。要求保护的本发明能够具有其它实施方式并且以各种方式实践或者实施。此外,应该理解的是,这里使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应被视为限定性的。在图1中大体上示出了密封可收回坠落捕获单元或阻挡件10(“阻挡件”或“密封阻挡件”或“密封可收回件”)。阻挡件10包括由缆索侧壳体构件14和安装在中间支撑壁18上的弹簧侧壳体构件16形成的壳体12。缆索侧壳体构件14通过覆盖板110和离合器覆盖件122闭合;并且弹簧侧壳体通过弹簧壳体板23闭合。壳体构件14和16在端视图中是相同的。如图4中看到的,每个壳体构件包括限定圆弧的弯曲壁部分15a。壳体构件的弯曲部分可以限定大约270°到大约280°的弧。大体上直壁部分15b和15c从弯曲壁部分15a的端部延伸并且在顶点15d处接合。这赋予了壳体构件大体上泪滴状的外观。在内部,每个壳体构件14、16包括突出部17,其延续弯曲壁部分15a的曲率并且在直线壁部分15c之上延伸。在外部,每个壳体构件包括围绕弯曲壁部分15a均匀隔开的多个第一肋部24。另一第一肋部24在顶点15d附近形成在直壁部分15b上。第一肋部在壳体构件的内表面与外表面之间延伸。另外地,每个壳体构件14、16具有小于第一肋部24的第二肋部28。与第一肋部24类似,第二肋部28在壳体构件的上表面与下表面之间延伸。通过定义,“内端表面”对应于两个壳体构件的在装配阻挡件中彼此邻近的表面,并且“外端表面”对应于壳体构件的远离中间支撑壁并且固定有相应覆盖板的表面。在缆索侧壳体构件14中,上螺栓孔26a和下螺栓孔26b分别从内端表面和外端表面延伸到第一肋部24中。如在图4c中看到的,在弹簧侧壳体构件16中,螺栓孔26通过第一肋部24从弹簧侧壳体构件的内端表面延伸到外端表面。螺栓孔可以另选地形成为使得缆索侧壳体构件中的螺栓孔延伸缆索侧壳体构件的轴向长度并且弹簧侧壳体构件设有盲孔。另外地,弹簧侧壳体构件和缆索侧壳体构件具有从壳体的外端表面延伸的第二螺栓孔29。示出了隔开大约90°的三个第二肋部28。第四螺栓孔29示出为在突出部17的根部附近,使得四个螺栓孔29限定两对螺栓孔,其中各对孔中的孔彼此大约成180°。最后,缆索侧壳体构件14具有从直壁15c的内端表面向内延伸的槽口30。如下面将会描述的,该槽口接收喷嘴。除了某些后成形精加工细节(喷嘴槽口30和螺栓孔26及26a、26b)以及轴向宽度的潜在区别外,两个壳体构件是相同的。也就是说,在后成形精加工之前,两个壳体构件的横截面是相同的。此外,壁沿着纵向方向的形状是一致的。由此,缆索侧壳体构件和弹簧侧壳体构件可以例如被挤出并且可以从相同挤出件切下。使用挤出壳体构件还避免了通过砂型铸造来铸造壳体构件时固有的潜在缺陷。在砂型铸造中,熔融金属被倒入铸件中,并且由此可能在铸件部分中形成气泡。此外,由于用于形成成型件的砂(即湿砂)的状态可能导致缺陷。如将在下面说明的,壳体构件基本上不承受载荷,并且由此可以由铝、塑料、或其它轻质材料制成。由于两个壳体部分被挤出并且是相同的(除了某些精加工细节外),因此壳体可以形成为期望的尺寸。由此,可以使用相同的壳体挤出件来形成不同尺寸的可收回件(即,100’、150’等)。参照图2,壳体12通过螺栓32装配在一起,所述螺栓延伸通过弹簧覆盖板23中的螺栓孔并且通过弹簧侧壳体构件16中的螺栓孔26,通过中间支撑壁18,并且进入到缆索侧壳体构件14的内螺栓孔26a中。类似地,螺栓34延伸通过缆索侧覆盖板110进入缆索侧壳体构件14的外边缘上的螺栓孔26b中,以将覆盖板110保持到壳体。如在图2中看到的,螺栓孔26a、26b比螺栓32、34的螺纹轴更长或更深。螺栓32、34由此未延伸到螺栓孔26a、26b的端部。覆盖板110、23以及螺栓32、34例如由不锈钢制成,并且壳体构件14、16例如由铝制成。为减少壳体构件14、16、覆盖板110、23和螺栓32、34的腐蚀,在将螺栓32、34拧入螺栓孔中之前,将牺牲阳极36布置在螺栓孔26a、26b中。阳极36优选地由锌丝制成(并且优选地由纯锌丝制成),但是还可以由镁制成。如可以理解的,牺牲阳极36提供阴极保护以减少(或优选地防止)可能在铝与不锈钢部件之间发生的壳体构件、覆盖板和螺栓的氧化。如果壳体构件由塑料或其它非传导性材料制成,牺牲阳极将不是必要的。如将变得更显而易见的,密封可收回件的全部元件都安装到或有效地安装到中间支撑壁18,并且中间支撑壁18承受来自坠落的全部力。由此,缆索侧壳体构件和弹簧侧壳体构件基本上不承受来自坠落的力。如通过将图6和图7与图1和图2比较所看到的,中间支撑壁18在缆索侧壳体构件与弹簧侧壳体构件之间延伸以分离由两个壳体构件限定的空间,并且具有部分地与壳体构件的外周相对应的外周。此外,中间支撑壁18在密封阻挡件的顶部处延伸超出壳体以限定开口40,该开口用于接收连接件(诸如钩环)以将密封阻挡件10固定到支撑件。中间支撑壁限定第二开口42,其位于壳体构件14、16的外周外部以限定把手开口。把手件44(图1)围绕把手开口42固定到中间支撑壁18的相对侧,以便为密封阻挡件10提供成型把手。中间支撑壁18包括中间安装板46和中间刮擦板48。(图5)中间垫片50定位在板46与48之间,并且第二垫片可以定位在中间安装板46的弹簧侧上。如在图5中最佳看到的,中间安装板46大体上是平面的并且限定中间开口46a。中间刮擦板48包括由平坦外周部分48b围绕的截锥中间部分48a。截锥部分48a包括具有平坦表面50b的向内倾斜的大体上圆形的壁50a。与中间板开口46a同心的开口50c形成在表面50b的中心。中间安装板46与中间刮擦板48的截锥部分48a结合限定轴承壳体52(图8)。转到图8,在轴承壳体52内,环形轴承保持件54安装到中间安装板46。轴承保持件54具有容纳在中间安装板46的开口46a内的中间定位突出部54a。轴承保持件通过螺钉55固定到中间安装板,所述螺钉延伸通过中间安装板并且进入轴承保持件中。环形轴承板56定位在轴承保持件54的与中间安装板46相对的表面上。轴承保持件54和轴承板56将堆叠的一对球轴承组件58a、58b夹持并保持在适当位置中。轴承保持件54限定轴承定位在其上的轴承座54a;并且轴承板56包括向内延伸的凸缘56a,该凸缘延伸略微地超出轴承组件,使得轴承组件被轴承座54a和轴承板凸缘56a夹持。螺钉58延伸通过中间截锥部分48a的顶部表面50b、通过轴承板56并且进入轴承保持件54中。如可以理解的,螺钉55和58用于将轴承壳体52保持在一起。其它的螺钉(未示出)延伸通过在中间刮擦板和中间安装板的外周平坦部分中的对准螺钉孔。轴或心轴60通过轴承58a、58b被可旋转地支承以相对于中间支撑壁18可旋转。心轴60包括定位在轴承壳体52内的中间部分60a、从中间安装板46延伸到弹簧侧壳体构件16中的弹簧部分60b、以及从刮擦安装板48延伸到缆索侧壳体构件14中的缆索/离合器部分60c。心轴包括介于心轴的中间部分60a与弹簧部分60b之间的凸缘62。在凸缘前面,心轴包括支承在堆叠轴承组件中的轴承部段64。在轴承部段64之后,心轴逐步减小以形成延伸通过中间刮擦板48中的开口50c的第一向前部分66。心轴再逐步减小两次,如68a和68b所示。间隔件70固定(至少轴向地)于心轴并且具有与轴承组件接合的端部,使得轴承组件被夹持在位置(轴向地)固定的间隔件70与心轴的凸缘62之间。如可以理解的,间隔件70和心轴凸缘62防止心轴60相对于轴承组件轴向地移动。这将两个轴承58a、58b的内座圈锁定在一起以控制轴向推力。如在图2中指出的,轴向方向大体上平行于心轴60的轴线。间隔件70延伸通过刮擦板开口50c。滚筒支架72定位在心轴上以位于间隔件的外表面上并在中间刮擦板的截锥部分48a的外表面50b上延伸。例如利用卡合环74将滚筒支架72相对于心轴轴向地固定。优选地,滚筒支架72利用在负载下拧紧的左旋螺纹而螺纹连接到心轴。卡合环防止滚筒支架相对于心轴后绕。滚筒支架72还相对于心轴可旋转地固定,使得其将随着心轴旋转。最后,刮片密封件76定位在轴承板凸缘56a上并且与间隔件70的侧表面接合以密封中间刮擦板48的表面50b中的开口50c。刮片密封件76有效地密封轴承壳体,并且防止污染物通过开口50c进入轴承壳体以协助减少轴承58a、58b的污垢。滚筒组件80(图2和图9-图12)在滚筒支架72附近安装到心轴60。滚筒组件80包括后滚筒部分82和前滚筒部分84。滚筒部分82、84各自包括大体上平坦的中间板82a、84a,它们限定尺寸设计为适配在心轴60上的中间开口82b、84b。中间板82a、84a在中间开口周围限定一系列螺钉孔85,所述螺钉孔接收延伸通过中间板82a、84a并且进入滚筒支架72中的螺钉孔中的紧固件(螺栓或螺钉)86(图9)。滚筒由此可旋转地固定到滚筒支架,该滚筒支架进而可旋转地固定到心轴。中间板82a、84b各自被环形环部分82c、84c围绕,环形环部分在相同方向上与中间板的平面偏离,使得在装配好的滚筒组件80中环形环部分82c、84c彼此邻近。环形环部分82c、84c通过倾斜环形表面82d、84d连接到中间板82a、84a。在环部分82c、84c中形成有方向相反且对准的沟槽82e、84e,并且它们结合来限定接收缆索90的端部的通道88。在沟槽82e、84e的任一侧上,在环形部分82c、84c中形成有对准的螺钉孔91,以接收将滚筒部分固定在一起并且夹紧缆索90的螺钉或铆钉92。在环形部分82c、84c的端部处,滚筒部分远离彼此扩展,如82f、84f所示,并且它们结合来形成大体上u状环形部分94。缆索夹紧通道88通向u状环形部分94以使缆索90能够盘绕到环形部分94中。参照图2,缆索(在图2中未示出)将从滚筒延伸通过固定于缆索侧壳体构件14的喷嘴开口30中的喷嘴96并通过缆索止动把手98。该把手成形为具有谷部与脊部(即,起伏),使得其可以容易地按压,以便当充分地延伸并且在充分弹簧收回力下允许返回时在缆索意外释放的情形中用作能量吸收件。连接件或夹具(未示出)固定到缆索的端部,以使缆索能够固定到安全背心。当缆索完全收回时,缆索止动把手98使夹具与壳体隔开,并且提供了用于缆索的便利操作或抓握。缆索或滚筒覆盖板子组件100固定到缆索或滚筒侧壳体构件14的外表面以闭合缆索或滚筒侧上的壳体构件14,并且由此容纳滚筒组件80。滚筒覆盖板子组件100包括缆索或滚筒覆盖板110,其成形为与壳体构件14互补以闭合缆索/滚筒侧壳体构件14。滚筒覆盖板110包括具有外周安装凸缘110b的大体上平坦的主表面110a。安装凸缘110b限定有多个螺栓孔,这些螺栓孔定位为与缆索/滚筒侧壳体构件的外边缘中的螺钉孔26b对准,使得螺钉34可以通过滚筒覆盖板拧入螺钉孔26b中,以将滚筒覆盖板固定到壳体构件14。如在图13中看到的,外周凸缘位于与主表面110a偏离但平行的平面中。倾斜壁将外周凸缘110b连接到主表面110a。在其大致中心处,滚筒覆盖件限定有向内凹入的圆柱形部分,其通过轴向延伸壁110c和大体上平坦的圆形表面110d限定,表面110d大体上平行于主表面110a。圆柱形壁110c限定的直径略小于滚筒组件80的大体上u状缆索保持部分94的内径。此外,圆柱形壁110c的尺寸设计为使得滚筒覆盖件表面110d仅与滚筒缆索保持部分94的径向延伸壁略微向外隔开。如图2中指出的,径向方向与心轴60的轴线大体上正交。环形壁110e向内倾斜到第二圆形表面110f。表面110f的中心形成有开口110g,心轴穿过该开口。如图2中看到的,表面110f与滚筒外部部分84的中间板84a仅略微地隔开。离合器密封支架112安装到表面110f的外侧(即,在倾斜壁110e所限定的区域内)。离合器密封支架包括环形本体112a以及向内延伸的环形凸缘112b。离合器支架通过穿过离合器支架本体进入围绕覆盖件表面110f的外周隔开的螺钉孔中的一系列螺钉固定到滚筒覆盖件。离合器支架112将环形离合器密封件114保持在适当位置中。离合器密封件114优选地是具有抵靠心轴60密封的内边缘的刮片密封件。离合器密封件114将由此闭合滚筒覆盖板110的开口以基本上防止污染物穿过开口。离合器覆盖件组件120(图15-图16b)固定到滚筒覆盖板110。离合器覆盖件组件包括离合器覆盖件122、卡爪板124、以及卡爪126。离合器覆盖件122包括具有外表面128a和内表面128b的大体上环形的外环部分128。内表面128b从离合器覆盖件122的外周向内逐渐减小以限定内座128c。座128c向内形成有第二台阶以限定卡爪座区域128d。卡爪座区域128d限定三个大体上半圆形切口128e和在切口128e附近的孔128f。锥形壁130从环部分128的内边缘向上延伸。在外部,锥形壁130是截断的并且终止于平坦的轴向外表面130a。壁130的外表面具有肋,如130b所示。在内部,锥形壁130终止于中间孔130c。在孔130c之下,在壁130的内表面中形成有凹入沟槽130d。如图2中看到的,环部分128,以及由此离合器覆盖件122,具有的直径设计为使得离合器覆盖件122可以容纳在滚筒覆盖板110的凹入部分中。o形环131位于形成在环部分128的内表面128b中的外座中。o形环131在离合器覆盖件122与滚筒覆盖板110之间(并且特别地与覆盖板110的壁110c和表面110d)形成密封。离合器覆盖件122通过螺钉固定到滚筒覆盖板110,所述螺钉延伸通过离合器覆盖件环部分128中的螺钉孔并进入滚筒覆盖板110的表面110d中的对准螺钉孔中。当离合器覆盖件122固定到滚筒覆盖件110时,这两个结合来限定离合器/卡爪壳体132。如在图2中看到的,离合器覆盖件的孔130c的尺寸设计为接收心轴60的端部。如在图2中可以看到的,离合器壳体132通过密封件114与滚筒密封,并且轴承壳体52通过密封件76与滚筒密封。在缆索侧壳体构件14的滚筒壳体部分的相对侧上使用两个刮片密封件防止了灰尘、污垢、液体和其它污染物从滚筒壳体进入轴承壳体52和离合器壳体132。这还使得离合器和弹簧能够在油浴中运行,这是因为在使用过程中密封件基本上防止了油泄漏到外部。通过使离合器和弹簧在油浴中运行,离合器部件和弹簧可以由碳钢而不是不锈钢制成,这是因为油自然地防止电化学腐蚀。返回到图15,离合器覆盖件组件120还包括环或环形板形式的卡爪板134。卡爪板通过穿过卡爪板134进入离合器覆盖件座128c中的螺钉孔中的螺钉容纳在离合器覆盖件122的座128c中。卡爪板在卡爪座128d上延伸,并且多个卡爪126保持在卡抓板134与卡爪座128d之间的适当位置中。卡爪板134包括与卡爪座128d中的孔128f对准的多个开口134a。在图17a-图17d中大体上示出了卡爪126。卡爪126包括本体140,其具有限定半径和大约65°到大约70°的弧的内边缘140a。第一外边缘与第二外边缘140b从内表面的端部朝向彼此延伸到在弯曲顶点140c处相遇。外边缘也是辐射式的(但具有不同于内边缘140a的半径),并且各外边缘140b限定大约65°到大约70°的弧。由此,卡爪本体140具有大体上三角形的外观,但是具有向外成弧(凸面)的侧边缘(或支腿)和向内成弧(凹面)的底边缘(或基部)。相对的柱142从卡爪本体的顶表面和底表面延伸。柱142的尺寸设计为容纳在离合器覆盖件122的孔128f中以及卡爪板132中的开口134a中。柱142各自被同心平台144a、144b围绕。平台彼此同心并且与柱142同心,并且用于使卡爪126的本体140与离合器覆盖件的内表面和卡爪板隔开以便减小摩擦。这将允许卡爪在离合器覆盖件孔128f和卡爪板134a中更自由地枢转。最后,离合器覆盖件组件120包括与各卡爪126相关联的弹簧146(图19)。弹簧优选地是扭簧,其具有容纳在卡爪的表面中的孔140c中的第一端和容纳在离合器覆盖板的孔128g中的第二端。扭簧的本体或线圈容纳在离合器覆盖板的切口128e中,并且弹簧孔128g定位在切口边缘附近的切口内。弹簧基本上是推动弹簧,而不是拉动弹簧。推动弹簧在最大卡爪旋转行程时将卡爪移动到几乎偏心位置。这意味着在锁定时,如果发生反弹,卡爪将立刻定位在锁定位置中以防止如在我们2015年5月9日提交的待审申请no.62/168,106中描述的离合器机构的棘轮效应或重复锁定与解锁,其全部内容通过引用包含于此。离合器组件150(图18a、18b)容纳在由滚筒覆盖板110和离合器覆盖件122限定的离合器壳体132中。离合器组件150包括被接收在心轴60上的后压力板152。压力板152包括具有平坦外表面154a的圆形板154。柱156从表面154a的中心向外延伸。柱156是中空的,从而其可以被接收在心轴60上。柱156包括第一部分156a,其从板154延伸并且具有相对的平坦面156b,但是也可以另外大体上是圆柱形的。圆柱形第二柱部分156c从第一柱部分156a的端部延伸并且具有的外径小于第一部分的外径,使得在柱的第一部分与第二部分之间的接合处限定有肩部156d。压力板152相对于心轴可旋转地固定,以随着心轴旋转。例如,压力板152可以包括沿着柱156的内表面的轴向延伸凹槽,该凹槽与心轴60上的肋部、花键或键道接合。另选地,心轴可以具有接收柱内表面上的肋部或花键的凹槽。作为另一个另选,花键和压力板柱的内表面可以具有接合或配合的平坦表面(即,两个部分可以在另外的圆柱形表面中设有平面,或者两个部分可以具有彼此接合的多边形部分)。作为进一步另选,销钉可以延伸通过压力板柱进入心轴中。压力板可以以任何其它期望的方式可旋转地固定到心轴。第一摩擦盘158与第二摩擦盘160夹持导轮162。第一摩擦盘158与压力板表面154a邻接;导轮162与第一摩擦盘158邻接或接触;并且第二摩擦盘160位于导轮162的与第一摩擦盘158相对的一侧上。摩擦盘具有的直径大约等于压力板的直径,并且由低摩擦系数的制动摩擦材料制成。导轮162具有本体部分162a,其同样具有大约压力板152和摩擦盘158、160的尺寸。多个齿162b从导轮本体部分162a延伸。每个齿162b具有大体上平坦的前表面163a和后表面163b,该后表面限定从前边缘的外端延伸到前一齿162b的前边缘的基部的弧。摩擦盘158、160和导轮162都被接收在后压力板152的第一柱部分156b上。前压力板164被接收在后压力板152的第一柱部分156b周围并且具有抵靠第二摩擦板160定位的平坦表面164a。前压力板164具有中心开口164b,该中心开口具有与后压力板柱156的平面156b配合的相对平面164c。前压力板164由此随着后压力板156旋转。贝氏垫圈166抵靠前压力板位于后压力板的第二柱部分156c上,并且螺母168被接收在后压力板的第二柱部分156c的端部上,以将摩擦盘、导轮、前压力板和垫圈保持在后压力板154的柱156上。当抵靠心轴螺母拧紧时,螺母将导轮162夹紧在第一摩擦板158与第二摩擦板160之间以及后压力板154与前压力板164之间。由此,当通过将缆索从滚筒绕开而使心轴旋转时,导轮162将随着心轴60旋转。在图19中示出了卡爪126与导轮齿162b之间的接合的平面图。在2015年5月29日提交的美国申请no.62168106中描述了离合器的操作,其全部内容通过引用包含于此。如这里描述的,扭簧146操作为积极地推动(而不是拉动)卡爪的凸轮尖端(卡爪的背离导轮齿的端部)与导轮的表面接合。由于弹簧146将卡爪的凸轮端或后端偏压在导轮162的边缘上,因此卡爪的内边缘140a大体上朝向导轮齿220。由此,当导轮162沿着方向a旋转时,导轮齿162b将与卡爪的内边缘140a接合。当导轮162继续旋转时,导轮齿162a将推动抵靠卡爪的内边缘140a,致使卡爪140围绕其柱142枢转。这将推动卡爪的凸轮端/后端远离导轮的接合区域(由导轮齿的半径限定)并且致使导轮的接合端/前尖端进入接合区域。当导轮齿162a越过卡爪126时,弹簧146将迫使卡爪的凸轮端/后端抵靠导轮的边缘,使卡爪的接合端/前尖端脱离导轮的接合区域。在正常(非紧急)操作时,导轮的旋转相对较慢,并且弹簧146的位置和强度选择为使得,在即将到来的导轮齿162a与卡爪接合尖端接合之前,弹簧将使卡爪的接合尖端枢转脱离接合区域。然而,在坠落过程中,导轮162的旋转速度超过弹簧146推动抵靠卡爪的速度,并且在弹簧146能够将卡爪的接合尖端偏压脱离导轮的接合区域之前,至少一个导轮齿162a将与至少一个卡爪126的接合尖端接合。当导轮齿与卡爪以此种方式接合时,防止了心轴的旋转(以及由此滚筒的旋转)。由此,一旦导轮与卡爪接合,就防止了缆索从滚筒绕开。返回到图2,盘簧170被接收在弹簧壳体构件16中。弹簧170例如可以由不锈钢弹簧钢或织构轧制碳钢制成。对于可收回件130’来说,当绕开时弹簧170足够长以卷绕(或限定)五十五或更多的滚筒圈数。用于175英尺可收回件的弹簧将需要足够长以卷绕滚筒至少七十五圈。弹簧170在内端固定到心轴60。例如,心轴可以包括轴向延伸狭槽,并且弹簧的内端然后可以被接收在该狭槽中。弹簧170还在弹簧的外端处固定到壳体。例如,弹簧的外端可以被接收在壳体直壁15c与向内延伸的突出部17之间的间隙中(图4c)。弹簧170在弹簧壳体中的安装和定位致使当缆索从滚筒绕开时弹簧围绕心轴卷绕。当释放缆索上的拉伸时,弹簧170将致使心轴沿着相反方向旋转,由此致使缆索收回到缆索壳体中并且围绕滚筒。如指出的,缆索侧壳体构件14和弹簧侧壳体构件16安装到中间支撑壁18并且通过它们相应的板110和23闭合。为进一步确保壳体被密封,可以在壳体的外边缘与它们相应的板之间定位垫片。此外,可以在壳体构件的内边缘与中间支撑壁18之间定位垫片。可收回件10具有几个益处。首先,心轴60安装到中间支撑壁18,并且离合器组件150、滚筒组件80和复位弹簧170都安装到心轴60。此外,心轴完全由中间支撑壁18支撑,并且弹簧壳体覆盖件23和离合器覆盖件122都不支撑心轴。由此,全部的力由中间支撑壁承受。由此,在坠落时,由于离合器壳体阻力矩,壳体构件14、16将仅受到轻微的扭转载荷。这允许壳体构件由较轻材料制成以减小可收回件的总重量。另外地,可收回件包括组件——离合器覆盖件组件、离合器组件、滚筒组件、以及心轴/轴承组件。如果需要更换或维修各个组件的话,这允许容易地装配可收回件并且容易地拆卸可收回件。如上面指出的,各部件形成为组件并且阻挡件10的全部工作可以被容易地接近,由此方便更换磨损、损坏或不起作用的部分。通过移除将离合器覆盖件122保持到缆索壳体板110的螺钉,能够容易地接近离合器组件150。通过移除将缆索壳体覆盖件110保持到缆索侧壳体构件16的螺钉34,接近滚筒组件80。最后,移除将弹簧侧覆盖件23保持到弹簧侧壳体构件16的螺栓32,允许从弹簧侧拆除整个可收回件。为装配密封的可收回件,将心轴/轴承组件安装到中间支撑壁18的中间安装板46,并且然后将中间刮擦板48固定到轴承保持件54以及固定到中间安装板46。复位弹簧170连接在心轴60与弹簧侧壳体构件16之间。然后通过延伸通过弹簧侧壳体构件进入缆索侧壳体构件中的螺栓32,将壳体构件14和16连接到中间支撑壁(在弹簧侧覆盖板定位在弹簧侧壳体构件上之后)。在缆索侧上,滚筒组件定位在心轴上,使得其键合到心轴,并且缆索螺纹通过喷嘴。缆索侧覆盖板(连同离合器侧密封件114)固定到缆索壳体构件14。离合器组件150然后定位在心轴上。最后,离合器覆盖件(连同卡爪与卡爪板)固定到缆索侧覆盖板以使卡爪与导轮共面。此外,由于各部件安装到由中间肋或壁支撑的悬臂主轴或心轴,因此全部部件子组件可以由客户存货并且现场更换,极大地降低了成本和停机时间。然后仅个别部件和子部件需要返回工厂以便维修。轴承密封件76和离合器密封件114(优选地是刮片密封件)有效地将滚筒壳体与轴承壳体52和离合器壳体132密封。如已知的,在使用过程中,灰尘、水、冰及其它污染物可能污染或以其他方式干扰或妨碍轴承58a、58b或离合器组件的功能,它们会进入滚筒壳体。密封件76和114基本上防止了这些物质从滚筒壳体进入到轴承壳体或离合器壳体中,由此增加了可收回件的使用寿命。尽管优选的是刮片密封件,还可以使用其它类型的密封件。例如,可以例如用o形环或迷宫密封件替换离合器密封件114和轴承密封件76中任一个(或两者)。如上面指出的,由于离合器组件和弹簧组件被密封,因此它们可以在油浴中操作,这允许离合器组件和弹簧组件的各部件由碳钢制成。将覆盖板保持到壳体构件的螺钉是钢的,而壳体构件由铝制成。在这种情形中,金属差异可能导致铝壳体构件的电化学腐蚀。为控制这种电化学腐蚀,将牺牲阳极布置在用于将覆盖板110和23固定到壳体构件的螺钉/螺栓32、34的螺钉孔中。牺牲阳极的尺寸设计为确保它们与阳极要保护的铝部分接触。另外地,阳极的长度使得它们与可收回件的螺栓组件不冲突。这些阳极由比铝具有更高氧化电势的材料制成。在该实施方式中,优选的材料是纯锌丝。另外地,如上面指出的,壳体构件的横截面是相同的(在后成形精加工之前),并且可以通过挤出过程形成。首先,这使得壳体构件的制造相对地容易。另选地,其允许使用相同的挤出模具来形成不同尺寸的可收回件。通过增大或减小壳体构件的轴向长度,可以制造更长或更短的可收回件。图20a-20d示出了用于结构中间支撑壁的另选的中间安装板46’与另选的中间刮擦板48’。板46’和48’与它们相应的板46和48基本上相同。然而,板46’和48’设有分别从板46’、48’的外周延伸的凸角180和181。每个凸角180、181分别限定有螺栓孔182、183。板46’和板48’的尺寸设计为使得当彼此邻近布置时,凸角180、181及它们相应的孔182、183对准。板46’、48’示出为具有四个凸角180、181:在限定夹具附接孔42的部分的每侧上各有一个,并且在板46’、48’的与前两个凸角相对的一侧上具有彼此邻近定位的两个。图21a、21b示出了使用中间支撑壁板46’和48’的可收回件10’。如看到的,凸角180、181从可收回壳体构件14、16的壁延伸。这允许利用与壁w垂直延伸的压铆螺母柱184将可收回件安装到诸如壁w的表面。压铆螺母柱184至少在压铆螺母柱的远离壁w的端部处包括螺纹孔。螺栓186穿过板46’、48’的凸角180、181进入压铆螺母柱148中以将可收回件安装到壁w。尽管可收回件10’设有四个壁安装凸角,但应该理解的是可以设置更多或更少的凸角。然而,为了防止可收回件相对于壁的旋转,可收回件10’可能需要至少两个,并且优选地至少三个,壁安装凸角。由于在不偏离本发明范围的情况下可以对上面的构造作出各种改变,因此意图是包含在上面描述中或者在附图中示出的全部事物都应该解释为说明性的而不是限定性意义上的。例如,中间安装板46和中间刮擦板48的平坦外周区域的至少一部分可以形成为辐条或肋部;或者,中间安装板46和中间刮擦板48可以形成为从中间环径向延伸的辐条。在任何情形中,结构中间支撑壁的总重量将减小。然而,此构造将更多地依赖于中间垫片50来分离由缆索侧壳体构件与弹簧侧壳体构件限定的区域。例如可以用o形环密封件、迷宫密封件或其它类型的密封件替换轴承密封件76和离合器刮片密封件114,这可以在基本上与心轴的旋转不冲突的情况下防止污染物从滚筒壳体进入轴承壳体和离合器壳体。缆索90可以以任何传统方式固定到滚筒80,这将防止缆索在受到拉伸力时与滚筒分离。这些实例仅是说明性的。当前第1页12当前第1页12
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