防滑落绳索保护绳装置 【技术领域】
本 发 明 涉 及 一 种 用 于 绳 索 的 防 滑 落 保 护 绳 装 置 (self-arresting belay device)， 其可用作下降器或用于系住攀登者。 可将这种装置设计成一旦绳索处于拉力下就 能自动夹紧绳索。如果使用者希望绳索自由运行， 他必需手动操作杆。背景技术
图 1 部分地示出了一种如欧洲专利 EP 0398819 中所描述的传统防滑落装置。该 装置包括一对容纳在两个平行的凸缘板之间的滑轮 12 和 14， 其中一个凸缘板用 18 表示， 在 下文中称该凸缘板为基础凸缘板。 通过固定元件 22， 将第一滑轮 12 固定安装在基础凸缘板 18 上。滑轮 12 备有用于引导绳索 26 的引导槽的圆形顶端扇形部和面向第二滑轮 14 的制 动表面 28。制动表面 28 基本上是平的。
第二滑轮 14 被固定在支撑板 30 上， 该支撑板被安装成可围绕凸缘板 18 的枢轴销 32 枢转。
滑轮 14 被成形为相对于枢轴销 32 偏心的凸轮。此凸轮 14 包括具有用于接收绳 索 26 的槽 34 的圆形底部扇形部， 槽 34 的中心处于相对于销 32 稍微偏离的假想轴线上。 与 槽 34 相对之处设置有楔形部 36， 该楔形部被设计成当支撑板 30 由于绳索的拉力作用和绳 索在凸轮 14 上的摩擦力的作用而顺时针旋转时， 可以卡住绳索 26 使其抵靠制动表面 28。
第二制动表面 38 和绳索 26 的引导表面 40 在凸轮 14 的圆形槽 34 和楔形部 36 之 间延伸。表面 38 基本上是平的且位于比表面 40 更远离销 32 之处。
凸轮 14 的销 32 的位置使得楔形部 36 绝不可能抵靠滑轮 12 的制动表面 28 结合。
在极端情况下， 即静止位置 (arresting position)， 当绳索 26 的拉力超过设备的 设定临界值时， 板 30 枢转直到第一和第二表面 28 和 38 相互面对、 相互平行为止， 并夹紧绳 索 26。此位置出现在使用者降落时。
制动位置的整个范围处于此静止位置和图 1 所示的自由位置之间， 在板 30 顺时针 枢转和楔形部 36 夹紧绳索时， 制动效果都较大。
基 础 凸 缘 板 18 的 底 部 部 分 设 置 有 开 口 48， 可 将 附 联 铁 锁 (attachment carabiner， 未示出 ) 插入该开口中。
操作杆 58 与支撑板 30 关联， 以便借助手动作用使凸轮 14 围绕销 32 从静止位置 枢转到释放位置枢转。操作杆 58 通过相对于槽 34 在枢轴销 32 对面设置的枢轴销 60 铰接 于板 30 上， 并与回动弹簧 62 一起动作， 该回动弹簧对杆 58 施加偏压使杆保持在与枢轴销 32 和 36 对准的非工作位置。杆 58 的工作位置由图 1 中的混合线 (mixed line) 表示， 并通 过逆时针地降低杆 58， 抵消弹簧 62 的回复力而获得。
在操作中， 借助穿过开口 48 的铁锁将装置附联到使用者， 离开装置的绳索经凸轮 14 处于拉力状态下， 例如将装置用作下降器时在使用者的重量作用下处于拉力状态。这种 拉力使得板 30 和凸轮 14 顺时针枢转， 并无需使用者作出任何其他动作就可在楔形部 36 和 表面 28 之间逐渐卡住绳索。如果使用者想继续行进， 他必须通过逆时针地拉操作杆 58 来手动释放绳索。
使用这种类型的装置， 制动位置的有效范围处于杆 58 的小行程内， 因此使用者难 以找到合适的制动位置以便能在所期望的速度下持续行进。此外， 使凸轮 14 从静止位置运 动到绳索能够开始运行的位置所需的力明显大于调整自由运行绳索的制动效果所需的力。 结果， 使用者需不断猛拉， 一直在静止位置和释放位置之间寻找正确的位置。 发明内容 因此， 需要一种绳索保护绳装置 (rope belay device)， 该装置可使使用者方便地 找到制动位置而能在连续的期望速度下行进。
为了满足此需求， 本发明提供一种防滑落绳索保护绳装置， 其包括凸轮和杆， 凸轮 被安置成绳索处于拉力下时能夹紧绳索， 杆被安置成对凸轮产生作用， 以便通过手动作用 于杆而不断释放绳索。 杆对凸轮施加作用分别在其释放行程的初始部分具有减速效果和在 其行程的最终部分具有直接效果。
这种结果是， 凸轮与杆的相对运动在行程的初始部分小于行程的最终部分， 能精 确地调节杆行程的初始部分的绳索运行速度和制动效果。
附图说明 通过由附图示出的下述示例性的非限定实施例， 本发明的其他优点和特征将变得 更加清晰。附图中 ：
图 1 如前所述地示出了一种传统的防滑落绳索保护绳装置 ；
图 2 为改进的绳索保护绳装置的一实施例的分解透视图 ；
图 3 为图 2 所示装置的正视图， 图中的绳索处于静止位置 ；
图 4a 和 4b 的正视图分别示出了图 2 所示装置处于绳索速度控制位置和释放位置 的情况 ；
图 5 示出了保护绳装置的另一实施例。
具体实施方式
图 2 为能提供精确控制绳索运行速度的保护绳装置的一实施例的分解透视图。图 中示出了具有与图 1 所示传统装置的那些零件相同功能的零件， 而且， 即使这些零件有时 具有不同形状， 也用相同的附图标记表示。
图中示出了用作组装其他组成部分的基准部件的凸缘板 18。 凸轮 14 和板 30 形成 了围绕枢轴销 32 铰接的单一部分。此单一部分在下文中用 ‘凸轮 14’ 表示。
图中示出的杆 58 处于非工作位置， 其借助枢轴销 60 铰接在凸轮 14 上， 其被向后 叠合成符合装置的总体外部形状。
为了能精确控制绳索的运行速度， 杆 58 的基部在与形成手柄的部分相对的那侧 上设有与枢轴销 60 平行的柱 100。在所示出的杆的非工作位置， 柱 100 位于相对于枢轴销 60 与枢轴销 32 相对的那侧。该柱 100 向下延伸并超出凸缘板 18 的顶面。凸缘板 18 在 102 处被切开以使柱 100 能在杆 58 的非工作位置和其非折叠 (folded out) 的动作位置 (active position) 之间的大部分行程上自由运动。凸缘板 18 具有终止于凹部 102 的止动部 104， 当杆 58 朝其动作位置打开时， 柱 100 压靠于凹部 102， 这将借助图 4a 作更详细的描述。
为了限制柱 100 在凹部 102 的平面处填塞凸缘板 18， 用内径大于柱的直径的环 106 围绕该柱。该环是不固定的， 为将环保持在合适位置， 该环被引导于由凹部 102 的壁和 凸轮 14 向上延伸的壁形成的槽中。
借助图 3 和下面的描述能更好地理解本装置的操作。
为了完善对图 2 的描述， 图 1 所示的定滑轮 12 由通过枢轴销 22 保持的部分 12 代 替， 并提供制动表面 28。借助凸舌 12-1 结合于凸缘板 18 的凹口 18-1 中， 部分 12 旋转地被 止动。
为清楚可见， 图示中的枢轴销 22 和 32 与凸缘板 18 分离。在标准构造中， 这些枢 轴销 22 和 32 被固定到凸缘板 18 上。
第二凸缘板 20 用于使装置闭合和将绳索保持就位。第二凸缘板通过枢轴销 22 铰 接在凸缘板 18 上以允许绳索嵌入和移出。借助于插过凸缘板 18 的开口 48 和凸缘板 20 的 配合孔 50 的铁锁 ( 未示出 )， 将该第二凸缘板保持在闭合位置。
模制树脂成型件 108 充满凸缘板 18 和 20 之间的闲置空间并确保对所述机构的保 护。
图 3 为图 2 所示装置的正视图， 图中示出了安装有绳索 26、 绳索处于静止位置的状 况。为了示出凸轮 14 如何作用于绳索 26 上， 图中未示出杆 58 的一部分和凸缘板 18 的一 部分。
凸轮 14 具有与图 1 所示凸轮基本相同的形状。它具体包括用于卡住紧抵制动表 面 28 的绳索的楔形部 36。
绳索 26 从右侧进入装置， 通过凸轮 14 下方， 并在楔形部 36 和制动表面 28 之间 从左侧离开。利用穿过开口 48 的铁锁 ( 未示出 )， 将装置挂在使用者身上。当装置用作下 降器时由于使用者的重量或者攀登时由系绳人施加的拉力， 使绳索的右手部分处于拉力状 态。这种拉力对凸轮 14 施加绕枢轴销 32 逆时针旋转的偏压， 结果， 随着拉力的增大， 楔形 部 36 能更稳固地夹住紧抵制动表面 28 的绳索。
为了离开该静止位置， 使用者需要使凸轮 14 绕枢轴销 32 顺时针旋转， 以使楔形部 36 运动远离制动表面 28。为了做到这一点， 使用者可在杆 58 绕枢轴销 60 顺时针地打开后 拉动该杆。
图 4a 示出的是图 3 所示装置中打开的杆 58 开始处于偏压凸轮 14 的位置以便实现 释放的情况。杆 58 的一部分未示出， 因而显露出柱 100 的位置。还能看到围绕柱的环 106。
如图所示， 柱 100 压在凸轮和杆的枢轴销 32 和 60 之间的凸缘板 18 的止动部 104 上。从此位置， 如果使用者顺时针拉杆， 与杆的传统配置相比， 利用减速力顺时针对凸轮 14 施加偏压。减速系数等于柱 100 和形成杆的手柄部分的中心之间的距离与柱 100 和枢轴销 60 之间的距离之比。
此外， 凸轮 14 相对于杆 58 的旋转运动的旋转运动与该系数成反比。
这些作用的结果使得使用者可用很少的能量对凸轮施加很大的力以克服释放绳 索所需的力， 随后精确地调节凸轮 14 的位置以调整对绳索的夹紧作用， 借此精确地调节绳 索的运行速度。通过适当地选择柱 100 和枢轴销 60 之间的距离及止动部 104 的位置， 能够确保在 整个有效调节范围内获得减速效果， 即， 只要柱 100 保持与止动部 104 接触。
当使用者结束装置的使用松绳时， 他希望能够迅速去除绳索， 即， 使凸轮 14 运动 向上抵靠与制动表面 28 相对的止动部。
图 4b 示出的是图 3 所示装置处于释放位置的情况， 当使用者从图 4a 所示位置继 续顺时针拉杆时可获得此位置。在给定时刻， 在图 4a 和 4b 所示位置之间， 柱 100 与止动部 104 脱离结合并压抵凸轮 14 的壁， 如图 4b 所示。随后杆 58 相对于凸轮 14 完全打开， 处于 与传统杆配置相应的安置状态而不必减速。随后， 凸轮 14 运动加快。
图 5 表示保护绳装置、 特别是杆 58 和凸缘板 18 之间共同作用以便在凸轮 14 的开 始释放行程处获得减速的那些零件的另一实施例。
与图 2 至 4b 相比， 凸缘板 18 不再包括终止于止动表面 104 的槽 102。取而代之 的是， 凸缘板包括垂直于凸缘板平面的销 104’ ， 该销位于基本上与前面的附图中的止动壁 104 相同位置之处。杆 58 不再包括柱 100。取而代之的是， 其包括处于与前面附图中的柱 100 基本相同位置之处的突出部 100’ 。
可将突出部 100’ 安置成使得杆 58 被打开至图 5 所示的动作位置时该突出部与枢 轴销 32 和 60 之间的销 104’ 接触， 在该动作位置凸轮 14 可开始减速。 在杆已顺时针旋转初始行程后， 突出部分 100’ 与销 104’ 脱离结合。此时， 对凸轮 14 而言， 希望其能在杆的剩余行程内由杆 58 直接驱动。这通过可在杆的扩大槽 58-1 中运 动的枢轴销 60 的键部 60-1 来实现。可将键部 60-1 和槽 58-1 构造成当突出部分 100’ 与 销 104’ 脱离结合时通过该槽的壁驱动键部。