Brevet FR2644702A1 — publié le 19900928

DISPOSITIF POUR ASSURER AUTOMATIQUEMENT UN GRIMPEUR ESCALADANT UNE PAROI La présente invention concerne le domaine technique de l'escalade au sens général et elle vise, plus précisément, Les moyens conçus pour assurer une personne au cours de l'escalade d'une paroi artificielle ou naturelle. De plus en plus, des parois naturelles sont aménagées ou des parois artificielles sont construites, pour permettre à des grimpeurs de s'entraîner pour l'alpinisme en haute montagne ou d'exercer une activité sportive ou d'éducation physique à part entière. La pratique de l'escalade, par un nombre croissant de personnes non qualifiées techniquement, pose le problème important de la sécurité des grimpeurs au cours de l'escalade. En effet, la technique connue pour assurer le grimpeur en cas de chute ou de "dévissage" consiste à monter fixement, au sommet de la paroi, une barre autour de laquelle passe une corde dont un brin est relié au harnais du grimpeur, tandis que l'autre brin de la corde est maintenu par une personne assumant une fonction d'assurance du grimpeur. La sécurité du grimpeur repose alors exclusivement sur la personne réalisant l'assurance, ce qui constitue un inconvénient majeur, dans la mesure o cette personne doit montrer une vigilance continue et posséder des connaissances techniques manifestes pour assumer complètement sa fonction d'assurance. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif permettant d'assurer, automatiquement et en toute sécurité, un ou plusieurs grimpeurs escaladant une paroi artificielle ou naturelle. L'objet de l'invention vise également à proposer un dispositif conçu pour assurer automatiquement un grimpeur en cas de chute tout en permettant de reconduire, en toute sécurité, le grimpeur jusqu'au niveau du sol. L'objet de l'invention vise aussi à offrir un dispositif qui, adapté pour reconduire jusqu'au sol au moins un grimpeur ayant dévissé, continue d'assumer sa fonction d'assurance pour les autres grimpeurs progressant sur la paroi. L'objet de L'invention vise encore à offrir un dispositif d'assurance pour grimpeur, de fiabilité totale, de fabrication simple et d'un coût réduit. Pour atteindre les buts ci-dessus, le dispositif pour assurer automatiquement un grimpeur escaladant une paroi comporte: - un arbre guidé en rotation par des paliers destinés à être supportés par La paroi, - au moins un tambour comportant une gorge de réception d'un lien enroulé sur le tambour selon au moins un tour et dont un brin du lien est apte à être relié au grimpeur, - un organe de commande irréversible interposé entre chaque tambour et l'arbre interdisant une rotation relative entre le tambour et l'arbre selon un sens déterminé et autorisant la rotation du tambour dans un sens opposé au sens déterminé pour permettre La montée du brin du lien relié au grimpeur, - un système assurant la reprise continue du mou du lien apparaissant au fur et à mesure de la montée du brin du lien relié au grimpeur, - et un moyen pour contrôler la rotation de l'arbre selon un sens opposé à celui autorisé par l'organe de commande irréversible, permettant de descendre le grimpeur ayant dévissé. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en perspective montrant une paroi équipée d'un dispositif d'assurance conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe prise sensiblement selon la ligne'II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue en élévation montrant un détail caractéristique de l'invention. La fig. 4 est une vue en coupe prise sensiblement selon la ligne IV-IV de la fig. 1 et montrant un autre détail caractéristique de l'invention. Les fig. 5 et 6 sont des coupes en élévation montrant une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention. La fig. 7 est une vue en élévation d'une autre variante de réalisation du dispositif selon l'invention. Les fig. 1 et 2 illustrent un dispositif 1 conçu pour assurer automatiquement un grimpeur 2 escaladant une paroi 3 de type naturel ou, comme illustré sur les dessins, de nature artificielle. Le dispositif 1 comporte un arbre cylindrique 4 guidé en rotation, par exemple à chacune de ses extrémités, par des paliers 5 qui sont supportés par des bras porteurs 6 ancrés solidement au sommet de la paroi 3. L'arbre 4 est destiné à recevoir au moins un et, comme illustré à la fig. 1, deux tambours 7 comportant chacun une gorge 8 de réception d'une corde, d'un cordage ou, d'une manière générale, d'un lien 9 enroulé sur le tambour 7 selon au moins un et, de préférence, trois ou quatre tours. Avantageusement, pour maintenir le lien 9 enroulé dans la gorge, chaque tambour 7 est équipé d'un élément 10 de maintien ou de guidage constitué, par exemple, par un manchon tubulaire 101 à travers lequel passe le lien 9. Le manchon 101 est supporté par des tiges 102 qui sont reliées à des bagues 103 montées sur l'arbre 4. Le manchon 101 peut être monté libre en déplacement axial sur les tiges 102 pour faciliter l'enroulement du lien sur le tambour. Dans un autre exemple de réalisation illustré à La fig. 1, l'élément de maintien 10 est formé par un arceau 10' qui est porté par des pattes de fixation 10" venant s'ancrer sur la paroi 3, de manière que l'arceau s'étende à proximité de la partie supérieure du tambour 7 en relation avec la gorge 8. Il doit être considéré que l'élément de maintien 10 peut être également concu pour éviter tout déplacement axial du lien sur le tambour lors de son enroulement sur le tambour. A cet effet, l'arceau 10' peut être constitué par exemple sous la forme d'un peigne dont chaque dent maintient et sépare le lien sur chacun de ses tours. L'extrémité d'un brin 91 du lien est équipée de moyens non représentés, mais connus en soi, pour assurer l'accrochage du lien à un harnais porté par le grimpeur 2. L'extrémité de l'autre brin 92 du lien coopère avec un système 11 assurant La reprise continue du mou du lien apparaissant au fur et à mesure de la montée de l'extrémité 91 qui intervient naturellement lors de la progression ascendante du grimpeur sur la paroi. Il doit être considéré que le système de reprise 11 peut être formé par tous moyens permettant d'assurer une tension continue sur le lien. A cet effet, le système de reprise 11 peut être formé par un ressort, un élastique ou un moteur entraînant en rotation, par L'intermédiaire d'un limiteur de couple, une poulie sur laquelle vient s'enrouler le brin 92 du lien. Dans l'exemple illustré à la fig. 2, le système de reprise 11 est constitué par un contrepoids fixé au brin 92 du lien. Il doit être noté que le système 11 de reprise du mou peut être adapté pour agir directement sur le tambour 7 et non sur le brin 92 du lien. Tel que cela apparaît à la fig. 3, le tambour 7 est monté solidaire d'une poulie 7a sur laquelle est fixé et s'enroule un câble 9a dont une extrémité coopère avec le système de reprise 11. Dans ce cas, le brih 92 du lien est fixé au tambour 7. Pour éviter que le contrepoids gêne La progression du grimpeur sur La paroi, le lien 9 est amené à coopérer avec au moins une poulie de renvoi 12 fixée soit au dos de la paroi pour permettre de positionner le contrepoids derrière la paroi (fig. 1 et 2), ou soit transversalement par rapport au tambour, de manière que le déplacement du contrepoids s'effectue à distance de la zone de la paroi o progresse le grimpeur (fig. 3). Ce dernier exemple se trouve particulièrement adapté lorsque le dispositif selon l'invention est destiné à équiper une paroi naturelle. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 4, chaque tambour 7 est monté sur l'arbre 4 par l'intermédiaire d'un organe 14 de commande irréversible formé, par exemple, par une roue à cliquet ou, comme illustré sur te dessin, par une roue libre. L'organe de commande 14 autorise, d'une part, une rotation, du tambour 7 selon un sens déterminé représenté par la flèche fi, permettant l'enroulement du lien dans une direction assurant la montée du brin 91 relié au grimpeur. D'autre part, l'organe de commande 14 interdit une rotation relative entre le tambour 7 et l'arbre 4, selon un sens f2 opposé au sens f1. Un tel organe de commande 14 comporte, de façon classique, une bague extérieure 15 montée solidaire du moyeu 16 du tambour et une bague intérieure 17 calée en rotation sur l'arbre 4. Les bagues et 17 sont associées par un ensemble de coincement irréversible constitué par des rampes de coincement 18 qui sont portées par la surface extérieure de la bague 17 pour agir sur des galets, rouleaux ou, comme illustré, sur des billes 19 sollicitées chacune en engagement par un ressort 20. La rotation du tambour 7 dans le sens f1 entraîne la rotation de la bague extérieure 15 qui se trouve libre angulairement dans ce sens, dans la mesure o les billes 19 sont déplacées à l'encontre des ressorts 20. L'application d'un effort sur le lien, provoquée notamment par la chute d'un grimpeur, produit un déplacement angulaire du tambour 7 dans le sens f2 permettant d'obtenir une solidarisation angulaire entre les bagues 15 et 17, puisque les billes 19 sont sollicitées en coincement. La rotation relative entre le tambour 7 et l'arbre 4 dans le sens f2 est donc interdit. Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 1, le dispositif d'assurance comporte un moyen 21 permettant de contrôler la rotation de l'arbre 4 dans le sens f2, de manière à assurer le contrôle du déplacement angulaire du tambour 7 dans ce sens. Le moyen 21 permet d'obtenir le déroulement contrôlé du brin 91 du lien dans le sens f2, autorisant la descente jusqu'au sol du grimpeur ayant dévissé. Le moyen de contrôle 21 est constitué, par exemple, par un organe moteur 23 entrainant en rotation une roue 24 montée solidaire de l'arbre 4 (fig. 1). La roue 24 constitue, de préférence, un pignon coopérant avec une tige filetée 25 accouplée à l'arbre de sortie de l'organe moteur 23. L'organe moteur 23 est commandé en rotation dès qu'un grimpeur escalade la paroi ou Lorsqu'un capteur 26 détecte des efforts déterminés exercés sur le tambour et correspondant à ceux appliqués sur Le lien par le grimpeur ayant dévissé. Dans la variante de réalisation illustrée à la fig. 1, le capteur 26, qui est porté par une barre 261 ancrée sur la paroi 3, détecte le basculement d'une structure 27 porteuse de l'organe moteur 23 et de la tige filetée 25. Cette structure porteuse 27, qui est montée pivotante à l'aide de paliers 28 adaptés sur L'arbre 4, est sollicitée en rappel élastique par un ressort 29 porté par une tige 31 fixée sur la paroi. Le ressort 29 assume - suppLémentairement une fonction d'amortissement en cas de chute d'un grimpeur. Le basculement de la structure porteuse 27 est obtenu lors de la chute du grimpeur qui, par son poids, exerce des efforts sur le lien, générant un couple de force sur La roue 24 via l'arbre 4 et le tambour 7. Ce couple de force appliqué à la roue 24 produit un déplacement axial de la tige filetée 25 qui provoque le basculement de la structure porteuse 27. Le dispositif selon l'invention décrit ci-dessus permet d'assurer automatiquement, en toute sécurité et individuellement, chaque grimpeur escaladant la paroi 3, tout en ne gênant pas la progression des grimpeurs. En effet, lorsque le grimpeur escalade la paroi, le lien présente un mou qui se trouve aussitôt récupéré par le contrepoids 11 entrainant en rotation le tambour 7 dans Le sens f1, grâce à l'adhérence du Lien sur le tambour. En cas de chute ou de dévissage, le grimpeur exerce, par son poids, des efforts sur Le lien qui provoquent une solidarisation angulaire entre l'arbre 4 et Le tambour 7 comme expliqué ci-dessus. Les efforts exercés sur le Lien génèrent un couple qui produit le basculement de la structure porteuse 27. Un tel basc lement est détecté par le capteur 26 qui commande en rotation l'organe moteur 23 entraînant, dans le sens f2, l'arbre 4 et le tambour 7. La rotation contrôlée de l'arbre 4, de préférence à vitesse constante, permet d'obtenir le déroulement du lien 9 assurant, en toute sécurité, la descente jusqu'au sol du grimpeur ayant dévissé. Pendant ta phase de descente du ou des grimpeurs ayant dévissé, le dispositif selon l'invention continue à assurer les autres grimpeurs escaladant la paroi et à assumer sa fonction de reprise du mou des liens 9 reliés à chaque grimpeur progressant sur la paroi. Les fig. 5 et 6 illustrent une variante de réalisation dans laquelle le moyen 21 de contrôle en rotation de l'arbre 4 est commandé lorsque le capteur 26 détecte le pivotement de l'arbre 4 qui constitue, avec la structure 27 porteuse de l'organe moteur 23, un équipage 33 articulé sur un axe 34 par rapport à la paroi 3 et sollicité par un ressort de rappel 29. Le pivotement de l'arbre 4 est provoqué comme décrit ci-dessus par les efforts exercés sur le lien par le grimpeur ayant dévissé. La fig. 7 illustre une autre variante de réalisation de la détection de la chute d'un grimpeur. Selon cette variante, La tige filetée 25 est calée angulairement sur l'arbre de sortie 23 de l'organe moteur 23 et possède une liberté de déplacement axial par rapport à l'organe moteur. La tige filetée 25 est sollicitée par un ressort de rappel 35. Lorsqu'un couple de force apparalt sur la roue 24, en raison de la chute d'au moins un grimpeur, la roue 24 exerce une poussée axiale F sur la tige filetée 25 qui est déplacée pour venir coopérer avec un capteur 261 placé en relation avec la partie terminale libre 251 de la tige. Un tel capteur peut être du type à pression ou constitué par un contact électrique permettant de commander la rotation de l'organe moteur 23. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif pour assurer automatiquement un grimpeur escaladant une paroi (3), caractérisé en ce qu'iL comporte: - un arbre (4) guidé en rotation par des paliers (5) destinés à être supportés par la paroi, - au moins un tambour (7) comportant une gorge (8) de réception d'un lien (9) enroulé sur le tambour selon au moins un tour et dont un brin (91) du lien est apte à être relié au grimpeur, - un organe de commande irréversible (14) interposé entre chaque tambour (7) et l'arbre (4) interdisant une rotation relative entre Le tambour (7) et l'arbre (4) selon un sens déterminé (f2) et autorisant la rotation du tambour (7) dans un sens (f1) opposé au sens (f2), pour permettre la montée du brin (91) du lien relié au grimpeur, - un système (11) assurant la reprise continue du mou du lien (9) apparaissant au fur et à mesure de la montée du brin du lien relié au grimpeur, - et un moyen (21) pour contrôler la rotation de l'arbre (4) selon un sens (f2) opposé à celui autorisé par l'organe de commande irréversible (14), permettant de descendre le grimpeur ayant dévissé. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (21) de contrôle en rotation de l'arbre (4) est piloté lors de la détection, par un capteur (26, 261), d'efforts déterminés exercés sur le tambour (7) et correspondant à ceux appliqués au lien par un grimpeur ayant dévissé. 3 - Dispositif selon La revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (21) de contrôle en rotation de L'arbre est constitué par un organe moteur (23) monté sur une structure porteuse (27) et commandant en rotation une roue (24) calée sur l'arbre (4). 4 - Dispositif seLon la revendication 3, caractérisé en ce que la roue (24) constitue un pignon coopérant avec une tige filetée (25) solidaire de L'organe moteur (23). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue (24) assure, lors de l'application sur l'arbre d'efforts correspondant au dévissage d'un grimpeur, le déplacement axial de la tige filetée (25) qui est sollicitée en rappel élastique, permettant l'actionnement d'un capteur (261) de pression ou de déplacement monté en relation de la partie terminale libre de la tige filetée. 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue (24) assure, lors de l'application sur l'arbre d'efforts correspondant au dévissage d'un grimpeur, le basculement de la structure porteuse (27) sollicitée en rappel élastique et dont le basculement est détecté par le capteur (26). 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paliers de guidage (5) de l'arbre et la structure porteuse (27) constituent un équipage (33) rappelé élastiquement, articulé par rapport à la paroi et dont le basculement est détecté par le capteur (26). 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système (11) de reprise du mou du lien (9) est constitué par un contrepoids retenu par un câble enroulé sur le tambour. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système (11) de reprise du mou du lien (9) est formé par un groupe moteur et limiteur de couple, agissant sur un câble enroulé sur le tambour. - Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le câble est constitué par le brin du lien opposé de celui relié au grimpeur. 11 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tambour (7) comporte un élément (10) de guidage et de maintien du lien en position d'enroulement dans la gorge du tambour.