Brevet FR2709972A1 — publié le 19950324

BROCHE A GLACE TUBULAIRE POUR L'ALPINISME L'invention est relative à une broche à glace tubulaire pour l'alpinisme, comportant: - un tube métallique creux, de forme allongée et de section cylindrique s'étendant suivant un axe longitudinal, - une tête équipée d'un moyen d'accrochage et d'entraînement en rotation pour le vissage de la broche, - un trépan disposé à l'opposé de la tête et comprenant une succession de dents de coupe aiguisées pour forer un trou circulaire dans la glace lors de la course d'enfoncement du tube, - un filetage hélicoïdal autotaraudant agencé autour d'une première partie inférieure du tube en prolongement du trépan, - et une deuxième partie supérieure du tube, située entre le début du filetage et la tête, et présentant une surface latérale extérieure lisse. L'usage des broches à glace tubulaires pour l'assurance des alpinistes en terrain glaciaire est bien connu. Le corps du tube métallique présente généralement le même diamètre depuis la tête jusqu'au trépan. I1 en est de même pour le filetage hélicoïdal qui possède le même diamètre extérieur sur toute la longueur filetée de la première partie du tube. Une telle structure nécessite des efforts d'entraînement en rotation sensiblement proportionnels à la dureté de la glace. Dans des pentes de glace à dureté maximum, ces efforts deviennent très importants, et il est indispensable de visser la broche à l'aide du piolet jouant le rôle de bras de levier. Un autre inconvénient dû à l'uniformité du diamètre de ces broches est la faible résistance à l'arrachement en cas de choc. La résistance à l'arrachement est essentiellement tributaire de la largeur des filets du filetage, et l'effet d'ancrage résultant s'avère être insuffisant dans une glace de dureté maximum. Un premier objet de l'invention consiste à faciliter la pénétration d'une broche tubulaire à vis dans la glace, indépendamment de la dureté de la glace. Un deuxième objet de l'invention consiste à augmenter la résistance à l'arrachement de la broche à glace. La broche selon l'invention est caractérisée en ce que le diamètre extérieur du filetage est maximum au voisinage du trépan et que la section transversale du filetage est croissante en direction du trépan de manière à former un angle de dépouille sensiblement incliné par rapport à la direction longitudinale de l'axe du tube pour favoriser la pénétration par vissage de la broche dans la glace. La partie du filetage au voisinage du trépan constitue un dispositif à ancrage en fin de course d'enfoncement de la broche, ledit dispositif à ancrage étant conformé en coin autoverrouillant s'opposant à tout effet d'arrachement en cas de choc important. Selon le mode de réalisation de l'invention, la première partie du tube est agencée en tronc de cône creux. Le filetage en saillie comporte une succession de filets uniformément répartis le long de la première partie tronconique. La hauteur de chaque filet est constante sur toute la longueur du filetage. Selon un deuxième mode de réalisation, la première partie du tube comporte une section transversale cylindrique constante. L'angle de dépouille du filetage est obtenu par une augmentation progressive de la hauteur des filets au fur et à mesure du rapprochement avec le trépan. La réduction de l'effort de vissage de la broche résulte également, de la structure spécifique du filetage, utilisant des zones de liaison incurvées pour chaque filet. La patte d'accrochage de la broche comporte de plus une surface de frappe en forme de bec, agencée à l'opposé d'un bouton de préhension monté à rotation libre sur un axe solidaire de la partie vrillée de la patte. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation de la broche à glace selon l'invention, - la figure 2 montre une vue en plan de la figure 1, - les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe respectivement selon les lignes 3-3 et 4-4 de la figure 1. - la figure 5 est une vue partielle à échelle agrandie du filetage de la figure 1. Sur les figures 1 à 4, une broche à glace 10 tubulaire comporte un tube 12 creux allongé de section cylindrique, s'étendant suivant un axe longitudinal 14. A la partie supérieure du tube 12 se trouve une tête 16 creuse équipée d'une patte d'accrochage 18, laquelle est composée d'une embase 20 d'entraînement montée avec jeu sur une surface à méplat 21 de la tête 16, et d'un prolongement 22 vrillé muni au moins d'un orifice 24 pour le passage d'un mousqueton ou d'un organe d'entraînement en rotation de la broche 10. Un bouton de préhension 26 en forme de molette est monté à rotation libre sur un axe 28 solidaire du prolongement 22 de la patte d'accrochage 18. L'embase 20 d'entraînement s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal 14 du tube 12, et est dotée d'une surface de frappe 30 comprenant une protubérance radiale agencée au voisinage de la tête 16 et à l'opposé du bouton 26. Le bout inférieur du tube 12 creux comporte un trépan 32 cylindrique creux muni d'une succession de dents de coupe 34 aiguisées destinées à forer un trou circulaire dans la glace lors de la course de vissage de la broche 10. Un filetage 36 hélicoïdal autotaraudant est échelonné autour d'une première partie 12a sur la portion inférieure du tube 12, en prolongement du trépan 32. L'autre deuxième partie 12b supérieure du tube 12, située entre le début du filetage 36 et la tête 16, présente une surface latérale extérieure lisse, dont le diamètre est inférieur à celui du filetage 36 (voir figures 3 et 4). Selon l'invention, la section transversale du filetage 36 le long de la première partie 12a du tube 12 est croissante en direction du trépan 32. L'angle de dépouille A du filetage 36 est sensiblement incliné par rapport à la direction longitudinale de l'axe 14 (fig. 1), de manière à former un angle aigu dont la valeur peut être comprise dans une fourchette de 1 à 10 degrés. La section transversale du tube 12 est maximum juste au dessus du trépan 32, et peut varier de façon continue sur la totalité ou une fraction de la longueur axiale de la première partie 12a filetée du tube 12. Sur la figure 1, la première partie 12a filetée est agencée en tronc de cône creux, dont la base de plus grand diamètre est prolongée par le trépan 32. Le sommet du tronc de cône présente un diamètre voisin de celui de la deuxième partie 12b lisse. L'ensemble des filets du filetage 36 est uniformément réparti sur la première partie 12a, notamment la hauteur des filets successifs est constante, telle que représentée en détail à la figure 5. La structure en saillie des filets 36a, 36b...est identique sur toute la longueur du filetage 36. Le profil de chaque filet 36a, 36b...comprend une arête supérieure 38 et une arête inférieure 40 réunies entre elles par un pli 42 convexe . L'arête supérieure 38 s'étend sensiblement selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal 14 et est réunie au corps de la première partie 12a du tube 12 par une première zone de liaison 44 incurvée. L'arête inférieure 40 est inclinée par rapport à l'axe longitudinal 14, et est connectée au tube 12 par une deuxième zone de liaison 46 incurvée. Le rayon de courbure de la première zone de liaison 44 est inférieur à celui de la deuxième zone de liaison 46. Il en résulte que la distance prise à partir du sommet du pli 42 jusqu'au corps du tube 12 est plus courte du côté de l'arête supérieure 38. Le corps de la broche 10 est réalisé au moyen d'opérations de tournage à partir d'un matériau à grande résistance mécanique, notamment de l'acier ou du titane. L'intérieur du tube 12 est creux depuis la tête 16 jusqu'au trépan 32, de manière à autoriser le dégagement vers le haut de la carotte de glace au fur et à mesure du vissage de la broche 10 dans la glace. La présence de la dépouille A sur la partie filetée 12a du tube 12 facilite la pénétration par vissage de la broche 10 dans la glace. Les efforts d'entraînement en rotation exercés sur la patte d'accrochage 18, soit par action manuelle directe sur le bouton tournant de préhension 26, soit par introduction du piolet dans un orifice 24 du prolongement 22 vrillé, sont réduits au minimum pour assurer le vissage de la broche 10, quel que soit la dureté et l'épaisseur d'introduction dans la glace. La rapidité du vissage résulte également de la forme spécifique des filets 36a,36b.. constitutifs du filetage 36, et notamment de l'incurvation des zones de liaison 44,46 des filets avec le corps du tube 12. Un autre avantage de la dépouille A divergente est une meilleure résistance à l'arrachement de la broche 10 lorsque cette dernière est enfoncée en fin de course dans la glace. La section transversale maximum de la première partie 12a annulaire filetée au-dessus du trépan 32 forme un dispositif à ancrage en forme de coin autoverrouillant, qui a tendance à s'opposer à tout arrachement de la broche 10 en cas de choc important exercé sur la patte d'accrochage 18, notamment lors d'une chute de l'alpiniste. Pour faciliter le dégagement de la carotte de glace logée à l'intérieure du tube 12 après dévissage de la broche 10, il suffit de cogner à petits coups la surface de frappe 30 de la patte d'accrochage 18 sur un objet dur, par exemple un rocher ou le piolet, en abaissant simultanément la tête 16 de la broche 10 vers le bas. La transmission des chocs mécaniques au tube 12 provoque l'extraction automatique de la carotte de glace du coté de la tête 16. Selon une variante de réalisation, les parties 12a et 12b du tube peuvent présenter un même diamètre extérieur et intérieur, la dépouille A étant obtenue par une augmentation progressive de la hauteur des filets 36a, 36b...du filetage 36 au fur et à mesure du rapprochement avec le trépan 32. La longueur de la broche 10 tubulaire peut être comprise entre douze et trente centimètres. le diamètre moyen du tube peut être choisi dans une fourchette allant de douze à vingt huit millimètres. REVENDICATIONS 1. Broche à glace tubulaire pour l'alpinisme, comportant: - un tube (12) métallique creux, de forme allongée et de section cylindrique s'étendant suivant un axe longitudinal (14), - une tête (16) équipée d'un moyen (18) d'accrochage et d'entraînement en rotation pour le vissage de la broche(10), - un trépan (32) disposé à l'opposé de la tête (16) et comprenant une succession de dents de coupe (34) aiguisées pour forer un trou circulaire dans la glace lors de la course d'enfoncement du tube (12), - un filetage (36) hélicoïdal autotaraudant agencé autour d'une première partie (12a) inférieure du tube (12) en prolongement du trépan (32), - et une deuxième partie (12b) supérieure du tube (12), située entre le début du filetage (36) et la tête (16), et présentant une surface latérale extérieure lisse, caractérisée en ce que le diamètre extérieur du filetage (36) est maximum au voisinage du trépan (32), et que la section transversale du filetage (36) est croissante en direction du trépan 32 de manière à former un angle de dépouille A sensiblement incliné par rapport à la direction longitudinale de l'axe (14) et du tube (12) pour favoriser la pénétration par vissage de la broche (10) dans la glace. 2. Broche à glace selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie du filetage (36) au voisinage du trépan (32) constitue un dispositif à ancrage en fin de course d'enfoncement de la broche (10) , ledit dispositif à ancrage étant conformé en coin autoverrouillant s'opposant à tout effet d'arrachement en cas de choc important. 3. Broche à glace selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la première partie (12a) du tube (12) est agencée en tronc de cône creux, et que le filetage (36) en saillie comporte une succession de filets (36a,36b,...) uniformément répartis le long de la première partie (12a) tronconique. 4. Broche à glace selon la revendication 3, caractérisée en ce que la hauteur de chaque filet (36a,36b,...) est constante sur toute la longueur du filetage (36). 5. Broche à glace selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'angle de dépouille A du filetage (36) possède une valeur comprise dans une fourchette de un à dix degrés. 6. Broche à glace selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la première partie (12a) du tube (12) comporte une section transversale cylindrique constante et que l'angle de dépouille A du filetage (36) est obtenu par une augmentation progressive de la longueur des filets (36a,36b,...) au fur et à mesure du rapprochement avec le trépan (32). Broche à glace selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le profil de chaque filet (36a,36b,...) du filetage (36) comprend une arête supérieure (38) et une arête inférieure (40) réunies entre elles par un pli (42) convexe, que l'arête supérieure (38) s'étend successivement selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal (14) en étant réunie au corps de la première partie (12a) par une première zone de liaison (44) incurvée, que l'arête inférieure (40) est inclinée par rapport à l'axe longitudinal (14) en étant connectée au tube (12) par une deuxième zone de liaison (46) incurvée, et que le rayon de courbure de la première zone de liaison (44) est inférieur à celui de la deuxième zone de liaison (46). Broche à glace selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen (18) d'accrochage comporte une embase (20) montée avec jeu sur une surface à méplat (21) de la tête (16), ladite embase (20) étant dotée d'une surface de frappe (30) en forme de protubérance radiale, destinée à faciliter l'extraction de la carotte de glace du côté de la tête 16. Broche à glace selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'embase (20) comporte un prolongement (22) vrillé, ayant au moins un orifice (24) pour le passage d'un mousqueton ou d'un organe d'entraînement en rotation de la broche (10), et un axe (28) sur lequel est monté à rotation libre un bouton de préhension (26) en forme de molette. ). Broche à glace selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le tube (12) est réalisé en un matériau métallique de grande résistance mécanique, notamment de l'acier ou du titane.