Brevet FR2727026A1 — publié le 19960524

DISPOSITIF D'ASSURANCE AUTOMATIQUE La présente invention concerne les dispositifs utilisés pour retenir un grimpeur en cas de chute le long d'une paroi, en particulier le long d'un mur d'escalade d'entrainement. Les dispositifs d'assurance actuellement utilisés comprennent généralement un lien souple tel qu'une corde, passant dans un anneau supérieur, un premier brin redescendant vers le grimpeur, un deuxième brin redescendant vers un compagnon chargé d ' assurer le grimpeur en retenant la corde en cas de chute du grimpeur. Ces dispositifs sont particulièrement simples, mais nécessitent la présence d'un compagnon, qui doit conserver une vigilance suffisante pour retenir efficacement la corde en cas de chute. Le compagnon doit, pour cela, maintenir en permanence la corde selon une tension appropriée, pour éviter la présence d'une longueur excessive de corde. En effet, en cas de chute, le grimpeur n'est pas freiné pendant une chute égale à ladite longueur excessive de corde, de sorte qu'il prend alors une vitesse rendant plus difficile son blocage ultérieur. I1 en résulte que 1 'assurance par un compagnon est une opération fastidieuse et délicate, qui exclut toute autre opération simultanée, et qui requiert une expérience suffisante du compagnon. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un dispositif permettant de réaliser l'assurance de manière automatique, sans intervention d'un compagnon. Le dispositif doit ainsi réaliser de manière automatique l'ensemble des fonctions que l'on attend d'un système d'assurance, à savoir - maintenir en permanence une tension appropriée du lien souple, pendant le fonctionnement lors d'une étape de grimpée, - retenir efficacement le grimpeur en cas de chute, pour éviter que le grimpeur prenne de la vitesse et tombe sur le sol en se blessant, - permettre la redescente du grimpeur à vitesse lente et en toute sécurité, soit après une chute, soit en fin d'étape de grimpée, - se mettre automatiquement en position de montée dès qu'un grimpeur entreprend l'escalade de la paroi en étant accroché à l'extrémité du lien souple. Le dispositif selon l'invention doit présenter une fiabilité appropriée, permettant d'assurer la sécurité dans toutes les étapes du fonctionnement. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, un dispositif d'assurance selon l'invention, pour retenir un grimpeur en cas de chute, comprend - un bâti fixe, - un tambour rotatif autour d'un arbre porté par le bâti, - un moteur et une transmission mécanique pour entraîner positivement en rotation l'arbre et le tambour, - un lien souple tel que corde ou câble, dont une première extrémité s'attache au tambour et s'enroule sur celui-ci, et dont l'autre extrémité est destinée à être solidarisée au grimpeur, - des moyens de réserve intermédiaire de lien souple, placés en sortie du tambour rotatif, et adaptés pour contenir une réserve de lien souple variable entre une longueur maximale de lien souple et une longueur minimale de lien souple, en conservant sur le lien souple une tension appropriée, - des moyens de détection de longueur de réserve, adaptés pour produire des signaux commandant la rotation du moteur de façon à provoquer la rotation du moteur dans le sens de l'enroulement lorsque la longueur de réserve atteint une longueur maximale de réserve de lien souple, provoquer la rotation du moteur dans le sens du déroulement lorsque la longueur de réserve atteint une longueur minimale de réserve de lien souple, provoquer l'arrêt du moteur lorsque la longueur de réserve atteint une longueur intermédiaire appropriée de réserve de lien souple. Selon un mode de réalisation avantageux, par sa simplicité, les moyens de réserve intermédiaire de lien souple comprennent un bras dont une première extrémité est articulée autour d'un axe horizontal fixe, pour pivoter librement sous l'action de la pesanteur, et dont une portion distante de la première extrémité porte un guide de renvoi sur lequel coulisse une portion intermédiaire de lien souple, de sorte que le lien souple provoque le pivotement du bras à l'encontre de la pesanteur entre une première position extrême basse correspondant à la longueur maximale de réserve de lien souple et une seconde position extrême haute correspondant à la longueur minimale de réserve de lien souple. Selon une variante de l'invention, les moyens de réserve intermédiaire de lien souple comprennent un bras dont une première extrémité est articulée autour d'un axe fixe et sollicitée par des moyens de rappel élastiques, et dont une portion distante de ladite première extrémité porte un guide de renvoi sur lequel coulisse une portion intermédiaire du lien souple, de sorte que le lien souple provoque le pivotement du bras à l'encontre du couple exercé par les moyens de rappel élastiques entre une première position extrême correspondant à la longueur maximale de réserve de lien souple et une seconde position extrême correspondant à la longueur minimale de réserve de lien souple. Dans l'un et l'autre des cas, les moyens de détection de longueur de réserve comprennent - un premier détecteur de position de bras, produisant un premier signal lorsque le bras atteint sa première position extrême, ou position de déclenchement de montée, - un second détecteur de position de bras, produisant un second signal lorsque le bras atteint sa seconde position extrême, ou position de déclenchement de descente, - un troisième détecteur de position de bras, produisant un troisième signal lorsque le bras atteint une position intermédiaire appropriée, ou position d'attente, - des moyens de comnande de moteur, recevant les signaux des détecteurs de position de bras et commandant la rotation à l'enroulement du moteur à réception du premier signal, la rotation au déroulement du moteur à réception du second signal, et l'arrêt du moteur à réception du troisième signal. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un dispositif d'assurance automatique selon un premier mode de réalisation de l'invention, en position d'attente - la figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1, en position de déclenchement de montée - la figure 3 est une vue de côté du dispositif de la figure 1, en position de déclenchement de descente - la figure 4 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 - la figure 5 est une vue de côté du dispositif de la figure 1, en position de double déclenchement de montée ; et - la figure 6 est une vue schématique de côté d'un dispositif d'assurance automatique selon un second mode de réalisation de l'invention. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, le dispositif d'assurance selon l'invention comprend un bâti 1 fixe, par exemple posé et fixé sur le sol en bas de la course de grimpée. Un tambour 2 est monté rotatif autour d'un arbre 3 porté par le bâti 1. Un moteur 4 permet d'entraîner positivement en rotation l'arbre 3 et le tambour 2 par 1' intermédiaire d'une transmission mécanique 5, sélectivement dans l'un et l'autre des sens de rotation. Un lien souple 6 tel qu'une corde ou un câble s'enroule et s 'attache par une première extrémité sur le tambour 2. Son autre extrémité 7 est destinée à être solidarisée au grimpeur 30 pour assurer sa sécurité lors de son ascension du mur d'escalade 31. Des moyens de réserve intermédiaire de lien souple sont placés en sortie du tambour 2 rotatif. Dans le mode de réalisation représenté, ces moyens de réserve intermédiaire de lien souple comprennent un bras 8 dont une première extrémité 9 est articulée autour d'un axe horizontal fixe, par exemple autour de l'arbre 3 du tambour 2, pour pivoter librement sous l'action de la pesanteur, et dont une portion 10 distante de ladite première extrémité 9 porte un guide de renvoi 11 sur lequel coulisse une portion intermédiaire du lien souple 6, de sorte que, en fonction de sa longueur, le lien souple 6 provoque le pivotement du bras 8 à l'encontre de la pesanteur entre une première position extrême basse, illustrée sur la figure 2, correspondant à une longueur maximale de réserve de lien souple 6, et une seconde position extrême haute, illustrée sur la figure 3, correspondant à une longueur minimale de réserve de lien souple. Le dispositif comprend en outre des moyens de détection de longueur de réserve, comportant notamment un premier détecteur 12 de position de bras, un second détecteur 13 de position de bras, un troisième détecteur 14 de position de bras. Les détecteurs 12, 13, 14 de position de bras produisent des signaux transmis à des moyens de commande de moteur, qui commandent la rotation du moteur 4 en fonction des signaux reçus. Le premier détecteur 12 de position de bras est positionné et adapté pour produire un premier signal lorsque le bras 8 atteint sa première position extrême basse illustrée sur la figure 2, ou position de déclenchement de montée. Le second détecteur 13 de position de bras est positionné et adapté pour produire un second signal lorsque le bras 8 atteint sa seconde position extrême haute illustrée sur la figure 3, ou position de déclenchement de descente. Le troisième détecteur 14 de position de bras est positionné et adapté pour produire un troisième signal lorsque le bras 8 est en une position intermédiaire appropriée illustrée sur la figure 1, ou position d'attente. A réception du premier signal, les moyens de commande provoquent la rotation du moteur 4 dans le sens assurant l'enroulement du lien souple 6 sur le tambour 2. A réception du second signal, les moyens de commande provoquent la rotation du moteur 4 dans le sens assurant le déroulement du lien souple 6 hors du tambour 2. A réception du troisième signal, les moyens de commande provoquent l'arrêt du moteur 4. L'arrêt du moteur 4 peut être assuré de manière plus rapide en prévoyant de coupler le moteur 4 avec un frein électromagnétique 15, actionné par le troisième signal ou par tout autre signal d'arrêt de rotation. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, le bras 8 comprend deux segments articulés l'un à l'autre, à savoir un premier segment 81, et un second segment 82. Le premier segment 81 pivote autour de l'arbre 3. Le second segment 82 pivote autour d'un axe 83 prévu à l'extrémité libre du premier segment 81. Le second segment 82 comprend le guide de renvoi 11 dans lequel coulisse une portion intermédiaire du lien souple 6. Le premier segment 81 comprend également un guide de renvoi, par exemple constitué par l'axe 83, sur lequel coulisse également le lien souple 6. Un quatrième détecteur 16 de position de bras est prévu sur le bâti 1, en une position lui permettant d'être sensible à la présence de l'extrémité du second segment 82 lorsque celui-ci est en une position extrême basse, comme illustré sur la figure 5, ou position de double déclenchement de montée. A réception du quatrième signal, les moyens de commande provoquent la rotation du moteur 4 dans le sens assurant l'enroulement du lien souple 6 sur le tambour 2. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, le dispositif d'enroulement du lien souple 6, comprenant le moteur 4, le tambour 2, le bâti 1, le bras 8, est placé en position basse, par exemple à la base d'un mur d'escalade, et fixé au sol. Entre le tambour d'enroulement 2 et l'extrémité 7 destinée à accrocher le grimpeur, le lien souple 6 passe sur une poulie supérieure de renvoi 17, montée folle sur un axe 18 fixe, et positionnée en haut de la course de grimpée. Ainsi, une traction vers le bas exercée par le tambour 2 sur le brin de lien souple 6 situé entre la poulie supérieure de renvoi 17 et le tambour 2 provoque une traction vers le haut de l'extrémité 7 d'accrochage du lien souple 6. Dans ce mode de réalisation, le fonctionnement du dispositif d'assurance automatique comprend les étapes ci-après. En position d'attente illustrée sur la figure 1, le moteur 4 est à l'arrêt. Le poids du bras 8 maintient une tension appropriée sur le lien souple 6. Lorsque le grimpeur 30 se déplace vers le haut du mur d'escalade 31, le bras 8 s'abaisse progressivement jusqu'à atteindre la position de déclenchement de montée illustrée sur la figure 2. Dans cette position, le bras 8 est détecté le premier détecteur 12 de position de bras, produisant un premier signal envoyé aux moyens de commande qui provoquent la rotation du moteur 4 dans le sens de 1' enroulement du lien souple 6 sur le tambour 2. Par cet enroulement, la longueur du lien souple 6 diminue, et le bras 8 se relève progressivement jusqu'à sa position d'attente illustrée sur la figure 1.Dans cette position, le bras 8 est détecté par le troisième détecteur 14 de position de bras, qui produit un troisième signal envoyé aux moyens de commande de moteur qui provoquent l'arrêt du moteur 4. Si le grimpeur 30 poursuit sa progression vers le haut, le bras 8 redescend progressivement jusqu'à sa position de déclenchement de montée illustrée sur la figure 2, et le moteur 4 est remis en rotation pour enrouler une longueur supérieure de lien souple 6 jusqu'à la position d'attente de la figure 1. Dans le cas d'une traction exercée par le grimpeur 30 sur l'extrémité 7 du lien souple 6, soit une traction volontaire, soit une traction résultant d'une chute du grimpeur, le bras 8 pivote jusqu'à sa seconde position extrême de la figure 3, ou position de déclenchement de descente. Dans cette position, le lien souple 6 est tendu entre le tambour 2 et son extrémité d'accrochage 7, et interdit donc la chute du grimpeur. Dans la position de déclenchement de descente de la figure 3, le bras 8 est détecté par le second détecteur 13 de position de bras, produisant un second signal provoquant la rotation du moteur 4 dans le sens du déroulement, pour dévider selon une vitesse appropriée limitée le lien souple 6 hors du tambour 2. De cette façon, le grimpeur pendu au lien souple 6 redescend lentement jusqu'au sol. Lorsque le grimpeur 30 atteint le sol, le bras 8 redescend jusqu'à la position d'attente de la figure 1, position dans laquelle le troisième détecteur 14 de position de bras provoque l'arrêt du moteur 4. Le bras 8 à deux segments 81 et 82, tel qu'illustré sur les figures 1 à 5, permet une double sécurité. En effet, il est important que le lien souple 6 soit enroulé de façon constante lorsque le grimpeur 30 monte, pour éviter qu'une longueur trop importante de lien souple 6 soit laissée avant que, lors d'une chute, le grimpeur 30 soit retenu par la tension du lien souple 6 par le tambour 2. Pour cela, si le premier détecteur 12 de position de bras est défaillant, il ne provoque pas la rotation du moteur 4 lorsque le bras 8 atteint sa première position extrême ou position de déclenchement de montée illustrée sur la figure 2. Le bras 8 poursuit alors sa progression vers le bas, au-delà de sa première position extrême, par pivotement du second segment 82 jusqu'en position de double déclenchement de montée illustrée sur la figure 5, position dans laquelle le second segment 82 est détecté par le quatrième détecteur 16 de position de bras, qui provoque également la rotation du moteur 4 dans le sens de l'enroulement du lien souple 6 sur le tambour 2. Si l'on veut réaliser une double sécurité en cas de défaillance du second détecteur 13 de position de bras, on peut prévoir par exemple un détecteur de fin de course de grimpeur 19, comme illustré sur les figures 1, 2, 3 et 5, adapté pour produire un signal de fin de course lorsque le grimpeur 30 atteint une position extrême haute prédéterminée. Ce détecteur de fin de course de grimpeur 19 comprend par exemple un levier 20 pivotant autour d'un axe fixe 21 et placé juste au-dessous de la poulie supérieure de renvoi 17. Le levier 20 est actionné par le grimpeur 30 lorsqu'il arrive à proximité de la poulie supérieure de renvoi 17. Lors de son pivotement en direction de la poulie supérieure de renvoi 17, le levier 20 actionne un détecteur de levier 22 qui produit le signal de fin de course envoyé aux moyens de commande d'alimentation du moteur 4, pour provoquer la rotation du moteur 4 dans le sens du dévidement de lien souple 6 hors du tambour 2. En alternative, le signal de fin de course peut provoquer l'arrêt du moteur 4, avec ou sans émission d'un signal d'alerte perceptible par les utilisateurs. Comme illustré sur la figure 4, le bras 8, formé de deux segments 81 et 82, peut être constitué en réalité de deux bras généralement parallèles reliés par les guides de renvoi 11 et 83, et écartés l'un de 1 'autre d'une distance légèrement supérieure à la largeur du tambour 2. De cette façon, le lien souple 6 peut s'enrouler librement sur toute la largeur du tambour 2. Les guides de renvoi 11 et 83 peuvent avantageusement comprendre chacun deux traverses généralement paralleles, reliées à leurs extrémités, et entre lesquelles passe le lien souple 6. La figure 6 illustre un mode de réalisation simplifié, dans lequel le bras 8 comprend un seul segment, articulé autour de l'arbre 3, et portant à son extrémité libre le guide de renvoi 11. La figure illustre les trois positions principales du bras 8, à savoir la première position extrême basse de déclenchement de montée, représentée en traits pleins à proximité du premier détecteur 12 de position de bras, la seconde position extrême haute de déclenchement de descente à proximité du second détecteur 13 de position de bras, la position intermédiaire à proximité du troisième détecteur 14 de position de bras, en traits mixtes. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'enroulement du lien souple 6 comprenant le moteur 4, le tambour 2, le bâti 1, le bras 8, est placé et fixé en position haute, en haut de la course de grimpée, c'est-à-dire en haut du mur d'escalade 31. En fonctionnement, dans tous les modes de réalisation, la vitesse de rotation du moteur 4 est choisie de façon que la rotation du tambour 2 à l'enroulement enroule le lien souple 6 selon une vitesse au moins égale à la progression la plus rapide d'un grimpeur, par exemple entre 0,3 et 1 mètre par seconde. La vitesse du moteur 4 au déroulement peut être du même ordre. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'assurance pour retenir un grimpeur en cas de chute, caractérisé en ce qu'il comprend - un bâti (1) fixe, - un tambour (2) rotatif autour d'un arbre (3) porté par le bâti (1), - un moteur (4) et une transmission mécanique (5) pour entraîner positivement en rotation l'arbre (3) et le tambour (2), - un lien souple (6) tel que corde ou câble, dont une première extrémité s'attache au tambour (2) et s'enroule sur celui-ci, et dont l'autre extrémité (7) est destinée à être solidarisée au grimpeur, - des moyens de réserve intermédiaire (8) de lien souple, placés en sortie du tambour (2) rotatif, et adaptés pour contenir une réserve de lien souple variable entre une longueur maximale de lien souple et une longueur minimale de lien souple, en conservant sur le lien souple (6) une tension appropriée, - des moyens de détection (12, 13, 14) de longueur de réserve, adaptés pour produire des signaux commandant la rotation du moteur (4) de façon a: provoquer la rotation du moteur (4) dans le sens de l'enroulement lorsque la longueur de réserve atteint une longueur maximale de réserve de lien souple, provoquer la rotation du moteur (4) dans le sens du déroulement lorsque la longueur de réserve atteint une longueur minimale de réserve de lien souple, provoquer l'arrêt du moteur (4) lorsque la longueur de réserve atteint une longueur intermédiaire appropriée de réserve de lien souple. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réserve intermédiaire de lien souple comprennent un bras (8) dont une première extrémité (9) est articulée autour d'un axe horizontal fixe (3), pour pivoter librement sous l'action de la pesanteur, et dont une portion (10) distante de la première extrémité (9) porte un guide de renvoi (11) sur lequel coulisse une portion intermédiaire de lien souple (6), de sorte que le lien souple (6) provoque le pivotement du bras (8) à 1 'encontre de la pesanteur entre une première position extrême basse correspondant à la longueur maximale de réserve de lien souple (6) et une seconde position extrême haute correspondant à la longueur minimale de réserve de lien souple (6). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réserve intermédiaire de lien souple comprennent un bras (8) dont une première extrémité est articulée autour d'un axe fixe (3) et sollicitée par des moyens de rappel élastiques, et dont une portion distante (10) de ladite première extrémité porte un guide de renvoi (11) sur lequel coulisse une portion intermédiaire du lien souple (6), de sorte que le lien souple (6) provoque le pivotement du bras (8) à l'encontre du couple exercé par les moyens de rappel élastiques entre une première position extrême correspondant à la longueur maximale de réserve de lien souple (6) et une seconde position extrême correspondant à la longueur minimale de réserve de lien souple (6). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de détection de longueur de réserve comprennent - un premier détecteur (12) de position de bras, produisant un premier signal lorsque le bras (8) atteint sa première position extrême, - un second détecteur (13) de position de bras, produisant un second signal lorsque le bras (8) atteint sa seconde position extrême, - un troisième détecteur (14) de position de bras, produisant un troisième signal lorsque le bras (8) atteint une position intermédiaire appropriée, - des moyens de commande de moteur, recevant les signaux des détecteurs (12, 13, 14) de position de bras et commandant la rotation à l'enroulement du moteur (4) à réception du premier signal, la rotation au déroulement du moteur (4) à réception du second signal, et l'arrêt du moteur (4) à réception du troisième signal. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que - le bras (8) comprend deux segments (81, 82) articulés l'un à l'autre, chaque segment (81, 82) comportant un guide de renvoi (11, 83) sur lequel coulisse une portion intermédiaire du lien souple (6), - un quatrième détecteur (16) de position de bras produit un quatrième signal lorsque le segment d'extrémité (82) de bras est en une position de double déclenchement de montée, au-delà de la première position extrême de bras, - les moyens de commande de moteur commandent la rotation du moteur (4) à 1 'enroulement à réception du quatrième signal. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un détecteur de fin de course de grimpeur (19), adapté pour produire un signal de fin de course lorsque le grimpeur atteint une position extrême haute prédéterminée, ledit signal de fin de course provoquant soit l'arrêt de rotation du moteur (4) soit la rotation du moteur (4) dans le sens du dévidement de lien souple (6) hors du tambour (2). 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bâti (1) est fixé au sol, et le lien souple (6) passe dans une poulie de renvoi supérieure (17) positionnée en haut de la course de grimpée. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bâti (1) est fixé en haut de la course de grimpée. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le moteur (4) est associé à un frein électromécanique (15) assurant son blocage rapide à réception d'un signal d'arrêt de rotation.