Brevet FR2751233A1 — publié le 19980123

La présente invention concerne un dispositif de protection individuelle anti-chute et, plus particulièrement, un dispositif conçu pour arrêter automatiquement la chute d'une personne travaillant en hauteur. On connait des dispositifs de protection individuelle anti-chute coulissant sur un support, par exemple une corde, orienté verticalement et fixé à sa partie supérieure. Ces dispositifs sont reliés par une longe à l'opérateur qu'ils sont destinés à protéger d'une chute. A cet effet, ils sont conçus de façon à coulisser vers le haut et vers le bas le long du support, et à se bloquer sur celui-ci en cas de chute de l'opérateur. Il existe des modèles plus ou moins compliqués de tels dispositifs, entraînant une action de serrage d'un organe sur le support sous l'effet dynamique créé par la chute de l'opérateur relié au dispositif. Les modèles les plus perfectionnés présentent l'inconvénient de comporter des pièces fragiles et nombreuses. Dans l'ensemble ces dispositifs nécessitent une vigilance constante sur leur état de propreté car ils sont sensibles à la présence de débris et de poussières qui nuisent à l'efficacité de leur fonctionnement. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4923037 décrit un dispositif d'arrêt anti-chute à fonctionnement automatique, mobile le long d'un support vertical. Ce dispositif comprend une roue dentée montée pour tourner dans son logement, lequel est articulé à l'intérieur d'un logement extérieur et est contraint élastiquement dans le sens appliquant la roue dentée contre le support passant dans un canal vertical ménagé à la partie avant du logement extérieur. Lorsque le dispositif se déplace le long du support, la roue dentée est entraînée en rotation par sa friction sur celui-ci. Si la vitesse de descente du dispositif le long du support atteint une valeur prédéterminée, la vitesse de rotation correspondante de la roue dentée déclenche un mécanisme d'embrayage centrifuge qui stoppe la rotation de la roue dentée. La friction entre le support et la roue dentée immobilisée entraîne alors un pivotement du logement de celle-ci dans le sens qui assure le serrage du support entre la roue dentée et le logement extérieur et le blocage du dispositif sur le support. Dans ce dispositif, où la roue dentée sert à la fois de détecteur de la vitesse de déplacement du dispositif et d'organe de serrage, le système d'embrayage centrifuge, qui joue le rôle de déclencheur du serrage automatique, est un organe coûteux et fragile, sensible aux poussières. Par la demande de brevet français publiée sous le NO 2574511, on connait aussi un dispositif de serrage automatique sur une corde de sécurité. Ce dispositif comprend un galet mobile le long d'une rampe entre une position inférieure de repos dans laquelle il est écarté de la corde de sécurité et une position supérieure dans laquelle il serre la corde pour bloquer le dispositif sur celle-ci. Un levier, auquel est accrochée la longe reliée à l'utilisateur, engage le galet mobile sous l'effet dynamique d'une chute de l'utilisateur, pour l'amener dans sa position de serrage. Ce dispositif, de par la légèreté du galet de serrage qui peut monter le long de la rampe de guidage sous l'effet d'à-coups ou de vibrations, est d'une sensibilité de fonctionnement mal contrôlée et est susceptible de fonctionnements erratiques. La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif d'arrêt automatique de chute évitant les inconvénients mentionnés ci-dessus des dispositifs connus et présentant les avantages de simplicité, de robustesse et d'efficacité améliorée. A cette fin, le dispositif est réalisé par un petit nombre de pièces de formes simples, qui coopèrent entre elles pour mettre en oeuvre simultanément trois modes de déclenchement de l'effet de serrage sur le support - par accélération d'un organe détecteur situé sur l'organe de serrage et qui en amorce le mouvement de serrage, - par la réalisation de l'organe de serrage sous la forme d'une came de serrage montée de façon que la position de son centre de gravité par rapport à son axe de rotation provoque un effet inertiel, en cas de sollicitation brusque du dispositif vers le bas, qui entralne le mouvement serreur de la came, - par l'action d'un levier sous l'effet de la charge. Selon l'invention, le dispositif d'arrêt automatique de chute, qui coulisse sans opération supplémentaire sur un support d'assurage fixé à un point situé au-dessus du dit dispositif auquel est relié l'utilisateur ou une charge, est du type comportant un organe de serrage du support d'assurage et un organe détecteur d'un seuil d'accélération ou de vitesse de défilement du support d'assurage par rapport au dispositif. Il se caractérise en ce que l'organe détecteur, constitué par un galet ou un organe rotatif équivalent, et l'organe de serrage étant distincts, l'organe détecteur est monté sur l'organe de serrage et entraîne celui-ci dans le sens du serrage sous l'effet d'un couple résistant de niveau déterminé s'opposant à la rotation du galet, le dit couple résistant étant engendré par un moyen fixé sur l'organe de serrage et agissant à partir d'un seuil déterminé de vitesse ou d'accélération du support d'assurage dans le dispositif. Avantageusement, le moyen engendrant le couple résistant est constitué par un frotteur, appliqué contre le galet sous l'effet d'un ressort s'appuyant sur l'organe de serrage et engendrant un couple résistant croissant avec la vitesse du support dans le dispositif jusqu'à un seuil supérieur à un couple résistant antagoniste de la came. L'organe de serrage peut être constitué par une came pivotante à effet d'autoserrage avec le support d'assurage, sur laquelle le galet détecteur est situé de façon à être en contact de coopération avec le support pour une position déterminée de la came en l'absence d'une sollicitation de serrage appliquée à celle-ci, et de façon à quitter ce contact dès que la came amorce son action de serrage. Le centre de gravité de la came est placé par rapport à l'axe de rotation de celle-ci de façon à solliciter cette came, en association avec sa masse, dans le sens de son desserrage en l'absence d'une accélération donnée du dispositif vers le bas, et à solliciter la dite came dans le sens inverse en présence d'une telle accélération, à partir d'un seuil de celle-ci, pour engager l'action de serrage. Selon l'invention, pour réaliser le troisième effet de serrage, le dispositif comporte un levier d'actionnement par la charge qui coopère de façon unidirectionnelle avec la came par une butée, de sorte que cette came ne puisse être actionnée par ce levier que dans le sens provoquant le serrage. Selon un mode de réalisation préférentiel, un ressort de liaison monté sur l'axe d'articulation commun au levier et à la came comporte deux extrémités dont l'une s'applique en un point du boîtier du dispositif et l'autre s'applique à la came de façon à la solliciter en rotation dans le sens du desserrage de manière à l'appliquer constamment au contact du levier en l'absence d'une action positive d'immobilisation de celui-ci en position haute simultanément avec un phénomène entraînant la came en serrage. La masse de la came, associée au positionnement de son centre de gravité est calculée de façon à neutraliser l'action du ressort pour opérer un mouvement de serrage sous l'effet d'une accélération déterminée, vers le bas, de l'ensemble du dispositif. Dans tous les cas, l'amorçage de la rotation de la came dans le sens du serrage entralne la continuation automatique du mouvement de serrage par la configuration de la face en coopéràtion avec le cordage, provoquant un phénomène d'autoserrage jusqu'au blocage complet. Le levier d'actionnement est configuré et positionné de façon à pouvoir actionner ou accompagner la came sur la totalité de sa course de serrage jusqu'au blocage complet du cordage. Pour bien faire comprendre le dispositif selon l'invention, on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel la figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe verticale, d'un dispositif d'arrêt automatique selon la présente invention, représenté dans sa position de repos permettant son déplacement le long d'une corde d'assurage, la figure 2 est une vue du dispositif de la fugure 1 dans sa position d'arrêt, après déclenchement du serrage par déplacement du levier pivotant la figure 3 est une vue du dispositif de la figure 1 dans sa position d'arrêt, sans que le déclenchement du serrage ait été commandé par le levier ; et la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, mais montrant le dispositif verrouillé en position d'arrêt manuel volontaire (parking). En référence au dessin, le dispositif d'arrêt automatique désigné de façon générale en 1 est destiné à serrer une corde d'assurage verticale 2 qui le traverse. La corde 2 est fixée à son extrémité supérieure, et elle est pourvue d'un lest (non représenté) à son extrémité inférieure. Le dispositif 1 comporte un boîtier constitué de deux flasques latéraux 3 (dont un seul est visible au dessin) reliés par des entretoises 4, d'une paroi frontale 5 et d'une paroi arrière 6. A l'intérieur du boîtier est logée une came de serrage 7 montée pour pivoter autour d'un axe horizontal 8 porté par les flasques 3. Vers sa partie avant, la came 7 présente une surface de serrage arquée 9 et elle comporte, à sa partie supérieure avant, un galet de détection 10 monté fou sur un axe transversal 11 porté par la came 7. Dans l'espace ménagé entre la face intérieure de la paroi frontale 5 et l'extrémité avant de la came 7 circule la corde d'assurage 2 dont le mouvement relatif avec le dispositif 1 entraîne en rotation le galet détecteur 10. La rotation du galet 10 est freinée par un frotteur 12 qui engage la périphérie de ce galet sous la contrainte d'un ressort 13 appuyant sur le corps de la came 7. La force du ressort 13 est choisie de façon à appliquer au galet 10, à partir d'un seuil déterminé de la vitesse de rotation du galet, un couple résistant d'un niveau déterminé qui s'oppose à la rotation du galet et solidarise partiellement le galet 10 et la came 7. Un ressort 14, enroulé sur l'arbre 8 et s'appuyant d'une part sur la came 7 et d'autre part sur la paroi arrière 6, agit sur la came 7 pour maintenir celle-ci dans sa position représentée à la figure 1 où sa surface de serrage 9 n'engage pas la corde de sécurité 2 et où le galet détecteur 10 coopère avec cette corde 2. Un levier coudé 15, articulé à sa partie intermédiaire autour de l'axe 8, présente un bras qui fait saillie par une fente 16 de la paroi arrière 6, alors que l'extrémité 17 de son autre bras sert, dans la position haute du levier 15 en butée contre la paroi 6 (comme représenté à la figure 1), de butée pour la came 7 en position de desserrage. La disposition du galet 10 sur la came 7 est prévue pour que, dans cette position de butée de la came contre le levier 15, le galet 10 vienne en contact avec la corde 2. La came 7 est telle que son centre de gravité est placé par rapport à l'axe de rotation 8 de façon à solliciter cette came dans le sens de son desserrage en l'absence d'une accélération donnée du dispositif vers le bas, et à solliciter cette came dans le sens inverse par inertie en présence d'une telle accélération à partir d'un seuil déterminé de celle-ci en neutralisant alors l'action du ressort 14. Le bras du levier 15 qui traverse la fente 16 présente à son extrémité une ouverture 18 pour l'accrochage du mousqueton (non représenté) d'une longe associée à un ouvrier. On remarque que le levier 15 ne commande le déplacement de la came 7, par butée, que dans le sens du serrage. Cela évite toute action intempestive de desserrage par une manoeuvre maladroite ou inopportune de ce levier. Le fonctionnement du dispositif est le suivant, en supposant qu'il se trouve dans sa condition de non serrage représentée à la figure 1, le bras saillant du levier 15 étant en position haute puisque l'appareil 1, en raison de son poids, se trouve à un niveau plus bas que l'utilisateur. La came 7, comme on l'a indiqué plus haut, se trouve dans sa position desserrée, en appui contre la partie de butée. 17 du levier 15, lui-même en butée contre la paroi 6, sous l'effet combiné de la masse de la came et du ressort 14. Le dispositif 1 coulisse alors librement le long de la corde de sécurité 2, vers le haut ou vers le bas, selon le déplacement de l'utilisateur, en entralnant en rotation le galet 10. En cas de chute de l'utilisateur, un triple effet de déclenchement du serrage de la came 7 s'effectue de façon simultanée a) l'accélération brusque du mouvement de descente du dispositif 1 le long de la corde 2 est immédiatement détectée par le galet 100 dont la vitesse de rotation augmente jusqu'à ce que le couple résistant auquel il est soumis surmonte le couple résistant antagoniste de la came 7. Celle-ci pivote alors dans le sens horaire autour de l'arbre 8 de façon que sa surface de serrage 9 engage la corde 2 et la bloque contre la paroi 5 en immobilisant le dispositif. Comme on le voit à la figure 2, dès que la came 7 amorce son mouvement de serrage de la corde 2, le galet détecteur 10 cesse de collaborer avec celle-ci, et dans sa position de serrage maximum la came 7 engage une butée constituée par l'une des entretoises 4 afin de contrôler le serrage. b) La sollicitation brusque du dispositif 1 vers le bas, due à la chute, déclenche du fait de l'inertie de la came 7 un mouvement de pivotement de celle-ci dans le sens qui amorce le serrage de la corde 2. c) Sous l'effet de la charge en chute libre attelée à son extrémité 18, le levier 15 pivote dans le sens horaire en agissant par sa partie de butée 17 sur la came 7 pour l'amener dans sa position de serrage. Le levier 15 accompagne la came 7 sur la totalité de sa course de serrage jusqu'au blocage complet de la corde 2. Comme le levier 15 pivote librement sur l'axe 8, une immobilisation accidentelle de celui-ci dans sa position de repos de la figure 1 ne pourra s'opposer à ce que l'un des deux effets décrits ci-dessus en a) et b), ou les deux ensemble, exerce l'action de serrage. Ainsi qu'on l'a représenté à la figure 4, un dispositif de verrouillage du levier 15 en position bloquante, constitué par exemple par un cliquet 19 articulé en 20 sur le boltier et venant engager la face arrière du levier 15, permet de maintenir la came 7 dans sa position de blocage de la corde 2, en faisant ainsi office de frein de parking. Le boîtier du dispositif comporte un moyen d'ouverture (non représenté au dessin), tel que la position fermée du boîtier se trouve verrouillée par deux organes distincts, en nécessitant l'intervention de deux opérations volontaires successives pour ouvrir ce boltier. Pour les besoins de la description de la présente invention, on a adopté, de façon non limitative, comme support du dispositif un cordage et comme organe de serrage une came dont la gorge de serrage est profilée de façon à correspondre à la section du cordage dans une action d'autoserrage sur ce cordage. Pour les mêmes besoins, on a adopté pour le détecteur la formule d'un galet. On comprendra toutefois que, sans sortir du cadre de l'invention, le même système pourrait être construit, selon l'état de l'art, pour fonctionner sur un support constitué par un câble métallique ou par un profil rigide. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'arrêt automatique de chute, coulissant sans opération supplémentaire sur un support d'assurage (2) fixé à un point situé au-dessus du dit dispositif auquel est relié l'utilisateur ou une charge, ce dispositif comportant un organe de serrage (7) du support d'assurage (2) et un organe détecteur (10) d'un seuil d'accélération ou de vitesse de défilement du support d'assurage (2) par rapport au dispositif, caractérisé en ce que l'organe détecteur (10), constitué par un galet ou un organe rotatif équivalent, et l'organe de serrage (7) étant distincts, l'organe détecteur est monté sur l'organe de serrage (7) et entraîne celui-ci dans le sens du serrage sous l'effet d'un couple résistant de niveau déterminé s'opposant à la rotation du galet (10), ledit couple résistant étant engendré par un moyen (12,13) fixé sur l'organe de serrage (7) et agissant à partir d'un seuil déterminé de vitesse ou d'accélération du support d'assurage (2) dans le dispositif. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dit moyen engendrant le couple résistant est constitué par un frotteur (12), appliqué contre le galet (10) sous l'effet d'un ressort (13) s'appuyant sur l'organe de serrage (7) et engendrant un couple résistant croissant avec la vitesse du support d'assurage (2) dans le dispositif jusqu'à un seuil supérieur à un couple résistant antagoniste de l'organe de serrage (7j. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le dit organe de serrage est constitué par une came pivotante (7) à effet d'autoserrage avec le support d'assurage (2), sur laquelle le galet détecteur (10) est situé de façon à être en contact de coopération avec le support (2) pour une position déterminée de la came (7) en l'absence d'une sollicitation de serrage appliquée à celle-ci, et de façon à quitter ce contact dès que la came (7) amorce son action de serrage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la course de la came (7) dans le sens du desserrage est limitée par une butée (17) qui détermine une position du galet de détection (10) permettant à celui-ci d'être entraîné par le mouvement relatif du support d'assurage (2), un ressort (14) prenant appui sur le boîtier du dispositif et s'appliquant sur cette came (7) pour la solliciter dans le sens du desserrage jusqu'à ce qu'elle atteigne sa position de butée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le centre de gravité de la came (7) est placé par rapport à l'axe de rotation (8) de celle-ci de façon à solliciter cette came (7), en association avec sa masse, dans le sens de son desserrage en l'absence d'une accélération donnée du dispositif vers le bas, et à solliciter la dite came (7) dans le sens inverse en présence d'une telle accélération, à partir d'un seuil de celle-ci, dans une mesure suffisante pour neutraliser l'action du ressort (14) qui s'y applique, pour engager l'action d'autoserrage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un levier (15) d'actionnement par la charge, qui coopère de façon unidirectionnelle avec la came (7) par une butée (17) de sorte que la came (7) ne puisse être actionnée par ce levier (15) que dans le sens provoquant le serrage. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la butée de course de la came (7) dans le sens du desserrage est assurée par l'intermédiaire du levier d'actionnement (15) au moyen d'une butée de celui-ci sur le boîtier du dispositif, de sorte que, en association avec le ressort (14) appliqué à la came (7), on obtienne un contact continu du levier (15) et de la came (7) en l'absence d'une action sur le levier (15) empêchant celui-ci de suivre la came (7) dans un mouvement de serrage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un organe (19) verrouillant, en cas de besoin la position de serrage de la came (7).