FR2921842A1 - Dispositif de fixation a ventouse et dispositif de locomotion a ventouses associe. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne le domaine des appareils pour grimper sur des surfaces planes et a plus particulièrement pour objet un dispositif de fixation par ventouse apte notamment à permettre la suspension d'une personne en position fixe contre une paroi et comportant une ventouse pneumatique (1), une pompe à vide (2) et un étrier (3), la pompe à vide (2) étant solidaire de l'étrier (3) par une première liaison mécanique (11) et de la ventouse par une seconde liaison mécanique (28), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif anti-ripage, et un dispositif de locomotion par ventouses associé.

Description

L'invention concerne le domaine des appareils pour grimper sur des surfaces planes et a plus particulièrement pour objet un dispositif de fixation par ventouse et un dispositif de locomotion à ventouses associé. A ce titre, on connaît la demande de brevet JP6007469 qui décrit un dispositif de locomotion à ventouses sur surface plane comportant quatre ventouses, deux pour les mains et deux pour les pieds ayant chacun une vanne de sélection trois voies, la tige de chacune de ces vannes étant connectée à une poignée pour les mains ou à une pédale pour les pieds. Ces vannes sont connectées à un réseau à dépression généré par une pompe à vide.

Un tel dispositif présente l'inconvénient de n'être pas autonome c'est-à-dire de nécessiter la présence d'une source de vide donc d'une alimentation électrique pour alimenter une pompe à vide et la nécessité de longueurs de tuyaux importantes puisque la pompe doit rester au niveau du sol impliquant des risques de dégradation notable.

Pour pallier cet inconvénient, on connaît des dispositifs de locomotion de ce genre utilisant des ventouses magnétiques. Ce dispositif est entièrement autonome et un homme peut monter sur toute surface plane magnétique avec un tel équipement. Il est cependant lourd, environ 15kg et ne peut être utilisé que sur des surfaces planes magnétiques se qui est de plus en plus rarement le cas, les bateaux étant construits principalement en matière composite amagnétique. On connaît par ailleurs le brevet chinois CN1068404 qui décrit un dispositif de fixation par ventouse sur une paroi apte notamment à permettre la suspension d'une personne en position fixe contre une paroi et comportant une ventouse pneumatique, une pompe à vide et un étrier et caractérisé en ce que la pompe à vide est constituée d'un tube rigide en forme de L inversé solidaire de la ventouse et dont la base du L pénètre à l'intérieur de la ventouse tandis que la partie principale du L s'étend parallèlement à la surface de la ventouse et vers le bas et à l'intérieur duquel est disposé un piston mobile dont la tige est relié à un étrier. Une tige est fixée à la partie principale de tube rigide, perpendiculaire à cette dernière et parallèlement à l'axe de la ventouse et permet un maintien de cette dernière dans le plan de la paroi. Ce dispositif présente l'inconvénient de présenter d'une part un positionnement délicat, la ventouse glissant fréquemment lors de sa mise en contact avec la paroi et, d'autre part la nécessité d'avoir un tube long ou volumineux ce qui le rend lourd en encombrant. Le but de l'invention est de résoudre ces inconvénients en proposant un dispositif de fixation par ventouse apte notamment à permettre la suspension d'une personne en position fixe contre une paroi et comportant une ventouse pneumatique, une pompe à vide et un étrier, la pompe à vide étant solidaire de l'étrier par une première liaison mécanique et de la ventouse par une seconde liaison mécanique et caractérisé en qu'il comporte un dispositif anti-ripage. Ainsi lorsque la ventouse est positionnée contre une paroi verticale et que 10 l'utilisateur commence à tirer sur l'étrier, la ventouse ne tombe pas grâce à la présence du dispositif anti-ripage. Selon une caractéristique additionnelle, la seconde liaison mécanique est solidarisée à la ventouse par une articulation. Selon une caractéristique particulière permettant, via le dispositif anti-ripage, le 15 report d'une partie du poids de l'utilisateur sur ladite paroi verticale et éventuellement la transformation d'une partie du poids de l'utilisateur en force horizontale exercée sur la ventouse, et donc une diminution de la force de maintien au niveau de la ventouse et donc une diminution du volume, et du poids de la pompe à vide, un dispositif selon l'invention comporte au moins l'une des caractéristiques suivantes : 20 - le plan d'accrochage de dispositif anti-ripage comporte d'une part un levier et, d'autre part, un pivot, ce dernier étant apte à entrer en contact avec ladite paroi, - l'articulation comporte un axe de rotation et lorsque la surface d'accrochage de la ventouse et ledit pivot sont dans un même premier plan, le plan parallèle 25 audit premier plan et passant par l'axe de rotation de l'articulation et le plan parallèle audit premier plan et passant par ladite première liaison mécanique sont décalés, la seconde liaison mécanique est constituée d'au moins un levier solidaire d'un élément ou d'une branche se terminant en pointe ou apte à supporter un 30 élément en forme de pointe, ou de tampon, l'extrémité de cette branche ou de cet élément étant apte à être positionnée sous la ventouse et dans le plan de cette dernière et apte à entrer en contact avec la paroi selon une direction Y inclinée vers le bas par rapport à l'horizontale lorsque la ventouse est fixée sur une paroi verticale, la seconde liaison mécanique comporte une partie en forme de U couché dont la base comporte une pointe ou est apte à supporter un élément en forme de pointe, ou de tampon, l'extrémité de cette pointe ou ce tampon étant apte à être positionné sous la ventouse et dans le plan de cette dernière et apte à entrer en contact avec la paroi selon une direction Y inclinée vers le bas par rapport à l'horizontale lorsque la ventouse est fixée sur une paroi verticale, - le matériau constitutif de ladite pointe ou du tampon est du tungstène ou de l'élastomère, .le dispositif anti-ripage comporte un support possédant deux branches au bout de chacune desquelles est fixée une partie conique se terminant en pointe. Selon une caractéristique particulière permettant de faciliter l'accrochage de la ventouse contre une paroi la pompe à vide comporte un piston double étage par exemple comportant un premier piston, comportant une tête de diamètre inférieur à celui de l'enveloppe et connecté par ladite première liaison mécanique à l'étrier, et un second piston comportant notamment une surface externe de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de l'enveloppe et apte à assurer l'étanchéité avec cette dernière et une surface interne de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la tête du premier piston, cette dernière étant apte à assurer l'étanchéité avec ladite surface interne du second piston .

Selon une caractéristique particulière, une poignée est solidaire de la 25 ventouse ou de ladite seconde liaison mécanique. L'invention concerne aussi un dispositif de locomotion à ventouses comportant deux dispositifs de fixation à ventouse selon l'invention. L'alternance de l'utilisation de chacun des deux dispositifs selon l'invention permet à un homme de grimper ou de descendre sur des surfaces présentant des portions plates voire 30 irrégulières et non poreuses comme par exemple le crépi peint d'une maison, la coque d'un bateau, ou des vitres.

D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront dans la description de modes particuliers de réalisation de l'invention au regard des figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 montre un schéma général d'un dispositif de fixation par ventouse selon le mode de réalisation décrit de l'invention, - la figure 2 montre un schéma d'une vue de côté du mode de réalisation présenté sur la figure 1, - la figure 3 montre un schéma de la liaison mécanique articulée entre la ventouse pneumatique et la pompe à vide selon ce mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 montre un schéma d'un exemple de réalisation du piston de la pompe à vide, - les figures 5 et 6 présentent deux autres variantes de réalisation de l'invention.

La figure 1 montre un schéma général d'un dispositif de fixation par ventouse comportant une ventouse pneumatique 1, une pompe à vide 2 et un étrier 3, la pompe à vide possédant une enveloppe rigide 4 à l'intérieur de laquelle se trouve un piston mobile 5 délimitant avec l'enveloppe 4, une première chambre 6 située d'un premier côté 7 du piston 5 et reliée par un tuyau 8 à la ventouse 1 et une seconde chambre 9 située du second côté 10 du piston 5, ce dernier côté 10 du piston 5 étant relié par une première liaison mécanique 11 à l'étrier 3. Le piston 5 comporte une tête 15 et une tige 16. La pompe à vide 2 comporte en outre des moyens de rappel 12 disposés dans la seconde chambre 9 et constitués par un ressort dont l'une des extrémités repose contre ledit second côté 10 du piston tandis que l'autre extrémité repose contre la base 14 de l'enveloppe. La figure 2 montre un schéma d'une vue de côté du mode de réalisation présenté sur la figure 1.

La ventouse pneumatique 1 a, de façon connue, une forme cylindrique avec une base 20, et une partie annulaire 21 dont l'extrémité 22 opposée à la base 20 comporte un joint 23 en élastomère comportant une excroissance annulaire destinée à être positionnée dans une gorge correspondante pratiquée dans ladite partie annulaire 21 et permettant son maintien. Une bride 24 est solidaire de la base 20 de la ventouse est positionnée dans sa partie médiane 25. La partie supérieure 26 de la pompe à vide 2 comporte aussi une bride 27 et une liaison mécanique articulée 28, présentée en détail sur la figure 3, relie la ventouse pneumatique 1 à la pompe à vide 2.

L'étrier comporte une base 30 en forme de U. Chaque extrémité 31 de la base 30 comporte une chape 32 supportant un axe 33 sur lequel est montée une roue 34 libre en rotation et comportant une bande de roulement en élastomère. Ces roues destinées à entrer en contact avec la paroi sur laquelle doit être fixée la ventouse, ont une fonction de guidage. Cette base 30 comporte en outre une plaque, non représentée, solidaire des deux branches du U et destinée à recevoir la semelle de la chaussure de l'utilisateur et deux arceaux 35, 36 destinés à entrer en contact avec le dessus de la chaussure et permettant le maintient de cette dernière dans l'étrier 3. L'étrier est fixé à la liaison mécanique 11 solidaire du piston 5 par l'un des arceaux. En l'occurrence, la liaison mécanique est constituée par une chaîne comportant un mousqueton à chacune de ses extrémités et l'un des mousquetons est fixé à une boucle métallique soudée sur l'un des arceaux qui est lui-même réalisé, dans ce mode de réalisation,en matériau métallique. Comme montré sur la figure 3, la liaison mécanique articulée 28 entre la ventouse pneumatique 1 et la pompe à vide 2, est constituée par une barre rigide 40 comportant une chape 41 à chacune de ses extrémités, l'une étant destinée, via un premier axe 101, à coopérer avec la bride 24 solidaire de la ventouse pour former une première articulation 98, et l'autre destinée, via un second axe 102, à coopérer avec la bride 27 solidaire de la pompe à vide pour former une seconde articulation 99.

Une poignée 42 est fixée à la barre rigide 40 par l'intermédiaire d'une chape 43 et d'une bride 44 soudée sur la barre 40. Un dispositif anti-ripage est aussi fixé sur cette barre rigide 40. Il comporte un support 45 possédant deux branches au bout de chacune desquelles est fixée, par filetage, une partie conique 46 se terminant en pointe 47. Ces pointes 47 qui peuvent par exemple être en tungstène ou dans un matériau élastomère, sont destinées à être positionnées contre la paroi sur laquelle la ventouse doit être fixée . Comme montré sur la figure 2, lorsque la ventouse est plaquée contre la paroi 100, l'extrémité, de part la masse propre de la pompe et de l'étrier et de la présence de l'articulation 98, l'extrémité de chacune des pointes 47 se retrouve aussi contre la paroi. Dans cette position la barre 40 est inclinée d'un angle a par rapport au plan de la paroi et forme un levier tandis que les embouts des pointes forment des pivots du levier. La force verticale correspondant au poids P de la pompe, de l'étrier et éventuellement de l'utilisateur, est transformée par le levier et les pivots en une force F exercée sur l'axe 101 de l'articulation 98 perpendiculaire au plan de la paroi, donc, dans ce cas de figure, horizontale et en une force s'exerçant sur la paroi via lesdites pointes. Il n'y ainsi plus de risque de ripage de la ventouse. En outre, comme une partie du poids est reporté sur la paroi via lesdits embouts des pointes 47. Par conséquent, par rapport à un dispositif selon le brevet chinois susmentionné, un dispositif selon l'invention pourra comporter des ventouse plus petites ou une et/ou une pompe à vide moins encombrante, donc un dispositif global moins encombrant. La figure 4 montre un schéma d'un exemple de réalisation du piston de la pompe à vide.

Le piston 50 présenté est un piston double étage comportant un premier piston 51 et un second piston 60. Le premier piston 51 comporte une tête cylindrique 52 de diamètre inférieur à celui de l'enveloppe cylindrique 53 de la pompe à vide et une tige métallique 54 de longueur sensiblement égale à celle de la pompe à vide et comportant, à son extrémité libre 55, une boucle 56 fixée par filetage.

La tête 52 de ce premier piston 51 comporte une gorge périphérique 57 dans laquelle est logé un joint d'étanchéité 58 assurant l'étanchéité entre ladite tête 52 de ce piston et une première partie tubulaire 61 du second piston. Le second piston 60 comporte ladite première partie 61 tubulaire comportant une base 62 à l'une de ses extrémités 63 et une seconde partie 64 annulaire externe à l'autre extrémité. Cette base 62 comporte une ouverture circulaire centrale 69 par laquelle passe la tige 54 du premier piston ainsi que des ouvertures d'aération circulaires 70. Le diamètre interne de la première partie tubulaire 61 est sensiblement égal au diamètre de la tête 52 du premier piston tandis que le diamètre externe de la seconde partie 64 est sensiblement égal au diamètre interne de l'enveloppe 53 de la pompe à vide. En outre, la surface périphérique externe 65 de la seconde partie 64 comporte une gorge 66 dans laquelle est logé un joint d'étanchéité 68 apte à assurer l'étanchéité entre cette seconde partie et ladite enveloppe cylindrique 53.

Un premier ressort 71 de rappel du premier piston 51 repose d'une part sur la face inférieure 72 de la tête 52 du premier piston et d'autre part sur la base 62 du second piston. L'enveloppe 53 de la pompe à vide comporte une base inférieure constituée par un couvercle 67 en forme de U qui se visse sur la surface périphérique externe 76 de l'enveloppe. Ce couvercle 67 comporte une ouverture circulaire centrale 79 par laquelle passe la tige 54 du premier piston 51 ainsi que des ouvertures d'aération circulaires 80. Un second ressort 73 de rappel du second piston 60 repose d'une part sur la face inférieure 74 de ladite seconde partie annulaire 64 du second piston 60 et 25 d'autre part sur la face interne 75 du couvercle 67.

Le fonctionnement du dispositif de fixation par ventouse permettant de suspendre une personne le long d'une paroi est le suivant. La ventouse pneumatique est plaquée contre la paroi contre laquelle le 30 dispositif doit être fixé. Si la hauteur à laquelle est plaquée la ventouse est supérieure à la distance séparant le haut de la ventouse au bas de l'étrier, il suffit alors à la personne de mettre le pied dans l'étrier et de lever l'autre jambe de façon que le poids du corps repose sur l'étrier. Le poids du corps exerce alors une force sur l'étrier en direction du sol, force qui se répercute sur le premier piston 51 qui s'abaisse provoquant alors une mise en dépression de l'air situé dans la première chambre de la pompe et donc, via le tube 8, de l'air situé à l'intérieur de la ventouse.

Cette dépression est suffisante pour maintenir la ventouse en place sans nécessiter de maintien de la part de l'utilisateur. Lorsque le premier piston 51 arrive en appui contre la base 62 du second piston, il l'entraîne en direction du couvercle, et ce jusqu'à ce que le poids du corps de la personne et la force générée par la dépression et exercée sur la tête du premier piston et sur la partie annulaire 64 s'équilibrent. A cet instant la personne peut rester suspendue sur l'étrier du dispositif de fixation par ventouse et les microfuites éventuelles sont compensées en permanence par un entraînement complémentaire du second piston par le premier en direction du couvercle 67. Des mesures ont montré que la force nécessaire à l'arrachage d'une ventouse maintenant une personne est au moins égal à trois fois le poids de cette personne. Par ailleurs le dispositif antiripage permet de maintenir la ventouse en position au départ de la dépression. Il suffit ensuite d'avoir un second dispositif comme celui décrit précédemment pour constituer un dispositif de locomotion par ventouses permettant de grimper sur des surfaces notamment verticales. Pour cela, il suffit, une fois que la personne est suspendue à l'aide du premier dispositif à ventouse, de plaquer la seconde ventouse et de positionner le second pied dans le second étrier et de transférer le poids du corps sur ce dernier étrier. Ainsi, la diminution du poids exercé sur le premier étrier engendre un accroissement de la pression dans la première chambre du premier dispositif jusqu'à, du fait de la force exercée par le second ressort de rappel, revenir à la pression atmosphérique lorsque plus aucune force n'est exercée par la personne sur le premier étrier. Par contre, simultanément la dépression augmente dans la première chambre du second dispositif jusqu'à ce que ledit transfert de poids soit terminé et qu'à cet instant le poids du corps de la personne et la force générée par la dépression et exercée sur la tête du premier piston et sur la partie annulaire 64 s'équilibrent. La figure 4 montre une autre variante de réalisation d'un dispositif de fixation par ventouse selon l'invention. Ce dispositif comporte une ventouse pneumatique 1 comportant une bride 24 sur sa face arrière, une pompe à vide 2 et un étrier 3, la pompe à vide 2 étant solidaire de l'étrier 3 par une première liaison mécanique 11 et de la ventouse par une seconde liaison mécanique 103 et par un tuyau 8. Cette seconde liaison mécanique 103 comporte une première partie rectiligne 104 dont l'une des extrémités 105 forme une articulation avec la bride 24 solidaire de la ventouse via un axe 101. Elle comporte aussi une seconde partie rectiligne 106 sur laquelle est fixé la pompe à vide 2. Cette partie comporte un taraudage permettant le passage de la tige 111 du vérin. Les premières et secondes parties rectilignes 104, 106 sont reliées par une troisième partie 112 en forme de U couché dont la base 109 comporte un tampon 110 en élastomère destiné à entrer en contact avec la paroi d'accrochage 100 et à générer des frottements entre la seconde liaison mécanique et la paroi et donc à reporter une partie du poids P sur la paroi. Ainsi, le plan vertical parallèle à la paroi et passant par l'axe 101 de l'articulation 98 et celui parallèle à la paroi et passant par le centre de gravité des forces dues aux poids de la pompe à vide, de l'étrier et de l'utilisateur, ce plan pouvant être assimilé comme passant par les premier moyens de liaison mécanique, sont décalés et la seconde liaison mécanique a une fonction de levier. Par ailleurs, une poignée 107 est fixée sur le dessus de la pompe à vide 2. Le fonctionnement de ce dispositif est le même que celui décrit dans le cadre de la figure 2. De plus, là encore, la seconde liaison mécanique 103 a une fonction de levier et le tampon 110 en élastomère à une fonction de pivot. La force verticale correspondant au poids P de la pompe, de l'étrier et de l'utilisateur, est transformée par le levier et le pivot en une force F exercée sur l'axe 101 de l'articulation 98 perpendiculaire au plan de la paroi, donc, dans ce cas de figure, horizontale et en une force s'exerçant sur la paroi via ledit tampon. Il n'y ainsi plus de risque de ripage de la ventouse. En outre, comme une partie du poids est reporté sur la paroi via ledit tampon 110. Par conséquent, par rapport à un dispositif selon le brevet chinois susmentionné, un dispositif selon l'invention pourra comporter des ventouse plus petites ou une et/ou une pompe à vide moins encombrante, donc un dispositif global moins encombrant.

5 La figure 6 présente une variante de réalisation de la figure 5 dans laquelle la pompe à vide est fixée sous la deuxième partie 106 de la seconde liaison mécanique 103 via une articulation 108 tandis que la poignée 107 est fixée sur la première partie 104 de la seconde liaison mécanique 103. Bien évidemment, de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi l'étrier peut être remplacé par un crochet en fonction de l'utilisation.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de fixation par ventouse apte notamment à permettre la suspension d'une personne en position fixe contre une paroi et comportant une ventouse pneumatique (1), une pompe à vide (2) et un étrier (3), la pompe à vide (2) étant solidaire de l'étrier (3) par une première liaison mécanique (11) et de la ventouse par une seconde liaison mécanique (28), caractérisé en qu'il comporte un dispositif anti-ripage.

2: Dispositif selon la revendication 1, caractérisé -'en de que la seconde liaison mécanique est solidarisée à la ventouse par une articulation.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le plan d'accrochage de dispositif anti-ripage comporte d'une part un levier et, d'autre part, un pivot, ce dernier étant apte à entrer en contact avec ladite paroi.

4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'articulation comporte un axe de rotation et en ce que lorsque la surface d'accrochage de la ventouse et ledit pivot sont dans un même premier plan, le plan parallèle audit premier plan et passant par l'axe de rotation de l'articulation et le plan parallèle audit premier plan et passant par ladite première liaison mécanique sont décalés.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde liaison mécanique est constituée d'au moins un levier (40) solidaire d'un élément ou d'une branche 45 se terminant en pointe ou apte à supporter un élément en forme de pointe, ou de tampon, l'extrémité de cette branche ou de cet élément étant apte à être positionnée sous la ventouse et dans le plan de cette dernière et apte à entrer en contact avec la paroi selon une direction Y inclinée vers le bas par rapport à l'horizontale lorsque la ventouse est fixée sur une paroi verticale.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde liaison mécanique comporte une partie en forme de U couché dont la base comporte une pointe ou est apte à supporter un élément en forme de_ pointe, ou de tampon, l'extrémité de cette pointe ou ce tampon étant- apte à être positionné sous la ventouse et dans le plan de cette derniere et apte a entrer en contact avec la paroi selon une direction Y inclinée vers le bas par"rapport à l'horizontale lorsque la ventouse est fixée sur une paroi verticale.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le matériau constitutif de ladite pointe ou du tampon est du tungstène ou de l'élastomère.

8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif anti-ripage comporte un support (45) possédant deux branches au bout de chacune desquelles est fixée une partie conique (46) se terminant en pointe (47).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pompe à vide (2) comporte un piston (50) double étage par exemple comportant un premier piston (51), comportant une tête de diamètre inférieur à celui de l'enveloppe et connecté par ladite première liaison mécanique à l'étrier, et un second piston (60) comportant notamment une surface externe de diamètre sensiblement égal au diamètre interne de l'enveloppe et apte à assurer l'étanchéité avec cette dernière et une surface interne de diamètre sensiblement égal au diamètre externe de la tête du premier piston (51), cette dernière étant apte à assurer l'étanchéité avec ladite surface interne du second piston (60).

10. Dispositif de locomotion par ventouses comportant deux dispositifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.