אמצעי חיכוך

מתוך Climbing_Encyclopedia
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מכשיר חיכוך מאסיבי במיוחד

אמצעי חיכוך (באנגלית: Friction device או belay device, לפי השימוש) הינו מתקן, מתכתי בד"כ, המשמש לאיבטוח ולגלישה. אמצעי חיכוך מאלץ את החבל לעבור בו במסלול המאפשר לווסת את כמות החיכוך, וכך את מהירות מעבר החבל. ניתן לחלק את אמצעי החיכוך למספר קבוצות: דמויי שמינית, דמויי שטיכט, ננעלים אוטומטית פשוטים לשני חבלים כמו גיגי, TRE וגלובוס וננעלים אוטומטית מורכבים לחבל יחיד כמו גריגרי, סינץ', סאם וסטופ, ואמצעים אחרים הננעלים אוטומטית ועוד כל מיני כמו סולם, טיובה ורובוט.

מאז ומתמיד השתמשו בחבלים לצורך מעבר מכשולי גובה כמו: ירידה לבורות מים לצורך ניקוי ותחזוקה, חציבה במכרות, חיפוש מזון ובניה. השיטות בהן השתמשו בחבלים לצורך ירידה היו: כוח ידיים, מדרגה בחבל וגלישה על ידי ליפוף החבל סביב הגוף. שיטות אלו היו בשימוש עד למאה העשרים אצל מטפסים בטיפוס על הרים ובירידה מהם. ברבע הראשון של המאה העשרים החל שימוש אינטנסיבי במתכות בתחום הטיפוס והגלישה ואז התחיל עידן חדש. אמצעי החיכוך הומצאו, הלכו והתפתחו מהקשר האיטלקי ועד למגוון רב של אמצעים בעלי נעילה אוטומטית הנמצאים בשימוש כה רב כיום.

את אמצעי האבטוח והגלישה אפשר לחלק לקבוצות על פי קריטריונים שונים, לדוגמה: חברות המייצרות אותם, משקל, צורה, אם הם עשויים מחלק אחד או מס' חלקים ואם יש בהם חלקים זזים. חלוקה נוספת, שמציגה הבדל משמעותי היא אמצעים בעלי נעילה אוטומטית לעומת כאלה ללא נעילה כזו.

אמצעי חיכוך שונים מתאימים לשימושים שונים במידה שונה. כך ניתן למצוא אמצעים המתאימים יותר לגלישה, אבטחה מלמעלה, אבטחה בטופ-רופ או בהובלה, אבטחה דינאמית ועוד. ניתן בדרך כלל, להשתמש באמצעים שנועדו במקור לאבטחה בטיפוס, גם כאמצעי גלישה. לעומת זאת, אמצעים שנועדו לגלישה או לחילוץ, אינם יכולים לשמש כאמצעי איבטוח במרבית המקרים. זה נכון לדוגמה עבור טיובה, ID, סטופ, סולם, עומר, דאבל סטופ ועוד.

אמצעי חיכוך מאולתרים

ניתן לאלתר אמצעי חיכוך ממגוון רב של מכשירים אחרים, למעשה, כל עמוד עגון שמלפפים עלין חבל הופך לאמצעי חיכוך. בקטגוריה זו לא נביא עמודים, כמובן, אלא אילתורים לאמצעי חיכוך שאפשר ליצור מציוד שנמצא ממילא על הרתמה, בעיקר טבעות.

Munter.jpg
Binerbrake.jpg
Biner coil.jpg
קשר איטלקי מחכך טבעות ליפופים על טבעת

אמצעי חיכוך הדומים לשמינית

שמינית היא אמצעי חיכוך שהיה פופולרי והופך פחות ופחות אצל מטפסים, אם כי לטיולי קניונינג הוא עדיין בשימוש רב. השם בא בעקבות הצורה: הספרה שמונה. עיגול קטן אליו מתחברת הטבעת של הרתמה (או התחנה) ועיגול גדול שבו מעבירים את החבל. ניתן באותה צורה להעביר גם שני חבלים.

בשמינית קל לווסת את כמות החיכוך במעבר החבל באמצעי החיכוך, אבל תמיד יש חיכוך, וגם במצב בו החיכוך מקסימאלי החבל לא נעול. שמיניות לסוגיהן מתאימות יותר לגלישה ופחות לאיבטוח.

בגלל הצורה בה זורם החבל בשמינית, ובגלל החיכוך, הקיים תמיד בזמן מעבר החבל באמצעי חיכוך, השימוש בשמינית מפתל מאד את החבל. גם בגלישה, כאשר יש מתח על החבל, וגם באיבטוח בטיפוס, כאשר רוב הזמן אין מתח על החבל, החבל מתפתל, ועם הזמן הופך לפחות נוח לשימוש.

Figure 8.jpg
Job.jpg
Logic.jpg
שמינית ג'וב לוג'יק/תשיעית

אמצעי חיכוך הדומים לשטיכט

השטיכט הינו הותיק ביותר מאמצעי החיכוך בקבוצה זו, ולמרות שהיה פופולארי מאד בזמנו, הוא מפנה את מקומו במהירות לאביזרים האחרים הפועלים על אותו העיקרון אך בעלי גיאומטריה משופרת. באמצעים אלה החיכוך מתרכז ברובו באיזור מצומצם ובכיפוף חד של החבל. לחבל העובר באמצעי חיכוך כזה שני מצבים: פתוח ונעול. במצב הראשון החבל זורם בחופשיות דרך אמצעי החיכוך כמעט ללא חיכוך. במצב זה ניתן לתת או לקחת חבל בקלות רבה והכח המושקע בפעולות אלה כדי להתגבר על החיכוך הינו זניח.

במצב השני מופעל חיכוך גדול מאד והחבל עוצר באמצעי החיכוך. במצב כזה ניתן בהפעלת כח קטן יחסית, של היד המושכת בחבל, לעצור את זרימת החבל ולמעשה את הגלישה או את נפילתו של מטפס הקשור לחבל. אמצעי חיכוך כאלו טובים במיוחד לאיבטוח בהובלה ובטופ- רופ, כי מחד, קל לתת ולקחת חבל במהירות במצב בו אין חיכוך כמעט, ומאידך, קל לבלום משיכות חזקות בחבל (כמו נפילה) במצב בו החיכוך גדול. אביזרים אלו טובים פחות לגלישה בגלל האופי הבינארי שלהם. אותה התכונה ההופכת אותם למתאימים לאיבטוח, גורמת לגולש בעזרתם שירד בקפיצות (או כן גולש, ללא חיכוך, או לא גולש כלל), גלישה שאינה טובה בגלל העומסים הגדולים יותר המתפתחים על העגינות.

מטפסים בכל העולם מעדיפים יותר ויותר אמצעי חיכוך מן הקבוצה הזו מכיוון שהאיבטוח הינו חיוני לטיפוס בטוח, ולעומת זאת בכל מקרה בו ניתן להימנע מגלישה, עושים זאת. בנוסף, הקושי בגלישה הוא בעיקר של נוחות ולא של בטיחות. לכן התכונה החשובה יותר למטפסים באמצעי חיכוך היא זו הקשורה לאיבטוח. עדיפים אמצעי החיכוך המודרניים כגון ה-ATC או הטיובר על השטיכט הישן יותר.

אמצעי חיכוך מסוג זה אינם מפתלים את החבל במידה משמעותית בזמן איבטוח, כאשר החבל העובר בהם הינו רפוי. לעומת זאת, בזמן גלישה או הורדה של משקל על החבל, תוך שימוש באמצעי חיכוך כזה, החבל מתפתל מעט, ומידת הפיתול תלויה תלות חזקה בגיאומטריה של אמצעי החיכוך.

Sticht.jpg
Tuber.jpg
Sheriff.jpg
ATC.jpg
VCnotpro.jpg
שטיכט טיובר שריף ATC VC


ATCXP.jpg
Jaws.jpg
B52.jpg
SBG.jpg
ATC-XP Jaws B-52 SBG

אמצעי חיכוך ננעלים אוטומטית לחבל יחיד

בקבוצה זו אמצעי חיכוך המיועדים לאיבטוח בהובלה ספורטיבית, ואינם מתאימים להובלה טבעית או לטיפוס אלפיני. מכשירים מקבוצה זו אמורים להזרים חבל באופן חלק ככל האפשר בזמן טיפוס, ולהינעל באופן אוטומטי תוך כדי נפילה של המוביל.

בתת הקבוצה הראשונה מכשירים מורכבים מכאנית, בעלי חלקים זזים. שלשת המכשירים המוכרים הם גריגרי (של Petzl), סאם (של Faders) וסינץ' (של Trango), אבל יש עוד כמה, למשל אדי, של אדלריד. הם ממלאים פונקציה דומה ונבדלים זה מה בפרטים. בכל מקרה, אין כאן המלצה ישירה לאחד מהם, אלא נסיון לרכז את הנתונים הרלוונטיים, וכל מטפס ייאלץ להחליט לעצמו...

בתת הקבוצה השניה מכשירים פשוטים יותר, ללא קפיצים, צירים או חלקים נעים. כאן ניתן למצוא את היויו של Camp, Antz של Salewa ועוד.

Grigri.jpg
Sum.jpg
Cinch.jpg
Eddy closed.jpg
גריגרי סאם סינץ' אדי


Yoyo.jpg
SRC.jpg
Sweet.jpg
Antz.jpg
Smart.jpg
יויו SRC סוויט Antz סמארט


אמצעי חיכוך ננעלים אוטומטית לחבל כפול

Gigi.jpg
Magic.jpg
גיגי מאג'יק


ATCguide.jpg
Reverso.jpg
Reversino.jpg
Ghost.jpg
Guide.jpg
ATC-Guide רברסו רברסינו גוסט גייד


Toucan.jpg
TRE1.jpg
Globus.jpg
Cassin GTC.jpg
טוקאן TRE גלובוס PIU/GTC


אמצעי חיכוך להגלשה, עבודה וחילוץ

Stop.jpg
Robot.jpg
Petzl rack.jpg
Tuba.jpg
Closed ID.jpg
סטופ רובוט סולם טיובה ID


Omer1.jpg
Doublestop.jpg
עומר דאבל סטופ

עקרונות פעולה

למרות השונות הרבה שיש בין אמצעי למשנהו כולם פועלים לפי עקרונות זהים:

מרבית אמצעי החיכוך משמשים לשתי מטרות. הראשונה היא אבטחה בטיפוס, שיש בה זרימה של החבל לשני הכיוונים (בזמן שנותנים חבל ובזמן שמצמצמים את הסלאק). המטרה השנייה היא גלישה, שמצריכה זרימה של החבל לכיוון אחד בלבד (בזמן הגלישה).

קיימים גם אמצעי חיכוך ייעודיים המשמשים בעבודות חילוץ (טיובה) ותעשיה (ID), שימושים צבאיים (עומר) ועוד.

קיימים אמצעי חיכוך המבוססים על נעילה של החבל. חלקם, כמו גיגי, גלובוס, טוקאן, רברסו ועוד, נועלים את החבל על עצמו. אחרים, כמו גריגרי, סאם ועוד, נועלים את החבל בין שני חלקים נעים של אמצעי החיכוך.

המכניקה של אמצעי החיכוך והגלישה

אופן הפעולה של רובם המכריע של אמצעי החיכוך מודגם יפה על ידי חבל המלופף על תוף. כדי להבין זאת נסתכל על כוח החיכוך על אלמנט אורך חבל על תוף.

(תזכורת קצרה: כוח החיכוך ניתן על ידי: [math]F_f=\mu F_N[/math]. כאשר: [math]\mu[/math] הוא מקדם החיכוך והוא תכונה של שני החמרים של הגופים הבאים במגע, ו [math]F_N[/math], הכוח הנורמלי, הוא הכוח הניצב למישור המגע בין שני הגופים).

הרעיון של אמצעי החיכוך הוא לגרום לחבל להפעיל כוח בניצב לאביזר, וכך ליצור כוח חיכוך. ככל שהחיכוך גדול יותר, כך נדרש להפעיל פחות כוח בהחזקת החבל. הדרך לעשות זאת היא ליצור "שבירה" של החבל סביב משהו: תוף, טבעת, עמוד, אמצעי חיכוך.

נושא זה הינו מעט מורכב, והוא מוסבר ביתר פירוט במאמר איך עובדים אמצעי חיכוך?

מה משפיע על החיכוך?

  • זווית השבירה של החבל באמצעי החיכוך: ככל שהשבירה חדה יותר - יהיה יותר חיכוך.
  • מספר החבלים שעוברים באמצעי: בשני חבלים יש יותר חיכוך מאשר בחבל אחד.
  • קוטר החבלים: ככל שהחבל עבה יותר, כך יותר חיכוך.

מבנה וייצור

בדומה לטבעות, מרבית אמצעי האבטוח והגלישה מיוצרים מסגסוגות שונות של אלומיניום כך שיהיו חזקים (במידת הצורך) וקלים. פרמטר שחשוב להתייחס אליו הוא מוליכות החום, כלומר היכולת של המתכת לפזר חום. אם פיזור החום אינו טוב, כמות חום גדולה שאינה מתפזרת, למשל בזמן שימוש ארוך (גלישה ארוכה, למשל) יכולה להביא את האמצעי לטמפרטורה מאוד גבוהה. במקרים קיצוניים, הטמפרטורה בנקודות המגע עם החבל עשויה להיות גבוהה מנקודת ההתכה של החבל. מתכת בעלת יכולת מוליכות חום טובה תשפר את פיזור החום.

מבנה

את יכולת פיזור החום של אמצעי חיכוך ניתן לשפר גם על ידי גיאומטריה. ככל שהיחס בין שטח המעטפת (הפתוח לאוויר ופולט חום) לבין הנפח (האוגר את החום) יהיה גדול, האמצעי יתחמם פחות, או למעשה, יתקרר יותר מהר. לשם כך יוצרו מספר אמצעים עם "צלעות קירור", כמו טיובר, למשל.

אלומיניום

אלומיניום מצטיין במשקלו המועט, הוא מוליך חום טוב אבל הוא לא מספיק חזק ולכן בעבר לא היו משתמשים באלומיניום אלא בפלדה שהיא מתכת חזקה הרבה יותר אבל גם הרבה יותר כבדה.

סגסוגת היא תערובת מתכות, אשר אינה נוטה להיפרד בנקל. אטומי כל מתכת מסודרים עדיין בגרעינים שלמים בתוך הסגסוגת. גרעיני המתכת מהווים גבישים זעירים, שבתוכם דומה מבנה המתכת למבנה הרגיל שלה, כאשר היא טהורה. אך הגרעינים משולבים אלה באלה במבנה חזק ויציב. סגסוגות מיוצרות כדי לקבל מתכת בעלת תכונות ספציפיות לצרכים שונים כמו מוליכות חום טובה יותר, צפיפות נמוכה יותר, נקודות היתוך גבוהות או נמוכות ועוד...

סגסוג האלומיניום עם כמויות קטנות של מתכות אחרות ועיבודו בחום יצרו מתכת חדשה שכללה את תכונות האלומיניום החשובות (קל משקל ומוליך חום) וחיזק אותה במידה רבה.

החלו להשתמש סגסוגות של אלומיניום נותנות המענה טוב לשלוש הדרישות. אמצעים מודרניים מסגסוגות אלומיניום הם קלים, חזקים מספיק ומוליכים חום בצורה טובה.

רוב הסגסוגות נוצרות ע"י התכת המתכות ביחד אולם ישנן סגסוגות הנוצרות בשיטה חשמלית כימית או ע"י ערבוב אבקות ודחיסתן.

חוזק המשיכה של אלומיניום טהור- 900 ק"ג לסמ"ר.

חוזק המשיכה של סגסוגת אלומיניום (S75) מגיע ל- 6160 ק"ג לסמ"ר.

המעבר לשימוש בסגסוגות אלומיניום משימוש בפלדה היווה מעין מהפך וקפיצת דרך בתחום הטג"ח. הסיבה שהחלו להשתמש בסגסוגות האלומיניום היקרות והפחיתו את השימוש בפלדה היא יחסי המשקל לחוזק של סגסוגות האלומיניום לעומת הפלדה.

אלומיניום: סימן כימי: AL משקל סגולי: 2.71 גרם לסמ"ק

ברזל: סימן כימי:FE משקל סגולי: 7.8 גרם לסמ"ק

יחס המשקל לחוזק משיכה בסגסוגות אלומיניום מגיע ל- 1/1825 ק"ג לסמ"ר

יחס המשקל לחוזק משיכה בפלדה הוא רק- 1/472 ק"ג לסמ"ר

ניתן לראות כי ההבדל בין יחס המשקל לחוזק של סגסוגות אלומיניום לעומת הפלדה הוא משמעותי. מכיוון שמעדיפים טבעות קלות וחזקות, סגסוגות האלומיניום הפכו לחומר העיקרי (נשאלת השאלה אם אין מתכות קלות יותר וחזקות מספיק לשימוש זה, אבל זהו דיון אחר שבו משחקים גורמים נוספים: כלכליים, היסטוריים ועוד).

ישנם אמצעי חיכוך וגלישה שבנויים כך שכל העומס שמופעל על החבל עובר דרכם והם משמשים, בנוסף להיותם אמצעי חיכוך וגלישה, כחוליה המקשרת בין החבל לגולש ולכן אמצעים אלו צריכים להיות מספיק חזקים בכדי לשאת עומסים גבוהים (GRIGRI, ID, RACK) ובגלל זה העדיפו להשתמש בסגסוגות האלומיניום שהן חזקות וקלות.

סוגים שונים

ניתן לחלק בחלוקה גסה את אמצעי החיכוך למספר קבוצות, על פי השימוש, כמות החיכוך והגיאומטריה. החלוקה הפשוטה ביותר תהיה לאמצעי חיכוך וגלישה פשוטים וכאלה עם נעילה אוטומטית. אמצעים פשוטים יהיו ללא נעילה אוטומטית, כמובן.

אמצעי חיכוך וגלישה עם נעילה אוטומטית הם בדרך כלל גדולים וכבדים יותר, יהיו להם חלקים זזים לצורך הכנסת החבל לאמצעי ומנגנון הנעילה שלהם. אמצעים אלה ינעלו ע"י לחיצה של החבל שדוחף פלטת מתכת שתלחץ על עצמו וכך החבל ייעצר ויפסיק לזרום. לאמצעים אלה תהיה מחוברת ידית חיצונית שבעזרתה נוכל לדחוף את פלטת המתכת נגד כיוון הנעילה וכך לשחרר אותה ולהמשיך לגלוש או להגליש. באמצעים אלו העברת החבל הינה קריטית ויש לוודא גם ע"י מבט בשרטוט על גוף האמצעי וגם ע"י בדיקת פעולת האמצעי שננעל בכיוון הנכון שהחבל עובר כראוי.

STUPID PROOF – מנגנון הגנה שמגבה טעות של אי ידיעה בחיבור האמצעי.

PANIC PROOF – מנגנון הגנה שמגבה טעות הנגרמת מפאניקה כמו עזיבה של החבל או לחיצה חזקה על המנוף.

ביבליוגרפיה

THE MECHANICS OF FRICTION IN ROPE RESCUE

ROPE ACCESS EQUIPMENT THE BACK UP SAFETY SYSTEM

CLIMBING.COM

ROCKANDICE.COM

PETZL.COM

KONG.IT

מדריך לאינג'ניר בעריכת פרופ' ש.אטינגן

ספר מערכי שיעור טיפוס גלישה וחילוץ

אביזרי חיכוך, מאמר של גיל אוורבוך, מדור טג"ח, 2005

קישורים חיצוניים

אוסף מדהים של אמצעי חיכוך ואביזרים שונים

השוואה בין אמצעי חיכוך שונים - בגרמנית


תרמו לדף זה: מיכה יניב, גיל אברבוך ואחרים...