Kości mechaniczne– budowa i działanie

Budowa kości mechanicznych (camów wspinaczkowych)

Kości mechaniczne (camy) to jeden z najważniejszych elementów asekuracji we wspinaczce tradowej. Umożliwiają szybkie i skuteczne zakładanie punktów w rysach skalnych, znacząco zwiększając bezpieczeństwo wspinacza. W tym artykule poznasz ich budowę oraz zasadę działania.

Nazewnictwo i podstawy działania camów

Zwyczajowo kości mechaniczne nazywane są friendami. Friend to nazwa zastrzeżona przez producenta pierwszych kości mechanicznych – firmę Wild Country – i w sensie dosłownym oznacza konkretny produkt.

Nazwa pierwszych kości mechanicznych Friend do tego stopnia się upowszechniła, że wspinacze używają jej niezależnie od tego, jakiej produkcji mają kość mechaniczną. Friend, podobnie jak Adidas, stał się oznaczeniem rodzajowym (generycznym), a ochrona tej nazwy jest dziś ograniczona.[1]

W dalszej części artykułu, aby unikać wprowadzania w błąd przy omawianiu różnych marek, używana będzie nazwa Cam (krzywka po angielsku) wymiennie z określeniem kość mechaniczna. Oba określenia są stosowane w polskim środowisku wspinaczkowym zamiennie ze słowem friend.

Cam to urządzenia krzywkowe sprężynujące (SLCD – Spring Loaded Camming Devices). Wykorzystywany jest efekt mimośrodu, czyli skręcania, dzięki któremu krzywki rozpierają się w rysie. Mechanizm ten powoduje wzrost siły tarcia wraz ze wzrostem obciążenia, co ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa asekuracji i skuteczności działania sprzętu w realnych warunkach wspinaczkowych.

Pierwsze kości mechaniczne swoją budowę opierały na krzywkach zamontowanych na osi przytwierdzonej do aluminiowego płaskownika, który tworzył trzon spinający całość i wyznaczał miejsce do zapięcia liny za pomocą karabinka lub ekspresa. Były to konstrukcje proste, ale stanowiły punkt wyjścia dla dalszego rozwoju sprzętu asekuracyjnego.

Znaczącym usprawnieniem była konstrukcja dwuosiowa, opracowana przez firmę Chouinard (późniejszy Black Diamond). Montaż krzywek nastąpił nie na jednej, lecz na dwóch przeciwstawnych osiach. Zwiększył się zakres rys, w jakich kość może pracować, co było istotnym krokiem w rozwoju sprzętu wspinaczkowego. Umożliwiło to także pasywne użycie cama, tak jak używa się kości klinowej, co zwiększyło jego uniwersalność i zakres zastosowań.

Równie sporym ulepszeniem był montaż osi i krzywek na drucianym trzonie zamiast aluminiowego płaskownika. Płaskownik nie mógł opierać się o skałę – siły łamiące niszczyły w takim ustawieniu frienda. Wciąż producenci nie zalecają montażu camów w taki sposób, aby trzon opierał się o skałę, jednak dopuszczają takie zastosowanie w określonych sytuacjach.

Obecnie niemal całkowicie zaprzestano produkcji camów z aluminiowym trzonem (wyjątek: Alternative Current Angel Cam o zupełnie odmiennej budowie – omówienie w dalszej części przy opisie marek i produktów). W praktyce oznacza to, że współczesne camy są konstrukcjami bardziej odpornymi i lepiej przystosowanymi do dynamicznych obciążeń.

Czytaj więcej: Jak powstały kości mechaniczne? Historia camów

Krzywki – kluczowy element działania cama

Kość mechaniczna składa się z czterech bądź trzech krzywek. Krzywki te, po dopasowaniu cama do rysy, zakleszczają się i nie przesuwają w kierunku działających sił, ponieważ wykorzystywany jest mimośród, który wraz z obciążeniem dociska ścianki krzywek do powierzchni rysy.

W większości camów krzywki są cztery – dwie z jednej strony i dwie z przeciwnej. Krzywki z jednej strony ustawione są po bokach, a krzywki przeciwstawne leżą w środku. Taki układ zapewnia stabilność oraz równomierne rozłożenie sił, co ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa wspinacza.

Występuje również wersja trzykrzywkowa (TCU – Three Cam Units), obecnie produkowana tylko przez Metolius (model TCU Cam i Offset TCU Cam) oraz Kouba Friend Manta (3 najmniejsze rozmiary). Rozstawienie krzywek jest identyczne jak w camach czterokrzywkowych – jedna krzywka znajduje się pomiędzy krzywkami przeciwnej strony.

Producenci wzbogacają krzywki o nacięcia i wyżłobienia, których celem jest zwiększenie tarcia o powierzchnię rysy. Występują także wersje krzywek zupełnie gładkich, szczególnie w małych rozmiarach kości mechanicznych.

Ciekawym rozwiązaniem są oznaczenia kolorystyczne po bokach krzywek, których zadaniem jest wskazanie optymalnego zakresu pracy (np. Metolius). Ułatwia to szybkie dopasowanie sprzętu podczas wspinaczki i ogranicza ryzyko błędnego osadzenia.

Krzywki pomiędzy produktami różnych marek nieznacznie różnią się kątem ugięcia pracującej ścianki (szczególnym wyjątkiem jest Totem Cam – omówienie w dziale dotyczącym modeli). Kąt ten jest zbliżony do pierwszych camów, czyli Friendów, i wynosi około 13,75° (spirala logarytmiczna). Wczesne prototypy Raya Jardine’a miały w niektórych przypadkach kąt około 15°.

Krzywki wykonane są z aluminium, ponieważ stal jest zbyt ciężka, zbyt śliska i bardziej podatna na korozję. W firmie Wild Country stosowany jest stop aluminium 7075-T6 oraz 6061-T6. U większości producentów są to informacje zastrzeżone.

Generalnie określane jest to jako „aluminium lotnicze”, co brzmi marketingowo bardzo solidnie i profesjonalnie, choć nie istnieje żaden stop o takiej nazwie – jest to po prostu wysokowytrzymały stop aluminium.

---

Oś – najbardziej obciążony element konstrukcji

Krzywki spięte są za pomocą jednej lub dwóch osi wykonanych z wysokowytrzymałej stali, najczęściej nierdzewnej. Jest to najbardziej krytyczny element konstrukcyjny.

Oś lub osie poddane są bardzo dużym obciążeniom:

• głównie na ścinanie,
• także na zginanie (przy nierównym obciążeniu krzywek),
• oraz zmęczeniu materiałowemu (wielokrotne mikroruchy).

Z punktu widzenia bezpieczeństwa jest to element kluczowy – jego uszkodzenie oznacza utratę funkcjonalności całego urządzenia.

---

Trzon – przenoszenie sił i praca w rysie

Kolejnym ważnym elementem camów jest trzon, który przenosi wszystkie siły asekuracyjne z krzywek na linę. Oryginalnie w pierwszych Friendach był to płaskownik aluminiowy. Po czasie został zastąpiony wielodrutową linką nierdzewną, często w połączeniu z osłoną z tworzywa sztucznego.

Elastyczna linka ma za zadanie pracować w zgięciu i skręcie. W większości przypadków trzon przymocowany jest bezpośrednio do osi pomiędzy krzywkami lub po bokach.

Wyjątkiem jest:

• Totem Cam – trzon zamontowany bezpośrednio do każdej krzywki,
• Angel Cam – konstrukcja całkowicie odmienna.

Funkcją trzonu jest:

• przenoszenie obciążenia osiowego (upadek),
• znoszenie zginania i skręcania,
• częściowe tłumienie energii.

---

Spust i cyngiel – sterowanie krzywkami

Spust to kluczowy element wraz z cynglem, służący do sterowania krzywkami. Spust jest plastikowy lub aluminiowy i połączony za pomocą cienkich linek (cięgieł) z krzywkami.

Palce wskazujące łapią za cyngiel, a kciuk opiera się o spust. Ściśnięcie powoduje maksymalne zamknięcie krzywek, co umożliwia włożenie kości do rysy. Po puszczeniu cyngla sprężyny powodują ponowne rozwarcie krzywek i ich zakleszczenie w rysie.

---

Taśma i punkt wpięcia

Na końcu cama znajduje się taśma (najczęściej Dyneema®), zaczepiona w okolicy cyngla. Jest to pojedyncza taśma, czasem złożona podwójnie.

Celem taśmy jest:

• wydłużenie punktu wpięcia,
• umożliwienie użycia ekspresa,
• ograniczenie niekorzystnego ustawienia sprzętu.

Dawniej stosowano taśmy poliamidowe, obecnie dominuje Dyneema ze względu na lepszy stosunek wytrzymałości do masy.

---

Oznaczenia i zakresy

Wszystkie camy mają nadaną numerację i kolory, które ułatwiają szybki dobór odpowiedniego rozmiaru w trakcie wspinaczki.

Wyjątkiem jest Metolius Supercam, który występuje w trzech rozmiarach (mały, średni, duży) bez numeracji.

Systemy oznaczeń są indywidualne dla producentów i zazwyczaj nie są spójne między markami, co ma znaczenie przy kompletowaniu zestawu sprzętu.

[1] W prawie znaków towarowych istnieje zjawisko utraty odróżniającego charakteru. Dzieje się tak gdy nazwa zaczyna być powszechnie używana jako nazwa rodzaju produktu. Przez użytkowników, instruktorów i producentów a właściciel znaku nie jest w stanie skutecznie tego powstrzymać (analogicznie: adidasy, termos, żyletka, jeep) W takiej sytuacji znak nie może już dawać monopolu na samo słowo w znaczeniu opisowym. Przykładowo kości mechaniczne firmy Kouba w dwóch modelach nazywają się: Friend Manta i Friend Flex.

Jak działa kość mechaniczna (cam)?

Kość mechaniczna działa na zasadzie mimośrodu, czyli specjalnego kształtu krzywek, które rozpierają się w rysie. Wraz ze wzrostem obciążenia zwiększa się siła tarcia, co powoduje stabilne zakleszczenie sprzętu w skale.

Czy camy są bezpieczne?

Tak, pod warunkiem prawidłowego osadzenia. Kluczowe znaczenie ma:

• odpowiedni rozmiar,
• właściwe ustawienie krzywek,
• stabilna rysa.

Nieprawidłowo osadzony cam może się wysunąć.

Ile krzywek ma kość mechaniczna?

Najczęściej 4 krzywki, rzadziej 3 (TCU).
Camy czterokrzywkowe są bardziej stabilne, natomiast trzykrzywkowe lepiej sprawdzają się w krótkich rysach.

Co oznaczają kolory camów?

Kolory pomagają szybko rozpoznać rozmiar.
Nie ma jednak pełnej standaryzacji między producentami, choć wiele firm stosuje podobny schemat kolorów dla rozmiarów jak u innych firm.

Jaki jest optymalny zakres pracy cama?

Najlepiej, gdy krzywki pracują w środkowym zakresie (nie są ani całkowicie zamknięte, ani otwarte).
Zwiększa to siłę trzymania i bezpieczeństwo.

Z jakiego materiału wykonane są camy?

Najczęściej z wysokowytrzymałych stopów aluminium (np. 7075-T6) oraz stali nierdzewnej (oś).
Materiały te zapewniają dobry balans między wagą a wytrzymałością.

Czytaj więcej: Kości mechaniczne – przegląd modeli i producentów

Czytaj więcej: Jak powstały kości mechaniczne? Historia camów

Czytaj więcej: Normy, kości mechaniczne (camy) – UIAA 125 i EN 12276

Czytaj więcej: Osadzanie kości mechanicznych – jak poprawnie zakładać camy

Czytaj więcej: Konserwacja kości mechanicznych – czyszczenie i kontrola camów

Czytaj więcej: Normy, kości mechaniczne (camy) – UIAA 125 i EN 12276